《液相色谱的基础知识及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液相色谱的基础知识及应用（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、State Key Laboratory of Chemical Resource EngineeringContents液相色谱法发展史与分类液相色谱法发展史与分类1色谱方法基本原理色谱方法基本原理2345样品分析方法的建立样品分析方法的建立液相色谱的维护及注意事项液相色谱的维护及注意事项软件的简单介绍及示范软件的简单介绍及示范第一页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering1 液相色谱发展历史与分类液相色谱发展历史与分类1.1 1.1 色谱的起源色谱的起源 (1903)(1903)ChromatographyCh
2、romatography色谱色谱色谱色谱M.S. Tswett第二页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource EngineeringvIUPAC definition of chromatography (1993) :Chromatography is a physical method of separation in which the components to be separated are distributed between two phases, one of which is stationary while the
3、 other moves in a definite direction.v固定相（固定相（stationary phase）：）：在色谱分离中固定不动、对样品产生在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相。保留的一相。v流动相（流动相（mobile phase）：）：带动样品向前移动的另一相。带动样品向前移动的另一相。v色谱法：色谱法：是一种物理化学分离方法，它利用不同组分与两相（固定相和流动相）是一种物理化学分离方法，它利用不同组分与两相（固定相和流动相）之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，样品在两相中做相对移动时，各之间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，样品在两相中做相
4、对移动时，各组分在两相间进行多次平衡，使不同物质达到相互分离。组分在两相间进行多次平衡，使不同物质达到相互分离。1.2 色谱的定义色谱的定义第三页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering1.3 色谱的发展历程色谱的发展历程第四页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering第五页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering1.4 色谱中的分离过程色谱中的分离过程定性定
5、性定量定量串联应用串联应用样品纯化样品纯化成分分析成分分析分离分离第六页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering色谱中的分离过程色谱中的分离过程咖啡咖啡流动相流动相流动相流动相固定相固定相固定相固定相利用混合物中各组份在不同的两相中溶解、分配、吸附利用混合物中各组份在不同的两相中溶解、分配、吸附等化学作用性能的差异等化学作用性能的差异,当两相作相对运动时当两相作相对运动时,使各组分使各组分在两相中反复多次受到上述各作用力而达到相互分离在两相中反复多次受到上述各作用力而达到相互分离第七页，共五十五页。State Ke
6、y Laboratory of Chemical Resource Engineering1.5 色谱的分类色谱的分类v按流动相的物态分按流动相的物态分: 气相色谱气相色谱(Gas Chromatography, GC)： 用气体作为流动相用气体作为流动相(又叫载气又叫载气) 液相色谱液相色谱(Liquid Chromatography, LC)： 用液体作为流动相用液体作为流动相(又叫洗脱剂又叫洗脱剂)v按固定相的形态分按固定相的形态分: 平面色谱平面色谱 纸色谱纸色谱 薄层色谱薄层色谱 柱色谱柱色谱v 按流动相和固定相的相对极性按流动相和固定相的相对极性正相色谱正相色谱(Normal Ph
7、ase Chromatography) 固定相的极性大于流动相固定相的极性大于流动相反相色谱反相色谱(Reversed Phase Chromatography) 固定相的极性小于流动相固定相的极性小于流动相第八页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource EngineeringHPLC 与与 GC 的应用差异的应用差异第九页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource EngineeringHPLC 与与 GC 的的应用差异应用差异挥发挥发非挥发非挥发疏水性疏水性亲水性亲水性糖糖环氧化合
8、环氧化合物物多氯联苯多氯联苯脂肪酸甲酯脂肪酸甲酯芳香酯芳香酯C2/C5 碳氢化合物碳氢化合物无机离子无机离子氨基酸氨基酸糖类衍生物糖类衍生物香精油香精油聚合物单体聚合物单体甘油三酸酯甘油三酸酯磷脂磷脂亚硝胺亚硝胺有机磷有机磷杀虫剂杀虫剂酒精酒精多环芳烃多环芳烃芳族胺芳族胺脂溶性维生素脂溶性维生素抗体抗体天然食用色素天然食用色素类黄酮类黄酮抗生素抗生素腈类腈类抗氧化剂抗氧化剂乙二醇乙二醇脂肪酸脂肪酸磺胺类磺胺类挥发性羧酸挥发性羧酸醛酮类醛酮类甘草膦甘草膦合成食用色素合成食用色素苯酚苯酚黄曲霉毒素黄曲霉毒素酶酶糖醇糖醇第十页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemic
9、al Resource Engineering2. 色谱方法基本原理色谱方法基本原理v色谱的主要理论热力学理论以相的平衡观点研究色谱过程 塔板理论为代表 (Martin & Synge)动力学理论以动力学观点研究各种动力学因素对色谱峰的影响 Van Deemter 方程为代表MartinSynge第十一页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 分离的原理v样品组分在固定相和流动相之间的分配 流动相带动样品经过色谱柱 不同组分与固定相之间相互作用 的强度不同 不同组分在固定相上移动速度不同， 形成分离v分配系数 K
10、DXm Xs KD1 = Xs / XmYm Ys KD2 = Ys / Ym 流动相固定相第十二页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 样品组分的分离v 进样、分配、移动、流出、分离KD2 KD1 ，所以 Y 先流出來第十三页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 分配系数分配系数Kv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。v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）
11、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，只有尽可能减少进样量，使组分在柱内浓度降低，K恒定时，才能获得正恒定时，才能获得正常峰。常峰。v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。v在HPLC中，固定相确
12、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。 第十四页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering样品组分分离情况vA. 样品与色谱柱固定相无任何作用 三种样品在 t0 时间流出， 无保留无保留时间vB. 样品组分保留时间一致与色谱柱作用力相同 vC. 样品组分保留时间不一致 样品各组分与色谱柱作用力不同 vD. 实际分离状况高斯分布曲线第十五页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Res
13、ource Engineering 色谱出峰形状v实际出峰形状为高斯分布曲线 (Gaussian curve)样品的扩散效应无扩散 样品扩散第十六页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 分离度 分离度（分离度（Resolution)两个相邻峰的分离程度。以两个相邻峰的分离程度。以两个组份保留值之差与其平两个组份保留值之差与其平均半峰宽值的比来表示：均半峰宽值的比来表示：R=? 时两峰认为已分开时两峰认为已分开?第十七页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resourc
14、e Engineering 不同分离度 Rv相邻两吸收峰分离度R=1.0, 98%, 基线分离R=1.5, 99.7%vR=1.5 時，完全分离（中国药典规定）两色谱峰被视为 分开第十八页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 分离度R 的数学表达v分离度R的基本公式k: 容量因子 (capacity factor) 反映吸收峰的保留特性: 选择因子 (selectivity factor) 反映相邻两色谱峰的分离程度 色谱过程热力学因素N: 理论塔板数，反映色谱柱的分离效率 (column efficiency
15、)色谱过程动力学因素有关R = 1/4Nxxk1 + k- 1柱效柱效选择因子选择因子容量因子容量因子第十九页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 容量因子 k测量溶质在固定相和流动相中分布的摩尔数（量）之比 与温度有关 (GC)与流动相溶剂种类及组成有关 (LC)Injectiont0tRtR第二十页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineeringvk 决定样品能进入色谱柱固定相的量 k太小，在固定相上保留太短，很快流出，难以确定保留时间
16、 k太大，在固定相上保留太强，洗脱时间太长， 理想的 k为 15 第二十一页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 分离效果与 k 值的最优化v k值的优化改变溶剂成分、梯度条件 (洗脱强度)第二十二页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering 选择因子 v色谱柱分开两组份的能力 1 时两组分分离表示两组分在两相间的平衡分配热力学性质的差异，即分子间相互作用力的差异。 t0tR1tR2Injection第二十三页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering选择因子 的影响因素v影响 的因素 改变流动相成分，包括改变 pH 值改变柱温 (在 LC 不明显)改变固定相成分使用特殊化学效应第二十四页，共五十五页。State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering理论板数理论板数 Nv塔板理论热力学平衡理论
