仪器分析大连理工大学44液相基本原理与主要分离类型
仪器分析(大连理工大学) 4.3 液相色谱固定相与流动相
3. 流动相选择
在选择溶剂时，溶剂的极性是选择的重要依据。
采用正相液-液分配分离时，首先选择中等极性溶剂， 若组分的保留时间太短，降低溶剂极性，反之增加。
也可在低极性溶剂中，逐渐增加其中的极性溶剂，使 保留时间缩短。
常用溶剂的极性顺序：
水(最大) > 甲酰胺> 乙腈> 甲醇> 乙醇> 丙醇> 丙酮>二氧六环> 四氢呋喃> 甲乙酮> 正丁醇> 乙酸乙酯> 乙醚> 异丙醚> 二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫 化碳>环己烷>己烷>煤油(最小)
2020/9/2
化学键合固定相的特点：
（1）传质快，表面无深凹陷。 （2）寿命长，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，稳定。 （4）选择性好，可键合不同官能团，提高选择性。 （5）有利于梯度洗脱。
存在着双重分离机制：(键合基团的覆盖率决定) 高覆盖率：分配为主； 低覆盖率：吸附为主。
仪器分析（大连理工大学） 4.3 液相色谱固定相与流动相
4.3.1 液相色谱固定相
1. 液-液分配及离子对分离固定相
（1）全多孔型担体 氧化硅、氧化铝、硅藻土等制成的多孔球体；早期采用
100μm的大颗粒，表面涂渍固定液，性能不佳已不多见。 现采用10μm以下的小颗粒，化学键合制备柱填料。
（2）表面多孔型担体 （薄壳型微珠担体） 30～40μm的玻璃微球，
2020/9/2
2.液-固吸附分离固定相
种类：硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等。种类有 限，应用面相对较窄。
结构类型：全多孔型和薄壳型； 粒度：5～10 μm。
液相的分离原理
液相的分离原理
液相的分离原理是基于化学物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过调整溶剂的性质和溶液的条件，使被分离物质在溶液中溶解度不同而达到分离的目的。
液相分离方法主要包括萃取、析出、溶剂萃取等。
1. 萃取法：液相分离中最常用的方法之一。
其原理是根据不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过将混合物与合适的溶剂进行接触，使目标物质选择性地从一个液相分配到另一个液相中。
常见的萃取法有分液漏斗法、离心机萃取法等。
2. 析出法：该方法基于溶质在溶剂中溶解度随温度、浓度、添加剂等条件的变化，通过调节溶剂条件使溶质发生析出，实现分离。
例如，通过加热溶液可以使一部分成分发生析出，再通过过滤等方法分离出来。
3. 溶剂萃取法：该方法利用样品中的物质在不同溶剂中的分配系数差异，通过反复将样品与不同溶剂进行萃取，从而实现分离目标物质。
常见的溶剂萃取方法有液液萃取、固相萃取等。
液相分离原理的选择和优化，通常会考虑物质的溶解度、分配系数、溶剂的挥发性、毒性等因素，并根据需求确定适合的方法和条件。
液相色谱仪的基本原理
液相色谱仪的基本原理
液相色谱仪是一种常用的色谱仪器，用于分离和分析液相样品中的化学物质。
它的基本原理是基于不同化合物在固定相和流动相之间的分配作用。
在液相色谱仪中，样品首先通过一个进样系统引入到色谱柱中。
色谱柱是一个由固定相（通常是具有特定亲水性或疏水性的材料）填充的长管子。
固定相有助于分离样品中的化合物。
然后，通过一个泵系统，流动相被压力推动通过色谱柱。
流动相可以是无机溶液或有机溶剂，根据需要调整其成分和浓度。
不同化合物在固定相中的亲和性不同，因此会以不同的速度通过色谱柱。
当化合物通过色谱柱时，它们在固定相和流动相之间进行连续的分配。
分配系数(Kd)定义了化合物在固定相和流动相之间的平衡分配比例。
化合物分配系数的大小取决于其与固定相的亲和性。
因此，在色谱柱中，各个化合物将按照它们的分配系数迅速分离。
在色谱柱的出口处，通过一个检测器检测化合物。
常见的检测器包括紫外-可见吸收检测器和荧光检测器，可以根据不
同化合物的特性选择不同的检测方法。
通过检测器获得的信号将传输到一个数据采集系统，用于分析和记录各个化合物的峰面积或峰高。
进一步处理和分析这些数据可以确定液相样品中的化合物的种类和含量。
总的来说，液相色谱仪的基本原理是利用化合物在固定相和流动相之间的分配作用来分离和分析样品中的化学物质。
