第十章氣相色譜法課件

第三章高效液相色譜法

HighPerformanceLiquidChromatography

分析化學（儀器分析部分）

第三章高效液相色譜法

HighPerformance3-1高效液相色譜特點與儀器3-2基本原理與主要分離類型3-3固定相與流動相3-4影響分離的因素3-5離子色譜法目錄3-1高效液相色譜特點與儀器目錄3-1-1高效液相色譜儀3-1-2高效液相色譜法的特點3-1-3流程及主要部件3-1高效液相色譜特點與儀器3-1-1高效液相色譜儀3-1高效液相色譜特點與儀器3-1-1高效液相色譜儀3-1-1高效液相色譜儀第十章氣相色譜法課件第十章氣相色譜法課件第十章氣相色譜法課件第十章氣相色譜法課件3-1-2高效液相色譜法的特點

特點：高壓、高效、高速高沸點、熱不穩(wěn)定有機及生化試樣的高效分離分析方法。3-1-2高效液相色譜法的特點特點：高壓、高效、3-1-3流程及主要部件1.流程3-1-3流程及主要部件1.流程2.主要部件(1)高壓輸液泵主要部件之一，壓力：150～350×105Pa。為了獲得高柱效而使用粒度很小的固定相（<10m），液體的流動相高速通過時，將產(chǎn)生很高的壓力，因此高壓、高速是高效液相色譜的特點之一。應具有壓力平穩(wěn)、脈沖小、流量穩(wěn)定可調(diào)、耐腐蝕等特性2.主要部件(1)高壓輸液泵(2)梯度淋洗裝置外梯度:

利用兩臺高壓輸液泵，將兩種不同極性的溶劑按一定的比例送入梯度混合室，混合后進入色譜柱。內(nèi)梯度:

一臺高壓泵,通過比例調(diào)節(jié)閥,將兩種或多種不同極性的溶劑按一定的比例抽入高壓泵中混合。(2)梯度淋洗裝置外梯度:(3)進樣裝置

流路中為高壓力工作狀態(tài)，通常使用耐高壓的六通閥進樣裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示：(3)進樣裝置流路中為高壓力工作狀態(tài)，(4)高效分離柱

柱體為直型不銹鋼管，內(nèi)徑1～6mm，柱長5～40cm。發(fā)展趨勢是減小填料粒度和柱徑以提高柱效。(4)高效分離柱柱體為直型不銹鋼管，內(nèi)徑(5)液相色譜檢測器

a.紫外檢測器應用最廣，對大部分有機化合物有響應。特點：

靈敏度高；線形范圍高；流通池可做的很小（1mm×10mm，容積8uL）；對流動相的流速和溫度變化不敏感；波長可選，易于操作；可用于梯度洗脫。

(5)液相色譜檢測器a.紫外檢測器b.光電二極管陣列檢測器

紫外檢測器的重要進展；光電二極管陣列檢測器：1024個二極管陣列，各檢測特定波長，計算機快速處理，三維立體譜圖，如圖所示。b.光電二極管陣列檢測器紫外檢測器的重要c.示差折光檢測器

除紫外檢測器之外應用最多的檢測器；可連續(xù)檢測參比池和樣品池中流動相之間的折光指數(shù)差值。差值與濃度呈正比；

通用型檢測器（每種物質(zhì)具有不同的折光指數(shù)）；靈敏度低、對溫度敏感、不能用于梯度洗脫；偏轉(zhuǎn)式、反射式和干涉型三種；c.示差折光檢測器除紫外檢測器之外應用第十章氣相色譜法課件d.熒光檢測器

高靈敏度、高選擇性；對多環(huán)芳烴，維生素B、黃曲霉素、卟啉類化合物、農(nóng)藥、藥物、氨基酸、甾類化合物等有響應；激光誘導熒光(LIF)LaserInducedFluorescence體積小，適合毛細管柱d.熒光檢測器高靈敏度、高選擇性；3-2-1液-固吸附色譜3-2-2液-液分配色譜3-2基本原理與主要分離類型3-2-1液-固吸附色譜3-2基本原理與主要分離類型3-2-1液-固吸附色譜

liquid-solidadsorptionchromatography

固定相：固體吸附劑為，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑；

流動相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：組分在固定相吸附劑上的吸附與解吸；適用于分離相對分子質(zhì)量中等的油溶性試樣，對具有官能團的化合物和異構(gòu)體有較高選擇性；

缺點：非線形等溫吸附常引起峰的拖尾；3-2-1液-固吸附色譜

liquid-solidads3-2-2液-液分配色譜

liquid-liquidpartitionchromatography

固定相與流動相均為液體（互不相溶）；

基本原理：組分在固定相和流動相上的分配；

流動相：對于親水性固定液，采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定液的極性（正相normalphase），反之，流動相的極性大于固定液的極性（反相reversephase）。正相與反相的出峰順序相反；

固定相：早期涂漬固定液，固定液流失，較少采用；

化學鍵合固定相：（將各種不同基團通過化學反應鍵合到硅膠（擔體）表面的游離羥基上。

C-18柱（反相柱）。3-2-2液-液分配色譜

liquid-liquid3-3-1液相色譜固定相3-3-2液相色譜流動相3-3固定相與流動相3-3-1液相色譜固定相3-3固定相與流動相3-3-1液相色譜固定相

1.液-液分配及離子對分離固定相

（1）全多孔型擔體由氧化硅、氧化鋁、硅藻土等制成的多孔球體；早期采用100μm的大顆粒，表面涂漬固定液，性能不佳已不多見；現(xiàn)采用10μm以下的小顆粒，化學鍵合制備柱填料；

