朱明华版第三章液相色谱分析教材课件.ppt

1、7:07:09第三章第三章 高效液相色谱分析法高效液相色谱分析法High Performance Liquid Chromatograph第一节第一节 概述及液相色谱仪器概述及液相色谱仪器第二节第二节 主要分离类型与原理主要分离类型与原理第三节第三节 液相色谱的固定相与流动相液相色谱的固定相与流动相第四节第四节 影响分离的因素与操作条件的选择影响分离的因素与操作条件的选择 第一节第一节 概述及液相色谱仪器概述及液相色谱仪器第三章第三章 高效液相色谱分析法高效液相色谱分析法7:07:10一、高效液相色谱的发展一、高效液相色谱的发展 在所有色谱技术中，液相色谱法是最早（在所有色谱技术中，液相色谱法

2、是最早（1903年年）发明的，但其初期发展比较慢。）发明的，但其初期发展比较慢。 20世纪世纪60年代后期，将已经发展得比较成熟的气相年代后期，将已经发展得比较成熟的气相色谱的理论与技术应用到液相色谱上来，使液相色谱色谱的理论与技术应用到液相色谱上来，使液相色谱得到了迅速的发展。液相色谱仪于得到了迅速的发展。液相色谱仪于1969年商品化。从年商品化。从此，这种分离效率高、分析速度快的液相色谱就被称此，这种分离效率高、分析速度快的液相色谱就被称为为高效液相色谱法高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）。7:07:10 气相色谱只适合

3、分析气相色谱只适合分析较易挥发、且化学性较易挥发、且化学性质稳定质稳定的有机化合物，而的有机化合物，而HPLC则只需要样品则只需要样品能够制成溶液，大多数情况下不需要加热，所能够制成溶液，大多数情况下不需要加热，所以对样品的挥发性没有要求。因此对于那些用以对样品的挥发性没有要求。因此对于那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质（约占强、具有生物活性、热稳定性差的物质（约占有机物质的有机物质的7580）也能够分析。现在，）也能够分析。现在，HPLC的应用范围已经远远超过气相色谱，位的应用范围已经远远超过气相色谱，位居

4、色谱法之首。居色谱法之首。一、高效液相色谱的发展一、高效液相色谱的发展7:07:10高压、高效、高速、高灵敏度、应用范围广高压、高效、高速、高灵敏度、应用范围广高沸点、热不稳定有机物及生化试样的高效分离分析高沸点、热不稳定有机物及生化试样的高效分离分析方法。方法。二、高效液相色谱法的特点二、高效液相色谱法的特点7:07:10三、高效液相色谱仪器（三、高效液相色谱仪器（W Watersaters）7:07:10三、高效液相色谱仪器（三、高效液相色谱仪器（安捷伦安捷伦）7:07:10三、高效液相色谱仪器（三、高效液相色谱仪器（岛津岛津）7:07:101.1.流程流程四、流程及主要部件四、流程及主要

5、部件7:07:10(1) 高压输液泵高压输液泵主要部件之一，压力：主要部件之一，压力：150350105 Pa。为了获得高柱效而使用粒度很小的固定相（为了获得高柱效而使用粒度很小的固定相（)甲酰胺甲酰胺 乙腈乙腈 甲醇甲醇 乙醇乙醇 丙醇丙醇 丙酮丙酮 二二氧氧六环六环 四氢四氢呋喃呋喃 甲乙酮甲乙酮 正丁醇正丁醇 乙酸乙酸乙酯乙酯 乙醚乙醚 异异丙醚丙醚 二二氯氯甲烷甲烷 氯仿氯仿 溴溴乙烷乙烷 苯苯 四氯化碳四氯化碳 二硫化碳二硫化碳 环己烷环己烷 己烷己烷 煤油煤油 有时有时还需要还需要选用多元选用多元溶剂，溶剂，以灵活调节流动相的以灵活调节流动相的极性或增加极性或增加选择性选择性，以，