这种分离是基于化合物的亲和性差异，在色谱柱中迅速实现。
液相色谱仪的原理
液相色谱仪的原理液相色谱仪是一种分析化学仪器，常用于分离、检测和定量分析物质的成分。
其原理基于样品溶解在流动的移动相中，通过与固定相之间的相互作用来实现分离。
以下是液相色谱仪的工作原理的详细说明。
1. 柱选择：液相色谱仪使用不同类型的柱来实现样品成分的分离。
柱通常由不同材料制成，如玻璃、陶瓷或不同类型的聚合物。
柱的内部填充有固定相，可以是颗粒状或担载在支撑物上的涂层。
根据分离目标和样品性质的不同，选择合适的柱材料和填充相。
2. 移动相的选择：液相色谱仪中的移动相是能够流动的溶液，可由单一溶剂或混合溶剂组成。
移动相的选择取决于样品的特性和分离要求。
在某些情况下，可使用梯度洗脱，即移动相组成随时间变化。
3. 样品进样：液相色谱仪将待测样品溶解在适当的溶剂中，并通过自动进样器引入色谱柱中。
进样器可以是自动或手动的，可容纳小量的样品。
4. 分离原理：当样品被引入色谱柱中时，样品成分与固定相之间发生相互作用，如吸附、离子交换、分子筛分等。
这些相互作用导致样品中的不同成分在柱中移动速度不同，从而实现分离。
5. 检测器：液相色谱仪使用不同类型的检测器检测样品分离后的成分。
常见的检测器包括紫外-可见（UV-Vis）检测器、荧光检测器、电导检测器和质谱仪。
6. 数据分析：色谱仪通过记录分离过程中不同组分的响应信号来生成色谱图。
色谱图呈现的是信号强度与时间或柱头位置的关系。
通过分析色谱图，可以确定样品中的化合物成分和浓度。
总结而言，液相色谱仪的原理基于样品在柱中与固定相之间的相互作用进行分离。
选择合适的柱材料、填充相和移动相组成，结合适当的检测器，可以实现对样品中成分的高效分离、检测和定量分析。
液相基本原理和主要分离的类型
四、 离子色谱
ion chromatography
离子色谱是在20世纪70年代中期发展起来的一种技术， 其与离子交换色谱的区别是其采用了特制的、具有极低交换 容量的离子交换树脂作为柱填料，并采用淋洗液抑制技术和
2018/12/11
（一）反相键合相色谱
1．分离机制：疏溶剂理论 流动相与溶质排斥力强，作用时间↑ k↑，组分tR↑ 流动相与溶质排斥力弱，作用时间↓， k↓，组分tR↓ 2．固定相：极性小的烷基键合相 C8柱，C18柱（ODS柱——HPLC约80%问题） 3．流动相：极性大的甲醇-水或乙腈-水 流动相极性 > 固定相极性 底剂 + 有机调节剂（极性调节剂） 例：水 + 甲醇，乙腈，THF
（1）薄壳型离子交换树脂 薄壳玻璃珠为担体，表面涂约1%的离子交换树脂； （2）离子交换键合固定相 薄壳键合型；微粒硅胶键合型（键合离子交换基团） 树脂类别：
（1） 阳离子交换树脂（强酸性、弱酸性） （2） 阴离子交换树脂（强碱性、弱碱性）
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流动相：
阴离子交换树脂作固定相，采用碱性水溶液；阳离子交 换树脂作固定相，采用酸性水溶液；
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化学键合固定相的特点
（1）传质快，表面无深凹陷，比一般液体固定相传质快； （2）寿命长，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，稳定； （4）选择性好，可键合不同官能团，提高选择性； （5）有利于梯度洗脱； 存在着双重分离机制： (键合基团的覆盖率决定分离机理) 高覆盖率：分配为主； 低覆盖率：吸附为主；
一、 液-固吸附色谱
liquid-solid adsorption chromatography
仪器分析实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
仪器分析实验_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.核磁共振波谱法中，三个不同质子a、b、c的屏蔽常数的大小顺序为b > a >c，则它们的化学位移大小顺序为 c > a > b。
（）答案:正确2.在核磁共振氢谱图中，氢键的形成使质子的化学位移变大。
（）答案:正确3.如果外加磁场强度变大，则自旋-自旋偶合常数也变大。
