第12节固定相与流动相.
仪器分析第十二章复习
沈昊宇， haoyushen2000@
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（二） 按分离机理分
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用 溶剂或气体洗脱，以使组分分离。 分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同， 以使组分分离。其中一相为液体，涂布或使之键合在固体 载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。 离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子 交换作用不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴 离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。 排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物 质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组 分分离。常用的填料有分子筛、凝胶、微孔聚合物、微孔 硅胶等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为 流动相。
k
分配比也称：
组分在固定相中的质量 ms 组分在流动相中的质量 mM
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；通过调整保 留值可以计算。
1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离 柱温度、柱压的改变而变化。
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该
1957年Martin & Golay 发明毛细管色谱
1959年Porath & Flodin 发明凝胶色谱 1960年液相色谱技术完善 1954年我国研究成功第一台色谱仪
沈昊宇， haoyushen2000@
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三、 色谱法的分类
（一） 按两相状态分
气相色谱法(GC) 液相色谱法(LC) 超临界流体色谱法(SFC) 电色谱
半(高)峰宽W1/2(Peak Width at Half Height)
HPLC中固定相和流动相
HPLC中固定相和流动相在色谱分析中,如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离,是色谱工作者的重要工作,也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
以下是填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质(担体)HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质,也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝,无机物基质刚性大,在溶剂中不容易膨胀;有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯,有机聚合物基质刚性小、易压缩,溶剂或溶质容易渗入有机基质中,导致填料颗粒膨胀,结果减少传质,最终使柱效降低。
1、基质的种类:1)硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外,还提供一个表面,可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基,制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常,硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2~8。
硅胶的主要性能参数有:①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布,与比表面积成反比。
③比表面积:在液固吸附色谱法中,硅胶的比表面积越大,溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度(率):在反相色谱法中,含碳量越大,溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性:在液固吸附色谱法中,硅胶的含水量越小,其表面硅醇基的活性越强,对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾:在反相色谱法中,主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状:硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶,前者价格较便宜,缺点是涡流扩散项及柱渗透性差,后者无此缺点。
⑧硅胶纯度:对称柱填料使用高纯度硅胶,柱效高,寿命长,碱性成份不拖尾。
2)氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质,也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的,不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是,氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相,并显示出优秀的pH稳定性。
