高效液相色谱D讲义教材
(5) 低粘度。
四、高效液相色谱法的主要类型及选择
(-)液一液分配色谱法(LLPC)
流动相和固定相:液体。
样品类型:极性的和非极性的,
水溶性和油溶性的, 离子型的和非离子型的各类化合物。
1.分离原理 原理:液液萃取相同。
2固定相 类型:固定相选择较简单。
例如:强极性β,β′一氧二丙睛, 中等极性的聚乙二醇, 非极性的角鲨烷等。
三维色谱能提供更多全面的信息。
(2)荧光检测法
在HPLC种仅次于紫外检测器。 灵敏度高。 最小 检测限比紫外低一个数量级。 选择性好,优于紫外。 但应用没有紫外广泛。 可以衍生化反应
工作原理
光致发光现象
(3)电化学检测法
利用电化学固有的灵敏度
线性范围106, 高灵敏度 10-12g,可与荧光相比, 具很强的专属性。
但,中断色谱信息,不方便。
e光电二极管陈列紫外检测器
DAD 1976年开始报道 可获得“在流”色谱的全部光谱信息, 即不必停留。可能随色谱峰扫描。 与其他快速扫描检测器相比:
结构简单;工作可靠;性能好。
光路特点
工作原理
核 心 : 二 极 管 阵 列 元 件 是 一 般 由 200~1024 个 组 成
理论基础
法拉第第一定律 在电介过程中,电极上起反应的物质量
(W)与通过电介池的电量(Q)成正比。
法拉第第二定律 各种不同的电介质溶液中,通过相同的电量
时,电极上析出的电极产物的当量数相同。 (96487库仑)
电化学检测种类
电流检测器 安培检测器,应用最为广泛的一种。 组成:工作电极,参考电极,辅助电极
光波范围:200~600mm 每只分辨率为1~2nm 光点管越多, 分辩率越高 如使用211个二极管陈列元件,最快时10ms可是
成一次测量。 因而每秒可收集20000多个数据 可以得到三维图。
应用
色谱峰纯度检查。 比较光谱法、吸收比法。
色谱峰鉴定 与标准品或标准光谱比较 正常紫外光谱的比较 导数紫外光谱的比较
2.全多孔型固定相
它由直径为10nm的硅胶微粒凝聚而成。
特性: 这类固定相由于颗粒很细(5~10μm), 孔较浅,传质快, 易实现高效、高速。 特别适合复杂混合物分离及痕量分析。
(二)流动相
正确选择流动相直接影响组分的分离度。
对流动相溶剂的要求是:
(1)溶剂对于样品,必须具有合适的极性和良好的选择性。 (2)溶剂要与检测器匹配。 (3)高纯度。 (4)化学稳定性好。
温度、梯度、电解质。
(6)蒸发光散射检测器:ELSD
样品雾化 干燥 细颗粒 激光照射 散射
(7)常用检测器的比较
表
类型 线性
最小检出量 (g/ml)
能否梯度
对流速 对温度
紫外 选
示差 通
2.4×104 104
10-10
10-7
能
不能
不
不
不
敏
荧光 选 103 10-11
能 不 不
安培 选 104 10-9
分离机理
双保留机理,以下共同贡献: 疏溶剂作用 亲硅醇基效应
4.正相键合相色谱法
固定相: 极性的有机基团,CN、NH2等键合在硅胶表面。
流动相: 非极性或极性小的溶剂(如烃类)中加入适量的极
性溶剂(如氯仿、醇等)。
流出程序:极性大,后出;极性小,先出。
样品对象: 分离极性化合物。 异构体。 特别适用于分离不同类型的化合物。
3 分离系统——色谱柱
色谱柱:柱管与固定相两部分。 柱管材料:玻璃、不锈钢、铝、铜及内衬光 滑的聚合材料的其他金属。故金属管用得较 多。 柱长5~30cm, 内径为4~5mm(4.6mm,5mm),凝胶色谱柱内径3~12mm,
预柱。
粒度(<20μm) 填充法:匀浆填充法,
4.检测系统
有两种基本类型的检测器。
不能 敏 敏
ELSD 通 104 1酮提取物标准
银杏总黄酮 银杏总内酯 白果酸
三、高效液相色谱的固定相和流动相
(-)固定相
分类: 以承受高压能力来分类 刚性固体 、硬胶。
刚性固体:以二氧化硅为基质。
硬胶:它由聚苯乙烯与二乙烯苯基交联而成。 主要用于离子交换和尺寸排阻色谱中。
优点:高速、 高效、 高灵敏度、 高自动化。
二、 高效液相色谱仪
主要结构: 高压输液系统, 进样系统, 分离系统 检测系统。
辅助装置: 如梯度淋洗, 自动进样 数据处理等。
1.高压输液系统
部件组成: 储液罐, 高压输液泵(核心), 过滤器, 压力脉动阻尼器
⑴储液罐
化学惰性
低压脱气法 吹氦脱气法 超声波脱气法
不能用酸、碱度过大或存在氧化剂的溶液作流动相的体系。
(三)液一固吸附色谱法(LSAC)
固定相: 固体吸附剂。
1.分离原理 吸附:
X + nSad = Xad + nS
达平衡时,
Kad = Kad为吸附平衡常数, Kad值大表示组分在吸附剂上保留强,难于洗脱。 Kad值小,则保留值弱,易于洗脱。