（）答案:错误4.在异丙醇的核磁共振氢谱中，若羟基上质子是快速交换的，则下列说法中正确的是（）答案:甲基是二重峰，次甲基是七重峰，羟基质子是单峰5.对CH3CH2OCH2CH3化合物的核磁共振谱，以下说法正确的是（）答案:谱图上将出现两组信号6.如果脱气温度设置过高，会发生样品的结构变化，烧结会升高样品的比表面积，分解会降低样品的比表面积。
( )答案:错误7.本实验中，如果提前在干燥箱中将MCM-41干燥好，去除水分，则可以省略将其放置在脱气站进行脱气的过程。
( )答案:错误8.如果用氮气作为吸附气体，选择液氮冷却的一个原因是液氮相对易得且价格较低。
( )答案:正确9.本实验中，MCM-41的质量最少不能少于，否则影响测试的准确度。
( )答案:100 mg；10.在不确定脱气温度的情况下，可以进行下列哪项操作来确定脱气温度？( )答案:以上都可以。
11.本实验中，若将放置待测物和参比物的小坩埚顺序颠倒，则热重曲线有影响，差热曲线无影响。
( )答案:错误12.差热曲线可以很好的进行定量分析。
( )答案:错误13.原子吸收中背景干扰主要来源于（）答案:分子吸收14.本实验中，升温速率过快对差热曲线有影响而对热重曲线无影响。
( )答案:错误15.下列哪一项不是热重-差热分析法选择参比物的标准？( )答案:使用前不能在实验温度下预煅烧。
16.实验中升温速度增大，差热曲线中峰位向方向迁移，峰形。
( )答案:高温，变窄；17.离子色谱抑制柱上发生的化学反应是再生液转变为中性溶液。
液相色谱分离技术
液相色谱分离技术是一种常用的分离技术，它可用于分离各类化合物，例如药物、天然产物、生物分子等。
它采用一种特殊的柱子，称为色谱柱，将待测化合物从混合物中分离出来。
本文将讨论的基本原理、色谱柱、检测器以及应用领域。
的基本原理是基于样品在移动相和固定相间的分配系数不同进行分离。
移动相是液态的，其经由色谱柱疏水层或离子层与样品中的化合物分配。
移动相是不断从样品中流过的，样品中的溶质将分配到移动相中，并因此在柱中移动。
这种移动相分散了样品，使它们在色谱柱中均匀分布，从而充分利用了柱子内表面的面积。
固定相是在色谱柱基质上发展的，它主要利用了不同化合物在不同类型的固定相上分配系数的变化。
固定相的类型对色谱柱分离性能有重要影响。
操作者必须确定哪种固定相的性质最适合样品的分离和检测。
色谱柱是由固定相填充而成的工具，它使得在柱中并流同一移动相的混合物可以移动和分离，并在柱的底部收集其成分。
根据柱的类型，色谱柱可能是普通固定相柱、专用柱或拟静态柱。
普通固定相柱用于分离含有两种以上化合物的混合物。
检测器是负责检测分离出来的化合物的工具。
检测器通常是一个能够测定各种化合物共存情况的仪器，例如紫外可见光谱法、荧光光谱法、电化学检测法以及质谱分析法。
在使用时，对检测器的选择是至关重要的，因为检测器将直接关系到检测的灵敏度和分辨率。
广泛应用于复杂样品的分析和纯化中。
生物化学家利用测定蛋白质和其他生物大分子的结构和活性，研究它们在生物体内的作用，以及在生产过程中的组成和含量。
药品、化妆品和食品工业使用此种技术以保证其产品的安全性。
在环境科学和计划，该技术主要包括空气、水、土壤、食品等样品中的化学品的测定。
在食品行业中，被用于检测添加化学品和毒素，例如防腐剂和农药，以保证消费者的健康和安全。
总之，是一种强大的分离和检测工具，它在各种不同的领域和应用中得到了推广和应用。
这种技术基于样品分配到不同相的原理，利用了移动相和固定相之间的分配系数的变化，为在复杂气相中的分析提供了新的途径。
仪器分析大连理工大学44液相基本原理与主要分离类型
2019/7/16
2019/7/16
基本原理：
形成的离子对化合物X+Y-，在两相间进行分配：
平衡常数：
X+水相 + Y-水相 = X+Y-有机相 KXY[X [X]水 Y相 [Y]有]机 水相 相
溶质在两相间的分配系数DX为：
[ DX
X [Y X ]]水 有相 机相KXY[Y ]
不同待测离子与反离子形成离子对的能力不同，分配 系数存在差异，导致在固定相中滞留时间不同，从而实现
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离子交换分离实例
2019/7/16
4.4.4 离子色谱
ion chromatography
离子色谱是在20世纪70年代中期 发展起来的一种技术，其与离子交 换色谱的区别是其采用了特制的、 具有极低交换容量的离子交换树脂 作为柱填料，并采用淋洗液抑制技 术和电导检测器，是测定混合阴离 子的有效方法。 有关内容将在剂分子（S）在固定相 吸附剂上的竞争吸附：
