分析化学-高效液相色谱法
分析化学-高效液相色谱
HPLC是60年代在GC和经典液相色谱基础上发展起来 的。
GC柱效高，且能分离、定量，但有些热稳定性差，不 易挥发的组分不能用GC直接分析，人们想到模仿GC，用细 颗粒固定相，薄壳固定液，以增加柱效。
模仿LC用液体作流动相，在室温下进行，但阻力太大， 液体流动相难以通过，所以又想到加高压泵，加快流动相流 速，这样即增加了柱效，又加快了分析速度，也拓宽了应用 范围，把柱子、高压泵、检测器配成仪器，就形成高效液相 色谱仪。
高压梯度洗脱（高压混合，高压进柱，2个泵。）
贮液槽1
贮液槽2
贮液槽1
贮液槽2
梯度洗脱装置 程序控制
高压泵1 高压泵2
混合室
高压泵
梯度洗脱装置
进柱
进柱
低压梯度洗脱
高压梯度洗脱
不易改变流动向配比,自动化程度低 随时改变流动向配比,自动化程度高
二.进样系统 注射进样：装置简单、死体积小。但进样量小且重现性差。 六通阀进样：目前最常用，由于进样量可由样品管控制， 因此进样准确，重复性好，如图。
1. 影响分离的因素与提高柱效的途径
• 在高效液相色谱中, 液体的扩散系数仅为气体的万分之一 ，则速率方程中的分子扩散项B/U较小，可以忽略不计，即：
H=A+Cu 故液相色谱H-u曲线与气相色谱的形状不同，如图所示。
• 液体的黏度比气体大一百倍，密度为气体的一千倍，故 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。
1. 液-液分配及离子对分离固定相
（1）全多孔型担体 由氧化硅、氧化铝、硅藻土等制成的多孔球体；早期采
用100μm的大颗粒，表面涂渍固定液，性能不佳已不多见； 现采用10μm以下的小颗粒，化学键合制备柱填料；
无机及分析化学第9章-高效液相色谱法
二、方法原理
5.亲和色谱法 主要利用生物大分子与固定相之间的特异亲和力 进行选择性分离及纯化的方法。
原理：于载体表面先键合具有一般反应性能的环氧或联氨（称 为间隔臂），然后再连接上配基。当含有复杂混合试样的流动 相流经这种经固定化的配基时，其中具有亲和力特性的生物大 分子与配基相互作用而被保留，无此作用的则被淋洗出；随后 ，改变流动相pH或组成，再将被保留的大分子组分以纯品的形 式洗脱出来。
1.高压输液系统 一般由贮液器、脱气装置、高压输液泵、过 滤器、压力脉动阻尼器以及梯度洗脱装置等组成，其中高压输 液泵是核心部件。
（1）贮液器 用来贮存流动相，其材料对流动相是化学惰性的 。常用的材料为玻璃、不锈钢或表面涂聚四氟乙烯的不锈钢等
（2）过滤和脱气装置 流动相在使用前应根据其性质选用不 同材料的滤膜过滤，一般选用市售的0.45 m的水性和油性滤 膜进行过滤 。样品溶液一般用市售的0.45 m针形滤器过滤。 另外，在流动相入口、泵前、泵和色谱柱间都配置有各种各样 的滤柱和滤板。
一、分离类型的选择 色谱分离类型的选择原则列于图9－3中。
图9－3 PHLC分离类型的选择参考表
二、固定相和流动相的选择
（一）固定相
高效液相色谱固定相以承受高压能力来分类，可分为 刚性固体和硬胶两大类。固定相按孔隙深度可分为表 面多孔型和全多孔型固定相。
1. 表面多孔型固定相 它的基体是实心玻璃球，在玻璃 球外面覆盖一层多孔活性材料，如硅胶、氧化硅、离 子交换剂、分子筛、聚酰胺等。
例1 有机氯农药的测定，采用液－固色谱法。
色谱条件：50cm×2.5mm（内径）色谱柱；
三、HPLC法应用实例
流动相：正己烷； 固定相：薄壳硅胶 CorasilⅡ37~50μ m）；
简述高效液相色谱法中流动相的要求
简述高效液相色谱法中流动相的要求高效液相色谱法（High-performance liquid chromatography，HPLC）是一种用于分离和分析化学、生物和制药样品的色谱技术。
在高效液相色谱过程中，流动相的选择和性能对分析的准确性和分离效果有着重要的影响。
下面将详细介绍高效液相色谱法中流动相的要求。
1.基础流动相特性：流动相应具有一定的极性和溶解性能。
常用的流动相包括水和有机溶剂，如甲醇、乙醇和乙腈等。
流动相的选择应考虑到待分离组分的性质和分析目的，要保证样品能够溶解并很好的分离。
常用的流动相配比为水/有机溶剂（如乙腈）的比例，比如常见的70:30、50:50等。
2.pH值调节：根据待分离物和色谱柱的性质，适当调节流动相的pH值可以改变待分离物的电离状态，从而影响它们在色谱柱上的分配行为。
比如，对于具有酸性基团的分析物，可以通过酸或碱的加入来调节流动相的pH值，以影响它们与色谱固定相之间的相互作用。
