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1、INSTRUMENTAL ANALYSIS8.2 液相分离主要类型及其原理PARTTWOLIQUID PHASE SEPARATIONMAIN TYPES AND PRINCIPLES目录/CATALOG0102液相色谱分离主要类型简介BRIEF INTRODUCTION OF MAIN TYPES OF LIQUID CHROMATOGRAPHY SEPARATION液相色谱分离主要类型MAIN TYPES OF LIQUID CHROMATOGRAPHIC SEPARATION01不同分离类型间的关系THE RELATIONSHIP BETWEEN DIFFERENT SEPARATION
2、 TYPES一、高效液相色谱法主要类型简介根据分离机理的不同，可分为以下类型：液-液分配色谱液-固吸附色谱离子交换色谱离子对色谱离子色谱排阻色谱亲和色谱每种方法通常存在一种起支配作用的主要机理，但可能还存在其他机理。二、液相色谱分离主要类型1.液-液分配色谱（liquid-liquid partition chromatography）固定相与流动相均为液体，互不相溶。基本原理基于样品分子在流动相和固定相间的溶解度不同（分配作用）而实现分离的液相色谱分离模式。smmSVVkCCK固定相早期涂渍固定液，易溶解到流动相中去，重现性很差，较少采用。化学键合固定相将各种不同基团通过化学反应键合到惰性载
3、体如硅胶表面的游离羟基上，有效解决了固定液流失问题。C-18柱（反相柱）。一、液-液分配色谱 liquid-liquid partition chromatographyOHOHOHOOO+C18H37SiCl3SiC18H37化学键合固定相非极性键合固定相：键合在载体表面的功能分子是烷基、苯基等非极性有机分子。如最常用的ODS柱或C18柱就是最典型的代表，其极性很小。极性键合固定相：键合在载体表面的功能分子是具有二醇基、醚基、氰基、氨基等极性基团的有机分子。正相HPLC（normal phase HPLC）极性固定相和非极性（或弱极性）流动相组成的HPLC体系。代表性固定相如改性硅胶、氰基柱
4、等，流动相正己烷等。吸附色谱也属正相HPLC。极性弱的组分先出峰，适于分离极性物质。非极性固定相和极性流动相组成的液相色谱体系，与正相HPLC相反。代表性固定相是十八烷基键合硅胶（ODS柱），流动相是甲醇和乙腈。当今液相色谱的最主要分离模式。反相HPLC（reversed phase HPLC）出峰顺序与正相相反，极性强的组分先出峰，适于分离弱(非)极性物质。二、液-固吸附色谱 liquid-solid adsorption chromatography基本原理利用固体吸附剂（固定相）表面对各组分吸附能力强弱的不同进行分离。固定相活性硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固体吸附剂，最常用的是
5、510m的硅胶吸附剂。流动相弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶剂的混合物，如正构烷烃（己烷、戊烷、庚烷等）、二氯甲烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。非线形等温吸附常引起峰的拖尾。应用适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有不同官能团的化合物和异构体有较高选择性。如农药异构体，石油中烷、烯、芳烃的分离。凡是能用薄层色谱法分离的都可以用液固色谱法分离。Xm+nSaXa+nSmnamnmaSXSXk不适合分离强极性的离子型试样，同系物。缺点三、离子交换色谱 ion-exchange chromatography基本原理使用表面有离子交换基团的离子交换剂作为固定相，利用试样中各组分离子与固定相亲和力的