6、以改进改进分离或调整出峰时间。选择时要分离或调整出峰时间。选择时要参阅有关手册参阅有关手册，并通过实验确定。并通过实验确定。二、液相色谱的流动相二、液相色谱的流动相7:07:112.1、分配色谱中的流动相选择规律、分配色谱中的流动相选择规律 正相色谱中，正相色谱中，以低极性溶剂如正己烷、苯、氯以低极性溶剂如正己烷、苯、氯仿为底剂；仿为底剂；反相色谱中，反相色谱中，以不同比例混合而成的甲以不同比例混合而成的甲醇醇/水、乙腈水、乙腈/水冲洗体系是最常见的，二元溶剂系统，水冲洗体系是最常见的，二元溶剂系统，在甲醇在甲醇/水、乙腈水、乙腈/水体系中加入适量的四氢呋喃组成水体系中加入适量的四氢呋喃组成三

7、元溶剂系统可以进一步提高冲洗强度，三种溶剂三元溶剂系统可以进一步提高冲洗强度，三种溶剂所具有的洗脱能力几乎可以解决所有样品的洗脱问所具有的洗脱能力几乎可以解决所有样品的洗脱问题题.7:07:112.2、离子交换色谱、离子交换色谱 在水介质中进行，组分的保留值用流动相中盐在水介质中进行，组分的保留值用流动相中盐的浓度和的浓度和PH值控制。值控制。流动相离子类型对组分的保留流动相离子类型对组分的保留能力有较大影响。能力有较大影响。7:07:112.3、排阻色谱、排阻色谱 溶剂要与凝胶本身相似，对于软质凝胶，溶剂溶剂要与凝胶本身相似，对于软质凝胶，溶剂必须能溶胀凝胶。必须能溶胀凝胶。常用溶剂有：氯仿

8、、甲醇、水、常用溶剂有：氯仿、甲醇、水、缓冲盐溶液、四氢呋喃、间苯三酚等。缓冲盐溶液、四氢呋喃、间苯三酚等。7:07:11factors influenced separation and choice of operation conditionHigh Performance Liquid Chromatograph7:07:11一、一、影响分离的因素影响分离的因素1. 1. 影响分离的因素与提高柱效的途径影响分离的因素与提高柱效的途径 在高效液相色谱中在高效液相色谱中, 液体的扩散系数仅为气体的液体的扩散系数仅为气体的万分之一，则速率方程中的分子扩散项万分之一，则速率方程中的分子扩散项B

9、/U较小，可较小，可以忽略不计，即：以忽略不计，即： H = A + C u 故液相色谱故液相色谱H-u曲线与气相色谱的形状不同，如图曲线与气相色谱的形状不同，如图所示。所示。20.57:07:11u 液体的黏度比气体大一百倍，密度为气体的一千液体的黏度比气体大一百倍，密度为气体的一千倍，故降低传质阻力是提高柱效主要途径。倍，故降低传质阻力是提高柱效主要途径。u 由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。u 液相色谱中，不可能通过增加柱温来改善传质。液相色谱中，不可能通过增加柱温来改善传质。恒温恒温u 改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接的因改变淋洗液组成、

10、极性是改善分离的最直接的因素。素。一、一、影响分离的因素影响分离的因素2022-5-31 要正确地选择色谱分离方法，首先必须尽可能多的要正确地选择色谱分离方法，首先必须尽可能多的 了解了解样品的有关性质，其次必须熟悉各种色谱方法的主要特点及其样品的有关性质，其次必须熟悉各种色谱方法的主要特点及其应用范围应用范围。选择色谱分离方法的主要根据。选择色谱分离方法的主要根据 是样品的相对分子质是样品的相对分子质量的大小，在水中和有机溶剂中的溶解度，极性和稳定程度以量的大小，在水中和有机溶剂中的溶解度，极性和稳定程度以及化学结构等物理、化学性质。及化学结构等物理、化学性质。1 1、相对分子质量、相对分子

