高效液相色谱法应用讲座课件.ppt
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1、高效液相色谱法应用讲座高效液相色谱法应用讲座台州市药品检验所台州市药品检验所 曾茂法曾茂法 1、HPLC概述概述 2、HPLC实验操作应知实验操作应知 3、HPLC常见问题与思考常见问题与思考 主要内容主要内容 HPLC实验操作应知实验操作应知 HPLC操作操作流程操作操作流程 流动相的配制流动相的配制 色谱柱使用与维护色谱柱使用与维护 实验操作注意事项实验操作注意事项 检测器检测器 数据处理数据处理1 概述概述 定义定义 分离模式与主要分离机制分离模式与主要分离机制基本术语基本术语 正相与反相色谱正相与反相色谱 HPLC的特点 问题思考 定义定义 HPLC用高压输液泵将规定的流动用高压输液泵
2、将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱进行分离测相泵入装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。定的色谱方法。仪器结构简介仪器结构简介 仪器组成仪器组成 根据需要配置流动相在线脱气装置、梯根据需要配置流动相在线脱气装置、梯度洗脱装置、自动进样系统、柱后反应度洗脱装置、自动进样系统、柱后反应系统等。系统等。泵泵 输液泵是输液泵是HPLC系统中最重要的部件之一。泵系统中最重要的部件之一。泵的性能好坏直接影响到整个系统的质量和分析的性能好坏直接影响到整个系统的质量和分析结果的可靠性。输液泵应具备如下性能:结果的可靠性。输液泵应具备如下性能:流流量稳定,其量稳定,其RSD应应0.5%,这对定性定量的准,
3、这对定性定量的准确性至关重要;确性至关重要;流量范围宽,分析型应在流量范围宽,分析型应在0.110 ml/min范围内连续可调,制备型应能达范围内连续可调,制备型应能达到到100 ml/min;输出压力高,一般应能达到输出压力高,一般应能达到150300kg/cm2;液缸容积小;液缸容积小;密封性能密封性能好,耐腐蚀。好,耐腐蚀。泵的使用和维护注意事项泵的使用和维护注意事项 防止任何固体微粒进入泵体,常用的方法防止任何固体微粒进入泵体,常用的方法是滤过,输液泵的滤器应经常清洗或更换。是滤过,输液泵的滤器应经常清洗或更换。流动相不应含有任何腐蚀性物质,含有缓流动相不应含有任何腐蚀性物质,含有缓冲
4、液的流动相不应保留在泵内,尤其是在停泵冲液的流动相不应保留在泵内,尤其是在停泵过夜或更长时间的情况下。过夜或更长时间的情况下。溶剂瓶内的流动相被用完。溶剂瓶内的流动相被用完。输液泵的工作压力决不要超过规定的最高输液泵的工作压力决不要超过规定的最高压力,否则会使高压密封环变形,产生漏液。压力,否则会使高压密封环变形,产生漏液。泵1.2 HPLC分离模式与主要分离机制分离模式与主要分离机制分离模式主要保留机制液-固吸附吸附剂的表面吸附键合相溶质在两相间的分配或溶质与极性固定相的吸附离子交换溶质离子与填料上的反电荷层之间的相互作用离子对电中性离子对在两相间的分配分子排阻基于流体动力学体积的过滤作用手
5、性溶质手性异构体与填料手性作用点间非对应异构体相互作用。亲和溶质与固定化配体间生化专属结合正相色谱法与反相色谱法正相色谱法与反相色谱法 正相色谱法正相色谱法 反相色谱法反相色谱法 正相与反正相与反相相 正相色谱法正相色谱法 反相色谱反相色谱法法固定相极性固定相极性 高中高中 中低中低流动相极性流动相极性 低中低中 中高中高组分洗脱次序组分洗脱次序 极极性小先洗出性小先洗出 极性大先洗出极性大先洗出 正相:流动相极性正相:流动相极性,洗脱能力,洗脱能力,k,组分组分tR 反相:流动相极性反相:流动相极性,洗脱能力,洗脱能力,k,组分组分tR1.3特点特点 适用范围宽:现在绝大部分化学类药品适用范
