第17章高效液相色谱.ppt

1,第十七章 高效液相色谱法,§17-1 概述 §17-2 高效液相色谱仪 §17-3 液-固色谱法 §17-4 液-液色谱法 §17-5 离子交换色谱法 §17-6 空间排阻色谱法 §17-7 液相色谱分离类型的选择 试题,2,§17-1 概述,1.高压： 对载液施加1530MPa，甚至高达50MPa的高压。 2.高速： 载液流速可达110mL·min-1，一般都小于1h。 3.高效： 可达500030000塔板/米。 4.高灵敏度： 采用高灵敏度检测器，最小检测限可达10-11 g。,一、高效液相色谱法的特点,适用于有机及生化试样的高效分离分析方法。,3,高效液相色谱流程示意图,4,1. 分析对象不同： 气相色谱法的分析对象是在柱温下具有足够的挥发性和热稳定性的物质，因此只限于分析气体和沸点较低的化合物及相对分子质量小于400的非离子型化合物； 高效液相色谱法对试样的适用性广，不受分析对象挥发性和热稳定性的限制，能分析相对分子质量大于400的有机化合物。,二、高效液相色谱与气相色谱的比较,5,气相色谱的流动相是惰性的载气，不参与分配过程，它与组分分子没有亲合作用，仅起运载的作用； 液相色谱中的流动相（载液）对组分分子有一定的亲合作用，与固定相争夺组分分子，因而增大了分离的选择性。,2.流动相不同：,6,3.固定相不同：,气相色谱的固定相填料粒度比较粗，常用柱填料目数为60140目，其颗粒直径为100250m，柱效为20003000塔板/m，柱长一般为13m； 高效液相色谱中的柱填料粒度比较细，一般为310m，形状多为球形，柱效为3 x 1048 x 104塔板/m，柱长一般为0.050.5m。,7,（1）液相色谱在室温下操作，较低柱温有利于分离； （2）组分在载液中的扩散系数比在载气中小105倍。 （3）载液粘度比载气粘度大102倍，必须采用高入口压。,4.操作条件的差异：,载液和载气性质不同而造成的差异：,8,均有吸附色谱和分配色谱，不同的是液相色谱法还可以根据离子交换作用或分子尺寸大小的差异而进行离子交换色谱和空间排阻色谱分离。,5.分离机理的异同点：,9,§17-3 高效液相色谱仪,2. 高压输液泵： 选用流速恒定、压力平稳、无脉冲、流量可调节的高压泵输送载液。压力：150350×105 Pa。,一、高压输液系统,1. 贮液器：用来贮存流动相，由玻璃、不锈钢等制成。,10,进样系统包括进样口、注射器和进样阀等，作用是把分析试样送入色谱柱。,耐高压的六通阀进样装置,二、进样系统,进样方式有注射器进样和阀进样两种。,11,分离系统包括色谱柱、恒温器和连接管等。,三、分离系统,发展趋势是减小填料粒度和柱径以提高柱效。装柱技术是获得高柱效的关键因素。,高效分离柱的柱体为直型不锈钢管，内径16mm，柱长540cm。,柱子装填得好坏对柱效影响很大。对于细粒度的填料（20m）一般采用匀浆填充法装柱，先将填料调成匀浆，然后在高压泵作用下，快速将其压入装有洗脱液的色谱柱内，经冲洗后，即可备用。,12,四、检测系统,一类是溶质性检测器，仅对被分离组分的物理或物理化学性质有响应；,高效液相色谱常用的检测器有两种类型。,另一类是总体检测器，对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应。,13,14,包括脱气、梯度洗脱、再循环、恒温、自动进样、馏分收集以及数据处理等装置。,梯度淋洗装置,利用两台高压输液泵，将两种不同极性的溶剂按一定的比例送入梯度混合室，混合后进入色谱柱。,五、附属装置,梯度洗脱装置：,15,§17-4 吸附色谱法,液-固色谱以固体吸附剂为固定相，在其表面具有活性的吸附中心，如硅胶、氧化铝等。 流动相可以是各种不同极性的一元或多元溶剂。 根据各组分在固定相上吸附能力的不同进行分离。,一、分离原理,16,液-固色谱的固定相吸附剂分为极性和非极性两大类。 极性吸附剂包括硅胶、氧化铝及分子筛等。 非极性吸附剂包括活性碳等。 较常使用的是510m的硅胶吸附剂。,二、液-固色谱固定相,17,1.尽量使用高纯度试剂(粘度尽可能小）作流动相，防止微量杂质长期累积损坏色谱柱和使检测器噪声增加。 2.避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子。 3.