11、质量 对于相对分子质量较低（一般在对于相对分子质量较低（一般在200以下），挥发性比以下），挥发性比较好，加热又不易分解的样品，可以选择气相色谱法进行分析较好，加热又不易分解的样品，可以选择气相色谱法进行分析。相对分子质量在。相对分子质量在200 2000的化合物，可用液固吸附、液的化合物，可用液固吸附、液-液液分配和离子交换色谱法。相对分子质量高于分配和离子交换色谱法。相对分子质量高于2000，则可用空间，则可用空间排阻色谱法。排阻色谱法。二、分离类型选择二、分离类型选择2022-5-312. 2. 溶解度溶解度 水溶性样品最好用离子交换色谱法和液液分配色谱法水溶性样品最好用离子交换色谱法和

12、液液分配色谱法；微溶于水，但在酸或碱存在下能很好电离的化合物，也；微溶于水，但在酸或碱存在下能很好电离的化合物，也可用离子交换色谱法；油溶性样品或相对非极性的混合物可用离子交换色谱法；油溶性样品或相对非极性的混合物，可用液，可用液-固色谱法。固色谱法。3. 3. 化学结构化学结构 若样品中包含离子型或可离子化的化合物，或者能与若样品中包含离子型或可离子化的化合物，或者能与离子型化合物相互作用的化合物（例如配位体及有机螯合离子型化合物相互作用的化合物（例如配位体及有机螯合剂），可首先考虑用离子交换色谱，但空间排阻和液液分剂），可首先考虑用离子交换色谱，但空间排阻和液液分配色谱也都能顺利地应用于离

13、子化合物；异构体的分离可配色谱也都能顺利地应用于离子化合物；异构体的分离可用液固色谱法；具有不同官能团的化合物、同系物可用液用液固色谱法；具有不同官能团的化合物、同系物可用液液分配色谱法；对于高分子聚合物，可用空间排阻色谱法液分配色谱法；对于高分子聚合物，可用空间排阻色谱法。二、分离类型选择二、分离类型选择7:07:11二、分离类型选择二、分离类型选择 固定相：薄壳型硅胶固定相：薄壳型硅胶(37 50 m) 流动相：正己烷流动相：正己烷 流流 速：速：1.5 mL/min 色谱柱：色谱柱：50cm 2.5mm(内径内径) 检测器：差示折光检测器检测器：差示折光检测器 可对水果、蔬菜中的农药可对

14、水果、蔬菜中的农药残留量进行分析。残留量进行分析。1. 环境中有机氯农药残留量分析环境中有机氯农药残留量分析 2. 稠环芳烃的分析稠环芳烃的分析 稠环芳烃多为致癌物质。稠环芳烃多为致癌物质。 固定相：固定相：十八烷基硅烷化键合相十八烷基硅烷化键合相 流动相：流动相：20%甲醇甲醇-水水 100%甲醇甲醇 线性梯度淋洗，线性梯度淋洗，2%/min 流流 速：速：1mL/min 柱柱 温：温：50 C 柱柱 压：压：70 104 Pa 检测器：检测器：紫外检测器紫外检测器3. 阴离子分析阴离子分析 双柱；薄壳型阴离子交换树脂分离柱双柱；薄壳型阴离子交换树脂分离柱(3250mm), 流动相：流动相：0.003molL-1 NaHCO3 / 0.0024 molL-1 Na2CO3，流量，流量138 mL/h。 七种阴离子在七种阴离子在20分钟内基本上得到完全分离分钟内基本上得到完全分离.掌握掌握1、HPLC与与GC异同（分离原理、仪器组成、应用范围）异同（分离原理、仪器组成、应用范围）2、五种常见液相色谱分离原理（液五种常见液相色谱分离原理（液-液、液液、液-固、离子对、离固、离子对、离 子交换、分子排阻）子交换、分子排阻）3、基本概念：正相色谱、反相色谱、梯度洗提、化学键合固基本概念：正相色谱、反相色谱、梯度洗提、化学键合固 定相定相4、色谱分离条件的选择色谱分离条件的选择