第十八章 HPLC.

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2. 弱极性键合相:
醚基和二羟基等键合相 用于反相或正相色谱,应用较少
3. 极性键合相:
常用氨基﹑氰基键合相(氰乙硅烷基 ≡Si(CH2)2CN)键合硅胶 一般用于正相色谱,有时也用于反相色谱
特殊用途的键合相
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(二)键合相的性质和特点
1. 键合反应
硅氧烷(Si-O-Si-C)型:氯硅烷与 硅胶进行硅烷化反应
分离柱 抑制柱
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离子色谱的应用
阴离子分析:
双柱;薄壳型阴离子交换树脂分离柱 (250×3mm), 流动相:0.003mol/L NaHCO3 / 0.0024 mol/L Na2CO3,流量: 138 ml/h。 七种阴离子在20min内基本上得到完全分离, 各组分含量在3~50 ppm。
氨来自百度文库酸分析仪
1、溶质的分子结构(极性)---K→ k
极性越弱,疏水性越强,k 越大,tR 也越大。
同系物碳数越多,极性越弱,k 越大; 引入极性取代基,降低疏水性,k 变小。
2、固定相---K,Vs → k
键合烷基碳链的延长,疏水性随而增加, k 也增大。 硅胶表面键合烷基的浓度(含碳量:C%, Vs)越 大,则溶质的 k 越大。
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离子抑制色谱法
H3PO4 HAc, NH3, 乙二胺
用少量弱酸、弱碱或缓冲溶液,调 节流动相的pH,抑制有机弱酸、弱 碱的离解(中性分子极性小),增加 疏水缔合作用,使k 变大。峰对称。
适用于 3≤pKa≤7的弱酸、 7≤pKa≤8的弱碱
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(三)反相离子对色谱法 paired ion chromatography;PIC ion pair chromatography;IPC
S相
离子对
极性小易进入S相
通式
+ B +A
(B + A ) m
( B+ A )s
[B A ]s [B A ]s A m A m KB EBA B [B ]m [B ]m [A ]m B B


C=B·[B+]
提取常数
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适用范围和离子对试剂的选择
余硅醇基。
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3. 键合相的特点
使用过程中不流失;
注意
化学稳定性好;
适于梯度洗脱;
载样量大
注意: 流动相的pH一般应在2~8,否则会引 起键合基团脱落或硅胶溶解; (也有适用宽pH范围2~11的键合相)BDH。
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二、BPC 的流动相
对流动相的要求:
①与固定相不发生化学反应。
②对试样有适宜的溶解度,使 k 1~10 。
③与检测器相适应。例如用UV检测器时,
选溶剂截止波长小于检测波长。
④纯度高,粘度小。低粘度流动相如甲醇﹑
乙腈等可以降低柱压,提高柱效。
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(一)流动相对分离的影响
n α -1 k2 R 4 α 1 k2
见p403 图19-7
n 由色谱柱(固定相)性能决定,---柱效
α 主要受溶剂种类的影响,
---选择性
k 主要受受溶剂配比的影响。---洗脱能力
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(二)流动相的强度和选择性
1. 溶剂的极性与强度 BPC 类别 正相 反相 极性参数 溶剂 洗脱 表20-1,20-2 极性 能力 P’大 强 (18-2)式 强 S小 弱 p425 溶剂 强度 大 (强) 保留 行为 K 小
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3、流动相
极性越强,洗脱能力越弱,使溶质的 k 越大
溶剂种类:水为弱溶剂,
甲醇、乙腈为强溶剂 溶剂比例:水的比例增加,使 k 增大 中性盐的加入:使中性溶质的 k 增大 一般RP-HPLC
pH:影响弱酸、弱减的离解
流动相的pH降低,弱酸组分 k变大, tR变大;弱碱组分 k 变小。 离子抑制RP-HPLC

