高效液相色谱原理第一讲课件.ppt
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1、高效液相色谱原理第一讲高效液相色谱原理第一讲第1页,此课件共54页哦一、色谱概述一、色谱概述二、高效液相色谱二、高效液相色谱(HPLC)(HPLC)三、几种主要的三、几种主要的HPLCHPLC四、四、HPLCHPLC特点、特点、流程流程及主要部件及主要部件第2页,此课件共54页哦 1.什么是色谱什么是色谱?色谱是色谱法的简称色谱是色谱法的简称(又叫色层法又叫色层法,层析法层析法),),其本质是其本质是一种分离分析方法一种分离分析方法常见的分离方法常见的分离方法l蒸馏蒸馏l离心离心l电泳电泳l过滤过滤l色谱色谱(目前最有效的分离方法目前最有效的分离方法)一、色谱概述一、色谱概述第3页,此课件共5
2、4页哦2.2.色谱法简介色谱法简介色谱法色谱法(Chromatography)溯源溯源 100多年前俄国植物学家多年前俄国植物学家Tswett分离植物色素时分离植物色素时采用的实验方法采用的实验方法 他将植物色素的他将植物色素的石油醚提取液石油醚提取液倒入装有倒入装有碳酸钙碳酸钙的的直立玻璃管直立玻璃管,再加入石油醚使其自由流下再加入石油醚使其自由流下,结果色素结果色素中各组份互相分离形成各种不同颜色的谱带中各组份互相分离形成各种不同颜色的谱带 Tswett用希腊语用希腊语chroma(色色)和和graphos(谱谱)描述他描述他的实验方法,即现在的的实验方法,即现在的Chromatograp
3、hy(色谱法色谱法)第4页,此课件共54页哦第5页,此课件共54页哦3.3.色谱法的发展色谱法的发展色谱法是一种现代的分离方法色谱法是一种现代的分离方法 1906年正式命名年正式命名20世纪世纪30年代开始广泛研究和应用年代开始广泛研究和应用高效液相色谱法的广泛应用始于高效液相色谱法的广泛应用始于20世纪世纪70年年代代第6页,此课件共54页哦4.4.色谱法原理色谱法原理色谱法的原理色谱法的原理利利用用混混合合物物中中各各组组份份在在不不同同的的两两相相(流流动动相相、固固定定相相)中中溶溶解解,分分配配,吸吸附附等等化化学学作作用用性性能能的的差差异异,当当流流动动相相中中所所携携带带的的混
4、混合合物物流流过固定相时,就会和固定相发生作用过固定相时,就会和固定相发生作用(力的作用力的作用)。由由于于混混合合物物中中各各组组分分在在性性质质和和结结构构上上有有差差异异,与与固固定定相相发发生生作作用用的的大大小小也也有有差差异异。因因此此,在在同同一一推推动动力力作作用用下下,不不同同组组分分在在固固定定相相中中的的滞滞留留时时间间有有长长有有短短,从从而而按按先先后后不不同同的的次次序从固定相中流出。序从固定相中流出。两两相相中中有有一一相相是是固固定定的的,叫叫作作固固定定相相(Stationary(Stationary Phase),Phase),有有一一相相是是流流动动的的,
5、称称为为流流动动相相(Mobile(Mobile Phase),Phase),流流动动相相又又叫叫洗洗脱脱剂剂,溶剂溶剂第7页,此课件共54页哦n相相(Phase):物物理理化化学学术术语语,特特指指在在某某一一系系统统中中,具具有有相相同同成成分分及及相相同同物物理理、化化学学性性质质的的均均匀匀物物质质部部分分。各各相相之之间间有有明明显可分的界面。显可分的界面。第8页,此课件共54页哦n 分离分离 分离分离是一个物理过程。是一个物理过程。固定相固定相(Stationary Phase)流动相流动相(Mobile Phase)进样进样(Injection)洗脱洗脱(Elution)相互作用
6、相互作用(Interaction)第9页,此课件共54页哦Temporal course淋洗液淋洗液色谱分离色谱分离第10页,此课件共54页哦5.5.色谱法的分类色谱法的分类(1)(1)按分离过程的机理分按分离过程的机理分:l吸附色谱吸附色谱(Absorption Chromatography)(Absorption Chromatography)l根根据据样样品品组组分分对对活活性性固固定定相相表表面面吸吸附附亲亲和和力力的的不不同同实现分离实现分离l分配色谱分配色谱(Partition Chromatography)(Partition Chromatography)l分分离离基基于于样样
