液相色谱原理基础知识1
液相色谱的原理以及操作要点
液相色谱的原理以及操作要点液相色谱（Liquid Chromatography，简称LC）是一种常用的分离和分析技术，它基于不同物质在流动相中的分配行为来实现分离。
本文将介绍液相色谱的原理，同时探讨液相色谱的操作要点。
一、液相色谱的原理液相色谱的原理主要基于两个关键概念：分配系数和吸附性质。
1. 分配系数分配系数（Distribution coefficient）是指样品在固定相和流动相之间的分配比例。
它是液相色谱中物质分离的基础。
分配系数的大小决定了物质在固定相上停留的时间，从而实现了不同成分的分离。
2. 吸附性质液相色谱还涉及到物质在固定相上的吸附行为。
当样品溶液通过固定相时，固定相表面上的吸附剂与样品物质发生相互作用，使得物质被吸附，从而发生分离。
二、液相色谱的操作要点为了有效地进行液相色谱实验，以下是一些操作要点需要注意：1. 样品制备样品制备是液相色谱分析的首要步骤。
样品应准备恰当，并考虑到溶解度、稳定性以及待分析物之间的相互干扰。
此外，样品需要经过适当的前处理（如过滤、稀释等）以达到分析要求。
2. 流动相选择流动相的选择对液相色谱分离效果起到至关重要的作用。
合适的流动相应能够与待分析物有良好的相容性，并且具有适当的溶解性和流动性。
常用的流动相包括水、有机溶剂和缓冲溶液。
3. 固定相选择固定相是液相色谱中的另一个关键部分。
不同的固定相具有不同的化学性质，因此会影响到分离的选择性和效果。
根据待分析物的特性，选择合适的固定相对于分离效果至关重要。
4. 色谱柱选择色谱柱是液相色谱系统中用于分离的核心组成部分。
不同的色谱柱具有不同的长度、直径和固定相材料，这些参数会影响到分离性能和分析时间。
根据待分析物的特性和分离要求，选择合适的色谱柱尤为重要。
5. 色谱条件优化为了获得最佳的分离效果，需要进行色谱条件的优化。
例如，可以调整流速、梯度程序和柱温等参数，以达到更好的分离和峰形。
6. 数据处理和解释液相色谱实验完成后，需要对得到的色谱图进行数据处理和解释。
液相色谱仪的原理
液相色谱仪的原理液相色谱仪是目前最常用的分离分析技术之一，主要用于生物、医学、化学、食品等领域的分子分离和检测。
该仪器的工作原理是基于物质在液相中的相互作用和运动规律进行分离，其表现形式是将待分离的混合液进样口，通过一系列的固定相介质进行分离，最后得到不同组分的峰形。
下面将详细介绍液相色谱仪的原理。
1. 液相色谱仪的基本构成液相色谱仪主要由三部分组成：进样系统、色谱柱及检测器。
（1）进样系统进样系统是将待分离的混合液输入色谱柱的装置，其主要组成部分是进样管（或进样器）、进样阀、移液器、进样泵和自动进样器。
进样系统的主要作用是把待分离的混合液均匀地输送到色谱柱中，并在一定时间内恒定流量地保持进样量。
（2）色谱柱色谱柱是液相色谱仪的核心部件，它的主要作用是将待分离的混合液进行分离，色谱柱一般采用高效液相色谱（HPLC）柱，根据固定相的不同，分为反相柱、离子柱、大小分离柱等。
其中反相柱是最常用的，其固定相材料是碳链、C18等疏水性材料，色谱柱的尺寸和尺寸分布对分离结果影响很大。