固定相与流动相
3. 流动相选择
在选择溶剂时，溶剂的极性是选择的重要依据。 采用正相液-液分配分离时：首先选择中等极性溶剂， 若组分的保留时间太短，降低溶剂极性，反之增加。 也可在低极性溶剂中，逐渐增加其中的极性溶剂，使 保留时间缩短。 常用溶剂的极性顺序： 水(最大) > 甲酰胺> 乙腈> 甲醇> 乙醇> 丙醇> 丙酮>二氧六环> 四氢呋喃> 甲乙酮> 正丁醇> 乙酸乙酯> 乙醚> 异丙醚> 二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫 化碳>环己烷>己烷>煤油(最小)
2018/10/20
4. 选择流动相时应注意的几个问题
（1）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。 （2）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相等。 （3）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。 （4）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。
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4. 空间排阻分离固定相
（1）软质凝胶 葡聚糖凝胶、琼脂凝胶等。多孔网状结构； 水为流动相。适用于常压排阻分离。 （2）半硬质凝胶 苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物，有机凝胶； 非极性有机溶剂为流动相，不能用丙酮、乙醇等极性溶剂 （3）硬质凝胶 多孔硅胶、多孔玻珠等； 化学稳定性、热稳定性好、机械强度大，流动相性质影响 小，可在较高流速下使用。 可控孔径玻璃微球，具有恒定孔径和窄粒度分布。
2018/10/20
５. 手性固定相
生物、药物分子和天然有机 产物的分离。 环糊精（CD） 结构：
流动相和固定相的定义
流动相和固定相的定义《流动相和固定相，化学世界里的奇妙伙伴》嘿，大家好呀！今天咱来聊聊一个化学里挺有意思的话题——流动相和固定相。
你说这流动相啊，就像是个到处溜达的活泼小子。
为啥这么说呢？你想啊，它老是在那管道或者体系里欢快地流淌着，一刻也停不下来。
它带着样品们在它的“溪流”里畅游，带着它们到处闯荡，一会跑到这，一会跑到那。
这个流动相啊，可调皮着呢，一会儿快，一会儿慢，但就是因为它这么能折腾，才能帮我们把样品中的各种成分给分离开来。
而那固定相呢，则像个沉稳的大哥，老老实实地待在那里。
它一动也不动，坚守着自己的岗位，任凭流动相带着样品在它面前跑来跑去。
固定相就像是个战场，而样品们就是战士，在这个战场上与固定相展开一场“斗争”。
有的样品和固定相关系好，就容易被固定相抓住；有的呢，和固定相不咋亲密，就容易被流动相带走。
它们俩可真是一对绝配的好搭档。
流动相负责动，固定相负责静，一动一静，配合得那叫一个默契。
就好像是一场精彩的舞蹈表演，流动相是那灵动的舞者，带着样品们跳出各种花样；而固定相则是那坚实的舞台，默默地支撑着一切，让舞蹈能够顺利地进行。
有的时候我就想啊，如果没有了流动相，那固定相就只能干等着，啥也干不了，而样品们也只能原地踏步；要是没有了固定相呢，流动相带着样品瞎跑，也分不出个所以然来。
所以说啊，它们俩缺一不可，这就是化学世界里的奇妙之处。
在我们的实验过程中，选择合适的流动相和固定相那可太重要了。
如果选错了，那结果可能就会变得一塌糊涂，就像搭配衣服一样，要是搭配错了，那可就成笑话啦！而且啊，我们还得根据不同的样品和实验目的，来调整这俩家伙的特性，这就像是给它们穿上不同的“衣服”，让它们以最适合的状态来迎接挑战。
总之呢，流动相和固定相就是化学世界里非常重要的一对小伙伴。
它们相互合作，为我们带来了许多有趣的实验现象和成果。
我们可得好好珍惜它们，让它们在化学的舞台上继续绽放光彩呀！希望我这接地气的解释，能让大家对流动相和固定相有更深刻的理解和认识，下次再见到它们的时候，会有一种熟悉和亲切的感觉哦！。
HPLC中固定相和流动相
HPLC中固定相和流动相在色谱分析中，如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离，是色谱工作者的重要工作，也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
以下是填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质（担体）HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质，也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝，无机物基质刚性大，在溶剂中不容易膨胀；有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯，有机聚合物基质刚性小、易压缩，溶剂或溶质容易渗入有机基质中，导致填料颗粒膨胀，结果减少传质，最终使柱效降低。
1、基质的种类：1）硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外，还提供一个表面，可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基，制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常，硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2～8。
硅胶的主要性能参数有：①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布，与比表面积成反比。