Xm + nSa = Xa + nSm 下标m、a分别表示流动相和固定相，n是被吸附的溶剂分子
数。达到吸附平衡时，吸附平衡常数（K）可表示为：
K
[Xa ][Sm]n [Xm][Sa ]n
K分配系数，但K值大，表明该溶质分子在固定相上被吸 附得多，吸附作用强，该组分的保留时间长，分配系数也 大。吸附平衡常数K可以由吸附等温线数据求出。
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基本原理：
分配系数：
KVR Vm cs
Vp
cm
分子完全排斥时，K = 0； 可自由进入孔道时，K = 1； 部分进入时，K = 0～１； 保留体积位于：
Vm～Vm+Vp
液相色谱仪的原理及分析方法
液相色谱仪的原理及分析方法高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9´107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万)；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。
特点：1．高压：液相色谱法以液体为流动相(称为载液)，液体流经色谱柱，受到阻力较大，为了迅速地通过色谱柱，必须对载液施加高压。
一般可达150～350×105Pa。
2. 高速：流动相在柱内的流速较经典色谱快得多，一般可达1～10ml/min。
高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多，一般少于1h 。
3. 高效：近来研究出许多新型固定相，使分离效率大大提高。
4.高灵敏度：高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器，进一步提高了分析的灵敏度。
如荧光检测器灵敏度可达10-11g。
另外，用样量小，一般几个微升。
5.适应范围宽：气相色谱法与高效液相色谱法的比较：气相色谱法虽具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，但是受技术条件的限制，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。
而高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。
对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400 以上)的有机物(这些物质几乎占有机物总数的75% ～80% )原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。
据统计，在已知化合物中，能用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的约占70～80%。
高效液相色谱按其固定相的性质可分为高效凝胶色谱、疏水性高效液相色谱、反相高效液相色谱、高效离子交换液相色谱、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型。
用不同类型的高效液相色谱分离或分析各种化合物的原理基本上与相对应的普通液相层析的原理相似。
其不同之处是高效液相色谱灵敏、快速、分辨率高、重复性好，且须在色谱仪中进行。
液相色谱仪的基本构造和工作原理
液相色谱仪的基本构造和工作原理
液相色谱仪（Liquid Chromatography，简称LC）是一种分离和分析化合物的仪器，通过溶液作为流动相，将待测样品中的化合物分离并检测。
以下是液相色谱仪的基本构造和工作原理：
基本构造：
1. 流动相系统：包括溶剂瓶、泵、混合器等组件，用于将溶液送入色谱柱。
2. 色谱柱：是液相色谱的核心部件，通常由不同的填料构成，用于分离样品中的化合物。
3. 进样系统：用于将待测样品引入流动相系统。
进样器通常包括样品瓶、进样针和进样阀等部件。
4. 检测器：用于检测色谱柱流出的化合物，常见的检测器包括紫外可见光谱检测器、荧光检测器、光电二极管阵列检测器等。
5. 数据处理系统：用于采集和分析检测器输出的数据，通常配备计算机和专业的数据处理软件。
工作原理：
1. 样品注入：待测样品通过进样系统被引入流动相中。
2. 分离过程：样品在色谱柱中被分离。
