1液相色譜基本原理

液相色譜基本原理1、色譜方法概況2組分為何要進(jìn)行分離

3色譜方法分類不同的流動(dòng)相和固定相構(gòu)成不同分離方式氣相色譜液相色譜4HPLC與

GC的應(yīng)用差異5HPLC與

GC的應(yīng)用差異（續(xù)）揮發(fā)非揮發(fā)疏水性親水性SugarsEpoxidesPCBFattyacidmethylesterAromaticestersC2/C5hydrocarbonsInorganicionsAminoacidsTMSDerivativeofsugarsEssentialoilsPolymermonomersTriglyceridesPhosopho-lipidsNitrosamineOrganophosphorouspesticidesAlcoholPAHsAromaticaminesFatsolublevitaminsAntibolicaNaturalfooddyesFlavonoidsAntibioticsNitrilesBHT,BHA,THBQantioxidantsGlycolsFattyacidsSulfonamidesVolatilecarboxylicacidsAldehydesKetonesGlyphosateSyntheticfooddyesPG,OG,DGphenolsAflatoxinsEnzymesSugeralcohols6液相色譜的分類

反相色譜是目前使用最普遍的一種色譜方法

7吸附法固定相為固體硅膠和氧化鋁最常用的固定相通過一系列的吸附/脫附步驟形成分離

溶質(zhì)與溶劑均吸附在固定相極性端

樣品分子對(duì)固定相的吸附程度不同而形成分離

固定相流動(dòng)相8分配法溶質(zhì)在液固兩相間的相對(duì)溶解度不同而達(dá)到分離

與固定相親和力強(qiáng)的物質(zhì)其保留時(shí)間也較強(qiáng)

兩種基本操作模式正相分離：極性固定相、非極性流動(dòng)相反相分離：非極性固定相、極性流動(dòng)相固定相流動(dòng)相9分配法正相與反相分離正相色譜反相色譜非極性流動(dòng)相極性流動(dòng)相10非極性相互作用范德華力NH2SO3-硅膠基體鍵和官能團(tuán)(C8)11偶極性引力、氫鍵

硅膠基體極性相互作用ONCOOHOHOHH12尺寸排阻色譜

依照分子大小分離

固定相材質(zhì)具有不同大小孔徑

大分子因其經(jīng)過的路徑短，所以先流出

主要應(yīng)用于聚合物、蛋白質(zhì)等分子量范圍的測(cè)定

13離子交換色譜固定相表面帶與被分析物相反電荷

一般使用弱離子交換樹脂

根據(jù)電荷相互作用力的強(qiáng)弱產(chǎn)生分離

固定相流動(dòng)相14離子交換相互作用力

靜電吸引力硅膠基體NH3+OHCO2HSO3-

CO2-OCON(CH3)2+N15色譜發(fā)展的歷史16色譜發(fā)展的歷史（續(xù)）17液相色譜儀器組成柱溫箱自動(dòng)進(jìn)樣器泵系統(tǒng)溶劑瓶架紫外或DAD檢測(cè)器其他檢測(cè)器18流動(dòng)相儲(chǔ)液瓶單元或多元泵梯度混合器預(yù)柱手動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)進(jìn)樣器保護(hù)柱色譜柱柱后反應(yīng)器柱溫箱檢測(cè)器餾分收集器積分儀工作站計(jì)算機(jī)接口溫度控制單元樣品制備單元液相色譜儀器結(jié)構(gòu)組成示意圖19液相色譜的應(yīng)用202、液相色譜基本原理21色譜基本理論色譜的主要理論熱力學(xué)理論以相的平衡觀點(diǎn)研究色譜過程

塔板理論為代表

(Martin&Synge)動(dòng)力學(xué)理論以動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)研究各種動(dòng)力學(xué)因素對(duì)色譜峰的影響

VanDeemter

方程為代表22分離的原理樣品組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配

流動(dòng)相帶動(dòng)樣品經(jīng)過色譜柱

不同組分與固定相之間相互作用的強(qiáng)度不同

不同組分在固定相上移動(dòng)速度不同，

形成分離分配系數(shù)

KDXmXsKD1=[Xs]/[Xm]Ym

Ys

KD2=[Ys]/[Ym]固定相流動(dòng)相23樣品組分的分離進(jìn)樣、分配、移動(dòng)、流出、分離KD2<KD1，所以Y先流出來24樣品組分分離情況A.

樣品與色譜柱固定相無(wú)任何作用

三種樣品在

t0

時(shí)間流出，

無(wú)保留B.

樣品組分保留時(shí)間一致與色譜柱作用力相同

C.

樣品組分保留時(shí)間不一致

樣品各組分與色譜柱作用力不同

D.

