第十三章高效液相色谱法.优秀PPT.ppt
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1、第十三章第十三章 高效液相色谱法高效液相色谱法1.1.溶剂强度和选择性,混合溶剂强度参数的计算溶剂强度和选择性,混合溶剂强度参数的计算(了解)了解)2.高效液相色谱仪的部件;紫外检测器和荧光检测器的检测原理和适用范围。(熟悉)2.高效液相色谱固定相的选择,分别条件,与液相色谱气相色谱的区分。(驾驭)第八章第八章 高效液相色谱法高效液相色谱法 反相键合相色谱法保留行为的主要影响因素和分别条件选择;化学键合相的性质、特点和种类及运用留意事项;流淌相对色谱分别的影响;HPLC中的速率理论及其对选择试验条件的指导作用;定量分析方法。(驾驭)高效液相色谱法:高效液相色谱法:一种用液体为流淌相的色谱一种用
2、液体为流淌相的色谱分别分析方法。它在经典色谱理论的基础上,接受了分别分析方法。它在经典色谱理论的基础上,接受了高压泵、化学键合固定相高效分别柱、高灵敏专用检高压泵、化学键合固定相高效分别柱、高灵敏专用检测器等新试验技术建立的一种液相色谱分析法。测器等新试验技术建立的一种液相色谱分析法。高压:高压:150-350*105 Pa 高效:大于高效:大于30000塔板塔板/米米 高灵敏:高灵敏:10-9g(紫外检测)、(紫外检测)、10-12g(荧光检测)(荧光检测)第十三章第十三章第十三章第十三章 高效液相色谱分析法(高效液相色谱分析法(高效液相色谱分析法(高效液相色谱分析法(HPLCHPLC)经典
3、液相色谱法与高效液相色谱法的比较经典液相色谱法高效液相色谱法常压或减压填料颗粒大柱效低分析速度慢色谱柱只用一次不能在线检测高压,4050MPa填料颗粒小,250m柱效高,4000060000块/m分析速度快色谱柱可重复多次使用能在线检测气相色谱与高效液相色谱的比较 气相色谱高效液相色谱不能用于热不稳定性物质的分析高温(程序升温)有很灵敏的检测器如ECD和较灵敏的通用检测器(FID和TCD)流动相为气体,无毒运行和操作容易可以用于热不稳定物质的分析室温没有较高灵敏的通用检测器流动相有毒,可供选择范围宽(梯度洗脱)运行和操作比GC难一些特点:具有分别效率高选择性好分析速度快检测灵敏度高应用范围广流
4、淌相选择范围宽柱后流出组分不被破坏,易制备第一节高效液相色谱仪HPLCHPLC仪器结构示意图(方框图)仪器结构示意图(方框图)仪器结构示意图(方框图)仪器结构示意图(方框图)流程(1)高压输液泵)高压输液泵输液泵应具备的性能:输液泵应具备的性能:流量精度高且稳定流量精度高且稳定 流量范围宽流量范围宽 能在高压下连续工作能在高压下连续工作 液缸容积小液缸容积小 密封性能好,耐腐蚀密封性能好,耐腐蚀 恒流泵:在输送流淌相过程中流量恒定。恒流泵:在输送流淌相过程中流量恒定。常用柱塞往复泵常用柱塞往复泵双泵:为了克服流量的脉动。双泵:为了克服流量的脉动。有串联式和并联式有串联式和并联式输液泵操作留意事
5、项:输液泵操作留意事项:防止固体微粒进入泵体防止固体微粒进入泵体 流淌相不应含有腐蚀性物质流淌相不应含有腐蚀性物质 防止溶剂瓶内的流淌相被用完防止溶剂瓶内的流淌相被用完 不超过规定的最高压力不超过规定的最高压力 流淌相一般应当先脱气流淌相一般应当先脱气 梯度淋洗(洗提、洗脱)梯度淋洗(洗提、洗脱)分别过程中按确定程序连续变更载液中溶剂即流淌相分别过程中按确定程序连续变更载液中溶剂即流淌相的配比和极性以提高分别效果(类似的配比和极性以提高分别效果(类似GC中的程序升温)中的程序升温)高压梯度和低压梯度高压梯度和低压梯度高压梯度低压梯度二、分别和进样二、分别和进样系统系统 进样器进样阀(六通阀)、
6、自动进样装置色谱柱色谱柱分析柱、制备柱分析柱、制备柱 性能评价性能评价:H、n、fs、k和和的重复性,或的重复性,或R。柱效评价柱效评价1.1.硅胶柱:样品:苯、萘、联苯及菲(己烷配制)硅胶柱:样品:苯、萘、联苯及菲(己烷配制)流淌相:无水己烷流淌相:无水己烷2.反相色谱柱:样品:尿嘧啶、硝基苯、萘及芴反相色谱柱:样品:尿嘧啶、硝基苯、萘及芴 流淌相:甲醇流淌相:甲醇-水(水(85:15)或乙腈或乙腈-水(水(60:40)3.正相色谱柱:样品:四氯乙烯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲正相色谱柱:样品:四氯乙烯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二正丁酯及肉桂醇酸二正丁酯及肉桂醇 流淌相:正庚烷流淌相:正
