色谱法-LC-SFC-CE
常用的五大色谱法大PK
常用的五大色谱法大PK2017-04-21色谱作为一种分离技术与方法，自20世纪40年代以后，逐渐得到发展，而且其势头越来越猛，从技术到理论，再到各种分离模式，以及在生物学、医学、药物临床、化学化工、食品安全、环境监测、商品检验、法医检验等领域都有广泛的应用，现已成为分析化学学科中的一个重要分支，对科学的进步和生产的发展起着重要的作用。
各种色谱仪器已成为各类研究室、实验室极为重要的仪器设备。
以下介绍五中你经常会用到的色谱法！先来看看常见的五种色谱法。
常见的色谱法主要有：柱色谱法、薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、超临界流体色谱法：（1）柱色谱法：最原始的色谱方法，该方法将固定相注入下端塞有棉花或滤纸的玻璃管中，将被样品饱和的固定相粉末摊铺在玻璃管顶端，以流动相洗脱。
常见的洗脱方式有两种：一种是自上而下依靠溶剂本身的重力洗脱，另一种：自下而上依靠毛细作用洗脱。
收集分离后的纯净组分也有两种不同的方法：一种方法是在柱尾直接接受流出的溶液，另一种方法是烘干固定相后用机械方法分开各个色带，以合适的溶剂浸泡固定相提取组分分子。
柱色谱法被广泛应用于混合物的分离，包括：对有机合成产物、天然提取物以及生物大分子的分离。
（2）薄层色谱法：应用非常广泛的色谱方法，这种色谱方法将固定相涂布在金属或玻璃薄板上形成薄层，用毛细管、钢笔或者其他工具将样品点于薄板一端，之后将点样端浸入流动相中，依靠毛细作用令流动相溶剂沿薄板上行展开样品。
薄层色谱法成本低廉、操作简单，被用于对样品的粗测、对有机合成反应进程的检测等用途。
（3）高效液相色谱法（HPLC）：目前，应用最多的色谱分析方法，高效液相色谱系统由流动相储液瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成，其整体组成类似于气相色谱，但是，针对其流动相为液体的特点作出很多调整。
HPLC输液泵要求输液量稳定平衡；进样系统要求进样便利、切换严密；由于液体流动相黏度远远小于气体，为了减低柱压，高效液相色谱的色谱柱一般比较粗，长度也远小于气相色谱柱。
分析化学中的英文缩写
AAAS 原子吸收光谱法AES 原子发射光谱法AFS 原子荧光光谱法ASV 阳极溶出伏安法ATR 衰减全反射法AUES 俄歇电子能谱法CCEP 毛细管电泳法CGC 毛细管气相色谱法CIMS 化学电离质谱法CIP 毛细管等速电泳法CLC 毛细管液相色谱法CSFC 毛细管超临界流体色谱法CSFE 毛细管超临界流体萃取法CSV 阴极溶出伏安法CZEP 毛细管区带电泳法DDDTA 导数差热分析法DIA 注入量焓测定法DPASV 差示脉冲阳极溶出伏安法DPCSV 差示脉冲阴极溶出伏安法DPP 差示脉冲极谱法DPSV 差示脉冲溶出伏安法DPVA 差示脉冲伏安法DSC 差示扫描量热法DTA 差热分析法DTG 差热重量分析法EEAAS 电热或石墨炉原子吸收光谱法ETA 酶免疫测定法EIMS 电子碰撞质谱法ELISA 酶标记免疫吸附测定法EMAP 电子显微放射自显影法EMIT 酶发大免疫测定法EPMA 电子探针X射线微量分析法ESCA 化学分析用电子能谱学法ESP 萃取分光光度法FFAAS 火焰原子吸收光谱法FABMS 快速原子轰击质谱法FAES 火焰原子发射光谱法FDMS 场解析质谱法FIA 流动注射分析法FIMS 场电离质谱法FNAA 快中心活化分析法FT-IR 傅里叶变换红外光谱法FT-NMR傅里叶变换核磁共振谱法FT-MS 傅里叶变换质谱法GC 气相色谱法GC-IR 气相色谱-红外光谱法GC-MS 气相色谱-质谱法GD-AAS 辉光放电原子吸收光谱法GD-AES 辉光放电原子发射光谱法GD-MS 辉光放电质谱法GFC 凝胶过滤色谱法GLC 气相色谱法GLC-MS 气相色谱-质谱法HHAAS 氢化物发生原子吸收光谱法HAES 氢化物发生原子发射光谱法HPLC 高效液相色谱法HPTLC 高效薄层色谱法IIBSCA 离子束光谱化学分析法IC 离子色谱法ICP 电感耦合等离子体ICP-AAS 电感耦合等离子体原子吸收光谱法ICP-AES 