③比表面积：在液固吸附色谱法中，硅胶的比表面积越大，溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度（率）：在反相色谱法中，含碳量越大，溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性：在液固吸附色谱法中，硅胶的含水量越小，其表面硅醇基的活性越强，对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾：在反相色谱法中，主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状：硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶，前者价格较便宜，缺点是涡流扩散项及柱渗透性差，后者无此缺点。
⑧硅胶纯度：对称柱填料使用高纯度硅胶，柱效高，寿命长，碱性成份不拖尾。
2）氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质，也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的，不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是，氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相，并显示出优秀的pH稳定性。
液相色谱的固定相与流动相
不同流动相的特点
有机溶剂
常用的流动相之一，适用于分 离非极性化合物。
水
常用于分离极性化合物，具有 良好的溶解性。
缓冲溶液
用于调节样品的酸碱度，对某 些化合物有选择性。
如何选择合适的固定相和流动相
1 样品特性
根据样品的性质选择合适 的固定相。
2 分离需求
根据对目标化合物的选择 性需求，选择合适的流动 相。
液相色谱的固定相与流动 相
液相色谱是一种重要的分析技术，其中固定相扮演着关键的角色。
固定相介绍
液相色谱中的固定相是一种材料，通常填充在色谱柱中。 固定相可以根据其化学性质和粒径大小进行选择。
流动相介绍
流动相是在液相色谱过程中对样品进行携带的溶剂。 流动相的选择会影响分离的选择性和分辨率。
液相色谱的工作原理
液相色谱通过固定相和流动相之间的相互作用将样品分离。 不同组分在固定相上的相互作用力不同，导致不同程度的保留和分离。
不同固定相的特点
反相色谱柱
常用于分离非极性化合物，具有较强的保留和分离能力。
离子交换色谱柱
适用于分离带电离子化合物，具有良好的选择性。
大小排除色谱柱
可分离不同分子大小的化合物，常用于生物分析。
3 分析目的
根据分析的目的和需要， 综合考虑选择合适的固定 相和流动相。
案例分析
例如，当分析复杂的生物样品时，可以使用离子交换色谱柱和缓冲溶液作为流动相，以实现对带电离子的有效 分离。 根据需要，还可以选择具有不同化学性质的固定相，以进一步提高分离效果。
液相色谱的固定相与流动相
不同固定相的选择与优势
C18
适用于中极性非极性化合物，适用于医药化 学等领域。
手性
可以实现大量手性化合物的分离，广泛应用 于制药、医药等领域。
芳香族
由于分子间的π-π堆积作坊，固定相表面可 以容纳一定分子体积。主要用于分离芳香族 或含芳香族结构物质。
离子交换
适用于分离具有离子性的化合物和混合物。
常见的流动相
液相色谱的固定相与流动 相
液相色谱（Liquid Chromatography）是一种高效、分辨率较高、适用于大多 数分子的分离技术。本文将介绍液相色谱的固定相和流动相。
固定相的介绍
作用
固定相是固定在色谱柱中的一种材料。它的 主要作用是提供一个分离的平台。
种类
常见的固定相有C18、C8、芳香族、离子交 换、手性等，不同的固定相分离作用不一样。
选择因素
在选择固定相时需要考虑分离物的化学性质 和分子结构，以及分离柱的长度和直径等。
优势
固定相具有高分离效率、高分离分辨率、操 作简单、时间短、试剂消耗小等优点。
流动相的 按一定比例调配而成。
种类
常见的流动相种类有水、有机 溶剂、盐酸等，不同种类的流 动相适用于不同的分离柱。
3 环境领域
4 化工领域
适用于环境污染物分析、有机化合物测定、 微量元素测定等。
分离和纯化有机化学品、研究石油化工原 料和煤化学反应机理等。
总结与展望
液相色谱是一种高效、分辨率较高的分离技术，应用领域较广。未来液相色谱技术将更好地结合质谱， 等离子体及纳米技术，应用的领域将更加广泛和深入。
作用
流动相可以作为分离物在色谱 柱中移动的载体，通过改变流 动相的性质，对分离物产生分 离作用。
HPLC固定相与流动相
复杂样品中各种组分的方法。
02
它利用不同物质在固定相和流动 相之间的分配平衡进行分离，通 过检测器检测各个组分的性质和 含量。
HPLC的原理
高效液相色谱法基于物质在固定相和 流动相之间的分配平衡进行分离。
不同物质在固定相和流动相之间的分 配系数不同，因此通过色谱柱时，会 按照一定顺序流出，从而实现分离。
流动相以避免干扰。
测需求选择合适的固定相和流动相组合。
05 HPLC固定相与流动相的 优化
优化分离效果
01
02
03
选择合适的固定相
根据待测物质的性质，选 择具有适宜极性、选择性、 稳定性和寿命的固定相， 以提高分离效果。
调整流动相组成
通过调整流动相的组成， 如改变溶剂类型、比例和 pH值，可以改善分离效果。
固定相的选择
根据化合物性质选
择
对于不同极性和性质的化合物， 应选择具有相应极性和功能基团 的固定相。
根据分离要求选择
根据分离要求，如分离度、分析 时间等，选择具有合适粒度和性 能的固定相。
实验验证
在实际应用中，对固定相的选择 应进行实验验证，以确保其性能 和分离效果符合要求。
03 HPLC流动相
控制温度
适当升高温度可以提高流 动相的流速和降低黏度， 有助于提高分离效果。
提高检测灵敏度
选择高灵敏度检测器
根据待测物质的性质，选择高灵敏度的检测器，如紫 外、荧光、电化学检测器等。
优化检测波长
选择合适的检测波长可以降低背景干扰，提高检测灵 敏度。
降低样品浓度
通过优化样品处理和稀释方法，降低样品浓度，可以 降低检测限和提高灵敏度。
