《液相色谱分析》PPT课件.ppt
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1、高效液相色谱高效液相色谱概述概述 HPLC HPLC 理论基础理论基础 HPLC HPLC 主要类型主要类型 HPLC HPLC 仪器仪器 HPLC HPLC 应用应用 第一节第一节 概述概述高效液相色谱法:以气相色谱为基础,在经典高效液相色谱法:以气相色谱为基础,在经典液相色谱实验和技术基础上建立的一种液相色液相色谱实验和技术基础上建立的一种液相色谱法。谱法。一、一、一、一、HPLCHPLCHPLCHPLC与经典与经典与经典与经典LCLCLCLC区别区别区别区别二、二、二、二、HPLCHPLCHPLCHPLC与与与与GCGCGCGC差别差别差别差别三、特点及应用三、特点及应用三、特点及应用三
2、、特点及应用一、一、HPLCHPLC与经典与经典LCLC区别区别主要区别:固定相差别,输液设备和检测手段。主要区别:固定相差别,输液设备和检测手段。1 1经典经典LCLC:仅做为一种:仅做为一种分离手段分离手段。柱内径柱内径1 13cm3cm,固定相粒径,固定相粒径100m 100m 且不均匀。且不均匀。重力加料重力加料输送流动相。输送流动相。柱效低(柱效低(HH,nn)。)。分析周期长。分析周期长。无法在线检测。无法在线检测。2 2HPLCHPLC:分离和分析分离和分析 柱内径柱内径2-6mm2-6mm,固定相粒径固定相粒径10m7pH7时,该检时,该检测器不够灵敏。测器不够灵敏。第四节第四
3、节 HPLCHPLC流动相和固定相简介流动相和固定相简介一、流动相一、流动相理想的溶剂应有下列特性:理想的溶剂应有下列特性:1 1)避免使用引起柱效损失或保留特性变化的试剂。)避免使用引起柱效损失或保留特性变化的试剂。2 2)与检测器相匹配。)与检测器相匹配。3 3)高纯度:否则基线不稳或产生杂峰。)高纯度:否则基线不稳或产生杂峰。4 4)化学稳定性好。)化学稳定性好。5 5)适宜的粘度:粘度过高,柱压增加;过低,易产生气泡。)适宜的粘度:粘度过高,柱压增加;过低,易产生气泡。二、固定相载体二、固定相载体 由于各种由于各种HPLCHPLC分离方法的流动相均为液体,因此,分离方法的流动相均为液体
4、,因此,HPLCHPLC通常通常是按照固定相载体或固定液的不同来分类的。是按照固定相载体或固定液的不同来分类的。1.1.按承受压力分:按承受压力分:刚性固体刚性固体:SiOSiO2 2为基质,耐压为为基质,耐压为7.01081.0109 Pa。可制成直。可制成直径、形状和孔隙深度不同的颗粒;主要用于径、形状和孔隙深度不同的颗粒;主要用于吸附、分配和键合吸附、分配和键合色谱。色谱。硬硬 胶胶:以聚合物为基质:以聚合物为基质(常用苯乙烯与二乙烯苯交联而成常用苯乙烯与二乙烯苯交联而成),耐压上限为耐压上限为3.5103.5108 8 Pa Pa,主要用于主要用于离子交换和尺寸排阻色谱。离子交换和尺寸
5、排阻色谱。2.2.按孔隙深度分:按孔隙深度分:表面多孔型表面多孔型:以实心玻璃珠为基体,在基体表面覆盖一层:以实心玻璃珠为基体,在基体表面覆盖一层多孔多孔活性材料活性材料(如硅胶、氧化铝、离子交换剂、分子筛、聚酰胺等如硅胶、氧化铝、离子交换剂、分子筛、聚酰胺等)。表面多孔型固定相的表面多孔型固定相的颗粒大颗粒大(易装柱易装柱)、多孔层厚度小且孔浅、多孔层厚度小且孔浅(渗渗透性好,出峰快透性好,出峰快);但交换容量小。适于;但交换容量小。适于常规分离常规分离分析。分析。全多孔型全多孔型:全部由硅胶或氧化铝微粒聚集而成,因:全部由硅胶或氧化铝微粒聚集而成,因颗粒极细,颗粒极细,因而孔径小、传快、因
