第四章 高效液相色谱分析法

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第三节 液相色谱的固定相与流动相
一、固定相 二、流动相
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第三节 液相色谱的固定相与流动相
一、固定相 分配色谱固定相 液-固吸附色谱固定相 固吸附色谱固定相 固定相 离子交换色谱固定相 空间排阻色谱固定相 手性固定相
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第三节 液相色谱的固定相与流动相 )、分配色谱固定相 (一)、分配色谱固定相 全多孔型固定相
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第二节 主要分离类型
二、液-液分配与化学键合相色谱 液分配与化学键合相色谱
)、液 (一)、液-液分配色谱
与气相色 谱中气--液 谱中气 液 色谱比较? 色谱比较?
固定相与流动相均为液体(互不相溶)。 固定相与流动相均为液体(互不相溶)。 基本原理:组分在固定相和流动相上的分配。 基本原理:组分在固定相和流动相上的分配。 K不仅与固定相的种 不仅与固定相的种 类有关, 类有关,也与流动相 的种类有关。 的种类有关。
多孔球体(氧化铝 、 硅藻土等) 多孔球体 氧化铝、 硅藻土等 氧化铝 +固定液 固定液 早期固定相 已不多见
分类
表面多孔型固定相
微珠担体(玻璃微球 固定液 微珠担体 玻璃微球) +固定液 玻璃微球
化学键合固定相
硅胶表面键合有机分子
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第三节 液相色谱的固定相与流动相 化学键合固定相 利用硅胶表面存在的硅羟基, 利用硅胶表面存在的硅羟基 , 通过化学反应将 有机分子键合到硅胶表面。 有机分子键合到硅胶表面。 A. 硅氧碳键型: ≡Si—O—C 硅氧碳键型: B. 硅氧硅碳键型:≡Si—O—Si — C 硅氧硅碳键型: C. 硅碳键型: 硅碳键型: D. 硅氮键型: 硅氮键型:
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第二节 主要分离类型
一、液-固吸附色谱 固吸附色谱 二、液-液分配与化学键合相色谱 液分配与化学键合相色谱 三、离子交换色谱 四、离子对色谱 五、空间排阻色谱 六、亲和色谱
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第二节 主要分离类型
一、液-固吸附色谱 固吸附色谱
颗粒度较小, 颗粒度较小, 5-10µm
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第一节 高效液相色谱仪
缺点: 缺点:
灵敏度低; 灵敏度低; 对温度敏感; 对温度敏感; 不能用于梯度洗脱。 不能用于梯度洗脱。
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第一节 高效液相色谱仪 )、荧光检测器 专用型检测器 (三)、荧光检测器—专用型检测器 基本原理:在一定的条件下, 基本原理:在一定的条件下,荧光强度与流动 相中的组分的浓度成之比。 相中的组分的浓度成之比。
对多环芳烃 维生素B、黄曲霉素、 对多环芳烃,维生素 、黄曲霉素、卟啉类化合 农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应。 物、农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应。
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第一节 高效液相色谱仪
特点: 特点:
高灵敏度; 高灵敏度; 高选择性; 高选择性; 可用于梯度洗脱。 可用于梯度洗脱。
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第一节 高效液相色谱仪
一、 高效液相色谱仪结构流程
进样器 高压泵 色谱柱 检测器 储液瓶 废液 高压输液泵、高效分离住、 高压输液泵、高效分离住、高灵敏度检测器
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第一节 高效液相色谱仪
二、 高压输液系统(高压泵) 高压输液系统(高压泵)
要求: 要求: 输出压力高; 输出压力高; 平稳、脉冲小; 平稳、脉冲小; 流量稳定可调; 流量稳定可调; 耐腐蚀。 耐腐蚀。 机械往复柱塞泵结构图
没食子酸
3,4-二羟基苯甲酸 二羟基苯甲酸
固定相: 非极性; 流动相: 极性 固定相 非极性 流动相 组分极性: 二羟基苯甲酸<没食子酸 组分极性 3,4-二羟基苯甲酸 没食子酸 二羟基苯甲酸
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第二节 主要分离类型
三、离子交换色谱