分离的原理可以基于化合物在填料中的亲疏水性、分子大小、电荷等差异。
3. 流动相运输：流动相被泵送经色谱柱，将样品分离并传送到检测器。
4. 检测：检测器检测流出的化合物，产生信号。
不同检测器采用不同的原理，如测量紫外可见光吸收、荧光强度、电导率等。
5. 数据处理：检测器输出的信号通过数据处理系统进行记录和分析，生成色谱图谱。
液相色谱的优势在于对极性和疏水性化合物的分离能力强，广泛应用于生物化学、制药、环境监测等领域。
不同类型的液相色谱仪，如高效液相色谱仪（HPLC）、超高效液相色谱仪（UHPLC）等，有着不同的性能和应用领域。
液相色谱仪的基本操作及对物质的分离、定性鉴定
液相色谱仪的基本操作及对物质的分离、定性鉴定一、目的要求1. 学习色谱法利用保留值法定性的原理和方法；2. 了解并熟悉液相色谱仪器的基本结构及使用方法。
二、基本原理各种物质在一定的色谱条件(固定相与操作条件等)下有各自确定的保留值，因此保留值在色谱分析中可作为一种定性指标。
对于较简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为已知且它们的色谱峰均能分开，则可将混合物图谱中各个色谱峰的保留值与各相应的标准试样在同一条件下所得的保留值进行对照比较，就能确定各色谱峰所代表的物质，这就是纯物质对照法定性的原理。
该法是气相色谱分析中最常用的一种定性方法。
本实验即采用纯物质对照法对有机混合物中各组分进行定性鉴定。
三、仪器及条件液相色谱仪：UV9811色谱柱：C18反相柱，250m m×4.6mm检测器：紫外检测器，检测波长261nm流动相及流速：甲醇，1m L·min-1进样量：20uL；四、试剂甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、甲醇，均为分析纯；甲苯、二甲苯、三甲苯混合物。
五、实验步骤l.溶液配制以正己烷为溶剂，分别配制一定浓度的甲苯、二甲苯、三甲苯标准溶液及待检测混合物溶液。
2.打开液相色谱仪主机电源，旋松其泵开关旋钮，排放流动相清洗泵。
3.在面板上设置流动相流速。
4.打开紫外检测器电源，设置检测波长，调吸光度“零”。
5.打开工作站进入实时分析界面，调零点，观察基线平稳后进样。
六、数据及处理l.记录色谱工作条件液相色谱仪：色谱柱：检测器：紫外检测器流动相及流速：进样量：2. 记录各色谱图中组分的保留时间t Ri，并把数据列于下表。
3. 根据标准物质和未知混合物图谱中各峰的tR进行对比，对未知混合物试样色谱图中各峰所代表的组分加以确认。
液相分离的原理
液相分离的原理
液相分离是一种常用的分离技术，它基于不同化合物在液相中溶解度的差异来实现分离。
原理上，液相分离利用了不同物质在溶剂中溶解度不同的特性。
在液相分离过程中，通常使用一个或多个溶剂作为移动相，这些溶剂的组成可以根据需要进行调整。
相对应的，液相中的化合物就是静态相，即待分离的混合物。
该过程包括以下几个主要步骤：
1. 混合物的溶解：将待分离的混合物溶解在合适的溶剂中，以使各个组分能够均匀分散在液相中。
2. 上样：将溶解好的混合物取出一定量，通常使用毛细管或进样器具将其上样到分离装置中。
在上样过程中，需要控制好待分离物的量，以及其相对浓度。
3. elution/eluting：将移动相沿着静态相流动。
在此过程中，根
据物质在溶剂中溶解度的不同，各个组分将以不同的速率迁移。
4. 分离：各个组分按照其溶解度不同在移动相中逐渐迁移，从而实现分离。
通常情况下，化合物溶解度较高的将迁移较慢，而溶解度较低的则迁移较快。
5. 检测与收集：通过一种或多种分析方法（例如质谱、紫外光谱或荧光检测）监测分离出的各个组分，进行定性和定量分析。
根据需要，可在适当的时间点收集各个组分。
液相分离是广泛应用于化学、生物化学及制药等领域的分离技术。
根据特定的需求，可以选择不同的液相色谱、凝胶电泳、萃取等方法进行分离。
通过合理选择溶剂系统、固定相材料和柱温等条件，可以实现对复杂混合物的高效分离。
第二节 高效液相色谱的分离原理及主要类型
凝胶色谱特点和应用范围
★ 特点： a. 峰形窄，利于检测; b. 固定相和流动相选择简便; c. 适用范围广; d. 不能用来分离大小相似，相对分子质量接近的分子。
★ 适用范围：不能分离复杂的化合物；主要用来获得聚合 物的相对分子质量分布情况。
定 相
非极性固定相
多孔微粒活性炭
全多孔球形硅胶
多孔石墨化碳黑
