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时间:2020-07-31
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1、第8章高效液相色谱和超临界流体色谱基本内容8.1概述8.2HPLC仪器包括:高压输液装置;进样系统;分离系统;检测系统;辅助系统8.3流动相和固定相简介8.4高效液相色谱方法各论分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、尺寸排阻色谱和亲和色谱8.5超临界流体色谱法基本要求1.了解高效液相色谱法的优点及适应范围;2.理解常用检测器的原理、优缺点及适应范围;3.理解各种分离方式的原理、适用的分析对象及选择原则。高效液相色谱(HPLC)是以溶剂液体为流动相的色谱方法。按照固定相不同可分为:液液分配色谱;吸附色谱(液固色谱);离子交换色谱;尺寸排阻色谱
2、(凝胶渗透色谱)。此外,还有亲和色谱、平板色谱(薄层色谱)等。早期液相色谱,包括Tswett的工作,都是在直径1~5cm,长50~500cm的玻璃柱中进行的。为保证有一定的柱流速,填充的固定相颗粒直径多在150~200m范围内。即使这样,流速仍然很低(<1mL/min),分析时间仍然很长!当加压增加流速(真空或空气泵)时,尽管分析时间减少,但柱塔板高度Hmin也相应增加了!或者说柱效下降了。8.1概述为了解决分析时间及柱效问题,人们认识到:最为有效地增加柱效的唯一方法是减小填充物的粒径(3~10m)!直到60年代,由于在高压下操作的
3、液压设备、高效固定相以及高灵敏检测器的出现及发展,才彻底解决了分析时间及柱效的问题。即所谓的高效液相色谱技术才真正得到广泛应用。高速:HPLC采用高压输液设备,流速大增加,分析速度极快,只需数分钟;而经典方法靠重力加料,完成一次分析需时数小时。高效:填充物颗粒极细且规则,固定相涂渍均匀、传质阻力小,因而柱效很高。可以在数分钟内完成数百种物质的分离。高灵敏度:检测器灵敏度极高:UV——10-9g,荧光检测器——10-11g。1.高效液相色谱与经典液相色谱方法的比较2.HPLC与GC的比较分析对象及范围:GC分析只限于气体和低沸点的稳定化合
4、物,而这些物质只点有机物总数的20%;HPLC可以分析高沸点、高分子量的稳定或不稳定化合物,这类物质占有机物总数的80%。流动相的选择:GC采用的流动相中为有限的几种“惰性”气体,只起运载作用,对组分作用小;HPLC采用的流动相为液体或各种液体的混合,可供选择的机会多。它除了起运载作用外,还可与组分作用,并与固定相对组分的作用产生竞争,即流动相对分离的贡献很大,可通过溶剂来控制和改进分离。操作温度:GC需高温;HPLC通常在室温下进行。结论:从色谱分析的发展来看,HPLC比GC更为有用、更具发展前途!3.应用由于HPLC分离分析的高灵敏
5、度、定量的准确性、适于非挥发性和热不稳定组分的分析,因此,在工业、科学研究,尤其是在生物学和医学等方面应用极为广泛。如氨基酸、蛋白质、核酸、烃、碳水化合物、药品、多糖、高聚物、农药、抗生素、胆固醇、金属有机物等分析,大多是通过HPLC来完成的。极性增加不溶于水溶于水非极性离子非离子极性吸附反向分配分配正向分配离子交换尺寸排阻凝胶渗透凝胶过滤分子量图8-1各种HPLC方法的应用范围及对象HPLC仪器包括:高压输液装置;进样系统;分离系统;检测系统;此外还配有梯度淋洗、自动进样和数据处理装置。其工作过程如图8-2所示。8.2HPLC仪器图8
6、-2HPLC仪器工作过程示意图高效液相色谱法HPLCHighPerformanceLiquidChromatography液相色谱流程图PUMPDetectorWDatastation(Recorder)orCollection1)贮液器:1-2L的玻璃瓶,配有溶剂过滤器(Ni合金),其孔径约2m,可防止颗粒物进入泵内。2)脱气:脱气的目的是为了防止流动相从高压柱内流出时,释放的气泡进入检测器而使噪声剧增,甚至不能检测。脱气方法:超声波脱气、真空加热脱气、真空抽滤和氦气脱气。3)高压泵:对输液泵的要求:密封性好、输液流量稳定无脉动、可
7、调范围宽、耐腐蚀。1.高压输液系统输液泵种类:恒压型和恒流型。恒压泵(类似于风箱)可迅速获得高压,适于柱的匀浆填充。但因泵腔体积大,在往复推动时,会引起脉动,且输出流量随色谱系统阻力(主要是柱填充物)变化而变化,现已较少使用。恒流型溶剂流量恒定,与柱填充情况无关,使用较多。有机械注射式和机械往复式两种。应用最多的是机械往复式恒流泵(见下图。每分钟往复25~100次,因此脉动小。对流量变化敏感的检测器也会有噪声干扰,此时可连接一脉动阻尼器)。高效液相色谱法HPLCHighPerformanceLiquidChromatography往复式
8、高压恒流泵高效液相色谱法HPLCHighPerformanceLiquidChromatography注射泵4)梯度淋洗装置:在分离过程中逐渐改变流动相组成的装置。如果只有一个泵,可采用低压混合设计(将两种
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