1. 适用范围
有机酸、碱、盐,离子型和非离子型化合物的混合物。
2.离子对试剂的选择
分析酸类或带负电荷物质: 用季铵盐: 四丁基铵磷酸盐(TBA)和溴化十六烷基三甲
基铵(CTAB)等
分析碱类或带正电荷的物质: 用烷基( nc =5~8、12)磺酸盐或硫酸盐:
磺酸钠、正己基(C-6)磺酸钠、
正戊基(C-5)
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二、化学键合相色谱法(BPC)
以化学键合相为固定相的色谱法
-----简称键合相色谱法
(bonded phase chromatography;BPC)
化学键合相:采用化学反应的方法将官能团 键合在载体表面所形成的固定相 . -----与普通LLC固定相比
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BPC的优点:
①固定相的均一性和稳定性好,在使用过程 中不易流失,柱寿命长;
阳离子交换法分离 茚三酮柱后衍生化
可见光度法检测
7 种标准阴离子的HPLC图
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第二节

HPLC的固定相和 流动相及其选择
固定相应符合下列要求: 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。
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一、 BPC法的固定相
(一)键合相的种类
反相
正相 键合型离子交换剂 化学键合相
R1 Si OH + Cl Si R2 C18 H37 H Cl Si O R1 Si R2 C18 H 37
YWG-C18H37 无定形 硅胶上键合了十八烷基硅烷; 如: YQG-C18H37 球形
Spherisorb ODS,球形硅胶上键合了ODS。 31
2. 键合相的性质
含碳量:含碳百分数(C%=5~40,C18) VS 覆盖度 :已反应的硅醇基(-Si-OH) 数目 占硅胶表面硅醇基总数的比例(50→98%) 覆盖度 ,疏水性 ,吸附性 。机理复杂, 拖尾 ODS 封尾(end-capping):在键合反应后, 用三甲基氯硅烷等进行钝化处理,减少残
---δA或δB大 4.固定相 、流动相极性(同一般RP-HPLC)---EAB。
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分析碱类或带正电荷的物质
C↑, k ↓
用长链离子对试
剂,当离子对试剂 浓度超过一定值时, k 反而减小,溶质的 k出现极大值的现象。 这是由于离子对试 剂形成胶束的结果。
C↑, k ↑
(k)
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(四) 离子交换色谱法(IEC)
按分离机制
手性固定相
亲和色谱固定相等 按键合基团 的极性 非极性 弱极性
极性
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按键合基团的极性(常用3类)
1. 非极性键合相 ---最常用
非极性烃基,如C18﹑C8﹑C1与苯基等 键合在硅胶表面; ODS 用于反相色谱(RP-HPLC) 长链烷基可使溶质的 k ?,选择性 改善,载样量提高,稳定性更好。
流动相: 水+极性调整剂+pH缓冲剂+离子对试剂
在流动相中组分离子与离子对试剂的反
离子(counter ion)生成中性离子对(极性
减少),增加溶质与非极性固定相的作用,
使 k 增加,改善分离效果。
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离子对模型---以有机碱B为例
m相
B + H+ RSO 3Na BH + + RSO 3 + Na+ (BH + RSO 3 ) m (BH + RSO 3) s
联用技术:LC-MS(DAD,FTIR,NMR)
现代液相色谱分析方法(HPLC)
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HPLC与经典LC法相比
①填料dp小(一般为10, 5m)、规则, 均匀
化学键合的固定相,高压匀浆装填,渦流扩散小, (键合相)传质阻抗小,柱效高
②HPLC和经典LC的根本区别:
用减少填料粒度和提高装填均匀性以提高柱效
化学键合相色谱法
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其他色谱类型
亲合色谱法(affinity chromatography;AC) 手性色谱法(chiral chromatography;CC) 胶束色谱法(micellar chromatography;MC) 电色谱法(electrochromatography;EC)
极性越弱,疏水性越强,k 越?,tR 也越?。
同系物碳数越多,极性越弱,k 越?; 引入极性取代基,降低疏水性,k 变?。
2、固定相---K,Vs → k
键合烷基碳链的延长,疏水性随而 ?, k 也?。 硅胶表面键合烷基的浓度(含碳量:C%, Vs)越 大,则溶质的 k 越?。
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保留行为的主要影响因素
流动相:水+极性调整剂+其他试剂
常用甲醇-水、乙腈-水等
应用:最广。非极性至中等极性的 组分,(还有有机酸、碱及盐等)
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按流动相不同,RP-HPLC分为: 水+极性调整剂 一般RP-HPLC
水+极性调整剂+酸、碱或pH缓冲剂
离子抑制RP-HPLC 水+极性调整剂+pH缓冲剂+离子对试剂 离子对RP-HPLC
氢键和定向作用
分离选择性 ??? 组分:极性强的k?, tR ?,?洗脱出柱。 流动相:极性增强,洗脱能力 ?, 使组分k ?,tR ?。
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(二)反相键合相色谱法(RP-HPLC)
(解决80%以上分离问题)
固定相:非极性键合相—主要
如: 十八烷基硅烷(C18,ODS)、 辛烷基(C8)、苯基等键合硅胶
第十八章 高效液相色谱法
压 速
(HPLC)
high performance liquid chromatography pressure(HPLC) speed (HSLC) 主讲人 彭新君
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经典LC为基础, 引入GC的理论和实验技术, 高压输送流动相,短柱 高效固定相及高灵敏度检测器, 将分离和检测集于一体
③高压输液泵输送流动相,流速快,分析速度快
④高灵敏度检测器------检测限( g/ml)
UV检测器可达1010, 荧光检测器可达1013
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蒸发光散射检测器 109 , MS检测器 109 g/s
HPLC与气相色谱法相比
①不受试样的挥发性和热稳定性的限 制,应 用范围广; ②流动相种类多,对分离的选择性有很大作 用,选择性高; ③一般柱温为室温,不需要高柱温 (Tc≤65℃)。
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影响容量因子的因素
K B E AB
A

