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高效液相色谱仪阅读:1423

    高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统,样品溶液经进样器进入流动相,被流动相载入色谱柱(固定相) 内,由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数,在两相中做相对运动时,经过反复多次的吸附- 解吸的分配过程,各组分在移动速度上产生较大的差别,被分离成单个组分依次从柱内流出,通过检测器时,样品浓度被转换成电信号传送到记录仪,数据以图谱形式打印出来。

应用

    高效液相色谱法只要求样品能制成溶液,不受样品挥发性的限制,流动相可选择的范围宽,固定相的种类繁多,因而可以分离热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物质。
    与试样预处理技术相配合,HPLC 所达到的高分辨率和高灵敏度,使分离和同时测定性质上十分相近的物质成为可能,能够分离复杂相体中的微量成分。随着固定相的发展,有可能在充分保持生化物质活性的条件下完成其分离。
    HPLC成为解决生化分析问题最有前途的方法。由于HPLC具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用,流出组分易收集等优点,因而被广泛应用到生物化学、食品分析、医药研究、环境分析、无机分析等各种领域。高效液相色谱仪与结构仪器的联用是一个重要的发展方向。
    液相色谱- 质谱联用技术受到普遍重视,如分析氨基甲酸酯农药和多核芳烃等; 液相色谱- 红外光谱联用也发展很快,如在环境污染分析测定水中的烃类,海水中的不挥发烃类,使环境污染分析得到新的发展。

主要类型

    液固吸附色谱
    1.1分离原理 液固色谱是基于各组分吸附能力的差异进行混合物分离的,其固定相是固体吸附剂。
    1.2固定相 ;吸附色谱固定相可以分为极性和非极性两大类。
    1.3流动相 ;流动相要求:
    1.3.1选用的溶剂应当与固定相互不相溶,并能保持色谱柱的稳定性
    1.3.2选用的溶剂应有高纯度,以防所含微量杂质在柱中积累,引起柱性能的改变。
    1.3.3选用的溶剂性能应与所使用的检测器相匹配,如果使用紫外吸收检测器,就不能选用在检测波长下有紫外吸收的溶剂;若使用示差折光检测器,就不能用梯度洗脱。
    1.3.4选用的溶剂应对样品有足够的溶解能力,以提高测定的灵敏度。
    1.3.5选用的溶剂应具有低的黏度和适当低的沸点。
    1.3.6应尽量避免使用具有显著毒性的溶剂,以保证工作人员的安全
    1.4应用 液固色谱是以表面吸附性能力为依据的,所以它常用于分离极性不同低的化合物,也能分离那些具有相同极性基团,但数量不同的样品。
    液液分配色谱
    1.1分离原理 ;分配色谱法的原理与液液萃取相同,都是分配定律。
    1.2固定相 ;分配色谱固定相由两部分组成,一部分是惰性载体,另一部分是涂渍在惰性载体上的固定液。
    1.3流动相 ;分内色谱中,要求流动相尽可能不与固定液互溶
    1.4应用 ;既能分离极性化合物,又能分离非极性化合物。由于不同极性键合固定相的出现,分离的选择性可得到很好的控制。
    键合相色谱
    1.1分离原理 1.1.1正键合相色谱分离远离:使用的是极性键和固定性,溶质在此类固定相上的分离机理属于分配色谱。
    1.1.2反键合相色谱分离原理:使用的是极性较小的键合固定相,其分离机理可用疏溶剂作用理论来解释。
    1.2固定相 ;按极性大小可分为非极性、弱极性、极性化学键合固定相三种。
    1.3流动相 1.3.1正键合相色谱中,采用和反相液液分配色谱相似的流动相,流动相的主体成分为己烷或庚烷。
    1.3.2反相键合相色谱中,流动相采用和反相液液分配色谱相似的流动相,主题为水。
    1.4应用 1.4.1正键合相色谱法的应用:多用于分离各类极性化合物如染料、炸药、多巴胺、氨基酸等;
    1.4.2反键合相色谱法的应用:由于操作简单,稳定性和重复性好,该方法已成为一种通用型液相色谱分析方法。在生物化学、医药研究、食品分析和环境污染分析等多个领域有了很大的应用和发展。
    凝胶色谱
    凝胶色谱又称分子排阻色谱,它是按照分子尺寸大小顺序进行分离的一种色谱方法。凝胶色谱法的固定相凝胶是一种多孔性的聚合材料,有一定的形状和稳定性。根据所用流动相的不同,凝胶色谱法可以分为两类:即用水溶剂做流动相的凝胶过滤色谱法(GFC)与用有机溶剂如四氢呋喃做流动相的凝胶渗透色谱法(GPC)。

色谱特点

    高压——压力可达150~300 kg/cm2。色谱柱每米降压为75 kg/cm2以上。
    高速——流速为0.1~10.0 mL/min。
    高效——塔板数可达5000/米。在一根柱中同时分离成份可达100种。
    高灵敏度——紫外检测器灵敏度可达0.01ng。同时消耗样品少。
    HPLC与经典液相色谱相比有以下优点:
    速度快——通常分析一个样品在15~30 min,有些样品甚至在5 min内即可完成。
    分辨率高——可选择固定相和流动相以达到分离效果。
    灵敏度高——紫外检测器可达0.01ng,荧光和电化学检测器可达0.1pg。
    色谱柱可反复使用——用一根色谱柱可分离不同的化合物。
    样品量少,容易回收——样品经过色谱柱后不被破坏,可以收集单一组分或做制备。

延伸

    在同一色谱条件下,样品中K值大的组分在固定相中滞留时间长,后流出色谱柱;K值小的组分则滞留时间短,先流出色谱柱。混合物中各组分的分配系数相差越大,越容易分离,因此混合物中各组分的分配系数不同是色谱分离的前提。
    在HPLC中,固定相确定后,K主要受流动相的性质影响。实践中主要靠调整流动相的组成配比及pH值,以获得组分间的分配系数差异及适宜的保留时间,达到分离的目的。

原理

    分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中,K有不同的概念:吸附色谱法为吸附系数,离子交换色谱法为选择性系数 (或称交换系数),凝胶色谱法为渗透参数。但一般情况可用分配系数来表示。
    在条件(流动相、固定相、温度和压力等)一定,样品浓度很低时(Cs、Cm很小)时,K只取决于组分的性质,而与浓度无关。这只是理想状态下的色谱条件,在这种条件下,得到的色谱峰为正常峰;在许多情况下,随着浓度的增大,K减小,这时色谱峰为拖尾峰;而有时随着溶质浓度增大,K也增大,这时色谱峰为前延峰。因此,只有尽可能减少进样量,使组分在柱内浓度降低,K恒定时,才能获得正常峰。

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