电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP-MS 电感耦合等离子体质谱法IDA 同位素稀释分析法IDMS 同位素稀释质谱法IEC 离子交换色谱法INAA 仪器中子活化分析法IPC 离子对色谱法IR 红外光谱法ISE 离子选择电极法ISFET 离子选择场效应晶体管LLAMMA 激光微探针质谱分析法LC 液相色谱法LC-MS 液相色谱-质谱法MMECC 胶束动电毛细管色谱法MEKC 胶束动电色谱法MIP-AAS 微波感应等离子体原子吸收光谱法MIP-AES 微波感应等离子体原子发射光谱法MS 质谱法NNAA 中子活化法NIRS 近红外光谱法NMR 核磁共振波谱法PPAS 光声光谱法PC 纸色谱法PCE 纸色谱电泳法PE 纸电泳法PGC 热解气相色谱法PIGE 粒子激发Gamma射线发射光谱法PIXE 粒子激发X射线发射光谱法RRHPLC 反相高效液相色谱法RHPTLC 反相液相薄层色谱法RIA 发射免疫分析法RPLC 反相液相色谱法SSEM 扫描电子显微镜法SFC 超临界流体色谱法SFE 超临界流体萃取法SIMS 次级离子质谱法SIQMS 次级离子四极质谱法SP 分光光度法SP(M)E 固相(微)萃取法STM 扫描隧道电子显微镜法STEM 扫描投射电子显微镜法SV 溶出伏安法TTEM 投射电子显微镜法TGA 热重量分析法TGC 薄层凝胶色谱法TLC 薄层色谱法UUPS 紫外光电子光谱法UVF 紫外荧光光谱法UVS 紫外光谱法XXES X射线发射光谱法XPS X射线光电子光谱法XRD X射线衍射光谱法XRF X射线荧光光谱法。
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空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
液相色谱法知识点详解
2.纸色谱法（paper chromatography）
纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体， 把试样点在滤纸上， 然后用溶剂展开，各 组分在滤纸的不同位 置以斑点形式显现， 根据滤纸上斑点位置 及大小进行定性和定 量分析。
1.吸附色谱法 ( adsorption chromatography )
利用吸附剂表面对不同组分物理吸附 性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附 色谱法。
2.分配色谱法 ( partition chromatography )
利用固定液对不同组分分配性能的差别 而使之分离的色谱法称为分配色谱法。
§2 气相色谱的基本理论
容量因子k决定于组分及固定相的热力学性质
，随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相
及固定相的体积有关。 分配系数比(α):
k K Vs Vm
K2 k2 t'R2
K1 k1 t'R1
t’R2≠t’R1是混合物分离的首要条件
小结：
（1）色谱条件一定时，K或k值越大 ，则组分的保留值也越大。
（2） 两个组分的K或 k值相等，
基线宽度Wb=4
色谱流出曲线的意义
由色谱流出曲线可以实现以下目的：
（1）根据色谱峰的数目，可以判断试样中 所含组分的最少个数。
（2）根据色谱峰的保留值进行定性分析。 （3）依据色谱峰的面积或峰高进行定量分
析。
（4）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色 谱柱的分离效能。
7、分配系数和容量因子
1. 分配系数（distribution coefficient）
现代仪器分析复习题刘约权
第一章、绪论1、分析化学由仪器分析和化学分析组成。
化学分析主要测定含量大于1%的常量组分；现代仪器分析具有准确、灵敏、快速、自动化程度高的特点，常测定含量很低的微、痕量组分。
2、仪器分析方法分为光分析法、电化学分析法、分离分析法、其他分析法。
3、主要评价指标有：精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。