7、品品组组分分在在固固定定相相和和流流动动相相中中的的溶溶解解度度(分分配系数配系数)不同不同l离子交换色谱离子交换色谱(Ion Exchange Chromatography)(Ion Exchange Chromatography)l根根据据样样品品组组份份离离子子交交换换亲亲和和力力的的差差异异分分离离,简简称称离离子色谱子色谱(IC)(IC)第11页,此课件共54页哦l GPC(Gel Permeation Chromatography)固定相是疏水性凝胶固定相是疏水性凝胶,流动相是有机溶剂流动相是有机溶剂l GFC(Gel Filtration Chromatography)固定相是亲
8、水性凝胶固定相是亲水性凝胶,流动相是水溶液流动相是水溶液利用多孔性物质对不同大小的分子的排阻作用进行分离利用多孔性物质对不同大小的分子的排阻作用进行分离的方法的方法l 体积排除色谱体积排除色谱(Size Exclusion Chromatography)l 亲和色谱亲和色谱 l利利用用生生物物大大分分子子和和固固定定相相表表面面存存在在的的某某种种特特异异性性亲亲和力,进行选择性分离。和力,进行选择性分离。第12页,此课件共54页哦 (2)按流动相的物态分按流动相的物态分:l气相色谱气相色谱(Gas Chromatography,GC)用气体作为流动相用气体作为流动相(又叫载气又叫载气)l液相
9、色谱液相色谱(Liquid Chromatography,LC)用液体作为流动相用液体作为流动相(又叫洗脱剂又叫洗脱剂)(3)按固定相的形态分按固定相的形态分:l平面色谱平面色谱l纸色谱纸色谱l薄层色谱薄层色谱l柱色谱柱色谱第13页,此课件共54页哦色谱法分类示意图色谱法分类示意图第14页,此课件共54页哦二、高效液相色谱二、高效液相色谱(HPLC)l HPLC 的产生的产生l HPLC 的固定相的固定相l HPLC 的流动相的流动相第15页,此课件共54页哦1.HPLC的产生的产生l液液相相色色谱谱法法开开始始阶阶段段是是用用大大直直径径的的玻玻璃璃管管柱柱在在室室温温和和常常压压下下用用液
10、液位位差差输输送送流流动动相相,称称为为经典液相色谱法经典液相色谱法l柱效低、时间长柱效低、时间长(常有几个小时常有几个小时)。第16页,此课件共54页哦l高高 效效液液 相相 色色 谱谱 法法(High performance Liquid Chromatography,HPLC)是是在在经经典典液液相相色色谱谱法法的的基基础础上上,于于60年年代代后后期期引引入入了了气气相相色色谱谱理理论论而而迅迅速速发发展起来的。展起来的。l与与经经典典液液相相色色谱谱法法的的区区别别是是填填料料颗颗粒粒小小而而均均匀匀,小小颗颗粒粒具具有有高高柱柱效效,但但会会引引起起高高阻阻力力,需需用用高高压压输
11、输送送流流动动相相,故故又又称称高高压压液液相相色色谱谱法法(High Pressure Liquid Chromatography,HPLC).l因因分分析析速速度度快快而而又又称称为为高高速速液液相相色色谱谱法法(High Speed Liquid Chromatography,HSLP)。也也称称现现代代液液相相色色谱。谱。第17页,此课件共54页哦lHPLC 是一种区别于经典液相色谱是一种区别于经典液相色谱,基于仪器方法的高基于仪器方法的高效能分离手段效能分离手段 高性能色谱柱高性能色谱柱,高精度输液泵高精度输液泵,高灵敏度检测器高灵敏度检测器 广广泛泛应应用用于于各各个个领领域域:医
12、医药药,环环保保,石石化化,生生命命科科学学,食品工业食品工业,农业农业 无无论论在在技技术术上上,理理论论上上,还还是是在在应应用用上上仍仍有有较较大大的的发展空间发展空间第18页,此课件共54页哦2.2.高效液相色谱的固定相高效液相色谱的固定相(1)固定相以承受高压能力来分类,可分为固定相以承受高压能力来分类,可分为刚性固体刚性固体 和硬胶和硬胶两大类。两大类。l刚刚性性固固体体 以以二二氧氧化化硅硅为为基基质质,可可承承受受7.0 1081.0 109 Pa 的的高高压压,可可制制成成直直径径、形形状状、孔孔隙隙度度不不同同的的颗颗粒粒。如如果果在在二二氧氧化化硅硅表表面面键键合合各各种