6、而孔径小、传快、柱效高柱效高。特别适于。特别适于复杂混合物的分离。复杂混合物的分离。第四节第四节 HPLC HPLC主要类型主要类型 一、吸附色谱一、吸附色谱(adsorption chromatographyadsorption chromatography)原理原理:基于被测组分在固定相表面具有:基于被测组分在固定相表面具有吸附作用吸附作用,且各组分的吸附能力不同,使组分在固定相中产生且各组分的吸附能力不同,使组分在固定相中产生保留和实现分离。保留和实现分离。固定相固定相:固定相通常是固定相通常是活性硅胶、氧化铝、活性活性硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺炭、聚乙烯、聚酰胺等等固体吸附剂
7、固体吸附剂,所以吸附色谱,所以吸附色谱也称液固吸附色谱。活性硅胶最常用。也称液固吸附色谱。活性硅胶最常用。流动相流动相:弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶剂的混合物性溶剂的混合物,如正构烷烃(己烷、戊烷、,如正构烷烃(己烷、戊烷、庚烷等)、二氯甲烷庚烷等)、二氯甲烷/甲醇、乙酸乙酯甲醇、乙酸乙酯/乙腈等乙腈等 应用应用:吸附色谱用于吸附色谱用于结构异构体分离和族分结构异构体分离和族分离离仍是最有效的方法,如农药异构体分离、石仍是最有效的方法,如农药异构体分离、石油中烷、烯、芳烃的分离。缺点是容易产生不油中烷、烯、芳烃的分离。缺点是容易产生不对称峰和拖尾现象对称峰和
8、拖尾现象 二、分配色谱二、分配色谱原理原理:根据各待测物在互不相溶的两溶液中的根据各待测物在互不相溶的两溶液中的溶溶解度不同解度不同,因而具有不同的分配系数。,因而具有不同的分配系数。流动相流动相:HPLCHPLC分析中,为防止固定相的流失,流动分析中,为防止固定相的流失,流动相与固定液应尽量不互溶,或者说相与固定液应尽量不互溶,或者说二者的极性相差二者的极性相差越大越好。越大越好。根据流动相与固定相极性的差别程度,可将液根据流动相与固定相极性的差别程度,可将液液色谱分为液色谱分为正相分配色谱正相分配色谱(流动相极性小于固定相(流动相极性小于固定相极性,极性小的先流出,适于极性组分分离)和极性
9、,极性小的先流出,适于极性组分分离)和反反相分配色谱相分配色谱(流动相极性大于固定相极性,极性大(流动相极性大于固定相极性,极性大的先流出,适于非极性组分分离)。的先流出,适于非极性组分分离)。固定相固定相原则上,用于原则上,用于GCGC的固定相也可用于的固定相也可用于HPLCHPLC作固定相。但作固定相。但HPLCHPLC固定固定液易流失,因此常用的只有几种,按极性由高到低为:液易流失,因此常用的只有几种,按极性由高到低为:,-氧二丙腈氧二丙腈(ODPN)(ODPN)、聚乙二醇、聚乙二醇(PEM)(PEM)、十八烷、十八烷(C18)(C18)、角鲨烷、角鲨烷(SQ)(SQ)。根据涂渍方法的不
10、同,可将固定相分为机械涂渍型和化学键根据涂渍方法的不同,可将固定相分为机械涂渍型和化学键合型,后者应用更为广泛。合型,后者应用更为广泛。1 1)机械涂渍固定相机械涂渍固定相:将固定液通过机械混合的方法涂渍到表:将固定液通过机械混合的方法涂渍到表面多孔型面多孔型(0.5-1.5%0.5-1.5%涂布量涂布量)或全多孔型载体或全多孔型载体(5-10%5-10%涂布量涂布量)上上形成的液液色谱固定相。该种固定相最大的不足形成的液液色谱固定相。该种固定相最大的不足是固定液易流是固定液易流失、分离稳定性及重现性差,不适合梯度淋洗。失、分离稳定性及重现性差,不适合梯度淋洗。为减少固定液的流失,通常在柱前加
11、一根很短的为减少固定液的流失,通常在柱前加一根很短的前置柱前置柱,该,该柱涂有与分析柱相同但有更高含量的固定液,使流动相进入分柱涂有与分析柱相同但有更高含量的固定液,使流动相进入分析柱之前,预先被固定液饱和。析柱之前,预先被固定液饱和。2 2)化学键合固定相化学键合固定相 化学键合固定相是通过化学反应将化学键合固定相是通过化学反应将有机分子键合在有机分子键合在载体表面载体表面所形成的柱填充剂,存在着所形成的柱填充剂,存在着双重分离机制双重分离机制:(键合基团的覆盖率决定分离机理键合基团的覆盖率决定分离机理),),高覆盖率:分配为高覆盖率:分配为主;低覆盖率:吸附为主主;低覆盖率:吸附为主;特点
