高效液相色谱检测技术及其研究现状

吉林农业大学

植物化学技术进展

课程论文

题目名称: 高效液相色谱检测技术及其研究现状学生姓名：黄磊

院系：食品科学与工程学院

专业年级： 2016级农产品加工及贮藏工程

指导教师：张晶职称：教授

2016年 12 月 18 日

高效液相色谱检测技术及其研究现状

黄磊

(吉林农业大学，吉林省，长春市，邮编2888号)

摘要：高效液相色谱具有高选择性、准确的特点，使用起来简洁方便。本文主要介绍了高效液相色谱的使用原理，使用方法，应用范围以及研究进展。

关键词：高效液相色谱；应用范围；研究进展

High performance liquid chromatography and its research status

Huang Lei

(Jilin Agricultural University, Jilin Province, Changchun City, zip code No. 2888)

Abstract:high performance liquid chromatography (HPLC) has high selectivity and accuracy. This paper mainly introduces the principle, usage, application scope and research progress of HPLC.

Key words: high performance liquid chromatography; application scope; research progress

高效液相色谱(Highperformanceliquidchromatography,HPLC)也叫高压液相色,是在经典液相色谱法和气相色谱法的基础上发展起来的新型分离分析技术。鉴于其简便、快速、灵敏、准确的特点,至今,已在生物工程、制药工业、食品工业、环境监测、石油化工等领域获得广泛的应用。

1.基本理论

人们对色谱基础理论进行不懈的研究,提出了众多的理论。其中比较著名的有: 1.塔板理论。在1941年由Martin和Synge[1]提出,该理论将色谱过程比拟为蒸馏过程,把色谱柱看成是由一系列平衡单元—理论塔板所组成。在每一个塔板高度内,组分在流动相和固定相之间的分配平衡能瞬间达成;2平衡色谱理论。在1940年由Wilson[2]提出,该理论认为在整个色谱过程中,组分在流动相和固定相之间的分配平衡能瞬间达成; 3.双膜理论。Funk[3]等人把流动相和固定相看成是两块相互紧密接触的平面薄膜,整个传质阻力为流动相膜的传质阻力和固定相膜的传质阻力所构成,组分在界面接触处达到

分配平衡。4.速率理论。该理论认为组分在流动相和固定相之间有限的传质速率是影响色谱区域谱带扩张的主要因素,而轴向扩散的影响可以忽略;5.纵向扩散理论。由Amundson[4]等人通过大量实验提出,该理论认为在色谱过程中,组分在流动相的轴向扩散是影响色谱区域谱带扩张的主要因素,而有限的

传质速率对区域谱带扩张没有影响;制备分离的色谱模型和分析分离的模型相似,但在具体操作中两

者的指导思想却有着本质的不同。在制备分离中,人们总是希望在尽可能短的时间里得到尽可能多的纯组分。欲得到负载必须以分离效果为代价,即在保持最低分辨率的前提下,使柱子超载以得到最大的物料通过量。而分析分离中在最短时间里得到最大的分离效率则是人们希望得到的[5]。制备分离选择的是高柱效、高柱容量的色谱柱,而且使色谱柱在超载状态下工作。所谓超载,通常将理论塔板数下降10%时柱容量[6]。较为理想的制备条件的选择包括上柱量,容量因子,选择性以及柱效[7]。

2. HPLC影响因素的选择

2.1 固定相的选择

液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子交换树脂或多孔性凝胶。固定相的选择应符合:颗粒细且均匀;传质快;机械强度高,能耐高压;化学稳定性好,不与流动相发生化学反应。固定相以承受高压能力来分类,可分为刚性固体和硬胶两类[8]。刚性固体以二氧化硅为基质,可承受7.0× 108 Pa～ 1.0× 109 Pa的高压,可制成直径、形状、孔隙度不同的颗粒。如果在二氧化硅表面键合各种官能团,可扩大应用范围,它是目前最广泛使用的一种固定相。硬胶主要用于离子交换和尺寸排阻色谱中,它由聚苯乙烯与二乙烯苯基交联而成。可承受压力上限为3.5×108 Pa。固定相按孔隙深度分类,可分为表面多孔型和全多孔型固定相。表面多孔型固定相的多孔层厚度小、孔浅,相对死体积小,出峰迅速、柱效亦高;颗粒较大,渗透性好,装柱容易,梯度淋洗时能迅速达到平衡,适合进行常规分析,但由于多孔层厚度薄,最大允许量受到限制。全多孔型固定相由直径为10 nm的硅胶微粒凝聚而成。由于颗粒很细(5～ 10μm),孔仍然较浅,传质速率快,易实现高效、高速。适合复杂混合物分离及痕量分析。

2.2 流动相

在液相色谱中,当固定相选定时,流动相的种类、配比能显著地影响分离效果[9],因此流动相的选择非常重要。

2.2.1 流动相的性质要求

第一、在选择流动相时,一般采用色谱纯试剂,必要时需进一步纯化,以除去有干扰的杂质。因为在色谱柱整个试用期间,流过色谱柱的溶剂是大量的,如溶剂不纯,则长期积累杂质而导致检测器噪声增加[10]。

第二、流动相应不改变填料的任何性质。低交联度的离子交换树脂和排阻色谱填料有时遇到某些有机相会溶胀或收缩,从而改变色谱柱填床的性质。碱性流动相不能用于硅胶柱系统。酸性流动相不能用于氧化铝、氧化镁等吸附剂的柱系统[11]。

第三、流动相必须与检测器匹配。使用UV检测器时,所用流动相在检测波长下应没有吸收,或吸收很小。当使用示差折光检测器时,应选择折光系数与样品差别较大的溶剂作流动相,以提高灵敏度。

第四、流动相粘度要低(应< 2 cp)。高粘度溶剂会影响溶质的扩散、传质,降低柱效,还会使柱压降增加,使分离时间延长。最好选择沸点在100℃以下的流动相[12-15]。

第五、流动相对样品的溶解度要适宜。如果溶解度欠佳,样品会在柱头沉淀,不但影响了纯化分离,且会使柱子恶化。

2.2.2 流动相的pH

采用反相色谱法分离弱酸(3≤ pKa≤ 7)或弱碱(7≤ pKa≤ 8)样品时,通过调节流动相的pH,来抑制样品组分的解离,增加组分在固定相上的保留,并改善峰形。分析弱酸样品时,通常在流动相中加入少