苯乙烯-二乙烯基苯共聚物多孔微球
碳多孔微球
流 洗脱液的选择：相似相溶 动 极性大的组份用极性强的洗脱剂，极性弱的 相 组份用极性弱的洗脱剂
吸附色谱的优势：异构体分离
三、离子交换色谱法
分离机理：基于离子交换树脂上可电离的离子和流 动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换， 依据这些离子对交换剂具有不同的亲和力而分离。
一般离子交换色谱
谱
离子色谱
凝胶渗透色谱 凝胶色谱
凝胶过滤色谱 亲合色谱，手性色谱，毛细管电泳，假相色谱
一、液-液色谱法
与载体 结合方式
特点
使用程度
涂渍固定相
键合固定相
涂渍
键合
固定液易于流失 柱寿命短
分离的重现性差
稳定耐热 不易流失 柱寿命长 重现性和分离效果好
很少使用
发展方向
正相色谱和反相色谱比较
二、液-固色谱法
• 分离机理：基于各组分在固体收附剂表面吸附能力 的不同；组分分子和流动相分子在吸附剂表面活性 中心发生竞争吸附。
• 适用对象：对具有不同官能团的化合物和异构体有 较高的选择性。
液-固吸附色谱固定相和流动相
固定相
氧化铝和氧化镁
极性固定相 硅酸镁分子筛等
无定形硅胶
液相分离度的原理
液相分离度的原理液相分离是化学和生物学实验中非常常见的过程。
它是一种将混合溶液中的各种成分分离的技术。
液相分离是基于不同的物理和化学特性运用在不同物质之间产生的差异上的。
这些差异可以被利用来引导同一混合物中的成分分离到不同的区域，最终使得它们成为单独的成分。
液相分离主要需要依靠以下三种方式来实现：色谱、离子交换和凝胶过滤。
这些方法都有各自的作用和原理。
1. 色谱分离色谱分离依据溶液中不同分子的相互作用差异将物质分离。
色谱分离公式是：移动速度（Vm） = 多项式（分子大小，极性，等等） X 运行介质（gas，liquid，etc）。
在这里，分子大小、化学性质和极性是色谱分离的三个基本特征。
当在不同的溶剂体系中进行色谱分离时，溶剂的不同极性和化学性质会影响各种成分在某一介质中的迁移速率。
这便是为什么不同的成分在色谱分离过程中可以被分离到不同的区域。
2. 离子交换分离离子交换属于离子交换色谱技术的一种，依赖于离子交换树脂与混合溶液中离子的电荷差异。
在离子交换分离过程中，树脂以负离子或正离子的形式交换吸附溶液中的离子。
具有不同电荷的离子在催化剂中的吸附作用不同，从而实现了混合溶液的分离。
3. 凝胶过滤分离凝胶过滤法是一种多孔性质的溶胶技术。
通过组成凝胶的空间中的间隙，大小不同的成分可以通过这个空间的大小作为动力进行分离。
在凝胶过滤过程中，溶液中的细胞、蛋白质、聚合物和其他成分将被分离，并随凝胶的筛网逐渐洗净。
凝胶过滤法也被广泛地应用在温度敏感性的和具有高极性的物质的分离中。
综上所述，液相分离依靠物质在分子大小、分子化学性质、分子表面电荷等方面的差异实现分离。
液相分离的原理与方式各不相同，但通常依赖于极性、电荷异性和孔径差异之共存来实现成分之间的分离。
由于液相分离的原理复杂，需要精细的实验条件和高质量的实验仪器，所以一些条件或时区的不匹配或者操作不当，可能会导致分离结果产生错误。
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2021/2/2
分析实例：
6
2021/2/2
4.4.3 离子交换色谱
固定相：阴离子交 换树脂或阳离子离子交 换树脂。
流动相：阴离子交 换树脂作固定相，采用 碱性水溶液；阳离子交 换树脂作固定相，采用 酸性水溶液。
7
2021/2/2
离子交换基本原理
组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电 荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长。
3
2021/2/2
等温吸附线与色谱峰形：
拖尾峰(凸形等温吸附线)： 被吸附分子首先占据强吸附力
的点。低浓度时，主要被强吸附 力的点吸附，保留时间长。
浓度高时，较多溶质分子被吸附力弱的点吸附，造成色 谱峰中心部分运动速率较快，峰前移，而后沿部分吸附力 相对较强，运动速率较慢，形成拖尾峰。
液-固吸附分离模式适用于分离相对分子质量中等的油溶 性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。
全部在死体积前出峰。 相对分子质量在100～105范围内
的化合物按质量分离。