（3）检测器检测器是用于检测样品分离出来的不同化合物峰形的仪器，它的作用是将不同组分的物质转换为电、光或其他信号，进而检测其浓度和特性。
常用的检测器有紫外光谱检测器、荧光检测器、电化学检测器、质谱检测器等。
其中紫外光谱检测器最常用，其原理是光在样品中产生吸收，形成图谱。
液相色谱的分离原理是利用物质在液相中的物理、化学或生物相互作用进行分离。
其中液相是物质在分离中发生交互作用的媒介，液相的选择对液相色谱分离效果的影响很大。
一般液相色谱中分为移动相和固定相两种。
移动相是指流经固定相的溶液，主要用于运输待分离的混合物质。
固定相是指置于色谱柱内的固体或固体填料，通过其特定的化学性质，与样品分子进行物理或化学上的交互作用，使得不同组分的物质分离出来。
常用的固定相材料有反相材料、离子交换材料、氢氧根离子交换材料、硅胶等。
3. 液相色谱的操作步骤（1）样品准备：每次实验前应将待分离的样品制备好，包括样品的溶解、过滤、稀释等操作，确保样品清晰透明，无杂质，符合要求。
液相色谱基础知识
原理： ☼ 原理：根据物质在某些介质中电离后所产生的电 导变化来测定电离物质含量。 导变化来测定电离物质含量。广泛应用于 离子色谱法。 离子色谱法。
☼ 优点：对流动相流速和压力的改变不敏感，可用 优点：对流动相流速和压力的改变不敏感，
梯度洗脱。 梯度洗脱。 缺点：对温度变化敏感，每升高1℃, ℃,电导率增加 ☼ 缺点：对温度变化敏感，每升高 ℃,电导率增加 2%-2.5%。
液相色谱基础知识
■ 溶剂等级
☼鬼峰的出现
洗脱曲线
☺水/MeOH梯度 ODS ODS柱 1ml/min在 0~10Mins内 MeOH 0~100% 线性变化后 保持15Min
鬼峰
液相色谱基础知识
■ 溶剂等级
在微量分析和梯度洗脱时建议使用HPLC级溶剂和纯化水 级溶剂和纯化水 在微量分析和梯度洗脱时建议使用
0.001~9.999
岛津VP系列液相色谱仪 岛津VP系列液相色谱仪 VP
柱塞和密封圈的关系
水 出口单 向阀 密封圈 吸液移动 柱塞杆 送液移动 入口单 向阀 泵头清洗流路 流动相
岛津VP系列液相色谱仪 岛津VP系列液相色谱仪 VP
手动进样阀7725i原理
岛津VP系列液相色谱仪 岛津VP系列液相色谱仪 VP
☺无在线脱气机应注意：
1 每天脱气 2 如使用氦脱气，对混合好的溶剂脱气时间不能过长。
液相色谱基础知识
梯度形式的选择
洗脱模式：高压梯度
低压梯度 用两台输液泵将两种流动相混合并进入系统 常压下用比例阀将流动相混合，单泵进入系统
☺线性梯度:洗脱时，流动相的浓度变化和时间成线性变化（增或减） ☺指数梯度:洗脱时，流动相的浓度变化和时间成指数关系（增或减） ☺折线梯度:洗脱时，流动相的浓度变化和时间无规则变化
高效液相色谱HPLC基本原理
Take peak spectrum
Match: 998
Compare with library
250 300 250 300 W a v e l e n g t h (nm)
W a v e l e n g t h (nm)
*Library Searching may be performed in an automated fashion.