3.离子强度调节：有些样品中可能存在电解质，其离子强度会对分离产生影响。
在这种情况下，可以通过添加相应的盐来调节流动相的离子强度，以改变分析物与色谱固定相的相互作用。
常用的盐有甲酸铵、硫酸铵、三氟乙酸等。
4.流速控制：流动相的流速也对色谱分离的效果有着重要的影响。
流速过快可能导致分离不充分，流速过慢则会增加分析时间。
流速的选择需根据待分离物的性质、色谱柱的尺寸和色谱仪的性能等因素综合考虑。
5.除气和过滤：流动相中的气泡和杂质会影响液相的流动性和检测信号的稳定性。
因此，在使用前应对流动相进行除气处理，以减小气泡对色谱分离的干扰。
同时，对流动相进行过滤处理，可以去除其中的固体颗粒和微生物等。
通常使用0.45μm的滤膜进行过滤。
6.流动相稳定性：流动相应具有良好的稳定性，以保证分析结果的准确性和重复性。
一般来说，流动相中的溶液成分要充分溶解，不发生相分离和析出现象。
所以，流动相的配制要求严格，要遵循相应的配方和混合方法，并在使用前进行充分的搅拌和均匀。
高效液相色谱技术
反相色谱中，溶质按其疏水性大小进行分离，极性越大疏水性越小的溶质，越不易与非极性的固定相结合，所以先被洗脱下来。流动相的pH对样品溶质的电离状态影响很大，进而影响其疏水性，所以在分离肽类和蛋白质等生物大分子的过程中，经常要加入修饰性的离子对物质，最常用的离子对试剂是三氟乙酸（TFA），使用浓度为0.1％，使流动相的pH值为2～3，这样可以有效地抑制氨基酸上α羧基的离介，使ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ疏水性增加，延长洗脱时间，提高分辨率和分离效果。 完全离子化的溶质，例如强酸或强碱，其在反相键合相上的保留值很低，近于死时间流出，不能进行分析。根据离子对色谱的原理将一种与样品离子电荷（A＋）相反的离子（B－），称为对离子，加入到流动相中，使其与样品离子结合生成弱极性的离子对，即中性缔合物，从而增强了样品的疏水性，加大了保留值，改善了分离效果。
2. 柱效率： 定义： 理论塔板数 ： ( 每米柱 ) ơ—标准偏差，曲线拐点处峰宽的 1/2h 2ơ 一半，即峰高0.607处峰宽的一半。 W1/2 为便于测量，改用半峰宽： 1/2h W1/2( 或2×△t1/2 ) Wb 最常用的计算式： 另一计算式： ( Wb不如W1/2容易测量，因而此式用的较少。)
高效液相色谱和超高效液相色谱
高效液相色谱和超高效液相色谱高效液相色谱（HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC）和超高效液相色谱（Ultra High Performance Liquid Chromatography，UHPLC），是现代分析化学中常用的分离技术。
它们可以对复杂的混合物进行分离和定量分析，广泛应用于药物分析、食品分析、环境分析、生物分析等领域。
本文将从原理、仪器、方法和应用等方面，介绍高效液相色谱和超高效液相色谱的基本知识。
一、原理高效液相色谱和超高效液相色谱的原理基本相同，都是利用样品在流动相中的分配系数差异，通过固定相和流动相的作用，将混合物中的化合物分离出来。
不同的是，超高效液相色谱采用了更小的颗粒固定相，使得流动相可以更快地通过固定相，从而提高了分离效率和分离速度。
在高效液相色谱和超高效液相色谱中，样品首先被注入流动相中，然后通过固定相的柱子。
固定相通常是一种多孔的固体材料，如硅胶、C18等。
样品中的化合物在流动相中的分配系数不同，因此在通过固定相时，会被分离出来。
分离出来的化合物，会在检测器中被检测到，从而实现分离和定量分析。
二、仪器高效液相色谱和超高效液相色谱的仪器基本相同，主要由注射器、流动相泵、柱子、检测器和计算机控制系统等组成。
（一）注射器注射器是将样品引入流动相中的关键部分。
常用的注射器有手动注射器和自动进样器。
手动注射器通常用于小样品量的分析，而自动进样器可以实现高精度、高效率的样品进样。
（二）流动相泵流动相泵是将流动相送入柱子中的装置。
其主要功能是控制流动相的流速和流量，并确保流动相的稳定性。
常用的流动相泵有恒压流量泵和梯度流量泵。
恒压流量泵可以保持恒定的流量，适用于等浓度的流动相。
梯度流量泵可以实现不同浓度的流动相混合，从而实现更好的分离效果。
（三）柱子柱子是高效液相色谱和超高效液相色谱的核心部分，用于固定相的分离。
常用的柱子材料有硅胶、C18、C8等。
什么是高效液相色谱(HPLC)
什么是HPLC（高效液相色谱）？简史和一些定义液相色谱(LC)是俄国植物学家Mikhail S. Tswett在20世纪初定义的概念。
