第四章高效液相色谱..

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薄壳型填料,柱效 仅每米1000~3000 塔板数 5~10μm球型和无定 型微粒硅胶,每米 5~6万理论塔板数
键合相色谱、离子色谱、疏水色谱、亲和色谱、手性色 谱、脂质体色谱、生物膜色谱、整体柱色谱、微径柱和 毛细管柱色谱及液相色谱-质谱联用等 http://v.qq.com/page/q/b/z/q0166w2f9bz.html
3. 离子对色谱(Ion Pair Chromatography)
在色谱体系中引入一种与样品溶质离子电荷相反的离子对 试剂,通常称为对离子或反离子(counterion),它与溶质离子形 成离子对,从而改变溶质在两相中的分配,使离子性溶质的保 留行为和分离选择性发生显著变化。 常用的离子对试剂有提供阴离子的C4 - C8烷基磺酸盐、烷 基硫酸盐、羧酸盐、萘磺酸盐、高氯酸盐等;提供阳离子的季 铵盐和烃基胺,如四丁基铵盐、十六烷基三甲基铵盐、三乙胺 等。 将离子对试剂涂渍在液液色谱的硅胶载体上或溶于流动相 中,可构成液液离子对分配色谱,主要用于强极性的有机酸、 有机碱的分离分析。 在反相色谱中,离子对试剂加入缓冲液和甲醇、乙腈等极 性有机溶剂的流动相构成反相离子对色谱。
b. 现在采用Φ〈10 μm全多孔 型担体,它是由nm级的硅胶微 粒堆积而成Φ为5 μm或稍大的全 多孔小球。优点:颗粒小而均匀, 传质快(距离短),柱效高。
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担体
(2) 表层多孔型担体(薄壳型微珠担体): 它是直径为 30 ~ 40 μ m 的实心核 ( 玻璃微珠 ) , 表层上附有一层厚度约为 1~ 2μ m 多孔表面 ( 多孔硅 胶)。 优点:孔穴浅(固定相仅为 表面的一薄层),传质速度 快,易于填充均匀,柱效高。 缺点:柱子容量低、需要配 用高灵敏检测器。 这种担体目前应用较为普 遍。 2.固定液 液—液色谱流动相和固定相都是液体,因此要求两相要 互不相容。在液-液色谱中常用的固定相也只有极性不同的几 种,如β,β'-氧二丙腈、聚已二醇-400和角鲨烷等。
第 4章
高效液相色谱法
(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)
第一节 高效液相色谱法的特点 高压、高速的现代高效液相色谱wenku.baidu.com于1967年面世, 导致高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography,HPLC)的产生。
5.离子色谱(Ion Chromatography,IC)
离子色谱法是由离子交换色谱法派生出来的一种分离 方法。离子交换色谱法在无机离子的分析和应用受到限制。 例如,对于那些不能采用紫外检测器的被测离子,如采用 电导检测器,由于被测离子的电导信号被强电解质流动相 的高背景电导信号掩没而无法检测。 为了解决这一问题,1975年Small等人提出一种能同 时测定多种无机和有机离子的新技术。他们在离子交换分 离柱后加一根抑制柱,抑制柱中装填与分离柱电荷相反的 离子交换树脂。通过分离柱后的样品再经过抑制柱,使具 有高背景电导的流动相转变成低背景电导的流动相,从而 用电导检测器可直接检测各种离子的含量。这种色谱技术 称为离子色谱。若样品为阳离子,用无机酸作流动相,抑 制柱为高容量的强碱性阴离子交换剂。当试样经阳离子交 换剂的分离往后,随流动相进入抑制柱,在抑制柱中发生 两个重要反应:
基本特点 1. 高效、高速、高灵敏度 2. 填料粒径和流动相性质影响色谱柱效 3.局限性 操作条件 1. 流动相对分离选择性的影响 2. 柱外效应 3. 操作压力 适用范围广
第二节、影响色谱峰扩展及色谱分离的因素
一、液相色谱速率理论—影响色谱峰扩展因素
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提高柱效的途径,也就是如何提高液相色 谱的分离效率:
1、吸附色谱(adsorption chromatography)
原理:基于被测组分在固定相表面具有吸附作用, 且各组分的吸附能力不同,使组分在固定相中产生 保留和实现分离。
固定相: 固定相通常是活性硅胶、氧化铝、活性 炭、聚乙烯、聚酰胺等固体吸附剂,所以吸附色谱 也称液固吸附色谱。活性硅胶最常用。
第四节 液相色谱法固定相
一、液—液色谱法及离子对色谱法固定相 1.担体 (1) 全多孔型担体: a. HPLC早期使用的担体与GC类似,是颗粒均匀的多孔球体, 如有氧化铝、氧化硅、硅藻土等制成的Φ100μm全多孔 型担体。缺点:填料的不规则性和较宽的粒度范围会导 致填充不易均匀,柱效低;填料孔径分布不一,并存在 “裂隙”在填料深孔中形成滞留液体(液坑),溶质分 子在深孔中扩散和传质慢,使色谱峰变宽,柱效下降。
IEC使用表面有离子交换基团的离子交换剂作为固 定相。带负电荷的交换基团(如磺酸基和羧酸基)可 以用于阳离子的分离,带正电荷的交换基团(如季胺 盐)可以用于阴离子的分离。不同离子与交换基的作 用力大小不同,在树脂中的保留时间长短不同,从而 被相互分离。
此法是利用离子交换原理和液相色 谱技术的结合来测定溶液中阳离子和 阴离子的一种分离分析方法。凡在溶 液中能够电离的物质,通常都可用离 子交换色谱法进行分离。它不仅适用 无机离子混合物的分离,亦可用于有 机物的分离,例如氨基酸、核酸、蛋 白质等生物大分子。因此,应用范围 较广。
4、离子交换色谱 (ion exchange chromatography, IEC) 原理: 用离子交换树脂为固定相,电解质溶液为流动 相。 以阴离子交换树脂(R-OH)作固定相,分离阴离子 (如Br-)为例。当待测阴离子Br-随流动相(NaOH)进入 色谱柱时,发生如下交换反应(洗脱反应为交换反应的, 的逆过程):
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液相色谱法固定相
二、液-固吸附色谱法固定相
采用的吸附剂有硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等, 仍可分为全多孔性和薄壳型两种,其特点如前所述。
三、离子交换色谱法固定相
薄膜型离子交换树脂: 即以薄壳玻璃珠为担体,在它的 表面涂约 1% 的离子交换树脂而成。 2. 离子交换键合固定相: 用化学反应将离子交换基团键合在 惰性担体表面。
由反应可见:经抑制柱后,一方面将大量酸转变为 电导很小的水,消除了流动相本底电导的影响。同时,又 将样品阳离子 M+转变成相应的碱,由于OH -离子的淌度 为 Cl - 离子的 2 . 6 倍,提高了所测阳离子电导的检测灵敏 度。对于阴离子样品也有相似的作用机理。 在分离柱后加一个抑制柱的离子色谱亦称为抑制型 离子色谱或称双柱离子色谱。由于抑制柱要定期再生,而 且谱带在通过抑制柱后会加宽,降低了分离度。后来, Frits等人提出采用抑制柱的离子色谱体系,而采用了电导 率极低的溶液,例如1×10-4~5×10-4mol·dm-3苯甲酸 盐或邻苯二甲酸盐的稀溶液作流动相,称为非抑制型离子 色谱或单柱离子色谱。
1.