6、不同而进行分离。亲和力大，保留时间长。固定相阴离子交换树脂或阳离子交换树脂；三、离子交换色谱 ion-exchange chromatography流动相阴离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液；阳离子交换树脂作固定相，采用碱性水溶液；应用离子及可离解的化合物，氨基酸、核酸等的分离。阳离子交换：RSO3Na +M+=RSO3M +Na+阴离子交换：RNR4Cl+X-=RNR4X+Cl-抑制柱离子色谱的原理：以阴离子分析为例：分析柱反应：RCl+NaOHROH+NaCl抑制柱反应：RH+NaClRNa+HClRH+NaOHRNa+H2O四、离子对色谱 ion pair chromatography
7、基本原理将一种（多种）与溶质离子电荷相反的离子（对离子或反离子）加到流动相中使其与溶质离子结合形成疏水性离子对化合物，使其能够在两相之间进行分配。阴离子分离常采用烷基铵类，如氢氧化四丁基铵或氢氧化十六烷基三甲铵作为对离子；阳离子分离常采用烷基磺酸类，如己烷磺酸钠作为对离子；反相离子对色谱非极性的疏水固定相(C-18柱)，含有对离子Y+的甲醇-水或乙腈-水作为流动相试样离 子X-进入流动相后，生成疏水性离子对Y+X-后；在两相间分配。四、离子对色谱 ion pair chromatography当达平衡时：离子对色谱法(特别是反相)解决了以往难以分离的混合物的分离问题，诸如酸、碱和离子、非离子混
8、合物，特别是一些生化试样如核酸、核苷、生物碱以及药物等分离。X+水相+Y-水相=X+Y-有机相KXY=X+Y-有机相/X+水相Y-水相分配系数为：DX=X+Y-有机相/X+水相=KXYY-水相五、离子色谱ion chromatography基于传统离子交换色谱存在的不足发展起来的，不同点：01采用交换容量非常低的特制离子交换树脂为固定相；02细颗粒柱填料，高柱效；采用高压输液泵；03低浓度淋洗液或本底电导抑制（在分离柱后采用抑制柱，有效消除了淋洗液的高本底电导）；04可采用电导检测器，快速分离分析微量无机离子混合物；05各种抑制装置及无抑制方法的出现，发展迅速。01分析速度快：可在数分钟内完成
9、试样分析；02分离能力高：适宜条件下，可分离常见的各种阴离子混合物;03分离混合阴离子的最有效方法；04耐腐蚀，仪器流路采用全塑件，玻璃柱。优点Br-为例(电导型检测器)R-OH+NaBr R-Br+NaOH 通常再用NaOH洗脱,Br-进入 NaOH洗脱液后,电导变化很小,检测不灵敏.抑制柱(含高容量的H+阳离子交换树脂)R-H+NaOH R-Na+H2O(电导小)R-H+NaBrR-Na+HBr(H+淌度大)M+为例(电导型检测器)R-H+M+ClR-M+HCl抑制柱(含高容量的OH-阴离子交换树脂)R-OH+HClR-Cl+H2O(电导小)R-OH+M+Cl-R-Cl+M+OH-五、离子
10、色谱ion chromatography类型01抑制型：分离柱中离子交换树脂的交换容量通常在0.010.05mmol/g干树脂。02非抑制型:当进一步降低分离柱中树脂的交换容量(0.0070.07)，使用低浓度、低电离度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。离子色谱连续抑制装置图六、排阻色谱色谱size-exclusion chromatography固定相凝胶（具有一定大小孔隙分布）；基本原理按分子大小分离。小分子可以扩散到凝胶空隙，由其中通过，出峰最慢；中等分子只能通过部分凝胶空隙，中速通过；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶剂分子小，故在最后出峰。对相对分子质量在100-105范围内的化合物按分子量大小分离。应用：分离高分子化合物并测定相对分子量。要求试样中各组分相对分子量相差大于10%！七、亲和色谱 Affinity chromatograph基本原理利用生物大分子和固定相表面存在的某种特异性亲和力，进行选择性分离。先在载体表面键合上一种具有一般反应性能的所谓间隔臂(环氧、联胺等)，再连接上配基(酶、抗原等)，这种固载化的配基将只能和具有亲和力特性吸附的生物大分子作用而被保留。改变淋洗液后洗脱。三、不同色谱类型间的关系