6、围宽:现在绝大部分化学类药品皆可采用该仪器分析。皆可采用该仪器分析。分离效率高:复方分析、辅料干扰时等分离效率高:复方分析、辅料干扰时等情况下,更显示其威力。情况下,更显示其威力。速度快:一般出峰时间均在速度快:一般出峰时间均在30min以内。以内。灵敏度高:可检测物质达灵敏度高:可检测物质达10-9g左右,一左右,一般最低检测浓度均可达般最低检测浓度均可达10-110-3g/ml(进样体积(进样体积1020l)。并可通过使用不)。并可通过使用不同的检测器,测定不同物质,或再提高同的检测器,测定不同物质,或再提高测定灵敏度。测定灵敏度。色谱柱可反复使用:一般保存好,均可色谱柱可反复使用:一般保
7、存好,均可达达2年以上。年以上。流出的组分容易收集:可用于制备色谱流出的组分容易收集:可用于制备色谱或价格极为昂贵的物质收集。或价格极为昂贵的物质收集。安全:仅有一些有机溶剂的污染(使用时,安全:仅有一些有机溶剂的污染(使用时,流动相口要密封,一者以免挥发,流动相流动相口要密封,一者以免挥发,流动相中各组分比例不准,二者防止挥发,污染中各组分比例不准,二者防止挥发,污染环境),比气相要安全的多。环境),比气相要安全的多。1.4 思考思考 1、为什么说分离度与重复性是系统适应性、为什么说分离度与重复性是系统适应性试验指标中是更具有实用意义的参数?试验指标中是更具有实用意义的参数?2、影响柱效的因
8、素有哪些?、影响柱效的因素有哪些?3、影响分离度的因素有哪些?、影响分离度的因素有哪些?4、影响重复性的因素有哪些?、影响重复性的因素有哪些?Rs仪器1 22114kknRuCAH流动相采用粘度小、低流速的匀的固定相:采用粒度小、填充均n12121212RRRRVVttkkKK温影响小)质和固定相性质(受柱:调整流动相种类、性0ttVVKVCVCWWkRmsmmssms小)的配比(受柱温影响较:调整流动相和固定相k思考思考 psi、bar、Mpa如何换算?如何换算?乙醇为什么不常用作流动相?乙醇为什么不常用作流动相?2、HPLC操作操作流程操作操作流程 开机开机 最后开检测器最后开检测器 配制
9、流动相配制流动相 流动相平衡,在此过程和适当时候调节柱温、流动相平衡,在此过程和适当时候调节柱温、流速、流动相比例。必要时要选柱子。配制对流速、流动相比例。必要时要选柱子。配制对照品、样品溶液。照品、样品溶液。系统适应性试验系统适应性试验 进样进样 数据处理数据处理 关机关机 先关检测器,后冲洗先关检测器,后冲洗流动相的配制流动相的配制 流动相应具有的特点流动相应具有的特点 流动相脱气流动相脱气 流动相过滤除去微粒流动相过滤除去微粒 流动相贮存流动相贮存 流动相极性与截止波长流动相极性与截止波长 流动相调流动相调pH值值 思考题思考题 流动相具备以下的特点:流动相具备以下的特点:a、流动相对样
10、品具有一定的溶解能力,保证、流动相对样品具有一定的溶解能力,保证样品组分不会沉淀在柱中样品组分不会沉淀在柱中(或长时间保留在柱或长时间保留在柱中中)。b、流动相具有一定惰性,与样品不产生化、流动相具有一定惰性,与样品不产生化学反应学反应(特殊情况除外特殊情况除外)。c、流动相的黏度要尽量小,以便在使用较长、流动相的黏度要尽量小,以便在使用较长的分析柱时能得到好的分离效果;同时降低柱的分析柱时能得到好的分离效果;同时降低柱压降,延长液体泵的使用寿命压降,延长液体泵的使用寿命(可运用提高温可运用提高温度的方法降低流动相的黏度度的方法降低流动相的黏度)。d、流动相的物化性质要与使用的检测器、流动相的