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液相色谱法固定相
四、排阻色谱法固定相
液-液分配色谱固定相的液体往往容易溶解到 流动相中去,所以重现性很差,不大为人们所采用。 后来发展起来的键合固定相以化学键合的方 法将功能分子结合到惰性载体上,固定相就不会溶 解到流动相中去了。
键合固定相
OH OH + C18H37SiCl3 OH
O
O
O
Si
C18H37
非极性键合固定相: 键合在载体表面的功能分子是烷基、 苯 基 等 非 极 性 有 机 分 子 。 如 最 常 用 的 ODS ( Octa Decyltrichloro Silane)柱或C18 柱就是最典型的代表,其 极性很小。 极性键合固定相: 键合在载体表面的功能分子是具有二 醇基、醚基、氰基、氨基等极性基团的有机分子。
流动相: 弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶 剂的混合物,如正构烷烃(己烷、戊烷、庚烷等)、 二氯甲烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。
应用: 吸附色谱用于结构异构体分离和族分离仍是 最有效的方法,如农药异构体分离、石油中烷、烯、 芳烃的分离。 缺点是容易产生不对称峰和拖尾现象。
2、分配色谱
原理: 主要基于样品分子在流动相和固定相间的 溶解度不同(分配作用)而实现分离的液相色谱 分离模式。 研究最多、应用最广泛的高效液相色谱类型。 可分为液-液色谱和化学键合相色谱。前者是早 期主要分配色谱类型,以物理吸附涂渍固定液在多 孔载体表面上为固定相;后者以键合相为固定相, 即化学键合固定相至载体或基质表面。 化学键合相色谱巳成为占绝对优势的分配色谱 类型。
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液—液色谱法及离子对色谱法固定相
3.化学键合固定相: 即用化学反应的方法通过化学键把有机分子结合到担 体表面。根据在硅胶表面 (具有≡Si-OH基团) 的化学反 应不同,键合固定相可分为: 硅氧碳键型(≡ Si-O-C ): 硅氧硅碳键型(≡Si-O-Si-C):稳定,耐水、耐光、耐有 机溶剂,应用最广。 硅碳键型(≡Si-C): 和硅氮键型(≡Si-N):
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液—液色谱法及离子对色谱法固定相
化学键合固定相具有如下一些特点: ⅰ . 表面没有坑,比一般液体固定相传质快得多; ⅱ . 无固定液流失,增加了色谱柱的稳定性和寿命; ⅲ . 可以键合不同官能团,能灵活地改变选择性,应用于多种 色谱类型及样品的分析; ⅳ . 有利于梯度洗提,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收 集。
离子色谱具有以下优点: (1)分析速度快 可在数分钟内完成一 个试样的分析; (2)分离能力高 在适宜的条件下,可使 常见的各种阴离子混合物 分离;例:使用双柱法, 在十几分钟内,可使七种 阴离子完全分离。 (3)分离混合阴离子的最有效方法 (4)仪器流路采用全塑件,玻璃柱,耐腐蚀
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正相HPLC(normal phase HPLC): 是由极性固定相和非极性(或弱极性)流动相 所组成的HPLC体系。其代表性的固定相是改性硅胶、 氰基柱等,代表性的流动相是正己烷。吸附色谱也属 正相HPLC。
反相HPLC(reversed phase HPLC): 由非极性固定相和极性流动相所组成的液相色 谱体系,与正相HPLC体系正好相反。其代表性的固定 相是十八烷基键合硅胶(ODS柱),代表性的流动相是 甲醇和乙腈。是当今液相色谱的最主要分离模式。 ODS(Octa Decyltrichloro Silane)
减 小填料粒度;提高柱内填料装填的均 匀性来以加快传质速率。
对于液相色谱而言,除了上述的影响因素,还有柱 外展宽的影响,所谓柱外展宽是指色谱柱外各种因 素引起的峰扩展。
第三节、高效液相色谱法的主要分离类型及其分离原 理
1. 吸附色谱(adsorption Chromatography) 2. 分配色谱(partition Chromatography) 3. 离子对色谱法 (ion pair Chromatography) 4. 离子交换色谱(ion-Exchange Chromatography) 5. 离子色谱法 (ion Chromatography ) 6. 空间排阻色谱(size Exclusion Chromatography) 需要指出的是每种色谱方法通常存在一种起支配作用的 主要保留机理,但可能还存在次要的其他机理。
6、空间排阻色谱
(又称凝胶色谱和分子筛色谱)
以凝胶为固定相。凝胶是一种经过交联的、具有立体网状 结构和不同孔径(x nm~x00 nm)的多聚体的通称。如葡聚 糖凝胶、琼脂糖等软质凝胶;多孔硅胶、聚苯乙烯凝胶等硬 质凝胶。 机理:当试样进入凝胶色谱柱时,尺寸过大的分子 完全不能渗透到胶孔中去而受到排阻,沿胶粒之间的间隙直 接流出色谱柱,产生一个色谱峰;尺寸过小的分子可完全渗 透到胶孔中去,流动速度慢,最后流出色谱柱,产生一个色 谱峰;中等尺寸的分子 ,以其大小的不同,可渗透到某些 孔穴而不能进入另一些空穴,流出速度取决于分子尺寸的大 小, 按分子尺寸由大到小的顺序先后流出色谱柱,从而实现 分离。 应用:适合分离分子量大的化合物(100~800,000), 只要相对分子量相差大于10%。
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