试样在流动相中应有适宜的溶解度，防止产生沉淀。 4.当使用紫外检测器时，流动相不应有紫外吸收。 5.应与所用检测器相匹配，价格便宜。,三、液-固色谱流动相,液-固色谱流动相由洗脱剂和调节剂组成。洗脱剂将试样溶解和分离，调节剂用以调节洗脱剂的极性和强度。,选择流动相时应注意：,18,§17-5 分配色谱法,液-液分配色谱两相都是液体。 早期通过在担体上涂渍一薄层固定液制备固定相,现多为化学键合固定相，即用化学反应的方法通过化学键将固定液结合在担体表面。 流动相与固定相互不相溶，两者之间有一个明显的分界面。 由于试样中各组分在两相中的分配系数的差异，使各组分在两相间进行分配。,一、分离原理,19,流动相按组成不同可分为单组分和多组分；按使用方式有固定组成淋洗和梯度淋洗。 常用溶剂有：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇等。 采用二元或多元组合溶剂作为流动相可以灵活调节流动相的极性或增加选择性，以改进分离效果。 如在水中加入甲醇、乙腈等能与水混溶的有机溶剂，可以先混合均匀后使用，也可以采用梯度淋洗方式。,20,液-液色谱的固定相由担体或微球型吸附剂和固定液组成。 担体可用薄壳型硅胶和全多孔型微粒硅胶。 液相色谱中的固定液，其选用原则与气相色谱一样，常用,-氧二丙睛、聚乙二醇、十八烷和角鲨烷等。,二、液-液色谱固定相,21,要求流动相对固定相的溶解度尽可能小，两者极性差别大。 亲水性固定液常采用疏水性流动相，即流动相的极性小于固定相的极性，称为正相液液色谱法，极性柱也称正相柱。 若流动相的极性大于固定液的极性，则称为反相液液色谱，非极性柱也称为反相柱。 组分在两种类型分离柱上的出峰顺序相反。,三、液-液色谱流动相,22,§17-6 离子交换色谱法,离子交换色谱的固定相为离子交换树脂，树脂上具有可交换的离子基团。 流动相为无机酸或无机碱的水溶液。 各种离子根据它们与树脂上的交换基团的交换能力的不同而得到分离。,一、分离原理,E,离子交换剂,流动相,可交换离子,固定离子,23,（2）薄膜型和表层多孔型交换树脂： 薄膜型树脂是在直径约30m的惰性固体核表面上涂一层树脂薄膜。表层多孔型树脂是在惰性固体核表面上先覆盖一层微球硅胶，再涂上一层树脂薄膜。,二、离子交换色谱固定相,离子交换树脂按其构型有两种型式：,（1）全多孔型离子交换树脂： 以苯乙烯和二乙烯苯聚合形成的网状结构为基体，在基体上引入各种交换基团制成的球形微粒。,24,离子交换色谱常用水缓冲溶液作流动相，也用水缓冲溶液与甲醇或乙醇的混合液作流动相，以提供特殊的选择性。,离子交换色谱,三、离子交换色谱流动相,25,§17-7 空间排阻色谱法,空间排阻色谱的分离机理不是根据试样组分与固定相之间的相互作用，而是依据试样分子的尺寸大小进行分离的。 空间排阻色谱以凝胶为固定相。凝胶是一种经过交联的、具有立体网状结构和不同孔径的多聚体的通称。,一、分离原理,26,试样组分进入色谱柱后，随流动相在凝胶外部及凝胶孔穴旁流过。,太大的组分分子，由于不能进入孔穴而被排斥，所以随流动相而最先流出；,小个的组分分子，能渗入到大大小小的孔穴中而完全不受排斥，所以最后流出。,中等大小的组分分子则可渗入到较大的孔穴中，但受到较小孔穴的排斥，所以介于上述两种情况之间流出。,27,M.W.,tR,28,M.W.,tR,29,M.W.,tR,30,M.W.,tR,31,M.W.,tR,32,1.软质凝胶：由某些高聚物制成，如葡萄糖凝胶、琼脂糖等。 2.半硬质凝胶： 聚苯乙烯凝胶等。 3.硬质凝胶：多孔硅胶、多孔玻珠等。,二、空间排阻色谱固定相,三、空间排阻色谱流动相,不与试样或固定相之间相互作用，仅起载液作用。,空间排阻色谱以凝胶为固定相，分为三类：,33,§17-7 液相色谱分离类型的选择,1.对于异构体：液-固吸附色谱法； 2.对于同系物：液-液分配色谱法。,一、相对分子质量,1.相对分子质量低：气相色谱法； 2.相对分子质量大：空间排阻色谱法。,二、溶解度,1.能溶于水并离解：离子交换色谱法； 2.能溶于烃类：液-固色谱法。,三、化学结构,34,一、填空题（共25分，每空0.5分）,二、单项选择题（15分，每题1分）,三、双项选择题（共10分，每题2分）,四、简答题（共20分，每题4分）,五、计算题（共30分，每题6分）,