7、庚烷 色谱柱再生色谱柱再生1.反相色谱柱:反相色谱柱:先以甲醇先以甲醇-水(水(95:5)、甲醇、一氯甲烷为流淌)、甲醇、一氯甲烷为流淌相依次冲洗,再以相反依次依次洗脱。相依次冲洗,再以相反依次依次洗脱。2.正相色谱柱:正相色谱柱:先以正己烷、异丙醇、一氯甲烷及甲醇为流淌相先以正己烷、异丙醇、一氯甲烷及甲醇为流淌相依次冲洗,再以相反依次依次洗脱。依次冲洗,再以相反依次依次洗脱。三、检测系统三、检测系统(一)检测器(一)检测器(detector)的主要性能的主要性能要求:要求:灵敏度高(检测限低)噪音低线性范围宽重复性好适用范围广(通用型、专属型)(二)紫外检测器(二)紫外检测器检测原理:朗伯比
8、尔(Lambert-Beer)定律,响应信号(吸光度)与浓度成正比A=Cl特点:灵敏度较高(10-610-9g/ml),噪音低,线性范围宽,稳定性好,适于梯度,不破坏样品,应用广(分析、制备)。局限:只能检测有紫外吸取的物质,流淌相的截止波长应小于检测波长。紫外检测器紫外检测器固定波长检测器:254nm可变波长检测器:光源:氘灯(和钨灯),200400(800)nm,单色器,流通池(试样),光电管光路系统和紫外分光光度计相像光电二极管阵列检测器(photodiodearraydetector;PDAD):一系列光电二极管,一个二极管对应接受光谱上约1nm谱带宽的单色光紫外检测器紫外检测器光电二
9、极管阵列检测器工作原理:复光通过流通池,再进入单色器,分光后照射在二极管阵列装置上,同时获得各波长的信号强度,即获得组分的吸取光谱。获得三维光谱色谱图。用途:吸取光谱用于组分的定性,色谱峰面积用于定量,推断峰纯度。(三)荧光检测器(三)荧光检测器(FD)检测原理:化合物受紫外光激发后,放射出比激发光波长更长的光,称为荧光荧光强度(F)与激发光强度(I0)及荧光物质浓度(C)之间的关系为:F=2.3QKI0ClQ为量子产率,K为荧光效率,为摩尔吸光系数,l为光径长度。F=KC特点:选择性好,专属型检测器灵敏度比紫外检测器高(检测限10-10g/ml)激发波长(ex)和放射波长(em)的选择 一、
10、主要类型一、主要类型 1.固定相的聚集状态固定相的聚集状态 液液色谱法(液液色谱法(LLC)和液固色谱法()和液固色谱法(LSC)2.分别机制:分别机制:安排色谱法安排色谱法 吸附色谱法吸附色谱法 离子交换色谱法(离子交换色谱法(IEC)空间排阻色谱法(空间排阻色谱法(SEC)3.其他色谱类型其他色谱类型亲合色谱法(亲合色谱法(AC)手性色谱法(手性色谱法(CC)胶束色谱法(胶束色谱法(MC)电色谱法(电色谱法(EC)化学键合相色谱法化学键合相色谱法其次节高效液相色谱法的固定相和流淌相其次节高效液相色谱法的固定相和流淌相 固定相应符合下列要求:固定相应符合下列要求:颗粒细且匀整;颗粒细且匀整;
11、传质快;传质快;机械强度高,能耐高压;机械强度高,能耐高压;化学稳定性好,不与流淌相发生化学反应。化学稳定性好,不与流淌相发生化学反应。一、液一、液-固吸附色谱固定相固吸附色谱固定相1.硅胶表孔硅胶(薄壳玻珠)(YBK)无定形全多孔硅胶(YWG)球形全多孔硅胶(YQG)积累硅胶(YQG)2.高分子多孔微球或称有机胶 二、液二、液-液安排色谱固定相液安排色谱固定相化学键合相色谱法的固定相化学键合相色谱法的固定相 以化学键合相为固定相的色谱法,简称键合相色谱以化学键合相为固定相的色谱法,简称键合相色谱法(法(BPCBPC)化学键合相:接受化学反应的方法将官能团键合在载体化学键合相:接受化学反应的方
