高效液相色譜分析法(儀器+組成+分離類型+流動相選擇)

第二十二章

高效液相色譜分析法一、高效液相色譜儀

HPLC二、高效液相色譜法的特點

featureofHPLC三、流程及主要部件generalprocessandmainassemblyofHPLC第一節(jié)

高效液相色譜的特點與儀器highperformanceliquidchromatographfeatureandinstrumentofHPLC一、液相色譜儀器

highperformanceliquidchromatograph液相色譜儀（2）液相色譜儀（3）液相色譜儀（4）二、高效液相色譜法的特點

featureofHPLC特點：高壓、高效、高速、高沸點、熱不穩(wěn)定有機及生化試樣的高效分離分析方法。三、流程及主要部件

processandmainassemblyofHPLC1、流程2、主要部件(1)高壓輸液泵主要部件之一，壓力：30MPa以上。為了獲得高柱效而使用粒度很小的固定相（<10μm），液體的流動相高速通過時，將產(chǎn)生很高的壓力，因此高壓、高速是高效液相色譜的特點之一。應(yīng)具有壓力平穩(wěn)、脈沖小、流量穩(wěn)定可調(diào)、耐腐蝕等特性(2)梯度淋洗裝置低壓(內(nèi))梯度:高壓(外)梯度:

利用兩臺高壓輸液泵，將兩種不同極性的溶劑按一定的比例送入梯度混合室，混合后進入色譜柱。一臺高壓泵,通過比例調(diào)節(jié)閥,將兩種或多種不同極性的溶劑按一定的比例抽入高壓泵中混合。(3)進樣裝置

流路中為高壓力工作狀態(tài)，通常使用耐高壓的六通閥進樣裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示：(4)高效分離柱

柱體為直型不銹鋼管，內(nèi)徑1～6mm，柱長5～40cm。發(fā)展趨勢是減小填料粒度和柱徑以提高柱效。(5)液相色譜檢測器a.紫外檢測器應(yīng)用最廣，對大部分有機化合物有響應(yīng)。特點：靈敏度高；線形范圍高；流通池可做的很小(1mm×10mm，容積8μL)；

對流動相的流速和溫度變化不敏感；波長可選，易于操作；可用于梯度洗脫。b.

光電二極管陣列檢測器紫外檢測器的重要進展；光電二極管陣列檢測器：1024個二極管陣列，各檢測特定波長，計算機快速處理，三維立體譜圖，如圖所示。光電二極管陣列檢測器c.示差折光檢測器

(differentialrefractiveindexdetector)可連續(xù)檢測參比池和樣品池中流動相之間的折光指數(shù)差值。差值與濃度呈正比；通用型檢測器(每種物質(zhì)具有不同的折光指數(shù))；靈敏度低、對溫度敏感、不能用于梯度洗脫偏轉(zhuǎn)式、反射式和干涉型三種；d.熒光檢測器

（fluorescencedetector）高靈敏度、高選擇性；對多環(huán)芳烴，維生素B、黃曲霉素、卟啉類化合物、農(nóng)藥、藥物、氨基酸、甾類化合物等有響應(yīng)；第二十二章

高效液相色譜分析法第二節(jié)

高效液相色譜法的基本理論highperformanceliquidchromatographfundamentalofchromatographtheory熱力學(xué)理論：塔板理論——平衡理論基礎(chǔ)動力學(xué)理論：速率理論——VanDeemter方程

一、速率理論(與GC對比)

在高效液相色譜中,液體的擴散系數(shù)僅為氣體的十萬分之一，則速率方程中的分子擴散項B/u較小，可以忽略不計：

液相色譜H-u曲線與氣相色譜的形狀如圖所示。二、影響分離的因素1、流速流速大于0.5cm/s時,H～u曲線是一段斜率不大的直線。降低流速，柱效提高不是很大。但在實際操作中，流量仍是一個調(diào)整分離度和出峰時間的重要可選擇參數(shù)。2、渦流擴散項及其影響