一、 概述 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(凝胶渗透色谱)。
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
2）荧光检测器
许多有机物具荧光活性，尤其是芳香族化合物具有很强的活性。荧光检测 器是一种选择性很强的检测器，其灵敏度比UV检测器高2~3个数量级。
3）示差折光检测器 原理：利用两束相同角度的光照射溶剂相和样 品+溶剂相，利用二者对光的折射率不同，其中一 束（通常是通过样品+溶剂相）光因为发生偏转造 成两束光的强度差发生变化，将此差示信号放大并 记录，该信号代表样品的浓度。 为通用型检测器，灵敏度为10-7g/mL。但对温 度变化敏感，且不适于梯度淋洗。
串联泵 单元泵原理
单元泵工作原理
Damper阻尼器
Outlet Ball Valve出口 单向阀
Purge valve 冲洗阀
Active Inlet Valve入 口单向阀
液相色谱仪原理
液相色谱仪原理液相色谱仪是一种广泛应用于分析化学领域的仪器，其原理基于溶质在流动液相与固定相之间的分配行为。
液相色谱仪在实验室中被广泛应用于化合物分离、纯化及定量分析。
本文将介绍液相色谱仪的基本原理和工作过程。
1. 液相色谱仪基本原理液相色谱仪是利用流动相和固定相之间的亲疏作用分离化合物的一种分析仪器。
在最简单的液相色谱仪中，流动相即液相通过一固定相的柱子，被分离的化合物因为分配系数不同而在柱子中分离。
固定相通常为多孔质量均一的固体，而流动相则是液态。
根据化合物在流动相和固定相之间的分配系数不同，可以实现不同化合物的分离。
2. 液相色谱仪的工作原理液相色谱仪的工作原理可以简单概括为固定相对化合物进行分配，不同化合物依据分配系数在固定相上停留时间不同而被分离。
液相色谱仪通常由进样器、流动相泵、柱子、检测器和数据处理系统组成。
•进样器：用于将待分析样品注入进流动相中。
•流动相泵：将流动相以一定速率通过柱子。
•柱子：填充了固定相的柱子，分离化合物。
•检测器：检测化合物在流出的过程中浓度的变化。
•数据处理系统：将检测到的数据转换为图谱或结果输出。
3. 液相色谱仪的应用液相色谱仪广泛应用于药物、环境、农业等领域的分析中。
其高效、准确的分离和定量分析功能，使其成为科研、医疗和生产实验室中不可或缺的分析仪器之一。
通过液相色谱仪的应用，科研人员可以更加准确地分析样品成分，而在生产中，液相色谱仪则具有纯化化合物、检测杂质、质量控制等重要作用。
结论通过本文介绍，我们了解到液相色谱仪是一种利用流动相和固定相之间的分配行为进行化合物分离的重要分析仪器。
其基本原理是化合物在不同相之间的分配系数不同，通过这一原理实现对化合物的分离和分析。
液相色谱仪在科研和生产实验室中扮演着重要的角色，为我们的分析工作提供了有力的支持。
液相色谱基础知识
液相色谱—视差折光检测器
检测器组成：光源——透镜——两 束平行光——样品池和参比池—— 光电二极管——比较两者信号差 值——输出信号 。
液相色谱—凝胶色谱
பைடு நூலகம்
凝胶渗透色谱仪（GPC仪）、体积 排阻色谱(Size Exclusion Chrom.) 。 分离原理：利用多孔物质做固定相， 按照待测组分分子尺寸大小进行分 离。测定相对分子量大小、分子量 分布。
环己烷
正丁醇 乙醇 水 异丙醇
乙酸正丙酯
丙酸甲酯 四氯化碳 N,N-二甲基 甲酰胺 苯
260
260 265 270 280
碘甲烷
二硫化碳 硝基甲烷 硝基乙烷 2-硝基丙烷
350
380 380 380 380
甲醇
甲苯
285
液相色谱—荧光检测器
荧光检测器：样品中物质分子能在 特定波长的光激发后跃迁到高能级 状态，在返回到基态的过程中，会 发出波长较长的光，称做荧光。 荧光强度F=I0Φabc I0——激发光强度 Φ——荧光量子产率
Refractive Index Detector
A valve is opened and pure solvent passes into one half of a cell. The eluate flows through the other half of the cell. The two halves are separated by a glass plate mounted at an angle such that bending of the incident beam occurs if the two solutions differ in refractive index.