12、法将官能团键合在载体表面所表面所 形成的固定相形成的固定相 (二)键合相的性质和特点(二)键合相的性质和特点 1.键合反应硅氧烷(SiOSiC)型:氯硅烷与硅胶进行硅烷化反应硅氧碳键型:硅氧碳键型:SiOC 化学键合相形成具备的条件化学键合相形成具备的条件 2.固定液应有与载体表面发生化学反应的官能团1.载体表面应有某种活性基团2.键合相的种类(1)非极性键合相非极性键合相:非极性烃基,如C18C8C1与苯基等键合在硅胶表面;用于反相色谱;ODS(2)极性键合相:极性键合相:常用-NH2、-CN键合相(氰乙硅烷基Si(CH2)2CN)键合硅胶一般用于正相色谱(3)离子交换键合相:离子交换键合相
13、:常用-SO3H、-COOH、-R3NCl3.键合相的特点运用过程中不流失;化学稳定性好;柱效高,分别选择性好;适于梯度洗脱;载样量大留意:流淌相的pH一般应在3-8,否则会引起硅胶溶解;(也有适用宽pH范围的键合相)二、化学键合相色谱法的流淌相二、化学键合相色谱法的流淌相 对流淌相的要求:1.与固定相不发生化学反应。2.对试样有适宜的溶解度。使k在110范围内,3.与检测器相适应。例如用紫外检测器时,选用截止波长小于检测波长的溶剂。4.纯度高,粘度小。低粘度流淌相如甲醇乙腈等可以降低柱压,提高柱效。1、液固吸附色谱流淌相的选择、液固吸附色谱流淌相的选择选择原则是待测样品的极性和洗脱剂的极性一
14、样,即分别极性大的试样选用极性强的洗脱剂;分别极性弱的试样选用极性弱的洗脱剂。1.溶剂的极性(强度)正相色谱:溶剂极性越强,洗脱实力越强反相色谱:极性弱的溶剂洗脱实力强2.溶剂的选择性不同种类的溶剂,分子间的作用力不同,故选择性不同混合溶剂(二元或多元流淌相)(二)液液安排色谱法流淌相的选择性(二)液液安排色谱法流淌相的选择性 溶剂的选择性溶剂的选择性 溶溶剂剂和和样样品品分分子子间间的的作作用用力力用用接接受受质质子子的的实实力力xe、赐赐予予质质子子的的实实力力xd和和静静电电力力xn(由由偶偶极极矩矩确确定定)三三种种参参数数来来表表征征,并并以以xe、xd和和xn构成一个三角坐标图构成
15、一个三角坐标图。溶溶剂剂可可分分为为八八组组而而分分别别位位于于图图中中不不同同区区。I组组的的xe值值较较大大,属属质质子子受受体体溶溶剂剂;VII组组的的xd值值较较大大,属属质质子子给给于于体体溶溶剂剂;V组组的的xn值值较较大大,属属偶偶极极作作用用力力溶溶剂剂。同同组溶剂在分别中具有相像的选择性,不同组差别较大。组溶剂在分别中具有相像的选择性,不同组差别较大。溶剂的选择性溶剂的选择性多元混合溶剂的溶剂极性参数计算多元混合溶剂的溶剂极性参数计算 式中式中i 为混合溶剂中各溶剂的体积百分数。为混合溶剂中各溶剂的体积百分数。二元混合溶剂的则为二元混合溶剂的则为 式中式中A,B分别为二元混合
16、溶剂中溶剂分别为二元混合溶剂中溶剂A和溶剂和溶剂B的体积百分数。的体积百分数。多元混合溶剂的溶剂极性参数计算多元混合溶剂的溶剂极性参数计算 对对于于正正相相色色谱谱,二二元元溶溶剂剂的的极极性性参参数数P 和和组组分分的的k值值存存在在如如下下关系:关系:式式中中分分别别为为初初始始和和调调整整后后二二元元溶溶剂剂的的极极性性参参数数。k1、k2为为组组分分相应的容量因子。相应的容量因子。例例 在在一一反反相相色色谱谱柱柱上上,当当流流淌淌相相为为30%甲甲醇醇和和70%水水(体体积积比比)时时,某某组组分分的的保保留留时时间间为为25.6min,死死时时间间为为0.35min,如何调整溶剂配
17、比使组分容量因子为,如何调整溶剂配比使组分容量因子为5?解:初始值解:初始值 =0.75 即即调调整整溶溶剂剂比比例例为为75%甲甲醇醇和和25%水水可可使使该该组组分分的的k值为值为5。固定相:极性键合相 如CN、NH2或二羟基键合硅胶流淌相:非极性或弱极性溶剂加极性调整剂适用范围:溶于有机溶剂的极性至中等极性的分子型化合物 分别机制?分别机制?安排:把有机键合层作为一个液膜看待,溶质在两相的溶解安排:把有机键合层作为一个液膜看待,溶质在两相的溶解 吸附:溶质与键合极性基团间的诱导、氢键和定向作用吸附:溶质与键合极性基团间的诱导、氢键和定向作用一、正相键合相色谱法一、正相键合相色谱法 组分的
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