降低固定相粒度粒徑小的、分布均勻的球形固定相可提高柱效。3、傳質(zhì)阻力項及其影響改變淋洗液組成、極性是改善分離的最直接的因素。第二十二章

高效液相色譜

分析法一、液-固吸附色譜liquid-solidadsorptionchromatograph二、液-液分配色譜liquid-liquidpartitionchromatograph三、離子交換色譜ion-exchange

chromatograph四、離子色譜ionchromatograph五、離子對色譜ion-pairchromatograph六、排阻色譜size-exclusionchromatograph七、親和色譜(AC)Affinity

chromatograph第三節(jié)

主要分離類型highperformanceliquidchromatograph一、液-固吸附色譜

liquid-solidadsorption

chromatography固定相：固體吸附劑如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑；

流動相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：利用溶質(zhì)分子占據(jù)固定相表面吸附活性中心能力的差異；適用于分離相對分子質(zhì)量中等的油溶性試樣，對具有官能團的化合物和異構(gòu)體有較高選擇性；

缺點：非線形等溫吸附常引起峰的拖尾；二、液-液分配色譜

liquid-liquidpartition

chromatography固定相與流動相均為液體（互不相溶）；

基本原理：組分在固定相和流動相上的分配

流動相：對于親水性固定液，采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定液的極性（正相normalphase）；反之，流動相的極性大于固定液的極性（反相reversephase）。

固定相：早期涂漬固定液，固定液流失，較少采用；

化學(xué)鍵合固定相：（將各種不同基團通過化學(xué)反應(yīng)鍵合到硅膠（擔(dān)體）表面的游離羥基上。C-18柱（反相柱）。正相的出峰順序：極性小的組分先出柱，極性大的組分后出柱，適于分離極性組分；反相出峰順序：極性大的組分先出柱，極性小的組分后出柱；適于分離非極性組分。三、離子交換色譜

ion-exchange

chromatography固定相：陰離子或陽離子離子交換樹脂；流動相：陰離子樹脂作固定相，采用酸性水溶液；陽離子樹脂作固定相采用堿性水溶液基本原理：組分在固定相上發(fā)生的反復(fù)離子交換反應(yīng)；組分與離子交換劑之間親和力的大小與離子半徑、電荷、存在形式等有關(guān)。親和力大，保留時間長；

應(yīng)用：離子及可離解的化合物氨基酸、核酸等。四、離子對色譜

ionpairchromatography原理：將一種（或多種）與溶質(zhì)離子電荷相反的離子（對離子或反離子）加到流動相中使其與溶質(zhì)離子結(jié)合形成疏水性離子對化合物，使其能夠在兩相之間進行分配；

陰離子分離：常采用烷基銨類，如氫氧化四丁基銨或氫氧化十六烷基三甲銨作為對離子；陽離子分離：常采用烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉作為對離子；反相離子對色譜：非極性的疏水固定相(C-18柱)，含有對離子Y+的甲醇-水或乙腈-水作為流動相，試樣離子X-進入流動相后，生成疏水性離子對Y+

X-后；在兩相間分配。五、排阻色譜色譜

size-exclusionchromatography

固定相：凝膠(具有一定大小孔隙分布)

原理：按分子大小分離。小分子可以擴散到凝膠空隙，由其中通過，出峰最慢；中等分子只能通過部分凝膠空隙，中速通過；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶劑分子小，故在最后出峰。可對相對分子質(zhì)量在100-105范圍內(nèi)的化合物按質(zhì)量分離六、親和色譜(AC)

Affinitychromatograph原理：利用生物大分子和固定相表面存在的某種特異性親和力，進行選擇性分離。

先在載體表面鍵合上一種具有一般反應(yīng)性能的所謂間隔臂(環(huán)氧、聯(lián)胺等)，再連接上配基(酶、抗原等)，這種固載化的配基將只能和具有親和力特性吸附的生物大分子作用而被保留。改變淋洗液后洗脫。第二十二章

液相色譜分析法一、液相色譜固定相stationaryphaseofHPLC二、液相色譜流動相

mobilephaseofHPLC第四節(jié)