m
B
KB大,则tR大 1.离子对试剂的种类:碳链长度增加,溶质的 k 增大; ---EAB大 2.离子对试剂的浓度:在一定范围内试剂的浓度升高, 溶质的 k 增大----[A-]m大 图18-3
3.流动相的pH:有利于组分和离子对试剂离子化时 (离子对的形成),组分的 k 值最大
HPLC的特点:
高效化: n=103~104,R大, 灵敏
高速化: 分析速度快(tR小,操作自动化)
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第一节 HPLC 的主要类型和原理
一、主要类型
四类基本类型色谱法
分配色谱法(partition chromatography) 吸附色谱法(adsorption chromatography) 离子交换色谱法(IEC) 空间排阻色谱法(SEC)
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离子色谱的特点
(1)分析速度快
可在数 min 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min内,可使七种阴 离子完全分离。
(3) 分离对象:
无机和有机阴、阳离子, 以及氨基酸、糖类和DNA、RNA水解产物等。 抑制型(双柱型) (4) 离子色谱法 可分为两大类 非抑制型(单柱型)
流动相:非极性(或弱极性)溶剂 + 极性调整剂 如:烷烃加醇类(与水不混溶的溶剂) 适用范围:溶于有机溶剂的极性至中等极性的
分子型化合物
如:一些在硅胶柱上分离的物质
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正相键合相色谱法(NP-BPC)
分离机制 ??? 分配:把有机键合层作为一个液膜看待,
溶质在两相的溶解
吸附:溶质与键合极性基团间的诱导、
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3、流动相
极性越强,洗脱能力越弱,使溶质的 k 越?
溶剂种类:水为弱溶剂, 甲醇、乙腈为强溶剂
溶剂比例:水的比例增加,使 k 增?
中性盐的加入:使中性溶质的 k 增? 一般RP-HPLC pH:影响弱酸、弱减的离解
流动相的pH降低,弱酸组分 k变?,
tR变?;弱碱组分 k 变?。 离子抑制RP-HPLC
②柱效高;重现性好; ③能使用的流动相和键合相的种类多,分离 的选择性高 根据化学键合相与流动相极性的相对强弱:
正相(normal phase,NP) BPC
反相(reversed phase,RP)BPC 如: RP-HPLC
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(一)正相键合相色谱法 (NP-BPC)
固定相:极性键合相 如:氰基(-CN)、氨基(-NH2)或 二羟基键合硅胶。(经典:水饱和的硅胶)
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保留机制 疏溶剂理论
溶质的保留主要是溶 质分子与极性溶剂分子间 的排斥力,促使溶质分子 与键合相的烃基发生疏水 缔合。 不是溶质分子与键合相 间的色散力×.
疏溶剂缔合作用图
1.键合烃基
2.溶剂膜 3.溶质极性端
4.溶质非极性端
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保留行为的主要影响因素
1、溶质的分子结构(极性)---K→ k
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