固定相:阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。 固定相:阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。 键合基团 担 体 苯乙烯-二 苯乙烯 二 乙烯苯共 聚物微球 键合 阳离子: 阳离子: -SO3H(强) 强 -CO2H(弱) 弱 阴离子: 阴离子: -N+R3(强) 强 -NH2 (弱) 弱
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第二节 主要分离类型
X M + nS S = X S + nS M
c( X s )[c(S M )] K= n c( X M )[c(S s )]
n
下标M、 分别代表流动相和固定相 分别代表流动相和固定相, 代表被吸附的 下标 、 s分别代表流动相和固定相 , n代表被吸附的 溶剂分子数;K代表吸附平衡常数。 代表吸附平衡常数。 溶剂分子数; 代表吸附平衡常数
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改变流动相的组成来 改善分离效果。 改善分离效果。
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第二节 主要分离类型 固定相极性>流动相极性 固定相极性 流动相极性 正相分配色谱 (正相柱) 正相柱) 固定相极性<流动相极性 固定相极性 流动相极性 反相分配色谱 反相柱) (反相柱)
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组分极性越大, 组分极性越大,保留 时间越长; 时间越长;使用极性 化合物的分离。 化合物的分离。
组分极性越小, 组分极性越小,保留 时间越长;适用非极 时间越长; 性化合物的分离。 性化合物的分离。
第二节 主要分离类型 )、化学键合固定相色谱 (二)、化学键合固定相色谱 将各种不同基团通过化学反应键合到硅胶 担体)表面的游离羟基上。 (担体)表面的游离羟基上。
特点
固定相非常稳定,在使用中不易流失。 固定相非常稳定,在使用中不易流失。由于 可将各种极性的官能团键合到载体表面, 可将各种极性的官能团键合到载体表面,因此它 适用于种类繁多样品的分离。 适用于种类繁多样品的分离。
吸附平衡常数K不等于分配系数。 吸附平衡常数 不等于分配系数。 不等于分配系数 K值越大,保留时间越长,分配系数大。 值越大,保留时间越长,分配系数大。 值越大 适用对象: 相对分子质量中等的油溶性试样, 适用对象 : 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。 具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。
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第一节 高效液相色谱仪
四、 进样系统
六通阀进样 装置
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第一节 高效液相色谱仪
分离系统(色谱柱) 五、 分离系统(色谱柱)
内径: ~ 内径:1~6 mm,柱长:5~50 cm; ,柱长: ~ ; 柱填料粒径: 柱填料粒径:5 ~10µm 为保护色谱柱, 为保护色谱柱, 通常在柱前加一支填料与色谱柱相同的保护柱。 通常在柱前加一支填料与色谱柱相同的保护柱。
固定相:固体吸附剂,如硅胶、氧化铝等。 固定相 固体吸附剂,如硅胶、氧化铝等。 固体吸附剂 流动相:各种不同极性的一元或多元溶剂。 流动相 各种不同极性的一元或多元溶剂。 各种不同极性的一元或多元溶剂 分离机理:流动相中的溶质分子(X)与溶剂分子 分离机理 : 流动相中的溶质分子 与溶剂分子 (S)在固体吸附剂上竞争吸附的结果。 在固体吸附剂上竞争吸附的结果。 在固体吸附剂上竞争吸附的结果
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第二节 主要分离类型 流动相: 流动相 阳离子交换树脂固定相,采用酸性水溶液; 阳离子交换树脂固定相,采用酸性水溶液; 阴离子交换树脂固定相,采用碱性水溶液。 阴离子交换树脂固定相,采用碱性水溶液。
基本原理: 基本原理: 试样组分在固定相上发生的反复离子交换反 应 , 依据组分与离子交换剂之间亲和力的不同而 分离。 分离。
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第二节 主要分离类型 1. 键合固定相制备 硅烷化反应
硅胶
十八烷基 氯硅烷
ODS(C18)键合相 键合相 非极性
使用pH范围: 使用 范围: 2-8 范围
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第二节 主要分离类型 2. 键合固定相类型
反相柱
类 型
正相柱
不同碳原子数的 烷烃( 和 烷烃(C8和C18)、 )、 苯基等疏水基团
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第一节 高效液相色谱仪
六、 液相色谱检测器
紫外检测器 示差折光检测器
类 型
荧光检测器 电化学检测器 电导检测器