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基本原理：
色谱柱的总体积为 Vtol = Vm + Vp + Vg
Vm为死体积，即对应于完全 排斥分子流出体积；Vp为孔 体积；Vg为凝胶体积（去除 孔体积）。 组分的保留体积为
VR = Vm + KVp
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4.4.1 液-固Байду номын сангаас附色谱
固定相：固体吸附剂，如硅胶、氧化铝等，较常使用 的是5～10μm的硅胶吸附剂。
流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。 基本原理：组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸； 适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有 官能团的化合物和异构体有较高选择性。
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基本原理：
形成的离子对化合物X+Y-，在两相间进行分配：
X+水相 + Y-水相 = X+Y-有机相
平衡常数：
K XY
[X Y ]有机相 [X ]水相[Y ]水相
溶质在两相间的分配系数DX为：
DX
[X Y ]有机相 [X ]水相
K XY
[Y ]
不同待测离子与反离子形成离子对的能力不同，分配系
度可以调整组分保留时间，达到提高色谱分离选择性的目
的。
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分析实例：
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4.4.6 排阻色谱
size- exclusion chromatography
固定相：凝胶(具有一定大小孔隙分布)。
原理：按分子大小分离。小分子 可以扩散到凝胶空隙中通过，出峰 最慢；中等分子只能通过部分凝胶 空隙，中速通过；而大分子被排斥 在外，出峰最快；溶剂分子小，故 在最后出峰。
二价阳离子的KB/A值顺序：
Ba2+>Pb2+> Sr2+>Ca2+> Cd2+>Cu2+
对于季胺型阴离子交换树脂，一价阴离子的KB/A值顺序：
ClO4-> I-> HSO4-> SCN-> NO3-> Br-> NO2-> CN-> Cl-> BrO3-> OH> HCO3-> H2PO4-> IO3-> CH3COO-> F-
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基本原理：
分配系数：
K VR Vm cs
Vp
cm
分子完全排斥时，K = 0； 可自由进入孔道时，K = 1； 部分进入时，K = 0～１； 保留体积位于：
Vm～Vm+Vp
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分析实例：
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4.4.7 亲和色谱(AC) Affinity chromatograph
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离子交换分离实例
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1.什么是传统机械按键设计
？传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动
PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式
。传统机械按键结构
层图：
传统机械按键设计要点
按
PCB
键
A
： 1.合理的选择按键的类 型，尽量选择平头类的
开关
按键，以防按键下陷。
键
数存在差异，导致在固定相中滞留时间不同，从而实现色
谱分离。
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离子对的容量因子k可表示为：
k
DX
VS VM
K XY
[Y
]水相
1
则组分的保留时间：
tR
L u
(1
KXY[Y ]水相