11、物化性质要与使用的检测器相适应。如使用相适应。如使用UV检测器,最好使用对检测器,最好使用对紫外吸收较低的溶剂配制。紫外吸收较低的溶剂配制。e、流动相沸点不要太低,否则容易产、流动相沸点不要太低,否则容易产生气泡,导致实验无法进行。生气泡,导致实验无法进行。流动相为什么要流动相为什么要脱气脱气 流动相使用前必须进行脱气处理流动相使用前必须进行脱气处理,以除去其中,以除去其中溶解的气体(如溶解的气体(如O2),以防止在洗脱过程中当),以防止在洗脱过程中当流动相由色谱柱流至检测器时,因压力降低而流动相由色谱柱流至检测器时,因压力降低而产生气泡。气泡会增加基线的噪音,造成灵敏产生气泡。气泡会增加基线
12、的噪音,造成灵敏度下降,甚至无法分析。溶解的氧气还会导致度下降,甚至无法分析。溶解的氧气还会导致样品中某些组份被氧化,柱中固定相发生降解样品中某些组份被氧化,柱中固定相发生降解而改变柱的分离性能。若用而改变柱的分离性能。若用FLD,可能会造成,可能会造成荧光猝灭。荧光猝灭。常用的脱气方法比较常用的脱气方法比较 氦气脱气法:利用液体中氦气的溶解度比氦气脱气法:利用液体中氦气的溶解度比空气低,连续吹氦脱气,效果较好,但成空气低,连续吹氦脱气,效果较好,但成本高。本高。加热回流法:效果较好,但操作复杂,且加热回流法:效果较好,但操作复杂,且有毒性挥发污染。有毒性挥发污染。抽真空脱气法:易抽走有机相。
13、抽真空脱气法:易抽走有机相。常用的脱气方法比较常用的脱气方法比较 超声脱气法:流动相放在超声波容器中,超声脱气法:流动相放在超声波容器中,用超声波振荡用超声波振荡10-15min,此法效果最差。,此法效果最差。在线真空脱气法:在线真空脱气法:Agilent1100LC真空脱真空脱机利用膜渗透技术,机利用膜渗透技术,在线脱气,智能控在线脱气,智能控制,无需额外操作,成本低,脱气效果制,无需额外操作,成本低,脱气效果明显优于以上几种方法,并适用于多元明显优于以上几种方法,并适用于多元溶剂体系。溶剂体系。压力、温度与气泡压力、温度与气泡 压力减少时要产生气泡压力减少时要产生气泡 温度升高时要产生气泡
14、温度升高时要产生气泡防止产生新的气泡防止产生新的气泡 沿管壁缓缓倒入沿管壁缓缓倒入 先混合后脱气先混合后脱气 梯度洗脱预先梯度洗脱预先“部分混合部分混合”为什么要滤除微粒为什么要滤除微粒 为什么溶剂和样品要过滤为什么溶剂和样品要过滤?色谱柱:由于填料颗粒很细,色谱柱内腔色谱柱:由于填料颗粒很细,色谱柱内腔很小,溶剂和样品中的细小颗粒会使色谱很小,溶剂和样品中的细小颗粒会使色谱柱和毛细管容易堵塞。柱和毛细管容易堵塞。仪器:溶剂和样品中的细小颗粒会增加进仪器:溶剂和样品中的细小颗粒会增加进样阀的堵塞和磨损,同时也会增加泵头内样阀的堵塞和磨损,同时也会增加泵头内的蓝宝石活塞杆和活塞的磨损。的蓝宝石活
15、塞杆和活塞的磨损。要正确选用滤膜要正确选用滤膜流动相的贮存流动相的贮存 流动相一般贮存于玻璃、聚四氟乙烯或流动相一般贮存于玻璃、聚四氟乙烯或不锈钢容器内,不能贮存在塑料容器中。不锈钢容器内,不能贮存在塑料容器中。贮存容器一定要盖严,防止溶剂挥发引贮存容器一定要盖严,防止溶剂挥发引起组成变化,也防止氧和二氧化碳溶入起组成变化,也防止氧和二氧化碳溶入流动相。流动相。磷酸盐、乙酸盐缓冲液很易长霉,应尽磷酸盐、乙酸盐缓冲液很易长霉,应尽量新鲜配制使用,不要贮存。如确需贮量新鲜配制使用,不要贮存。如确需贮存,可在冰箱内冷藏,并在存,可在冰箱内冷藏,并在3天内使用,天内使用,用前应重新滤过。用前应重新滤过
