第十章 色谱技术_PPT幻灯片

有机高分子
• 聚苯乙烯-二乙烯苯 • 聚甲基丙烯酸酯 • 纤维素 •葡聚糖及其修饰产物
2.粒径和结构
LC应用
粒径（m ）
分析型
3～10
制备型
10～40
低压/大规模制备 40～150 型
极大规模制备型 150～300
3.填料孔径
• 色谱基质的孔径一般必须是待纯化的溶质 分子大小的5倍以有利于它们通过分子扩散 进入所有的孔。
了 解 各类色谱技术的应用领域
ຫໍສະໝຸດ Baidu
能力要求
针对目标药物体系，熟练选择合适的色 谱技术对目标药物进行分离纯化。
第一节 色谱技术概述
色谱(Chromatography)技术又被称为 层析技术。
二、基本概念
（一）概述
液相色谱主要通过目标组分或待分离物在两 相间分配能力或作用力不同而使目标组分得以分 离，其中一相保持不动，称为固定相，而另一相 移动，被称为流动相。待分离组分，通过在固定 相以及流动相之间各种作用力的矢量和差异而得 到分离，这些作用有色散力、氢键、离子键、亲 水作用、疏水作用、静电相互作用、分子扩散、 亲和、络合、共价键修饰或交换等。
B
峰高 WBh/2 （h）
WB VRB 洗 脱 体 积 /
时间
• 保留因子或容量因子：k=(tR-to)/to=(VR-Vo)/Vo • k越大，则表明该溶质在特定条件下与固定相
的作用力越强，对应于保留时间来说，其保 留时间较长；反之，则保留时间较短。
• 选择因子：=kB/kA • 选择因子越大，则表明A和B两种成分于特
目录
• 第一节 色谱技术概述 • 第二节 吸附色谱 • 第三节 基于疏水作用的高效液相色谱 • 第四节 体积排阻色谱 • 第五节 亲和色谱 • 第六节 离子交换色谱
学习目标
掌握
色谱基本理论、基本概念；生物药品的常 用吸附色谱、反相色谱、离子交换色谱以 及亲和色谱技术
熟 悉 各种色谱技术中常用的色谱固定相
• Rs 值越大，两种组分分离的越好。 Rs = 1，两组 分具有较好的分离，互相沾染约2%，即每种组分的 纯度约为98%。当Rs=1.5时，两组分基本完全分开 ，每种组分的纯度可达到99.8%。
信
号
强
度
峰不对称因子
=b/a
a
b
10%峰高
洗脱体积/ 时间
峰不对称因子（As），主要是反映固定相与组分之间的作用 力强弱情况，如果As越大，则表明组分与固定相在特定洗脱条 件下相互作用力越大，产生拖尾现象。
活性炭按照粒径大小可分为粉末活性炭 、颗粒活性炭以及基于粉末活性炭制备的颗 粒型活性炭。
（二）、大孔网状聚合物吸附剂
性质与活性炭、硅胶相似，简称大网格吸附剂 、大孔树脂吸附剂或吸附树脂。 （1）脱色去臭力与活性炭相当，对有机物质具有良 好的选择性 （2）性质稳定，机械强度好，经久耐用，品种多 （3）吸附速度快，易解吸，易再生，直径在 0.2~0.8mm之间，不污染环境，使用方便 （4）价格昂贵，吸附效果 易受流速和溶质浓度等因 素影响
一、吸附类型
（一）物理吸附——分子间引力（范德华力） 特点：
（1）无选择性 （2）吸附量可由物系不同
相差较大 （3）低温可进行 （4）单、多分子层吸附均可 （5）易达到吸附平衡状态
一、吸附类型
（二）化学吸附——化学键 特点：（1）较高温进行
（2）放热 （3）单分子吸附 （4）不易和解析，平衡慢 （5）选择性强
（三）样品负载量
• 样品负载量也称柱容量，是指可以注入色谱系统而又不会使 柱过载的最大可进样品量，通常以每克柱填料对应的的最大 进样量来表示。
• 它显示了柱的大小和其对应的样品处理能力，对于分析性色 谱来说，样品负载量决定了动态的分析范围。
• 两种计算方法： • （1）以非装柱的形式，通过样品与对应数量的柱填料之间
（二）柱效
• 柱效：N=16(tR/W)2=5.54(tR/Wh/2)2
• 依据塔板理论，塔板数越高，表明溶质分子 在柱子上的分离效率越高。N已知，柱效可 通过柱子的长度（L）与理论塔板高度（H） 之间的比值进行计算，即N=L/H。
• 小粒径色谱填料、低流动相流速和不太粘稠 的流动相有利于减小H值。H值小，则N大， 此时W也小。
加样和流动相入口
输液 泵
贮液 瓶
色谱柱
洗脱液 收集并检测
进 样 进样
阀
检测器 流出液
• （二）固定相
• 也称为柱填料，是液相色谱的核心部件 。固定相的骨架材料又称为色谱基质利用化 学或其他方法将相应特性的分子键合至色谱 基质表面，构成键合固定相，也称为键合相 色谱填料。
1.色谱基质
无机材料
• 多孔硅胶 • 可控孔径玻璃 • 羟基磷灰石 • 氧化铝、氧化锆
大孔填料
中孔填料
1000到10000Å 180~500Å
微孔填料 60~120Å
• 4.键合相：是共价键合或通过吸附、涂敷等附
着于色谱基质表面上的提供与流动相中溶质分
子产生相互作用的分子。
三、色谱效率
（一）基本保留原理
信 号
tRB
强
度
tRA
A
半峰宽
to
WAh/2
基线峰
宽
WA
（样品0 注射（V死o 体积） VRA
定条件下在该柱子上越容易被分离开来。
• 柱效：N=16(tR/W)2=5.54(tR/Wh/2)2 • 柱子效率越高表明特定条件下固定相对某溶质的分
离效果越好。
• 分辨率：Rs=(tRB-tRA)/(WA+WB)1/2 =(tRB-tRA)( WAh/2+WBh/2)0.85 =(1/4)(-1)(N1/2)(k/1+k)
一、吸附类型
（三）交换吸附——双电层 特点：（1）吸附剂和溶液发生离子交换
（2）吸附力决定于离子所带电荷
二、常用吸附剂
吸附剂具备特性： （1）对被分离的物质具有很强的吸附能力，即
平衡吸附量大； （2）有较高的吸附选择性； （3）有一定的机械强度，再生容易； （4）性能稳定、价廉易得。
（一）、活性炭
的平衡，确定最大样品负载量；
• （2）以装柱的形式，在柱色谱中，当进样量达到柱子的饱 和负载量时，洗脱液中样品的浓度等于注入样品的浓度。
第二节 吸附色谱
• 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具 有选择吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的 过程，被吸附的物质称为吸附质。
• 四个步骤： • （1）吸附剂通入待分离的料液（或气体）； • （2）吸附质被吸附到吸附剂表面 • （3）料液流出 • （4）吸附质解吸回收，吸附剂再生。