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1、第第13章章高效液相色谱分析法高效液相色谱分析法一、一、高效液相色谱高效液相色谱仪仪HPLC二、高效液相色谱法的特点二、高效液相色谱法的特点feature of HPLC三、流程及主要部件三、流程及主要部件general process and main assembly of HPLC第一节第一节第一节第一节高效液相色谱的高效液相色谱的高效液相色谱的高效液相色谱的特点与仪器特点与仪器特点与仪器特点与仪器high performance liquid high performance liquid chromatographchromatographfeature and instrument
2、 feature and instrument of HPLCof HPLC2022/10/292022/10/29一、液相色谱仪器一、液相色谱仪器 high performance liquid chromatograph2022/10/292022/10/29液相色谱仪（液相色谱仪（2）2022/10/292022/10/29液相色谱仪（液相色谱仪（3）2022/10/292022/10/29液相色谱仪（液相色谱仪（4）2022/10/292022/10/29二、二、高效液相色谱法的特点高效液相色谱法的特点 feature of HPLC 特点：高压、高效、高速特点：高压、高效、高速特点：
3、高压、高效、高速特点：高压、高效、高速 高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。2022/10/292022/10/29三、流程及主要部件三、流程及主要部件 process and main assembly of HPLC2022/10/292022/10/29(1)(1)高压输液泵高压输液泵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：15015035010350105 5 PaPa。为为了了获获得得高高柱柱效效而而
4、使使用用粒粒度度很很小小的的固固定定相相（10)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 二氧六环二氧六环 四氢呋喃四氢呋喃 甲乙酮甲乙酮 正丁醇正丁醇 乙酸乙酯乙酸乙酯 乙醚乙醚 异丙醚异丙醚 二氯甲烷二氯甲烷 氯仿氯仿 溴乙烷溴乙烷 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(最小最小)2022/10/292022/10/294.4.选择流动相时应注意的几个问题选择流动相时应注意的几个问题（1 1）尽量使用高纯度试剂作流动相，防止微量杂质长期累）尽量使用高纯度试剂作流动相，防止微量杂质长期累积损坏色谱柱和使检测器噪声增加。积损坏色谱柱和
5、使检测器噪声增加。（2 2）避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏）避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶剂破坏氧化铝固定柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶剂破坏氧化铝固定相等。相等。（3 3）试样在流动相中应有适宜的溶解度，防止产生沉）试样在流动相中应有适宜的溶解度，防止产生沉淀并在柱中沉积。淀并在柱中沉积。（4 4）流动相同时还应满足检测器的要求。当使用紫外）流动相同时还应满足检测器的要求。当使用紫外检测器时，流动相不应有紫外吸收。检测器时，流动相不应有紫外吸收。2022/10/292022/10/29第第十三十三章章液相色谱分析法液相色谱分析法一
6、、一、影响分离的因素影响分离的因素factors influenced separation二、分离类型的选择二、分离类型的选择choice of separation types三、液相色谱的应用三、液相色谱的应用application of HPLC四、液相制备色谱四、液相制备色谱preparative liquid chromatography第四节第四节第四节第四节影响分离的因素与操影响分离的因素与操影响分离的因素与操影响分离的因素与操作条件的选择作条件的选择作条件的选择作条件的选择high performance liquid high performance liquid chro
7、matographchromatograph factors influenced separation factors influenced separation and choice of operation and choice of operation conditioncondition2022/10/292022/10/29一、一、影响分离的因素影响分离的因素 factors influenced separation1.1.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 在在高高效效液液相相色色谱谱中中,液液体体的的扩扩散散系系数数仅仅为为气气体体的的万万分分之之一
