高效液相色谱分析PPT

Hs
C
s
d
2 f
u
Ds
柱内各种因素所引起的色谱峰展宽与塔板高
度的关系归结为:
H 2 dpC d u D m C D m d m 2 pu C D ssm d m 2 pu C D sd s2 fu
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第二节 基本原理
一、柱内展宽 上式可简写为
HABCu u
HAC u
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第二节 基本原理
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第一节 高效液相色谱法概述
流动相的选择：GC采用的流动相中为有限的几种“惰
性”气体，只起运载作用，对组分作用小；HPLC采用的流 动相为液体或各种液体的混合，可供选择的机会多。它除了 起运载作用外，还可与组分作用，并与固定相对组分的作用 产生竞争，即流动相对分离的贡献很大，可通过溶剂来控制 和改进分离。
经典液相(柱)色谱法
10 ~ 200 10 ~ 50 75 ~ 600 200 ~ 30 0.001 ~ 0.1
2 ~ 50 1 ~ 10 1 ~ 20
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第一节 高效液相色谱法概述
2. HPLC与GC的比较 分析对象及范围：GC分析只限于气体和低沸点的
稳定化合物，而这些物质只点有机物总数的20%；HPLC 可以分析高沸点、高分子量的稳定或不稳定化合物，这类 物质占有机物总数的80%。
11g。
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高效液相色谱法与经典液相(柱)色谱法的比较
项目
方法
色谱柱: 柱长/cm
柱内径/mm
固定相粒度: 粒径/ m
筛孔/目
色谱柱入口压力/MPa
色谱柱柱效/(理论塔板数/m)
进样量/g
分析时间/h
高效液相色谱法
10 ~ 25 2 ~ 10 5 ~ 50
2500 ~ 300 2 ~ 20
2103 ~ 5 104 10-6 ~ 10-2 0.05 ~ 1.0
全多孔微粒型 无定型全多孔微粒
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第三节 固定相和流动相
一、固定相
薄壳型：以实心玻璃珠为基体，在基体表面覆盖一层多孔
活性材料(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颗粒大(易装柱)、多孔层厚度小且 孔浅(渗透性好，出峰快)；但交换容量小。适于常规分离分 析。
第十章 高效液相色谱分析
(high perfomance lquid chromatography) 第一节 概述 第二节 基本原理 第三节 固定相与流动相 第四节 高效液相色谱仪 第五节 定性、定量分析
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第一节 高效液相色谱法概述
与经典液相色谱法比较 与气相色谱法比较 高效液相色谱的特点
一、柱内展宽
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第二节 基本原理
二、柱外展宽 柱外展宽是指色谱柱外各种因素引起
的色谱峰展宽。
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第三节 固定相和流动相
一、固定相
1. 液-固色谱固定相
液-固吸附色谱所用的固定相，多是具有吸附 活性的吸附剂，常用的有硅胶、氧化铝、高分子 多孔微球以及分子筛。如果按结构和形态可分为：
薄壳型 球形全多孔微粒及堆积硅珠
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第一节 高效液相色谱法概述
高效液相色谱(HPLC)是以溶剂液体为流动相的色谱 方法。按照固定相不同可分为：液液分配色谱；吸附色 谱(液固色谱)；离子交换色谱；尺寸排阻色谱(凝胶渗透 色谱)。
早 期 液 相 色 谱 ， 包 括 Tswett 的 工 作 ， 都 是 在 直 径 1~5cm, 长50~500cm的玻璃柱中进行的。为保证有一定的 柱流速，填充的固定相颗粒直径多在150~200m范围内。 即使这样，流速仍然很低(<1mL/min)，分析时间仍然很 长！
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第一节 高效液相色谱法Fra Baidu bibliotek述
1. 高效液相色谱与经典液相色谱方法的比较
高速：HPLC采用高压输液设备，流速大增加，分析速度极快，
只需数分钟；而经典方法靠重力加料，完成一次分析需时数小时。
高效：填充物颗粒极细且规则，固定相涂渍均匀、传质阻力小，
因而柱效很高。可以在数分钟内完成数百种物质的分离。
高灵敏度：检测器灵敏度极高：UV—10-9g, 荧光检测器—10-
一、柱内展宽
2. 纵向扩散
Hd
Cd Dm u
组分分子在流动 相中的扩散系数
流动相的线速度
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第二节 基本原理
一、柱内展宽
3. 传质阻力
(1) 流动相中的传质阻力(Hm)
Hm
Cm
d
2 p
u
Dm
(2) 滞留流动相中的传质阻力(Hsm)
Hsm
Csmd 2pu Dm
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第二节 基本原理
一、柱内展宽
(3) 固定相(液)内的传质阻力(Hs)
操作温度：GC需高温；HPLC通常在室温下进行。
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第一节 高效液相色谱法概述
高效液相色谱的分类
按分离过程物理化学原理分类的各种液相色谱法的比较
方法 项目 固定相 流动相
吸附色谱
全多孔固 体吸附剂
不同极性 有机溶剂
分配色谱
固定液+ 载体
不同极性有 机溶剂和水
分离原理 吸附 解吸 溶解 挥发
平衡常数
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第一节 高效液相色谱法概述
当加压增加流速(真空或空气泵)时，尽管分析时间减少， 但柱塔板高度Hmin也相应增加了！或者说柱效下降了。
为了解决分析时间及柱效问题，人们认识到：最为 有效地增加柱效的唯一方法是减小填充物的粒径（3~10 m ）！
直到60年代，由于在高压下操作的液压设备、高效 固定相以及高灵敏检测器的出现及发展，才彻底解决了 分析时间及柱效的问题。即所谓的高效液相色谱技术才 真正得到广泛应用。
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第二节 基本原理
一、柱内展宽 在色谱柱内各种因素引起的色谱峰扩
展叫柱内扩展。 由气相色谱速率理论可知，范氏方程
概括了影响柱效的各种动力学因素，将范 氏方程加以修正后即可用于高效液相色谱。
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第二节 基本原理
一、柱内展宽
1. 涡流扩散
He 2dp
填充不规则因子 填充物颗粒的平均直径
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第二节 基本原理
吸附系数 (KA)
分配系数 (KP)
离子色谱
高效微粒离 子交换剂
不同 pH 值 的缓冲溶液
可逆性的 离子交换
选择性系 数 (KS)
体积排阻色谱
不同孔径的 多孔性凝胶
有机溶剂或一定 pH 值的缓冲溶液
多孔凝胶的 渗透或过滤
分布系数 (KD)
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第一节 高效液相色谱法概述
高效液相色谱的应用范围和局限性
应用范围 高沸点不易挥发，受热不稳定易分解，分
子量大，不同极性的有机物，生物活性物质及天然产物， 化工产品及环境污染物等等。
方法局限性：
使用多种溶剂，成本高，且易产生污染，梯度洗脱 比气相色谱的程序升温复杂 缺少通用的检测器
分析具有多种沸程的石油产品，不能替代气相色谱 法也不能代替中、低压液相色谱法，尤其对受压易分解 的生物活性样品