4、标准曲线的线性范围越宽，式样测定的浓度适用性越强。
5、检出限以浓度表示时称作相对检出限；以质量表示时称作绝对检出限。
6、检出限D=3So/b So为空白信号的标准偏差；b为灵敏度即标准曲线的斜率。
7、采样的原则：要有代表性；采样的步骤：采集、综合、抽取；采集方法：随即取样与代表性取样结合的方式；样品的制备：粉碎、混匀、缩分（四分法）。
8、提取的效果取决于溶剂的选择和提取的方法。
9、溶剂选择的原则：对待测组分有最大的溶解度而对杂质有最小的溶解度。
10、消解法有干法和湿法。
湿法主要采用：压力密封消解法、微波加热消解法。
11、样品纯化主要采用色谱法、化学法和萃取法。
1、光谱及光谱法是如何分类的⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。
原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同5、原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。
6、分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。
7、吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。
8、发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。
色谱法分类
色谱法分类
按两相的物理状态可分为：气相色谱法(GC)和液相色谱法(LC)。
气相色谱法适用于分离挥发性化合物。
GC根据固定相不同又可分为气固色谱法(GSC)和气液色谱法(GLC)，其中以GLC应用最广。
液相色谱法适用于分离低挥发性或非挥发性、热稳定性差的物质。
LC同样可分为液固色谱法(LSC)和液液色谱法(LLC)。
此外还有超临界流体色谱法(SFC)，它以超临界流体（界于气体和液体之间的一种物相）为流动相（常用CO2），因其扩散系数大，能很快达到平衡，故分析时间短，特别适用于手性化合物的拆分。
按原理分为吸附色谱法(AC)、分配色谱法(DC)、离子交换色谱法(IEC)、排阻色谱法(EC，又称分子筛、凝胶过滤(GFC)、凝胶渗透色谱法(GPC）和亲和色谱法。
(此外还有电泳。
) 按操作形式可分为纸色谱法(PC)、薄层色谱法(TLC)、柱色谱法。
色谱超临界流体色谱法..
超临界流体对于分离具有极其有用的物理性质，这些性 质恰好介于气体和液体之间。下表对气体、液体、和超临 界流体的有关物理性质进行了比较。
表 气体、液体、超临界流体物理性质的比较
流动相 气体 超临界流 体 液体 密度（g/ml） 约10-3 0.2-0.9 0.8-1.0 扩散系数 （cm2/s） 1-10-2 10-3-10-4 ＜10-5 粘度 （g/cm.s） 10-4 10-4-10-3 10-2
的流出物分流，部分流出物通过限流器变为气态进入检测器，
若用FID检测时，流动相中不能加入改进剂，否则改进剂本 身将给出信号干扰测定，FID对小分子量化合物可得到很好 的结果，对分子量大的化合物常得不到单峰，而是一簇峰。 如把检测器加热可使分子量大于2000的化合物获得满意的分
离。
在SFC中也可以使用氮磷检测器（NPD）、火焰光度检测器 （FPD）等。
压力效应：
SFC的柱压降大（比毛细管色谱大30倍），对分离有影响 （柱前端与柱尾端分配系数相差很大，产生压力效应）； 超临界流体的密度受压力的影响在临界压力处最大，超过 该点，影响小，超过临界压力20%，柱压降对分离的影响小；
压力效应：在SFC中，压力变化对容量因子产生显著影响，
超流体的密度随压力增加而增加，密度的增加，能提高溶剂 效率，淋洗时间缩短。 CO2流动相，当压力改变：7.0→9.0×106 Pa，则： C16H34的保留时间 25min → 5min。
2.甘油三酸酯的分析
四种组分仅双键
数目和位置不同，难
分离； 色谱柱：DB-225
SFC毛细管柱；
流动相： CO2 ；从 15MPa程序升压到 27MPa；2.5hr完全分 离。
