基本原理與主要分離類型

第四章

高效液相色譜法和超臨界流體色譜法4.4.1

液-固吸附色譜4.4.2

液-液分配色譜4.4.3離子交換色譜4.4.44.4.5離子對色譜4.4.6排阻色譜4.4.7

親和色譜第四節(jié)

液相色譜中的主要分離類型mainseparatingtypesinLCHighperformanceliquidchromatographyandSupercriticalfluidchromatography

2024/2/224.4.1

液-固吸附色譜

固定相：固體吸附劑，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑。

流動相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：組分在固定相吸附劑上的吸附與解吸；適用于分離相對分子質量中等的油溶性試樣，對具有官能團的化合物和異構體有較高選擇性。

2024/2/22基本原理：

流動相中的溶質分子（X）與溶劑分子（S）在固定相吸附劑上的競爭吸附：Xm+nSa=Xa+nSm

下標m、a分別表示流動相和固定相，n是被吸附的溶劑分子數。達到吸附平衡時，吸附平衡常數（K）可表示為：K

分配系數，但K值大，表明該溶質分子在固定相上被吸附得多，吸附作用強，該組分的保留時間長，分配系數也大。吸附平衡常數K可以由吸附等溫線數據求出。

2024/2/22等溫吸附線與色譜峰形：拖尾峰(凸形等溫吸附線)：被吸附分子首先占據強吸附力的點。低濃度時，主要被強吸附力的點吸附，保留時間長。

濃度高時，較多溶質分子被吸附力弱的點吸附，造成色譜峰中心部分運動速率較快，峰前移，而后沿部分吸附力相對較強，運動速率較慢，形成拖尾峰。液-固吸附分離模式適用于分離相對分子質量中等的油溶性試樣，對具有官能團的化合物和異構體有較高選擇性。

2024/2/224.4.2

液-液分配色譜固定相與流動相互不相溶。

基本原理：組分在固定相和流動相上的分配。

流動相：親水性固定液，采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定液的極性(正相

normalphase)，反之流動相的極性大于固定液的極性(反相

reversephase)。正相與反相的出峰順序相反。

固定相：早期涂漬固定液，現已不采用。

化學鍵合固定相：將基團通過化學反應鍵合到硅膠（擔體）表面的游離羥基上，如C18柱（反相柱）。2024/2/22分析實例：2024/2/224.4.3

離子交換色譜

固定相：陰離子交換樹脂或陽離子離子交換樹脂。

流動相：陰離子交換樹脂作固定相，采用堿性水溶液；陽離子交換樹脂作固定相，采用酸性水溶液。

2024/2/22離子交換基本原理

組分與離子交換劑之間親和力的大小與離子半徑、電荷、存在形式等有關。親和力大，保留時間長。

陽離子交換：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

陰離子交換：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-2024/2/22基本原理平衡時，平衡常數為對于磺酸型陽離子交換樹脂，一價陽離子的KB/A值順序：

Cs+>Rb+>K+>NH4+>Na+>H+>Li+二價陽離子的KB/A值順序：

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Cd2+>Cu2+對于季胺型陰離子交換樹脂，一價陰離子的KB/A值順序：

ClO4->I->HSO4->SCN->NO3->Br->NO2->CN->Cl->BrO3->OH->HCO3->H2PO4->IO3->CH3COO->F-2024/2/22離子交換分離實例2024/2/224.4.4

離子色譜

ionchromatography

離子色譜是在20世紀70年代中期發(fā)展起來的一種技術，其與離子交換色譜的區(qū)別是其采用了特制的、具有極低交換容量的離子交換樹脂作為柱填料，并采用淋洗液抑制技術和電導檢測器，是測定混合陰離子的有效方法。有關內容將在本章第五節(jié)中講授。2024/2/224.4.5

離子對色譜

ionpairchromatography將一種(或多種)與溶質離子電荷相反的離子(對離子或反離子)，加到流動相中與溶質離子結合形成疏水性離子對，能夠在兩相之間進行分配。

陰離子分離：對離子常用烷基銨類，如氫氧化十六烷基三甲胺。

陽離子分離：對離子常用烷基磺酸(己烷磺酸鈉)。

反相離子對色譜：非極性的疏水固定相(C18柱)，含有對離子Y+的甲醇-水或乙腈-水作為流動相，試樣離子X-進入流動相后，生成疏水性離子對Y+X-。2024/2/22基本原理：形成的離子對化合物X+Y-，在兩相間進行分配：

X+水相+Y-水相=X+Y-有機相

平衡常數：

溶質在兩相間的分配系數DX為：

不同待測離子與反離子形成離子對的能力不同，分配系數存在差異，導致在固定相中滯留時間不同，從而實現色譜分離。

2024/2/22離子對的容量因子k可表示為：

則組分的保留時間：

保留值隨KXY和[Y-]水相的增大而延長，而KXY取決于對離子和有機相的性質，則控制流動相中加入的對離子特性和濃度可以調整組分保留時間，達到提高色譜分離選擇性的目的。2024/2/22分析實例：2024/2/224.4.6

排阻色譜

size-exclusionchromatography

固定相：凝膠(具有一定大小孔隙分布)。

原理：按分子大小分離。小分子可以擴散到凝膠空隙中通過，出峰最慢；中等分子只能通過部分凝膠空隙，中速通過；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶劑分子小，故在最后出峰。

全部在死體積前出峰。相對分子質量在100～105范圍內的化合物按質量分離。

2024/2/22基本原理：色譜柱的總體積為

Vtol=Vm+Vp+Vg

Vm為死體積，即對應于完全排斥分子流出體積；Vp為孔體積；Vg為凝膠體積（去除孔體積）。組分的保留體積為

VR=Vm+KVp

2024/2/22基本原理：分配系數：

分子完全排斥時，K=0；可自由進入孔道時，K=1；部分進入時，K=0～１；保留體積位于：

Vm～Vm+Vp2024/2/22分析實例：2024/2/224.4.7

親和色譜(AC)Affinitychromatograph

原理：利用生物大分子和固定相表面存在的某種特異性親和力，進行選擇性分離。

間隔基：環(huán)氧、聯胺等；

配基：酶、抗原等；這種固載化的配基將只能和具有親和力特性吸附的生物大分子作用而被保留。改變淋洗液后洗脫。2024/2/22請選擇內容結束4.1

高效液相色譜法的特性

4.2

高效液相色譜儀