實(shí)際分離狀況高斯分布曲線25色譜出峰形狀實(shí)際出峰形狀為高斯分布曲線(Gaussiancurve)樣品的擴(kuò)散效應(yīng)無(wú)擴(kuò)散樣品擴(kuò)散26分離度

分離度（Resolution)兩個(gè)相鄰峰的分離程度。以兩個(gè)組份保留值之差與其平均峰寬的比來表示：27不同分離度

R相鄰兩吸收峰分離度R=1.0,98%R=1.5,99.7%R＞1.5時(shí)兩色譜峰被視為分開28分離度R的基本公式k’:容量因子(capacityfactor)反映吸收峰的保留特性

:選擇因子(selectivityfactor)反映相鄰兩色譜峰的分離程度

N:理論塔板數(shù)，反映色譜柱的分離效率

(columnefficiency)特性選擇性柱效R=1/4Nxxk'1+k'-1分離度R的數(shù)學(xué)表達(dá)29容量因子k’

測(cè)量溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中分布的摩爾數(shù)

與溫度有關(guān)(GC)與流動(dòng)相溶劑種類及組成有關(guān)(LC)Injectiont0t’RtR30容量因子k’（續(xù)）k’決定樣品能進(jìn)入色譜柱固定相的量k’太小，在固定相上保留太短，很快流出，難以確定保留時(shí)間

k’太大，在固定相上保留太強(qiáng)，洗脫時(shí)間太長(zhǎng)，

理想的k’為

1～531分離效果與

k’值的最優(yōu)化

k’值的優(yōu)化改變?nèi)軇┏煞帧⑻荻葪l件

(洗脫強(qiáng)度)32選擇因子

Injectiont0t’R1t’R2色譜柱分開兩組分的能力

＞1時(shí)兩組分分離33選擇因子

的影響因素影響

的因素

改變流動(dòng)相成分，包括改變

pH

值改變柱溫

(在LC不明顯)改變固定相成分使用特殊化學(xué)效應(yīng)34選擇因子

的影響因素（續(xù)）

改變色譜柱類型35色譜柱效能

衡量色譜柱效率的指標(biāo)峰展寬的度量以塔板數(shù)來表示從分餾技術(shù)衍生而來分餾法依組分的揮發(fā)性不同而分餾

色譜法依組分的分配系數(shù)不同而分離

分配系數(shù)

Kd=Cs/Cm理論塔板數(shù)

N、板高H色譜柱效隨

N增大或

H的減小而增加

N=L/H塔板理論36理論塔板數(shù)N

與半峰寬W1/2和保留時(shí)間的關(guān)系如下

在相同保留時(shí)間色譜峰越尖銳，則色譜柱效越高

理論塔板數(shù)

N的表達(dá)

37k’,

和N之間的關(guān)系

N38

范德姆特（VanDeemter）方程Ven

Deemter

方程給出理論塔板高度

A—渦流擴(kuò)散

B/u—縱向擴(kuò)散

Cu—傳質(zhì)阻力

低的HETP=高的色譜柱效率H=A+B/u+CuNeff=Lcol/HETP如果已知有效塔板高度，則可計(jì)算色譜柱有效塔板數(shù)：39渦流擴(kuò)散(A)

fastestslowestH=A+B/u+Cu與路徑有關(guān)取決于色譜柱大小、形狀和填充的好壞40

41A=2λdpλ：不均勻因子dp

：固定相平均粒徑使用3-10um填料柱子填充技術(shù)影響極大填料粒徑越小、A值越小A值越小、塔板高度越小粒徑(mm)孔徑(A)H移動(dòng)相線性速度

u0.1-0.15mm0.25-0.3mm0.3-0.4mm0.4-0.6mm0.6-0.8mm填料粒徑大小H=A+B/u+Cu渦流擴(kuò)散(A)41縱向擴(kuò)散(B/u)H=A+B/u+Cu分子在流動(dòng)相中的擴(kuò)散液相色譜此項(xiàng)不明顯(～0)主要由流動(dòng)相流速?zèng)Q定流速越慢縱向擴(kuò)散越顯著

42

43B/u=2γDM/uu：流動(dòng)相線速度γ：阻礙因子充填管柱=05.-0.7；毛細(xì)管=1DM：擴(kuò)散系數(shù)與載氣分子量平方根成反比在液相色譜中可忽略，B/u～0H=A+CuH=A+B/u+Cu縱向擴(kuò)散(B/u)43傳質(zhì)阻力(Cu)樣品分子在流動(dòng)相與固定相間轉(zhuǎn)移的難易程度

溶質(zhì)在流動(dòng)相與固定相間平衡必須花費(fèi)一定的時(shí)間

主要由流動(dòng)相及固定相的總量決定

流動(dòng)相流速越