一、超临界流体色谱的特点与原理 principle and character of supercritical fluid chromatography
色谱分析法概论经典PPT课件
t t t'
tR=t0(1+ k)
V
tR=t0(1+K
s
V
k
)
R
t 0
0
R
t
0
m
色谱过程方程
分配系数与色谱分离
（三）色谱分离的前提
KA≠KB 或kA≠kB或r2 ,1 ≠1是色谱分离的前提
推导过程：
tV
RA
=
t0(1+KA
s
Vm
)
tRB
=
t0(1+KB
Vs Vm
)
tR=
t0
(KA－KB)
Vs Vm
分配系数(容量因子)不等是分离的前提。
(三) 理论塔板高度和理论塔板数 (height equivalent to a theoretical plate或plate height, H) (plate number, n)
是色谱柱效参数。
理论塔板高度
H =L/n
注意： 1、计算n时使标准差（峰宽或半峰宽） 和保留时间单位一致 2、n的单位
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
第二节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等
按固定相的分子聚集状态分类: GSC、GLC、LSC、LLC等
按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等
按色谱过程的分离机制分类: 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、
分配色谱法
分离原理 利用被分离组分在固定相或流 动相中的溶解度差别而实现分离。
K＝ Cs X s Vs Cm X m Vm
•溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动相 中溶解度越小，则K越大。在LLC中K主要与流 动相的性质 (种类与极性) 有关；在GLC中K与 固定相极性和柱温有关。
色谱习题及答案(绝对精华).
色谱分析综合体填空：1.氢火焰离子化检测器和热导池检测器分别属于_质量型__和___温度__型检测器。
气相色谱仪的心脏是_色谱柱___。
2.固定液一般是按照__相似相溶___原理选择；在用极性固定液分离极性组分时，分子间作用力主要是 ___________ __诱导力，极性愈大，保留时间就愈___ 长__。
3.固定液通常是高沸点的有机化合物，这主要是为了保证固定液在使用温度下有____ 较好的热稳定性__ ，防止___发生不可逆的化学反应____ 。
5.与填充柱相比，毛细管色谱柱的相比β 较大，有利于实现快速分析。
但其柱容量_较小_。
6.在HPLC仪中，为了克服流动相流经色谱柱时受到的阻力，要安装_耐高压的六通阀___ 。
7.气相色谱分析中，载气仅起输送作用；而液相色谱分析中，流动相还要直接参加__实际的分配过程__，要想提高高效液相色谱的柱效，最有效的途径是__使用小粒径填料_。
8.欲分离位置异构体化合物，宜采用的高效液相色谱的分离模式是__梯度洗脱___。
9、色谱法中，将填入玻璃管内静止不动的一相称为固定相，自上而下运动的一相称为流动相，装有固定相的柱子称为色谱柱。
10、液相色谱检测器一般可用紫外可见分光光度检测器，荧光检测器；气相色谱检测器可用热导检测器，氢火焰离子检测器，电子俘获检测器等。
色谱学分析基础：1、色谱塔板理论的假设？答、(1) 在每一个平衡过程间隔内, 平衡可以迅速达到；(2) 将载气看作成脉动(间歇)过程；(3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4) 每次分配的分配系数相同。