12、如下:;特点如下:传质快传质快,表面无深凹陷,比一般液体固定相传质快,表面无深凹陷,比一般液体固定相传质快 寿命长寿命长,化学键合,无固定液流失,耐流动相冲击,化学键合,无固定液流失,耐流动相冲击 耐水、耐光、耐有机溶剂。耐水、耐光、耐有机溶剂。选择性好选择性好,可键合不同官能团,提高选择性,可键合不同官能团,提高选择性,有利于有利于梯度洗脱。梯度洗脱。Si-O-RSi-O-R:对热不稳定、遇水、乙醇等强极性会水解,使酯链断裂,对热不稳定、遇水、乙醇等强极性会水解,使酯链断裂,因此只适于以不含水或醇的流动相。因此只适于以不含水或醇的流动相。Si-R(Si-R(或或Si-N)Si-N):不水解,
13、热稳定性比硅酸脂好。使用水溶液作流不水解,热稳定性比硅酸脂好。使用水溶液作流动相时,其动相时,其pHpH应在应在4-84-8之间。之间。Si-O-Si-RSi-O-Si-R:不水解,热稳定性好,在:不水解,热稳定性好,在pH2-8pH2-8范围内对水稳定。范围内对水稳定。应用应用:液液色谱是基于化合物中:液液色谱是基于化合物中取代基的数目或性质不同取代基的数目或性质不同,或,或化合物的相对分子量不同达到分离的。能分析各种化合物的相对分子量不同达到分离的。能分析各种不同性质的不同性质的样品,无论极性化合物还是非极性化合物样品,无论极性化合物还是非极性化合物可见:反相键合色谱中,可见:反相键合色谱
14、中,键合相碳链越长(极性越小),分离效键合相碳链越长(极性越小),分离效果越好果越好 三、离子交换色谱三、离子交换色谱1 1 原理原理:利用:利用不同待测离子对固定相的亲和能力(或离子交换能不同待测离子对固定相的亲和能力(或离子交换能力)的差别力)的差别来实现分离的。来实现分离的。应用应用:适用:适用无机离子混合物的分离,亦可用于有机物的分离无机离子混合物的分离,亦可用于有机物的分离,例,例如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子。因此,应用范围较广。如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子。因此,应用范围较广。2 2 固定相固定相:作为固定相的离子交换剂,其基质大致有:作为固定相的离子交换剂,其基质大致
15、有三大类:三大类:合成树脂(聚苯乙烯)、纤维素和硅胶合成树脂(聚苯乙烯)、纤维素和硅胶。而。而离子交换剂又有阳离子和阴离子之分。再根据官能基离子交换剂又有阳离子和阴离子之分。再根据官能基的离解度大小还有强弱之分。的离解度大小还有强弱之分。常用的离子交换剂固定相大致可分以下几种:常用的离子交换剂固定相大致可分以下几种:多多孔孔型型离离子子交交换换树树脂脂:它它主主要要是是聚聚苯苯乙乙烯烯和和二二乙乙烯烯苯苯基基的的交交联聚合物,直径约为联聚合物,直径约为5 520m20m,有微孔型和大孔型之分,有微孔型和大孔型之分 薄薄膜膜型型离离子子交交换换树树脂脂:它它是是在在直直径径约约对对30m30m的
16、的固固体体惰惰性性核核上上,凝聚凝聚1 12m2m厚的厚的树脂层。树脂层。表表面面多多孔孔型型离离子子交交换换树树脂脂:它它是是在在固固体体惰惰性性核核上上,覆覆盖盖一一层层微球硅胶微球硅胶,再在上面涂一层很薄的,再在上面涂一层很薄的离子交换树脂。离子交换树脂。离子交换键合固定相离子交换键合固定相:它是用化学反应将离子交:它是用化学反应将离子交换基团键合到惰性载体表面换基团键合到惰性载体表面它也分为两种类型。一种是它也分为两种类型。一种是键合薄壳型键合薄壳型,其载体,其载体是是薄壳玻珠薄壳玻珠。另一种是。另一种是键合微粒载体键合微粒载体型,它的载型,它的载体是体是多孔微粒硅胶多孔微粒硅胶。后者
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