8、一，则速率方程中的分子扩散项则速率方程中的分子扩散项B/UB/U较小，可以忽略不计，即：较小，可以忽略不计，即：H=A+C uH=A+C u 故液相色谱故液相色谱H-uH-u曲线与气相色谱的形状不同，如图所示。曲线与气相色谱的形状不同，如图所示。2022/10/292022/10/29 液液体体的的黏黏度度比比气气体体大大一一百百倍倍，密密度度为为气气体体的的一一千千倍倍，故故降低传质阻力是提高柱效主要途径。降低传质阻力是提高柱效主要途径。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。液相色谱中，不可能通过液相色谱中，不可能通过增加柱温来改善传质。恒温增加柱温来改
9、善传质。恒温 改变淋洗液组成、极性是改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接的因素。改善分离的最直接的因素。2022/10/292022/10/29 流速大于流速大于0.5 0.5 cm/scm/s时时,H Hu u曲线是一段斜率不大的直线。曲线是一段斜率不大的直线。降低流速，柱效提高不是很大。降低流速，柱效提高不是很大。但在实际操作中，流量仍是一但在实际操作中，流量仍是一个调整分离度和出峰时间的重个调整分离度和出峰时间的重要可选择参数。要可选择参数。气相色谱中的固定液原则上都可以用于液相色谱，其气相色谱中的固定液原则上都可以用于液相色谱，其选用原则与气相色谱一样。但在高效液相色谱中，分离柱选用
10、原则与气相色谱一样。但在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常高的工作，一般很少自行制备。的制备是一项技术要求非常高的工作，一般很少自行制备。2022/10/292022/10/29二、分离类型选择二、分离类型选择 choice of separation types2022/10/292022/10/29三、三、HPLC的的应用应用 application of HPLC 1.1.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 固定相固定相：薄壳型硅胶薄壳型硅胶(37(37 5050 m)m)流动相：正己烷流动相：正己烷 流流 速：速：1.5 1.5 mL/minmL/min
11、色谱柱：色谱柱：5050cmcm 2.5mm(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、蔬菜中的可对水果、蔬菜中的农药残留量进行分析。农药残留量进行分析。2022/10/292022/10/292.2.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%20%甲醇甲醇-水水 100%100%甲醇甲醇 线性梯度淋洗，线性梯度淋洗，2%/2%/minmin 流流 速：速：1 1mL/minmL/min 柱柱 温：温：5050 C C 柱柱 压：压：70 70 10
12、104 4 PaPa 检测器：紫外检测器检测器：紫外检测器2022/10/292022/10/29四、制备型液相色谱四、制备型液相色谱 preparative liquid chromatography 获得高纯物质（色谱纯）的有效方法。获得高纯物质（色谱纯）的有效方法。半制备柱（内径半制备柱（内径8 8mmmm，长度长度15 15 30 30cmcm），），一次制备量一次制备量.1.1mgmg；1.1.1.1.色谱柱的柱容量（柱负荷）色谱柱的柱容量（柱负荷）色谱柱的柱容量（柱负荷）色谱柱的柱容量（柱负荷）对分析柱：对分析柱：对分析柱：对分析柱：不影响柱效时的最大进样量；不影响柱效时的最大进样
13、量；对制备柱：对制备柱：对制备柱：对制备柱：不影响收集物纯度时的最大进样量；不影响收集物纯度时的最大进样量；超载：超载：超载：超载：进样量超过柱容量。柱效迅速下降，峰变宽。进样量超过柱容量。柱效迅速下降，峰变宽。超载可提高制备效率，以柱效下降一半或容量因子超载可提高制备效率，以柱效下降一半或容量因子超载可提高制备效率，以柱效下降一半或容量因子超载可提高制备效率，以柱效下降一半或容量因子k k降降降降低低低低10%10%为宜。为宜。为宜。为宜。2022/10/292022/10/292.2.液相制备色谱的方法液相制备色谱的方法收集组分时，通常有以下情况：收集组分时，通常有以下情况：（1 1）可获
14、得良好分离，）可获得良好分离，主峰主峰 使用制备柱，超载提高效率；使用制备柱，超载提高效率；（2 2）两主成分之间的小组分；）两主成分之间的小组分；超载，分离切分使待分离组分成超载，分离切分使待分离组分成为主成分（富集）后，再次分离为主成分（富集）后，再次分离制备。制备。2022/10/292022/10/293.3.制备型液相色谱制备型液相色谱 制备型液相色谱制备型液相色谱制备型液相色谱制备型液相色谱：结构与分析型一样，但泵流量大、进样量大、：结构与分析型一样，但泵流量大、进样量大、采用制备柱；柱后馏分收集器。采用制备柱；柱后馏分收集器。制备柱制备柱制备柱制备柱：内径：内径20205050m