1）
保留值随KXY和[Y-]水相的增大而延长，而KXY取决于对离子 和有机相的性质，则控制流动相中加入的对离子特性和浓
第四章
高效液相色谱法和 超临界流体色谱法
High performance liquid chromatography and Supercritical fluid chromatography
第四节 液相色谱中的 主要分离类型
main separating types in LC
4.4.1 液-固吸附色谱 4.4.2 液-液分配色谱 4.4.3 离子交换色谱 4.4.4 离子色谱 4.4.5 离子对色谱 4.4.6 排阻色谱 4.4.7 亲和色谱
阳离子交换：R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H + 阴离子交换：R—NR4OH +X- = R—NR4 X + OH-
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基本原理
平衡时，平衡常数为
[R B][A] KB/A [B][R A]
对于磺酸型阳离子交换树脂，一价阳离子的KB/A值顺序：
Cs+>Rb+> K+>NH4+> Na+>H+>Li+
2.开关按键和塑胶按键
设计间隙建议留
0.05~0.1mm，以防按键
死键。
3.要考虑成型工艺，合
4.4.4 离子色谱
ion chromatography
离子色谱是在20世纪70年代中期 发展起来的一种技术，其与离子交 换色谱的区别是其采用了特制的、 具有极低交换容量的离子交换树脂 作为柱填料，并采用淋洗液抑制技 术和电导检测器，是测定混合阴离 子的有效方法。 有关内容将在本章第五节中讲授。
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4.4.5 离子对色谱 ion pair chromatography
将一种(或多种)与溶质离子电荷相反的离子(对离子或反 离子)，加到流动相中与溶质离子结合形成疏水性离子对 ，能够在两相之间进行分配。
阴离子分离：对离子常用烷基铵类，如氢氧化十六烷 基三甲胺。
阳离子分离：对离子常用烷基磺酸(己烷磺酸钠)。 反相离子对色谱：非极性的疏水固定相(C18柱)，含有对 离子Y+的甲醇-水或乙腈-水作为流动相，试样离子X-进入 流动相后，生成疏水性离子对Y+X-。
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4.4.2 液-液分配色谱
固定相与流动相互不相溶。 基本原理：组分在固定相和流动相上的分配。 流动相：亲水性固定液，采用疏水性流动相，即流动相的 极性小于固定液的极性(正相 normal phase)，反之流动相的 极性大于固定液的极性(反相 reverse phase)。正相与反相的 出峰顺序相反。 固定相：早期涂渍固定液，现已不采用。 化学键合固定相：将基团通过化学反应键合到硅胶（担 体）表面的游离羟基上，如C18柱（反相柱）。
基本原理：
流动相中的溶质分子（X）与溶剂分子（S）在固定相吸 附剂上的竞争吸附：
Xm + nSa = Xa + nSm 下标m、a分别表示流动相和固定相，n是被吸附的溶剂分子
数。达到吸附平衡时，吸附平衡常数（K）可表示为：
K
[Xa ][Sm ]n [Xm ][Sa ]n
K分配系数，但K值大，表明该溶质分子在固定相上被吸 附得多，吸附作用强，该组分的保留时间长，分配系数也 大。吸附平衡常数K可以由吸附等温线数据求出。
原理：利用生物大分子和固定相表面存在的某种特异性 亲和力，进行选择性分离。
间隔基：环氧、联胺等； 配基：酶、抗原等； 这种固载化的配基将只能和 具有亲和力特性吸附的生物大 分子作用而被保留。 改变淋洗液后洗脱。
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请选择内容
4.1 高效液相色谱法的特性 4.2 高效液相色谱仪 4.3 液相色谱的固定相与流动相 4.4 液相色谱中的主要分离类型 4.5 液相色谱分析条件的选择 4.6 高效液相色谱法的应用 4.7 离子色谱法 4.8 超临界流体色谱法
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结束
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