流动相的组成和性质也会影响分离效果。例如，使用不同的有机溶剂或 混合溶剂可以改变流动相的极性和粘度，从而影响物质在固定相上的吸 附和解析能力。
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4. 空间排阻分离固定相
（1）软质凝胶 葡聚糖凝胶、琼脂凝胶等。多孔网状结构； 水为流动相。适用于常压排阻分离。 （2）半硬质凝胶 苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物，有机凝胶； 非极性有机溶剂为流动相，不能用丙酮、乙醇等极性溶剂 （3）硬质凝胶 多孔硅胶、多孔玻珠等； 化学稳定性、热稳定性好、机械强度大，流动相性质影响 小，可在较高流速下使用。 可控孔径玻璃微球，具有恒定孔径和窄粒度分布。
传质快，表面无深凹陷，比一般液体固定相传质快； 寿命长，化学键合，无固定液流失，耐流动相冲击； 耐水、耐光、耐有机溶剂，稳定； 选择性好，可键合不同官能团，提高选择性； 有利于梯度洗脱； 存在着双重分离机制： (键合基团的覆盖率决定分离机理) 高覆盖率：分配为主； 低覆盖率：吸附为主；
乙腈、水。
采用二元或多元组合溶剂作为流动相可以灵活调节流动 相的极性或增加选择性，以改进分离或调整出峰时间。
2017/10/9
3. 流动相选择
在选择溶剂时，溶剂的极性是选择的重要依据。
采用正相液-液分配分离时：首先选择中等极性溶剂， 若组分的保留时间太短，降低溶剂极性，反之增加。 也可在低极性溶剂中，逐渐增加其中的极性溶剂，使保 留时间缩短。 常用溶剂的极性顺序： 水(最大) > 甲酰胺> 乙腈> 甲醇> 乙醇> 丙醇> 丙酮> 二氧六环> 四氢呋喃> 甲乙酮> 正丁醇> 乙酸乙酯> 乙醚> 异丙醚> 二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>环 己烷>己烷>煤油(最小)
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（3）化学键合固定相
化学键合固定相: 目前应用最广、性能最佳的固定相； a. 硅氧碳键型： ≡Si—O—C b. 硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si—C 稳定，耐水、耐光、耐有机溶剂，应用最广； c. 硅碳键型： ≡Si—C d. 硅氮键型： ≡Si—N
2017/10/9
化学键合固定相的特点
2017/10/9
请选择内容
第一节 高效液相rument of HPLC
第二节 基本原理与主要分离类型
basic principle and main separating types
第三节 固定相与流动相
stationary phase and mobile phase
2017/10/9
二、液相色谱的流动相
mobile phases of LC
1. 流动相特性
（1）液相色谱的流动相又称为：淋洗液，洗脱剂。流动相 组成改变，极性改变，可显著改变组分分离状况；
（2）亲水性固定液常采用疏水性流动相，即流动相的极性
小于固定相的极性，称为正相液液色谱法，极性柱也称正相 柱。
（3）若流动相的极性大于固定液的极性，则称为反相液液
色谱，非极性柱也称为反相柱。组分在两种类型分离柱上的 出峰顺序相反。
2017/10/9
2.流动相类别
按流动相组成分：单组分和多组分； 按极性分：极性、弱极性、非极性； 按使用方式分：固定组成淋洗和梯度淋洗。 常用溶剂： 己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、
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2.液-固吸附分离固定相 种类：硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等； 结构类型：全多孔型和薄壳型；
粒度：5～10 μm；
2017/10/9
3.离子交换色谱分离固定相
结构类别： （1）薄壳型离子交换树脂 薄壳玻璃珠为担体，表面涂 约1%的离子交换树脂； （2）离子交换键合固定相 薄壳键合型；微粒硅胶键合型 （键合离子交换基团） 树脂类别： （1）阳离子交换树脂（强酸性 、弱酸性） （2）阴离子交换树脂（强碱性 、弱碱性）
2017/10/9
结束
第四节 影响分离的因素与操作条件选择
factors influenced separation and choice of operation condition
第五节 离子色谱法
ion chromatograph
第六节 超临界流体色谱
supercritical fluid chromatograph
第十五章 色谱分析法
液相色谱的固定相与 流动相
一、液相色谱固定相
stationary phase of HPLC
二、液相色谱流动相
mobile phase of HPLC
2017/10/9
一、液相色谱固定相
stationary phases of LC 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； （2）表面多孔型担体 （薄壳型微珠担体） 30～40μm的玻璃微球，表 面附着一层厚度为1 ～ 2μm 的多孔硅胶。 表面积小，柱容量低；
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4. 选择流动相时应注意的几个问题
（1）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。
（2）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
定相等。
（3）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。 （4）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。