13、种官官能能团团,可可扩扩大应用范围,它是目前最广泛使用的一种固定相。大应用范围,它是目前最广泛使用的一种固定相。l硬硬胶胶 主主要要用用于于离离子子交交换换和和尺尺寸寸排排阻阻色色谱谱中中,它它由由聚聚苯苯乙乙烯烯与与二二乙乙烯烯苯苯基基交交联联而而成成。可可承承受受压压力力上上限限为为3.5 108 Pa。第19页,此课件共54页哦l表表面面多多孔孔型型固固定定相相 它它的的基基体体是是实实心心玻玻璃璃球球,在在玻玻璃璃球球外外面面覆覆盖盖一一层层多多孔孔活活性性材材料料,如如硅硅胶胶、氧氧化化硅硅、离离子子交交换剂、分子筛、聚酰胺等。换剂、分子筛、聚酰胺等。(2)固定相按孔隙深度分类,可分
14、为固定相按孔隙深度分类,可分为表面多孔型和全多孔表面多孔型和全多孔型型两类。两类。多孔层厚度小多孔层厚度小、孔浅,相对死体积小,出峰迅速、柱效高;孔浅,相对死体积小,出峰迅速、柱效高;颗粒较大,渗透性好,装柱容易,梯度淋洗时能迅速达颗粒较大,渗透性好,装柱容易,梯度淋洗时能迅速达到平衡,较适合做常规分析。到平衡,较适合做常规分析。由于多孔层厚度薄,最大允许量受到限制。由于多孔层厚度薄,最大允许量受到限制。第20页,此课件共54页哦l全全多多孔孔型型固固定定相相 由由直直径径为为10nm的的硅硅胶胶微微粒粒凝凝聚聚而而成成。这这类类固固定定相相由由于于颗颗粒粒细细(510 m),孔孔仍仍然然较较
15、浅浅,传传递递速速率率快快,易易实实现现高高效效、高高速速。特特别别适适合合复复杂混合物分离及衡量分析。杂混合物分离及衡量分析。第21页,此课件共54页哦3.3.液相色谱的流动相液相色谱的流动相(1)(1)流动相特性流动相特性l液液相相色色谱谱的的流流动动相相又又称称为为:淋淋洗洗液液,洗洗脱脱剂剂。流流动动相相组组成改变,极性改变,可显著改变组分分离状况成改变,极性改变,可显著改变组分分离状况.l亲亲水水性性固固定定相相常常采采用用疏疏水水性性流流动动相相,即即流流动动相相的的极极性性小小于于固固定定相相的的极极性性,称称为为正正相相液液液液色色谱谱法法,极性柱也称正相柱。极性柱也称正相柱。
16、l若若流流动动相相的的极极性性大大于于固固定定液液的的极极性性,则则称称为为反反相相液液液液色色谱谱,非非极极性性柱柱也也称称为为反反相相柱柱。组组分分在在两两种种类类型型分离柱上的出峰顺序相反。分离柱上的出峰顺序相反。第22页,此课件共54页哦(2)流动相类别流动相类别l 按流动相组成分:单组分和多组分;按流动相组成分:单组分和多组分;按极性分:极性、弱极性、非极性;按极性分:极性、弱极性、非极性;按使用方式分:固定组成淋洗和梯度淋洗。按使用方式分:固定组成淋洗和梯度淋洗。l常常用用溶溶剂剂:己己烷烷、四四氯氯化化碳碳、甲甲苯苯、乙乙酸酸乙乙酯酯、乙乙醇、乙腈、醇、乙腈、水。水。l采用二元或
17、多元组合溶剂作为流动相可以灵活调采用二元或多元组合溶剂作为流动相可以灵活调节流动相的极性或增加选择性,以改进分离或调节流动相的极性或增加选择性,以改进分离或调整出峰时间。整出峰时间。第23页,此课件共54页哦(3)流动相选择流动相选择l在选择溶剂时,在选择溶剂时,溶剂的极性溶剂的极性是选择的重要依据。是选择的重要依据。l溶溶剂剂的的极极性性越越高高,则则保保留留时时间间缩缩短短,通通过过改改变变流流动动相的极性可以得到理想的保相的极性可以得到理想的保留时间。留时间。l常常用用溶溶剂剂的的极极性性顺顺序序:水水(最最大大)甲甲酰酰胺胺 乙乙腈腈 甲甲醇醇 乙乙醇醇 丙丙醇醇 丙丙酮酮 二二氧氧六
18、六环环 四四氢氢呋呋喃喃 甲甲乙乙酮酮 正正丁丁醇醇 乙乙酸酸乙乙酯酯 乙乙醚醚 异异丙丙醚醚 二二氯氯甲甲烷烷 氯氯仿仿 溴溴乙乙烷烷 苯苯 四四氯氯化化碳碳 二二硫硫化化碳碳 环环己己烷烷 己烷己烷 煤油煤油(最小最小)。第24页,此课件共54页哦(4)(4)流动相的要求流动相的要求l流流动动相相是是液液体体,它它对对组组分分有有亲亲合合力力,并并参参与与固固定定相相对对组组分分的的竞竞争争,因因此此,正正确确选选择择流流动动相相直直接接影影响响组组分分的的分分离离度度。对对流流动动相相溶剂的要求是:溶剂的要求是:l溶剂对于待测样品,须具有合适的极性和良好的选择性。溶剂对于待测样品,须具有
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- 高效 色谱 原理 第一 讲课
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