16、。流动相的贮存流动相的贮存 容器应定期清洗,特别是盛水、缓冲液容器应定期清洗,特别是盛水、缓冲液和混合溶液的瓶子,以除去底部的杂质和混合溶液的瓶子,以除去底部的杂质沉淀和可能生长的微生物。因甲醇有防沉淀和可能生长的微生物。因甲醇有防腐作用,所以盛甲醇的瓶子无此现象。腐作用,所以盛甲醇的瓶子无此现象。6,流动相常用溶剂的极性和截止波长,流动相常用溶剂的极性和截止波长 由极性可以看出,在反相色谱中,要使出峰时间加快,由极性可以看出,在反相色谱中,要使出峰时间加快,可增加流动相中的乙腈比例,但要注意分离度的减小;若要可增加流动相中的乙腈比例,但要注意分离度的减小;若要使出峰时间减慢,可增加流动相中水
17、的比例,增加水的比例使出峰时间减慢,可增加流动相中水的比例,增加水的比例还会引起分离度的增加;两者之间综合来考虑。四氢呋喃使还会引起分离度的增加;两者之间综合来考虑。四氢呋喃使用时注意波长。必须选用色谱级的。用时注意波长。必须选用色谱级的。溶 剂水甲醇乙醇异丙醇乙腈四氢呋喃极性常数1.000.950.880.820.650.57 由于甲醇的极限波长为由于甲醇的极限波长为210nm左右,故短波长测定时,左右,故短波长测定时,最好不要采用甲醇,而用乙腈。最好不要采用甲醇,而用乙腈。样品稀释用溶剂的选择:测定有关物质时最好选用流样品稀释用溶剂的选择:测定有关物质时最好选用流动相,避免以溶剂峰的干扰,
18、水往往出倒峰。动相,避免以溶剂峰的干扰,水往往出倒峰。各溶剂截止波长各溶剂截止波长溶 剂水甲醇乙醇异丙醇乙腈四氢呋喃正己烷截止波长(nm)170210210210190210210流动相流动相的的pH值值 采用反相色谱法分离弱酸(采用反相色谱法分离弱酸(3pKa7)或弱碱(或弱碱(7pKa8)样品时,通过调节)样品时,通过调节流动相流动相的的pH值,以抑制样品组分的解离,值,以抑制样品组分的解离,增加组分在固定相上的保留,并改善峰增加组分在固定相上的保留,并改善峰形的技术称为反相离子抑制技术。对于形的技术称为反相离子抑制技术。对于弱酸,流动相的弱酸,流动相的pH值越小,组分的值越小,组分的k值
19、值越大,当越大,当pH值远远小于弱酸的值远远小于弱酸的pKa值时,值时,弱酸主要以分子形式存在;对弱碱,情弱酸主要以分子形式存在;对弱碱,情况相反况相反。分析弱酸样品时,通常在流动相中加入少量弱分析弱酸样品时,通常在流动相中加入少量弱酸,常用酸,常用50mmol/L磷酸盐缓冲液和磷酸盐缓冲液和1%醋酸溶醋酸溶液;分析弱碱样品时,通常在流动相中加入少液;分析弱碱样品时,通常在流动相中加入少量弱碱,常用量弱碱,常用50mmol/L磷酸盐缓冲液和磷酸盐缓冲液和30mmol/L三乙胺溶液。三乙胺溶液。注:流动相中加入有机胺可以减弱碱性溶质注:流动相中加入有机胺可以减弱碱性溶质与残余硅醇基的强相互作用,
20、减轻或消除峰拖与残余硅醇基的强相互作用,减轻或消除峰拖尾现象。所以在这种情况下有机胺(如三乙胺)尾现象。所以在这种情况下有机胺(如三乙胺)又称为减尾剂或除尾剂。又称为减尾剂或除尾剂。流动相的配制流动相的配制 缓冲盐溶液缓冲盐溶液 浓度不要配错浓度不要配错,临用新配,临用新配 调调PH时一般在水相调,当流动相中有机时一般在水相调,当流动相中有机相比例较高时无法调。相比例较高时无法调。思考题思考题 1、流动相流速与组成与保留时间的关系、流动相流速与组成与保留时间的关系如何?如何?2、流速与柱效、峰面积的关系、流速与柱效、峰面积的关系 3、乙腈与甲醇在应用上的区别。、乙腈与甲醇在应用上的区别。4、水