（2）表面多孔型擔體

（薄殼型微珠擔體）

30～40μm的玻璃微球，表面附著一層厚度為1～2μm的多孔硅膠。表面積小，柱容量底；3-3-1液相色譜固定相1.液-液分配及離子對分離固（3）化學鍵合固定相

化學鍵合固定相:目前應用最廣、性能最佳的固定相；

a.硅氧碳鍵型：≡Si—O—C

b.硅氧硅碳鍵型：≡Si—O—Si—

C

穩(wěn)定，耐水、耐光、耐有機溶劑，應用最廣；

c.硅碳鍵型：≡Si—Cd.硅氮鍵型：≡Si—N（3）化學鍵合固定相化學鍵合固定相:目前應用化學鍵合固定相的特點（1）傳質(zhì)快，表面無深凹陷，比一般液體固定相傳質(zhì)快；（2）壽命長，化學鍵合，無固定液流失，耐流動相沖擊；耐水、耐光、耐有機溶劑，穩(wěn)定；

（4）選擇性好，可鍵合不同官能團，提高選擇性；（5）有利于梯度洗脫；

存在著雙重分離機制：(鍵合基團的覆蓋率決定分離機理)高覆蓋率：分配為主；低覆蓋率：吸附為主；

化學鍵合固定相的特點（1）傳質(zhì)快，表面無深凹陷，比一般液體固

2.液-固吸附分離固定相

種類：硅膠、氧化鋁、分子篩、聚酰胺等；結(jié)構(gòu)類型：全多孔型和薄殼型；粒度：5～10μm；

2.液-固吸附分離固定相種類：硅膠、氧化鋁、3-3-2液相色譜流動相

1.流動相特性

（1）液相色譜的流動相又稱為：淋洗液，洗脫劑。流動相組成改變，極性改變，可顯著改變組分分離狀況；（2）親水性固定液常采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定相的極性，稱為正相液液色譜法，極性柱也稱正相柱。（3）若流動相的極性大于固定液的極性，則稱為反相液液色譜，非極性柱也稱為反相柱。組分在兩種類型分離柱上的出峰順序相反。3-3-2液相色譜流動相1.流動相特性2.流動相類別

按流動相組成分：單組分和多組分；按極性分：極性、弱極性、非極性；按使用方式分：固定組成淋洗和梯度淋洗。常用溶劑：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、水。采用二元或多元組合溶劑作為流動相可以靈活調(diào)節(jié)流動相的極性或增加選擇性，以改進分離或調(diào)整出峰時間。2.流動相類別按流動相組成分：單組分和多3.流動相選擇

在選擇溶劑時，溶劑的極性是選擇的重要依據(jù)。

采用正相液-液分配分離時：首先選擇中等極性溶劑，若組分的保留時間太短，降低溶劑極性，反之增加。也可在低極性溶劑中，逐漸增加其中的極性溶劑，使保留時間縮短。

常用溶劑的極性順序：

水(最大)>甲酰胺>乙腈>甲醇>乙醇>丙醇>丙酮>二氧六環(huán)>四氫呋喃>甲乙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>異丙醚>二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>環(huán)己烷>己烷>煤油(最小)3.流動相選擇在選擇溶劑時，溶劑的極性是選4.選擇流動相時應注意的幾個問題（1）盡量使用高純度試劑作流動相，防止微量雜質(zhì)長期累積損壞色譜柱和使檢測器噪聲增加。（2）避免流動相與固定相發(fā)生作用而使柱效下降或損壞柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶劑破壞氧化鋁固定相等。（3）試樣在流動相中應有適宜的溶解度，防止產(chǎn)生沉淀并在柱中沉積。（4）流動相同時還應滿足檢測器的要求。當使用紫外檢測器時，流動相不應有紫外吸收。4.選擇流動相時應注意的幾個問題（1）盡量使用高純度試劑作3-4-1影響分離的因素3-4-2分離類型的選擇3-4-3液相色譜的應用3-4-4液相制備色譜3-4影響分離的因素3-4-1影響分離的因素3-4影響分離的因素3-4-1影響分離的因素1.影響分離的因素與提高柱效的途徑

在高效液相色譜中,液體的擴散系數(shù)僅為氣體的萬分之一，則速率方程中的分子擴散項B/U較小，可以忽略不計，即：

H=A+Cu

故液相色譜H-u曲線與氣相色譜的形狀不同，如圖所示。3-4-1影響分離的因素1.影響分離的因素與提高柱效的

液體的黏度比氣體大一百倍，密度為氣體的一千倍，故降低傳質(zhì)阻力是提高柱效主要途徑。由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。

液相色譜中，不可能通過增加柱溫來改善傳質(zhì)。恒溫改變淋洗液組成、極性是改善分離的最直接的因素。液體的黏度比氣體大一百倍，密度為氣體的一千

2.流速

流速大于0.5cm/s時,H～u曲線是一段斜率不大的直線。降低流速，柱效提高不是很大。但在實際操作中，流量仍是一個調(diào)整分離度和出峰時間的重要可選擇參數(shù)。

3.固定相及分離柱氣相色譜中的固定液原則上都可以用于液相色譜，其選用原則與氣相色譜一樣。但在高效液相色譜中，分離柱的制備是一項技術要求非常高的工作，一般很少自行制備。2.流速流速大于0.5cm/s時,3-4-2分離類型選擇3-4-2分離類型選擇3-4-3HPLC的應用

1.環(huán)境中有機氯農(nóng)藥殘留量分析固定相：薄殼型硅膠(37～50m)

流動相：正己烷流速：1.5mL/min

色譜柱：50cm2.5mm(內(nèi)徑)