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第一节 高效液相色谱仪 )、紫外检测器 应用最广泛的检测器 (一)、紫外检测器—应用最广泛的检测器 基本原理: 基本原理:试样组分对特定波长的紫外光具有选择 性的吸收, 性的吸收,吸光度与试样组分浓度之间的定量关系 符合郎伯-比耳定律。 符合郎伯-比耳定律。 优点: 优点:
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第二节 主要分离类型 阳离子交换: 阳离子交换:R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H+ 阴离子交换: 阴离子交换:R—NR4OH + X- = R—NR4 X + OH一般形式: 一般形式: R—A + B = R—B + A
KBA
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c(R − B )c( A) = c(R − A)c(B )
试样组分与交换基 团间的作用力的大小决 定色谱的保留行为。 定色谱的保留行为。
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第二节 主要分离类型
阳离子交换: 阳离子交换:R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H+ 阴离子交换: 阴离子交换:R—NR4OH + X- = R—NR4 X + OH组分与离子交换剂之间作用力的大小与离子半径、 组分与离子交换剂之间作用力的大小与离子半径、 离子半径 电荷、存在形式等有关。作用大,保留时间长。 电荷、存在形式等有关。作用大,保留时间长。 等有关 应用:离子及可离解的化合物, 应用:离子及可离解的化合物, 氨基酸、核酸、蛋白质等。 氨基酸、核酸、蛋白质等。
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第一节 高效液相色谱仪
三、 梯度淋洗装置
在液相色谱中,可以通过改变流动相的组成、 在液相色谱中,可以通过改变流动相的组成、 极性来改善分离和调节出峰时间。 极性来改善分离和调节出峰时间。
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第一节 高效液相色谱仪
高压梯度(外梯度 高压梯度 外梯度) 外梯度
第四章 高效液相色谱分析法 第一节 高效液相色谱仪 第二节 主要分离类型 第三节 液相色谱的固定相与流动相 第四节 影响分离的因素与分离类型的选择
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第一节 高效液相色谱仪
一、 高效液相色谱仪结构流程
二、 高压输液系统 三、 梯度淋洗装置 四、 进样系统 五、 分离系统 六、 液相色谱检测器
氨丙基 氰乙基、 氰乙基、醚和醇等 极性基团
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第二节 主要分离类型 键合色谱柱、 例:以ODS键合色谱柱、甲醇-水为流动相分离 键合色谱柱 甲醇以下两种苯甲酸,试判断出峰次序。 以下两种苯甲酸,试判断出峰次序。
保留时间: 保留时间:
HO
COOH
COOH
<
OH OH
OH OH
两台高压输液泵, 两台高压输液泵,将两种不同极性的溶剂按一定 比例送入混合器,混合后进入色谱柱。 比例送入混合器,混合后进入色谱柱。
低压梯度(内梯度) 低压梯度(内梯度)
一台高压泵, 通过比例调节阀, 一台高压泵, 通过比例调节阀,将两种或多种不同 极性的溶剂按一定的比例抽入混合器中混合。 极性的溶剂按一定的比例抽入混合器中混合。
敏感; 对流速和温度变化不 敏感; 可用于梯度洗脱。 可用于梯度洗脱。
缺点: 缺点:
无紫外-可见吸收组分不响应; 无紫外 可见吸收组分不响应; 可见吸收组分不响应 流动相选择受一定限制。 流动相选择受一定限制。
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第一节 高效液相色谱仪 )、示差折光检测器 通用型检测器 (二)、示差折光检测器—通用型检测器 每种物质具有不同的折光指数。 每种物质具有不同的折光指数。 基本原理: 基本原理:连续检测参比池和样品池中流动相之间 的折光系数差值, 的折光系数差值,该值与试样池流动相中的组分浓 度成正比。 度成正比。 生命科学中各类糖类化合物,没有紫外吸收, 生命科学中各类糖类化合物,没有紫外吸收, 一般要用示差折光检测器。 一般要用示差折光检测器。
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第一节 高效液相色谱仪 通过改变流动相的组成来调整组分 梯度洗脱 的 k值,改变分离因子α值,以达到 值 改变分离因子α 最短时间内得到最佳分离的目的。 最短时间内得到最佳分离的目的。 梯度洗脱 的特点 改善分离, 加快分析速度; 改善分离 加快分析速度; 改善峰形, 减少拖尾; 改善峰形 减少拖尾 可能引起基线漂移。 可能引起基线漂移。 基线漂移
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