21、与有机相混合比例不同,会引起粘、水与有机相混合比例不同,会引起粘度变化吗?度变化吗?5、流动相有时为什么要、流动相有时为什么要调调pH?6、流动相配好后可用多长时间?、流动相配好后可用多长时间?色谱柱的使用与维护色谱柱的使用与维护 阅读说明书阅读说明书 安装时注意方向安装时注意方向 如何排气泡?如何排气泡?反相柱反相柱C-18或或C8当用含缓冲盐或表面活性当用含缓冲盐或表面活性剂的流动相后,要冲洗干净。剂的流动相后,要冲洗干净。色谱柱的使用与维护色谱柱的使用与维护 色谱柱不用、存放时,两头柱塞一定塞住,色谱柱不用、存放时,两头柱塞一定塞住,防防止柱内溶剂挥干止柱内溶剂挥干,否则容易挥发干损伤柱
22、子。否则容易挥发干损伤柱子。分析生化样品、血液制品和手性色谱柱时,最分析生化样品、血液制品和手性色谱柱时,最好加一预柱以保护。好加一预柱以保护。流动相极性及流速(压力)不要突变。流动相极性及流速(压力)不要突变。(1)色谱柱不能够碰撞、弯曲或强烈震荡;)色谱柱不能够碰撞、弯曲或强烈震荡;安装时,一定要保证阀件或管路的清洁。安装时,一定要保证阀件或管路的清洁。(2)尽量不使用或少使用高粘度的流动相。)尽量不使用或少使用高粘度的流动相。(3)在满足灵敏度的情况下,尽可能使用)在满足灵敏度的情况下,尽可能使用小进样量。如果样品比较小进样量。如果样品比较“脏脏”,要进行净,要进行净化或提纯处理。化或提
23、纯处理。柱温控制柱温控制柱温箱的作用:柱温箱的作用:1、保留时间精确再现、保留时间精确再现2、提高分离效率、提高分离效率3、对高分子化合物或黏度大的样品,分析、对高分子化合物或黏度大的样品,分析时柱温必须高于室温。时柱温必须高于室温。4、对一些具有生物活性的生物分子,要求、对一些具有生物活性的生物分子,要求低的柱温低的柱温系统平衡系统平衡1.除上所述外,流动相配制时还需注意什么?除上所述外,流动相配制时还需注意什么?2.流动相冲洗多长时间平衡?如何平衡?流动相冲洗多长时间平衡?如何平衡?3.有表面活性剂时小流速过夜,再到规定流速有表面活性剂时小流速过夜,再到规定流速30min。4.基线什么情况
24、下才算平衡?基线什么情况下才算平衡?配制样品和对照品溶液配制样品和对照品溶液 2配制:配制:溶剂;溶剂;容器:塑料容器常含有容器:塑料容器常含有高沸点的增塑剂,可能释放到样品液中造成污高沸点的增塑剂,可能释放到样品液中造成污染,而且还会吸留某些药物,引起分析误差。染,而且还会吸留某些药物,引起分析误差。某些药物特别是碱性药物会被玻璃容器表面吸某些药物特别是碱性药物会被玻璃容器表面吸附,影响样品中药物的定量回收。附,影响样品中药物的定量回收。3 对照品称量问题对照品称量问题预试预试 预试目的预试目的 n,R是否符合要求;是否符合要求;保留时间是否合适保留时间是否合适 调节色谱条件调节色谱条件 流
25、动相组成流动相组成 流速流速 柱温柱温 柱子柱子 因柱效是柱中流动相线性流速的函数,使用不因柱效是柱中流动相线性流速的函数,使用不同的流速可得到不同的柱效。对于一根特定的同的流速可得到不同的柱效。对于一根特定的色谱柱,要追求最佳柱效,最好使用最佳流速。色谱柱,要追求最佳柱效,最好使用最佳流速。对内径为对内径为4.6mm的色谱柱,流速一般选择的色谱柱,流速一般选择1mlmin,对于内径为,对于内径为4.0mm柱,流速柱,流速0.8mlmin为佳。为佳。当选用最佳流速时,分析时间可能延长。可当选用最佳流速时,分析时间可能延长。可采用改变流动相的洗涤强度的方法以缩短分析采用改变流动相的洗涤强度的方法
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