朱明華版第三章液相色譜

1、*第三章第三章 高效液相色譜分析法高效液相色譜分析法High Performance Liquid Chromatograph第一節(jié)第一節(jié) 概述及液相色譜儀器概述及液相色譜儀器第二節(jié)第二節(jié) 主要分離類型與原理主要分離類型與原理第三節(jié)第三節(jié) 液相色譜的固定相與流動(dòng)相液相色譜的固定相與流動(dòng)相第四節(jié)第四節(jié) 影響分離的因素與操作條件的選擇影響分離的因素與操作條件的選擇 第一節(jié)第一節(jié) 概述及液相色譜儀器概述及液相色譜儀器第三章第三章 高效液相色譜分析法高效液相色譜分析法*一、高效液相色譜的發(fā)展一、高效液相色譜的發(fā)展 在所有色譜技術(shù)中，液相色譜法是最早（在所有色譜技術(shù)中，液相色譜法是最早（1903年年）發(fā)

2、明的，但其初期發(fā)展比較慢。）發(fā)明的，但其初期發(fā)展比較慢。 20世紀(jì)世紀(jì)60年代后期，將已經(jīng)發(fā)展得比較成熟的氣相年代后期，將已經(jīng)發(fā)展得比較成熟的氣相色譜的理論與技術(shù)應(yīng)用到液相色譜上來(lái)，使液相色譜色譜的理論與技術(shù)應(yīng)用到液相色譜上來(lái)，使液相色譜得到了迅速的發(fā)展。液相色譜儀于得到了迅速的發(fā)展。液相色譜儀于1969年商品化。從年商品化。從此，這種分離效率高、分析速度快的液相色譜就被稱此，這種分離效率高、分析速度快的液相色譜就被稱為為高效液相色譜法高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）。* 氣相色譜只適合分析氣相色譜只適合分析較易揮發(fā)、且化

3、學(xué)性較易揮發(fā)、且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)化合物，而的有機(jī)化合物，而HPLC則只需要樣品則只需要樣品能夠制成溶液，大多數(shù)情況下不需要加熱，所能夠制成溶液，大多數(shù)情況下不需要加熱，所以對(duì)樣品的揮發(fā)性沒(méi)有要求。因此對(duì)于那些用以對(duì)樣品的揮發(fā)性沒(méi)有要求。因此對(duì)于那些用氣相色譜難以分析的物質(zhì)，如揮發(fā)性差、極性氣相色譜難以分析的物質(zhì)，如揮發(fā)性差、極性強(qiáng)、具有生物活性、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)（約占強(qiáng)、具有生物活性、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)（約占有機(jī)物質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)的7580）也能夠分析?，F(xiàn)在，）也能夠分析?，F(xiàn)在，HPLC的應(yīng)用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氣相色譜，位的應(yīng)用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氣相色譜，位居色譜法之首。居色譜法之首。一、高效液

4、相色譜的發(fā)展一、高效液相色譜的發(fā)展*高壓、高效、高速、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣高壓、高效、高速、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定有機(jī)物及生化試樣的高效分離分析高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定有機(jī)物及生化試樣的高效分離分析方法。方法。二、高效液相色譜法的特點(diǎn)二、高效液相色譜法的特點(diǎn)*三、高效液相色譜儀器（三、高效液相色譜儀器（W Watersaters）*三、高效液相色譜儀器（三、高效液相色譜儀器（安捷倫安捷倫）*三、高效液相色譜儀器（三、高效液相色譜儀器（島津島津）*1.1.流程流程四、流程及主要部件四、流程及主要部件*(1) 高壓輸液泵高壓輸液泵主要部件之一，壓力：主要部件之一，壓力：150350105 P

5、a。為了獲得高柱效而使用粒度很小的固定相（為了獲得高柱效而使用粒度很小的固定相（)甲酰胺甲酰胺 乙腈乙腈 甲醇甲醇 乙醇乙醇 丙醇丙醇 丙酮丙酮 二氧六環(huán)二氧六環(huán) 四氫四氫呋喃呋喃 甲乙酮甲乙酮 正丁醇正丁醇 乙酸乙酯乙酸乙酯 乙醚乙醚 異丙醚異丙醚 二氯甲烷二氯甲烷 氯仿氯仿 溴乙烷溴乙烷 苯苯 四氯化碳四氯化碳 二硫化碳二硫化碳 環(huán)己烷環(huán)己烷 己烷己烷 煤油煤油 有時(shí)還需要選用多元溶劑，有時(shí)還需要選用多元溶劑，以靈活調(diào)節(jié)流動(dòng)相的極性或增加以靈活調(diào)節(jié)流動(dòng)相的極性或增加選擇性，以改進(jìn)分離或調(diào)整出峰時(shí)間。選擇時(shí)要參閱有關(guān)手冊(cè)選擇性，以改進(jìn)分離或調(diào)整出峰時(shí)間。選擇時(shí)要參閱有關(guān)手冊(cè)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