液相色譜的固定相與流動相highperformanceliquidchromatographstationaryphaseandmobilephaseofHPLC一、液相色譜固定相

stationaryphasesofLC1.液-液分配及離子對分離固定相（1）全多孔型擔(dān)體

由氧化硅、氧化鋁、硅藻土等制成的多孔球體；早期采用100μm的大顆粒，表面涂漬固定液，性能不佳已不多見；現(xiàn)采用10μm以下的小顆粒，化學(xué)鍵合制備柱填料；（2）表面多孔型擔(dān)體（薄殼型微珠擔(dān)體）

30～40μm的玻璃微球，表面附著一層厚度為1～2μm的多孔硅膠。表面積小，柱容量底；（3）化學(xué)鍵合固定相化學(xué)鍵合固定相:目前應(yīng)用最廣、性能最佳的固定相；

a.硅氧碳鍵型：≡Si—O—C

b.硅氧硅碳鍵型：≡Si—O—Si—

C

穩(wěn)定，耐水、耐光、耐有機溶劑，應(yīng)用最廣；

c.硅碳鍵型：≡Si—C

d.硅氮鍵型：≡Si—N（1）傳質(zhì)快，表面無深凹陷，比一般液體固定相傳質(zhì)快；（2）壽命長，化學(xué)鍵合，無固定液流失，耐流動相沖擊；耐水、耐光、耐有機溶劑，穩(wěn)定；（4）選擇性好，可鍵合不同官能團，提高選擇性；（5）有利于梯度洗脫；化學(xué)鍵合固定相的特點2.液-固吸附分離固定相種類：硅膠、氧化鋁、分子篩、聚酰胺等；結(jié)構(gòu)類型：全多孔型和薄殼型；粒度：5～10μm；

3.離子交換色譜分離固定相

結(jié)構(gòu)類別：（1）薄殼型離子交換樹脂薄殼玻璃珠為擔(dān)體，表面涂約1%的離子交換樹脂；（2）離子交換鍵合固定相薄殼鍵合型；微粒硅膠鍵合型（鍵合離子交換基團）

樹脂類別：（1）陽離子交換樹脂（強酸性、弱酸性）（2）陰離子交換樹脂（強堿性、弱堿性）4.空間排阻分離固定相（1）軟質(zhì)凝膠葡聚糖凝膠、瓊脂凝膠等。多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；水為流動相。適用于常壓排阻分離。（2）半硬質(zhì)凝膠苯乙烯-二乙烯基苯交聯(lián)共聚物，有機凝膠；非極性有機溶劑為流動相，不能用丙酮、乙醇等極性溶劑（3）硬質(zhì)凝膠多孔硅膠、多孔玻珠等；化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好、機械強度大，流動相性質(zhì)影響小，可在較高流速下使用?？煽乜讖讲Ａ⑶颍哂泻愣讖胶驼６确植?。二、液相色譜的流動相

mobilephasesofLC1.流動相特性

(1)液相色譜的流動相又稱為：淋洗液，洗脫劑。流動相組成改變，極性改變，可顯著改變組分分離狀況；

(2)親水性固定液常采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定相的極性，稱為正相液液色譜法，極性柱也稱正相柱。

(3)若流動相的極性大于固定液的極性，則稱為反相液液色譜，非極性柱也稱為反相柱。組分在兩種類型分離柱上的出峰順序相反。2.流動相類別按流動相組成分：單組分和多組分；按極性分：極性、弱極性、非極性；按使用方式分：固定組成淋洗和梯度淋洗。常用溶劑：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、水。采用二元或多元組合溶劑作為流動相可以靈活調(diào)節(jié)流動相的極性或增加選擇性，以改進分離或調(diào)整出峰時間。3.流動相選擇在選擇溶劑時，溶劑的極性是選擇的重要依據(jù)。采用正相液-液分配分離時：首先選擇中等極性溶劑，若組分的保留時間太短，降低溶劑極性，反之增加。也可在低極性溶劑中，逐漸增加其中的極性溶劑，使保留時間縮短。常用溶劑的極性順序：水(最大)>甲酰胺>乙腈>甲醇>乙醇>丙醇>丙酮>二氧六環(huán)>四氫呋喃>甲乙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>異丙醚>二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>環(huán)己烷>己