液相色谱基础理论知识
一、液相色谱理论发展简况色谱法的分离原理是：溶于流动相(mobile phase)中的各组分经过固定相时，由于与固定相(stationary phase)发生作用（吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和）的大小、强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出。
又称为色层法、层析法。
色谱法最早是由俄国植物学家茨维特（T swett）在1906年研究用碳酸钙分离植物色素时发现的，色谱法(Chromatography)因之得名。
后来在此基础上发展出纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法。
液相色谱法开始阶段是用大直径的玻璃管柱在室温和常压下用液位差输送流动相，称为经典液相色谱法，此方法柱效低、时间长（常有几个小时）。
高效液相色谱法(High performance Liquid Chromatography，HPLC)是在经典液相色谱法的基础上，于60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。
它与经典液相色谱法的区别是填料颗粒小而均匀，小颗粒具有高柱效，但会引起高阻力，需用高压输送流动相，故又称高压液相色谱法(High Pressure Liquid Chromatography，HPLC)。
又因分析速度快而称为高速液相色谱法(High Speed Liquid Chromatography，HSLP)。
也称现代液相色谱。
二、HPLC的特点和优点HPLC有以下特点：高压—压力可达150~300Kg/cm2。
色谱柱每米降压为75 Kg/cm2以上。
高速—流速为0.1~10.0 ml/min。
高效—可达5000塔板每米。
在一根柱中同时分离成份可达100种。
高灵敏度—紫外检测器灵敏度可达0.01ng。
同时消耗样品少。
HPLC与经典液相色谱相比有以下优点：速度快—通常分析一个样品在15~30 min，有些样品甚至在5 min内即可完成。
分辨率高—可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果。
灵敏度高—紫外检测器可达0.01ng，荧光和电化学检测器可达0.1pg。
高效液相色谱法基本原理
高效液相色谱法基本原理
1．基本概念
色谱峰参数：峰高或峰面积(用于定量)，峰位(保留值表示，用于定性)，峰宽(用于衡量柱效)
保留值：保留时间、死时间、调整保留时间
峰宽：标准差、半峰宽、峰宽（色谱峰展宽是指由于柱内外各种因素引起的色谱峰变宽或变形，从而造成柱效降低）
2.塔板理论：把组分在两相间的连续转移过程，分解为间歇的在单个塔板中的分配平衡过程
理论塔板数 n=5.54(tr/wh/2)2
色谱柱的理论塔板数越多，柱效越高；同样长度中塔板高度越小，柱效越高。
3.速率理论：主要说明使色谱峰扩张而降低柱效的因素
范氏方程 h=a b/μ cμ
a为涡流扩散项。
采用适当粒度、均匀的填料并填充均匀可减小涡流扩散
b为纵向扩散系数。
流动相为液体，柱温为室温，b/μ可忽略不计
c为传质阻抗系数。
在能完全覆盖载体表面的前提下，应适当减少固定液用量。
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流动相极性变化对分离的影响
20 % 水
30 % 水
40% 水
1 : 对羟基苯甲酸甲酯 2 : 对羟基苯甲酸乙酯 3 : 对羟基苯甲酸丙酯 4 : 对羟基苯甲酸丁酯
GPC系统开发 LC-1（LC-830）销售 LC-3A系列销售 LC-4A系列销售 LC-5A系列销售 LC-6A系列销售 LC-10A系列销售 LC-VP系列销售 LC-2010销售 LC-20A Prominence销售 LC-15C销售 LC-30A Nexera销售
＜与DuPont签订许可合同后制造销售＞ ＜CDQR方式的单柱塞型送液单元为特征＞ ＜内置微型计算机的全自动HPLC＞ ＜世界上首创的微量型LC对应HPLC＞ ＜世界上最早的积木型HPLC、现在的HPLC的前身＞ ＜世界上最早采用微冲程送液单元和减低噪音技术的检测器＞ ＜采用有效性支持功能的积木型HPLC＞ ＜追求性能和操作性更加完善的一体型HPLC＞ ＜为分析实验室带来革新的HPLC ＞ ＜为了让LC分析更为便捷> ＜130MPa耐压系统，低系统容量，高温分析和样品自动前处理＞
正相色谱
——流动相的极性小于固定相的极性
硅 胶 柱 : 常用 氰 基 柱 : 常用 氨 基 柱 : 分析糖 二醇基柱 : 分析蛋白质
SiO2 硅胶
SiO2
-Si-CH2CH2CH2CN -Si-CH2CH2CH2NH2 -Si-CH2CH2CH2OCH(OH)-CH2(OH)
化学键合相
岛津液相色谱操作培训
岛津国际贸易（上海）有限公司 分析仪器事业部 分析中心
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相互作用力是什么?