分离机理
疏溶剂作用理论。
非极性的烷基键合相
“分子毛”,
“分子毛”有较强的疏水特性。
被分离物质分为:非极性部分与极性部分。
一方面,分子中的非极性部分与固定相表面上的疏 水烷基产生缔合作用,使它保留在固定相中;
这种缔合作用是可逆的。
而另一方面,被分离物的极性部分受到极性流动相 的作用,促使它离开固定相,并减小其保留作用。
一类是溶质性检测器,它仅对被分离组分的 物理或化学特性有响应,属于这类检测器 的有紫外、荧光、电化学检测器等。
另一类是总体检测器,它对试样和洗脱液总 的物理或化学性质有响应,属于这类检测 器的有示差折光,电导检测器等。现将常 用的检测器介绍如下:
(l)紫外检测器
最常用:80%的化合物有紫外吸收 应用最早,最广 灵敏度高 对环境温度及流速波动不敏感 可适用于梯度洗脱
≡Si-0H+ROH→≡Si-OR+H20
特性:传质特性好,但易水解且受热不稳 定,仅适用于不含水或醇的流动相。
(2)≡Si-C或Si一N共价键合固定相 制备反应如下
特性: 共价键健合固定相不易水解, 并且热稳定较硅酸酯好。 缺点是反应不方便; 当使用水溶液时,必须限制PH在4~8范围内。
(3)硅烷化(≡Si—O-Si-C)键合固定相 制备反应如下:
原理:比尔定律
A、紫外检测器的分类与特点
单波长式 多波长式 紫外/可见分光式 光电二极管阵列快速扫描式
a单波长紫外检测器
1如紫外—254检测器 光源: 低压录灯 254nm 80~85% 检测池:样品池小于10ul
光路长:10mm 参比池:空气 光电接收元件:光电倍增管
光电管 光敏电阻
b多波长紫外检测器
光路:与单波长紫外吸收检测器一致, 但:光源是氘灯或氢灯
波长:200~400nm, 灵敏度:比254nm紫外检测器要低。
c紫外—可见分光式检测器
是装有流通池的紫外—可见分光光度计, 光源:氘灯和钨灯
d扫描型可变波长紫外检测器
在色谱流停止工作的情况下,记录样品池 中洗脱组分的吸收行为,
既可提供色谱图,又可提供光谱图;既可 定量,又可定性分析。
1.键合固定相类型
载体: 硅胶。 (Si一OH)与有机分可成键, 一般可分三类
(1)疏水基团 如不同链长的烷烃(C8和C18)和苯基等
(2)极性基团 如氨丙基,氰乙基、醚和醇等。
(3)离子交换基团 如作为阴离子交换基团的胺基,季镀盐; 作为阳离子交换 基团的磺酸等.
2.键合固定相的制备
(l)硅酸酯(≡Si一OR)键合固定相。 用醇与硅醇基发生酯化反应:
流失问题: 化学键合固定相。 重大突破。应用最广泛。 3/4以上的分离是在化学键合固定 相上进行的。
3.流动相 基本要求:
尽可能不与固定相互溶, 流动相与固定相的极性差别越显著越好
正相分配色谱:
流动相的极性小于固定相的极性, 它适用于极性化合物的分离。 极性小的先流出,极性大的后流出。
反相分配色谱:
第四章 高效液相色谱法
(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)
一、概述 20世纪60年代末70年代初
理论:气相色谱的理论 技术:高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器
因而具备速度快、效率高、灵敏度高、操作自 动化的特点。
1.高效液相色谱法与经典液相色谱法
氧化铝 (ε0硅胶=0·77×ε0氧化铝)。
(四)离子交换色谱法(IEC)
离子交换原理和液相色谱技术的结合
样品对象: 离子型化合物 如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子。 因此,应用范围较广。
1.离子交换原理
待测离子对固定相(离子交换树脂)亲和力的差别来实现分离的。
阳离子交换:
阴离子交换:
一般形式: R一A+B = R-B+A
⑵高压输液泵
、①要求: 流量稳定,无脉动 输出压力高 流量范围宽 耐酸,碱缓冲液腐蚀 泵体易于清洗:具有梯度洗脱功能,
②高压输液泵的分类
液压隔膜泵 气动放大泵 注射泵 往复柱塞泵
A、液压隔膜泵
B、气动放大泵
C、注射泵
D、往复柱塞泵
往复泵的优点: 液缸容积小,易于情况,更换系统,
特别适合于梯度淋洗,广泛应用于 HPLC,但:有脉动,
达平衡时,平衡常数(离子交换反应的选 择系数):
KB/A = [A][B]r/[B][A]r,
D、往复柱塞泵
克服脉动办法: ①采用多头泵交替联动 ②压力脉动阻滞器 ③改进驱动凸轮的几何形状
WATERS泵的特点、泵体、脉动阻滞器、 驱动凸轮。
⑶梯度洗脱装量