15、mmm，柱长柱长5050cmcm。2022/10/292022/10/29第第十三十三章章液相色谱分析法液相色谱分析法一、离子色谱法原理一、离子色谱法原理principle of IC二、离子色谱连续抑制装置二、离子色谱连续抑制装置suppressed apparatus of IC三、离子色谱的应用三、离子色谱的应用application of IC第五节第五节离子色谱法离子色谱法high performance liquid high performance liquid chromatographchromatographion chromatograph,ICion chromatog
16、raph,IC2022/10/292022/10/29离子色谱仪离子色谱仪2022/10/292022/10/29一、离子色谱法原理一、离子色谱法原理 principle of IC(Ion Chromatography,Ion Chromatography,简称简称IC)IC)以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象,在在七十年代出现、八十年代迅速发展。七十年代出现、八十年代迅速发展。传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：传统离子交换色谱存在着两个难于解决的
17、问题：(1)(1)(1)(1)需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；(2)(2)(2)(2)洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的在线检测方法。洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的在线检测方法。洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的在线检测方法。洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的在线检测方法。（动画）（动画）2022/10/292022/10/29 离离离离子子子子交交交交换换换换原原原原理理理理，与与与与传传传传统统统统离离离离子子子子交交交交换的不同点：换的不同点：换的不同点：换的不同点：采采用用交交换换容容量量非非常
18、常低低的的特特制制离离子子交换树脂为固定相；交换树脂为固定相；细细颗颗粒粒柱柱填填料料，高高柱柱效效；采采用用高高压输液泵；压输液泵；低低浓浓度度淋淋洗洗液液或或本本底底电电导导抑抑制制（在在分分离离柱柱后后，采采用用抑抑制制柱柱来消除淋洗液的高本底电导）；来消除淋洗液的高本底电导）；可采用电导检测器，快速分离分析微量无机离子混合物；可采用电导检测器，快速分离分析微量无机离子混合物；各种抑制装置及无抑制方法的出现，发展迅速。各种抑制装置及无抑制方法的出现，发展迅速。2022/10/292022/10/29（1 1 1 1）分析速度快）分析速度快）分析速度快）分析速度快 可在数分钟内完成一可在数
19、分钟内完成一个试样的分析；个试样的分析；（2 2 2 2）分离能力高）分离能力高）分离能力高）分离能力高 在在适适宜宜的的条条件件下下，可可使使常常见见的的各各种种阴阴离离子子混混合合物物分分离离；例例：使使用用双双柱柱法法，在在十十几几分分钟钟内内，可可使使七七种种阴离子完全分离阴离子完全分离。（3 3）分离混合阴离子的最有效方法）分离混合阴离子的最有效方法）分离混合阴离子的最有效方法）分离混合阴离子的最有效方法（4 4）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱）耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱2022/10/292022/
20、10/29二、离子色谱装置类型二、离子色谱装置类型 suppressed apparatus of IC抑制型：抑制柱型、连续抑制型抑制型：抑制柱型、连续抑制型抑制型：抑制柱型、连续抑制型抑制型：抑制柱型、连续抑制型 分分离离柱柱中中离离子子交交换换树树脂脂的的交交换换容容量量通通常常在在0.010.010.050.05毫摩尔毫摩尔/克干树脂。克干树脂。非抑制型非抑制型非抑制型非抑制型:当进一步降低分离柱中树脂的交换容量当进一步降低分离柱中树脂的交换容量(0.007(0.0070.070.07毫摩尔毫摩尔/克干树脂克干树脂),),使用低浓度、低电离度使用低浓度、低电离度的有机弱酸及弱酸盐作淋洗
21、液，如苯甲酸、苯甲酸盐等。的有机弱酸及弱酸盐作淋洗液，如苯甲酸、苯甲酸盐等。检测器可直接与分离柱相连，不需抑制柱。检测器可直接与分离柱相连，不需抑制柱。2022/10/292022/10/29三、离子色谱的应用三、离子色谱的应用 application of IC 阴离子分析阴离子分析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(3250(3250mm),mm),流流动动相相：molLmolL-1-1 NaHCONaHCO3 3/0.0024 0.0024 molLmolL-1-1 NaNa2 2COCO3 3，流量流量138 138 mL/hrmL/hr。七七种种阴阴离离子子在在2020分分钟钟内内基基本本上上得得到到完完全全分分离离，各各组组分含量在分含量在3 350 50 ppmppm。2022/10/292022/10/29