非常弱
强 HO
SiOH SiOH
弱 OH
氢键力
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氢键力
如果样品有
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相互作用力是什么?
疏水性
OH
C18 (ODS)
弱
SiO2
强
OH
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疏水性
如果样品有
Essentia
2010
THECNLOGY BREAKTHROUGH
UHPLC LC-30A
Nexera
4
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LC-20A Prominence
5
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在售产品
3
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岛津HPLC的历史
1997
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Flexible HPLC System with Micro-stroke Volume Solvent Delivery Unit
色谱起源
石油醚
色素混合物 碳酸钙颗粒
色谱 分离组分
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色谱发展史
20世纪初，俄国植物学家M.S. Tswett提出经典液相色谱法； 20-30年代，柱分配色谱和纸色谱； 50年代，气相色谱，薄层色谱； 60年代，凝胶渗透色谱及高效液相色谱； 70年代，高效毛细管气相色谱法； 80年代，电色谱； 90年代，光色谱。
有机相: 甲醇
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固定相极性变化对分离的影响
SiO2
C18 (ODS)
强 样品
SiO2
C8
一般 样品
SiO2
C4
弱 样品
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– CH3CH2CH2--- : 碳链
–
: 芳香基
作用力强
如果样品有
– COOH – NH2 – OH
: 羧基 : 氨基 : 羟基
作用力弱
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反相色谱流动相的选择
优化水相（缓冲液）和有机相的比例非常重要 甲醇，乙腈和 THF 是常用的有机溶剂。
基础知识讲解内容
1、色谱基础知识 2、硬件基础知识 3、定量基础知识 4、维护基础知识
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第一部分 色谱基础知识
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LC-VP
2000
THECNLOGY BREAKTHROUGH
LC-2010
2004
THECNLOGY BREAKTHROUGH
LC-20A Prominence
2008
THECNLOGY BREAKTHROUGH
UFLC Prominence
2010
THECNLOGY BREAKTHROUGH
LC-15C
HPLC特点
分离性能好 灵敏度高（10-9～10-12 g） 选择性高（同分异构，旋光异构） 分析速度快 进样量小（1-100 μL）
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HPLC分类
反相色谱（reversed phase chromatography） 离子对色谱（ion-pair chromatography） 正相色谱（normal phase chromatography） 离子交换色谱（ion exchange chromatography） 尺寸排阻色谱（GPC / GFC）
色谱分类
高效液相色谱
High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
气相色谱
Gas Chromatography (GC)
薄层色谱
Thin-Layer Chromatography (TLC)
毛细管电泳
Capillary Electrophoresis (CE)
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反相离子对色谱应用
有机酸、碱、盐的分离
包括：
— 阴阳离子表面活性剂 — 大分子脂肪酸 — 烷基磺酸盐和芳香硫酸盐 — 含氮化合物 — 生物碱 — 水溶性维生素 — 酚类
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流动相：水（缓冲液） + 离子对试剂 + 有机溶剂 离子对试剂：所带电荷与待测离子相反
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常用离子对试剂
阴离子化合物
– 氢氧化四丁基铵 – 溴化四丁基铵
阳离子化合物
– 丁烷基磺酸钠 （C4） – 戊烷基磺酸钠 （C5） – 己烷基磺酸钠 （C6） – 庚烷基磺酸钠 （C7） – 辛烷基磺酸钠 （C8） – 癸烷基磺酸钠 （C10） – 十二烷基磺酸钠 （SDS）
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反相色谱
——流动相的极性大于固定相的极性
C18 (ODS) C8 (octyl) C4 (butyl) 苯基
TMS
氰基
非极性
-O-Si(CH3)2-C18H37
SiO2
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反相离子对色谱流动相的选择
离子对试剂的类型 所带电荷与待测物质相反
离子对试剂的浓度 10-4~10-2 mol/L 在一定范围内，浓度越大，被分离物的保 留值越大
流动相的 pH
3. n-苯甲酸丙酯
4. n-苯甲酸丁酯
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反相离子对色谱