6、，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。二、液相色譜的流動(dòng)相二、液相色譜的流動(dòng)相*2.1、分配色譜中的流動(dòng)相選擇規(guī)律、分配色譜中的流動(dòng)相選擇規(guī)律 正相色譜中，正相色譜中，以低極性溶劑如正己烷、苯、氯以低極性溶劑如正己烷、苯、氯仿為底劑；仿為底劑；反相色譜中，反相色譜中，以不同比例混合而成的甲以不同比例混合而成的甲醇醇/水、乙腈水、乙腈/水沖洗體系是最常見(jiàn)的，二元溶劑系統(tǒng)，水沖洗體系是最常見(jiàn)的，二元溶劑系統(tǒng)，在甲醇在甲醇/水、乙腈水、乙腈/水體系中加入適量的四氫呋喃組成水體系中加入適量的四氫呋喃組成三元溶劑系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高沖洗強(qiáng)度，三種溶劑三元溶劑系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高沖洗強(qiáng)度，三種溶劑所具有的洗脫能力幾乎可以解決所有

7、樣品的洗脫問(wèn)所具有的洗脫能力幾乎可以解決所有樣品的洗脫問(wèn)題題.*2.2、離子交換色譜、離子交換色譜 在水介質(zhì)中進(jìn)行，組分的保留值用流動(dòng)相中鹽在水介質(zhì)中進(jìn)行，組分的保留值用流動(dòng)相中鹽的濃度和的濃度和PH值控制。值控制。流動(dòng)相離子類型對(duì)組分的保留流動(dòng)相離子類型對(duì)組分的保留能力有較大影響。能力有較大影響。*2.3、排阻色譜、排阻色譜 溶劑要與凝膠本身相似，對(duì)于軟質(zhì)凝膠，溶劑溶劑要與凝膠本身相似，對(duì)于軟質(zhì)凝膠，溶劑必須能溶脹凝膠。必須能溶脹凝膠。常用溶劑有：氯仿、甲醇、水、常用溶劑有：氯仿、甲醇、水、緩沖鹽溶液、四氫呋喃、間苯三酚等。緩沖鹽溶液、四氫呋喃、間苯三酚等。*factors influenc

8、ed separation and choice of operation conditionHigh Performance Liquid Chromatograph*一、一、影響分離的因素影響分離的因素1. 1. 影響分離的因素與提高柱效的途徑影響分離的因素與提高柱效的途徑 在高效液相色譜中在高效液相色譜中, 液體的擴(kuò)散系數(shù)僅為氣體的液體的擴(kuò)散系數(shù)僅為氣體的萬(wàn)分之一，則速率方程中的分子擴(kuò)散項(xiàng)萬(wàn)分之一，則速率方程中的分子擴(kuò)散項(xiàng)B/U較小，可較小，可以忽略不計(jì)，即：以忽略不計(jì)，即： H = A + C u 故液相色譜故液相色譜H-u曲線與氣相色譜的形狀不同，如圖曲線與氣相色譜的形狀不同，如圖所

9、示。所示。20.5*u 液體的黏度比氣體大一百倍，密度為氣體的一千液體的黏度比氣體大一百倍，密度為氣體的一千倍，故降低傳質(zhì)阻力是提高柱效主要途徑。倍，故降低傳質(zhì)阻力是提高柱效主要途徑。u 由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。u 液相色譜中，不可能通過(guò)增加柱溫來(lái)改善傳質(zhì)。液相色譜中，不可能通過(guò)增加柱溫來(lái)改善傳質(zhì)。恒溫恒溫u 改變淋洗液組成、極性是改善分離的最直接的因改變淋洗液組成、極性是改善分離的最直接的因素。素。一、一、影響分離的因素影響分離的因素2022-2-23 要正確地選擇色譜分離方法，首先必須盡可能多的要正確地選擇色譜分離方法，首先必須盡可能多的

