华中师范大学等六校合编《分析化学》(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第十七章至第二十章【圣才

第十七章高效液相色谱法

17.1复习笔记

一、概述

1．分离原理

（1）物质在固定相和流动相两相中吸附或分配系数有微小差异；

（2）被测物质在两相之间进行反复多次的分配，差异放大，从而分离。

2．高效液相色谱法与经典液相色谱法相比

（1）分析速度快

（2）分离效率高

（3）灵敏度高

（4）操作自动化

3．高效液相色谱法与气相色谱法相比

（1）广泛应用于有机化合物的分离分析，尤其是低挥发性、热稳定性差或相对质量大的物质；

（2）分离效果与流动相的性质密切相关，流动相种类较多；

（3）高效液相色谱法不破坏试样，可方便地制备纯样。

4．影响柱效的因素

液相色谱速率方程

H＝H e＋H d＋H s＋H m＋H sm

（1）涡流扩散项H e

采用小粒径填料、提高固定相的装填均匀性。

（2）纵向扩散项H d

当流动相的线速率大于1cm·s－1时，H d的影响可以忽略。（3）传质阻力项

①固定相传质阻力项H s

a．液－液分配色谱：使用薄的固定液层；

b．吸附、排阻和离子交换色谱法：使用小粒径的填料；c．化学键合相色谱：此项可忽略。

②流动相传质阻力项H m

采用小粒径填料，减小柱空间。

③滞留流动相传质阻力项H sm

采用颗粒小、微孔浅、孔径大的载体可减小H sm的影响。（4）提高色谱分析效能的办法

①缩短进样时间；

②使用细粒径填料；

③改善传质过程；

④减小检测器的死体积。

二、高效液相色谱仪

图17－1高效液相色谱仪器结构示意图

1．高压输液系统

（1）高压输液系统的作用

提供足够恒定的高压，迫使流动相以稳定的流量快速渗透通过固定相。

（2）高压输液系统发的组成

流动相储液器、高压泵、脱气器和梯度洗脱。

（3）梯度洗脱装置的作用

按一定的程序连续改变流动相中多种不同性质溶剂的配比，以改变流动相的极性、离子强度或酸度等。

2．进样系统

一般采用旋转式高压六通阀进样。

图17－2六通进样阀工作示意图

3．分离系统

（1）液相色谱柱

①柱管

a．常规色谱柱长为5～25cm，内径为4～5mm；

b．制备色谱柱内径较大，可达25mm以上；

c．新型的微径柱内径约1mm，柱长为3～8cm。

②固定相

（2）填充色谱柱的方法

①干法：适用于大颗粒填料；

②湿法：适用于小粒径填料。

4．检测系统

高效液相色谱检测器的特点：灵敏度高、噪声低、线性范围宽、响应快、死体积小，且对温度和流量的变化不敏感。

（1）紫外吸收检测器（UVD）

①基本结构

光源、单色器、流通池、接收和电测元件。

②微量吸收池

体积一般为1～10μL，光程为2～10mm，可有效减小死体积。

③紫外吸收检测器的分类（根据光源不同）

a．单波长检测器

以低压汞灯为光源，发射254nm紫外光。

b．多波长检测器

以汞灯和氘灯为光源，发射200～400nm连续光谱。

④紫外吸收检测器的特点

a．具有较高的灵敏度，最小检测量范围较宽；

b．流动相流速变化和组成变化均不敏感，适用于梯度洗脱；

c．在高效液相色谱中应用最广泛。

④二极管阵列检测器（DAD）

a．能同时检测190～700nm波长范围内的全部信号

b．可得到三维的时间－波长－吸光度谱图，获得试样组分在紫外－可见区的全部光谱信息。

（2）荧光检测器（FD）

①最低检出限可达10－12g·mL－1；

②灵敏度比紫外吸收检测器高出2～3个数量级；

③具有很高的选择性，属于选择性浓度型检测器；

④适于稠环芳烃、甾族化合物、酶、维生素、色素、蛋白质等天然荧光物质的测定。

（3）示差折光检测器（RID）

①工作原理

不同性质的溶液对光具有不同的折射率，通过连续测量溶液折射率的变化，便可测知各组分的含量。

②优缺点

a．优点是可检测任何与流动相折射率不同的组分，且操作简便；

b．缺点是灵敏度低，对温度和流速特别敏感，不能用于梯度洗脱。

（4）蒸发光散射检测器（ELSD）

①工作原理

a．光线通过微小的粒子时会产生光散射现象；

b．产生的散射光由光电倍增管采集放大得到试样信号。

②优点

a．可以检测挥发性低于流动相的任何试样；

b．灵敏度比示差折光检测器高；

c．可以用于梯度洗脱。

（5）电化学检测器（ECD）

①电化学检测器的分类

电导检测器、库仑检测器、伏安检测器和安培检测器，

②电化学检测器的特点

a．适用于具有电化学氧化还原性质及电导的化合物；b．结构简单、死体积小、灵敏度高，最低检出限达10－9g。

③安培检测器

图17－3安培检测器结构示意图（6）质谱检测器（MSD）

①质谱检测器的优点

a．灵敏度高；