他当时专注于使用填充有颗粒的柱子分离用溶剂从植物中提取的化合物[叶色素]，这是液相色谱史上的先驱性研究。
Tswett用颗粒填充开放式玻璃柱。
他发现粉状白垩[碳酸钙]和氧化铝这两种特殊材料对分离有用。
他将样品[均质化植物叶子的溶剂提取物]倒入柱中，使样品通过颗粒床。
然后使纯溶剂通过。
当样品在重力作用下穿过柱子时，可以观察到样品分成了不同颜色的谱带，这是因为某些组分的移动速度快于其他组分。
他将这些不同颜色的分离谱带与样品中最初包含的不同化合物联系起来。
根据各种化合物对颗粒的化学吸引力强度不同，对这些化合物进行了分析分离。
对颗粒有更强吸引的化合物移动速度减慢，而对溶剂有更强吸引的其他化合物移动速度较快。
该过程可以描述如下：样品中包含的化合物在称为流动相的移动溶剂与称为固定相的颗粒之间以不同的方式分布或分配。
这导致各种化合物以不同的速度移动，从而引起化合物的分离。
Tswett创造了色谱(chromatography)[来自希腊词chroma（意思是颜色）和graph（意思是书写）的组合，即“彩色的书写”）]一词来描述其色彩斑斓的实验。
[有趣的是，俄语名字Tswett的意思是颜色。
]目前，各种形式的液相色谱已成为分析化学领域的一种强大工具。
液相色谱(LC)技术液相色谱可使用平面技术[技术1和2]或柱技术[技术3]来实施。
柱液相色谱的功能更为强大，并且具有更高的样品容量。
在所有情况下，样品都必须先溶解在液体中，然后输送到色谱装置之上或色谱装置内部。
技术1.将样品以点状形式上样到固定在玻璃板表面上的色谱颗粒[固定相]薄层上，然后使液流流过该薄层。
板的底部边缘置于溶剂中。
当溶剂[流动相]扩散至干燥颗粒层并沿玻璃板向上移动时，通过毛细管作用产生液流。
这种技术被称为薄层色谱或TLC。
高效液相色谱法教学【全】精选全文
例: 流动相极性变化对组分k’的影响
②更换色谱柱（改变N）
措施： a.选择长柱子(N=L/H) b.填料颗粒尽量小 c.低流速(溶质传质阻力小，峰扩展小) d.低的溶剂粘度(提高柱效)
高效液相色谱法
High Performance Liquid
Chromatography （HPLC）
前言:
HPLC是70年代以后发展最 快的一个分析化学分支，现 已成为生化、医学、药物、 化学化工、食品卫生、环保 检测等领域最常用的分离分 析手段。
我国：
开始仅为少数研究实验室拥有， 现很多的生产、研究、质检部门都拥有。 广泛应用于： 质量控制、分析化验、制备分离。 讲课目的：入门 教材：《实用色谱法》（詹益兴 编著） 学习要求：记好笔记，
ⅰ大分子，扩散系数小 ⅱ小分子，扩散系数大
5. 影响分离的因素与提高柱效的途径
• 液体的扩散系数仅为气体的万分之一，在高效液
相色谱中,速率方程中的分子扩散项B/u较小，可忽略 不计，即 H = A + C u
• 降低传质阻力是提高 柱效主要途径。 •气相和液相Ｈ－ｕ区别
§１－４ 分离度 (Rs)
于世林编著)
第一章 高效液相色谱法基本原理 §1－1 概述 一、色谱法
混合物最有效的分离、分析方法。 是一种分离技术。 混合物分离过程：试样中各组分在 固液两相间不断进行着的分配。 一相固定不动，称为固定相。 另一相是携带试样混合物流过固定 相的液体，称为流动相。
液相色谱仪
高效液相色谱仪流程图
(1) 存在着浓度差，产生纵向扩散;
(2) 扩散导致色谱峰变宽，H↑(Ｎ↓)，分离变差; (3) B/u与流速有关：流速↓→ 滞留时间↑→ 扩散↑
hplc的注意事项
HPLC，即高效液相色谱法，是一种在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着广泛应用的技术。
在使用HPLC进行实验时，需要注意以下事项：流动相的纯度：流动相必须是高纯度的，以保证色谱柱和检测器的性能。
如果流动相中含有杂质，可能会堵塞色谱柱，影响分离效果。
流动相的脱气：流动相在使用前需要进行脱气处理，以避免在实验过程中产生气泡，干扰实验结果。
样品处理：对于复杂的样品，需要进行适当的预处理，如提取、浓缩、纯化等，以去除干扰物质，提高分离效果。
色谱柱的清洗和维护：色谱柱是HPLC的核心部件，需要定期清洗和维护，以保证其性能和使用寿命。
检测器的选择：根据实验需求选择合适的检测器，如紫外检测器、荧光检测器等。
实验条件的选择：根据实验需求选择合适的实验条件，如流速、流动相组成、柱温等。
数据的记录和处理：实验过程中需要记录详细的实验数据，并采用适当的软件进行数据处理和分析。
总之，使用HPLC进行实验需要注意细节，严格遵守实验操作规程，以保证实验结果的准确性和可靠性。