10、 了解了解樣品的有關(guān)性質(zhì)，其次必須熟悉各種色譜方法的主要特點(diǎn)及其樣品的有關(guān)性質(zhì)，其次必須熟悉各種色譜方法的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍。選擇色譜分離方法的主要根據(jù)。選擇色譜分離方法的主要根據(jù) 是樣品的相對(duì)分子質(zhì)是樣品的相對(duì)分子質(zhì)量的大小，在水中和有機(jī)溶劑中的溶解度，極性和穩(wěn)定程度以量的大小，在水中和有機(jī)溶劑中的溶解度，極性和穩(wěn)定程度以及化學(xué)結(jié)構(gòu)等物理、化學(xué)性質(zhì)。及化學(xué)結(jié)構(gòu)等物理、化學(xué)性質(zhì)。1 1、相對(duì)分子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量 對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量較低（一般在對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量較低（一般在200以下），揮發(fā)性比以下），揮發(fā)性比較好，加熱又不易分解的樣品，可以選擇氣相色譜法進(jìn)行分析較好，加熱又不易分解的樣

11、品，可以選擇氣相色譜法進(jìn)行分析。相對(duì)分子質(zhì)量在。相對(duì)分子質(zhì)量在200 2000的化合物，可用液固吸附、液的化合物，可用液固吸附、液-液液分配和離子交換色譜法。相對(duì)分子質(zhì)量高于分配和離子交換色譜法。相對(duì)分子質(zhì)量高于2000，則可用空間，則可用空間排阻色譜法。排阻色譜法。二、分離類型選擇二、分離類型選擇2022-2-232. 2. 溶解度溶解度 水溶性樣品最好用離子交換色譜法和液液分配色譜法水溶性樣品最好用離子交換色譜法和液液分配色譜法；微溶于水，但在酸或堿存在下能很好電離的化合物，也；微溶于水，但在酸或堿存在下能很好電離的化合物，也可用離子交換色譜法；油溶性樣品或相對(duì)非極性的混合物可用離子交換色

12、譜法；油溶性樣品或相對(duì)非極性的混合物，可用液，可用液-固色譜法。固色譜法。3. 3. 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu) 若樣品中包含離子型或可離子化的化合物，或者能與若樣品中包含離子型或可離子化的化合物，或者能與離子型化合物相互作用的化合物（例如配位體及有機(jī)螯合離子型化合物相互作用的化合物（例如配位體及有機(jī)螯合劑），可首先考慮用離子交換色譜，但空間排阻和液液分劑），可首先考慮用離子交換色譜，但空間排阻和液液分配色譜也都能順利地應(yīng)用于離子化合物；異構(gòu)體的分離可配色譜也都能順利地應(yīng)用于離子化合物；異構(gòu)體的分離可用液固色譜法；具有不同官能團(tuán)的化合物、同系物可用液用液固色譜法；具有不同官能團(tuán)的化合物、同系物可用液液分

13、配色譜法；對(duì)于高分子聚合物，可用空間排阻色譜法液分配色譜法；對(duì)于高分子聚合物，可用空間排阻色譜法。二、分離類型選擇二、分離類型選擇*二、分離類型選擇二、分離類型選擇 固定相：薄殼型硅膠固定相：薄殼型硅膠(37 50 m) 流動(dòng)相：正己烷流動(dòng)相：正己烷 流流 速：速：1.5 mL/min 色譜柱：色譜柱：50cm 2.5mm(內(nèi)徑內(nèi)徑) 檢測(cè)器：差示折光檢測(cè)器檢測(cè)器：差示折光檢測(cè)器 可對(duì)水果、蔬菜中的農(nóng)藥可對(duì)水果、蔬菜中的農(nóng)藥殘留量進(jìn)行分析。殘留量進(jìn)行分析。1. 環(huán)境中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量分析環(huán)境中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量分析 2. 稠環(huán)芳烴的分析稠環(huán)芳烴的分析 稠環(huán)芳烴多為致癌物質(zhì)。稠環(huán)芳烴多為致癌物質(zhì)。 固定相：固定相：十八烷基硅烷化鍵合相十八烷基硅烷化鍵合相 流動(dòng)相：流動(dòng)相：20%甲醇甲醇-水水 100%甲醇甲醇 線性梯度淋洗，線性梯度淋洗，2%/min 流流 速：速：1mL/min 柱柱 溫：溫：50 C 柱柱 壓：壓：70 104 Pa 檢測(cè)器：檢測(cè)器：紫外檢測(cè)器紫外檢測(cè)器3. 陰離子分析陰離子分析 雙柱；薄殼型陰離子交換樹脂分離柱雙柱；薄殼型陰離子交換樹脂分離柱(3250mm), 流動(dòng)相：流動(dòng)相：0.003molL-1 NaHCO3 / 0.0024 molL-1 Na2CO3，流量，流量138 mL/h。 七種陰離子在七種陰離子在20分鐘內(nèi)基