(5) 所有的物质在开始时全部进入零号塔板2、色谱定性的方法都有哪些？答、(1) 用保留时间定性(2) 用相对值保留定性(3) 用保留指数定性(4) 用化学反应配合色谱定性(5) 用不同类型的检测器定性⑹色谱和各种光谱或波谱联用3、内标法定量分析时，内标物选择应满足那些条件？答：①试样中不含有该物质②与被测组分性质比较接近③不与试样发生化学反应④出峰位置应位于被测组分接近，且无组分峰影响4、色谱分析中，固定相的选择原则是什么？固定相的选择：气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则5、色谱定量分析中为什么要用校正因子？在什么情况下可以不用?答：各种化合物在不同的检测器上都有不同的应答值，所以尽管往色谱仪中注入相同质量的物质，但得到峰面积却不一样，因此峰面积定量时就必须把由色谱仪上得到的峰面积乘上一个系数，得到此成分的质量，在实际分析中，常用某物质做标准，得到一个相对的校正系数，就叫‘相对校正因子'试样中不是所有组分6、总结色谱法的优点。
色谱分析法
校正保留时间
t
' R
t
' R
tR
t0
校正保留体积 VR' VR' VR V0
VR tR F
F——流动相流动线速度
清华大学材料与表面组
相对保留值
t' V '
R2
R2
r 2.1
'
'
t V R1
R1
清华大学材料与表面组
分配系数和分配比（容量因子）
• 分配系数：一定温度与压力下两相达平衡后，组 分在固定相和流动相浓度的比值
K CS Cm
• 分配比（容量因子）：一定温度与压力下两相达 平衡后，组分在固定相和流动相量的比值
k p q
固定相重量 流动相重量
K CS p /Vs k V0 Cm q /V0 Vs
清华大学材料与表面组
容量因子k与保留值的关系
k
t
' R
tR t0
t0
t0
tR t0(1 k)
清华大学材料与表面组
tR W1/
2
2
16 tR W
2
tR
2
由此可知，组分保留时间越长，峰形越窄，理论塔板
数越大，因此n和H可以做为描述柱效能的指标，高 柱效有大的n值和小的H值
n L H
L为色谱柱长度
清华大学材料与表面组
塔板理论
为了消除死时间的影响，使用有效理论塔板
数n有效和有效塔板高度H有效做为柱效能指标
Dm——组分在流动相中的扩散系数（cm2/s）
在气相色谱中，Dm与组分的性质、载气的性质、温度、 压力等有关。增加载气密度或载气分子量，可以降低Dm， Dm随柱温增高而增加
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四、离子色谱
（Ion Chromatography,IC） • 七十年代出现，八十年代迅速发展。
• 无机阴离子混合物。
IEC两大缺点： ① 高浓度淋洗液，时间长；
② 检测（缺乏灵敏、快速、在线方法）。
离子色谱法特点
异于IEC： ① 电导检测器
泵 分 离 柱 洗脱液 抑 制 柱 电导检 测器 废液 进样器
吸附剂：氧化铝 • 硅胶：ε0硅胶=0· 77×ε0氧化铝
二、液-液分配色谱
LLPC
• 原理： • 类似于萃取。溶质在两种互不相溶的液体中溶解度 的不同，具有不同分配系数。 • 对象：多种样品。
Ki iorg iaq 化学键合固定相
• 流动相：对亲水性固定液， 使用疏水流动相，反之亦 然。
三、离子交换色谱
高效液相色谱法
HPLC，High Performance LC
• LC的特点（与GC比较） • LC仪器基本结构 • LC的各种固定相及流动相 • 多种LC模式的原理、适用对象
4.1 高效液相色谱特点
• HPLC与GC比较
– 对象 • GC：气体和低沸点化合物，有机物总数20％ • HPLC：高沸点、热不稳定、大分子，80％ – 流动相 • GC：惰性气体，不与组分作用。 • HPLC：H = A + Cu。与固定相竞争作用。是改进分 离的重要操作条件。 – 操作温度 • GC：高；程序升温。 • HPLC：常温；恒温。
•
发展迅速，应用广泛。
六、尺寸排阻色谱
Size Exclusion Chromatography，SEC 体积、空间、分子排阻（斥）色谱、凝胶过滤色谱
tR ① tR是分子尺寸的函数； ② 相对分子质量差别必须大于10％； ③ 保留时间短，峰窄； ④ 固定相与分子间作用力趋于零，柱寿命长。
SEC固定相
三、分离系统—色谱柱
• 柱管+固定相
•
•
柱管材料：玻璃、不锈钢„„。
一般柱长5～30cm，内径4～5mm。
四、检测系统
① ② ③ ④ ⑤ 紫外检测器 荧光检测器 示差折光率检测器 电导检测器 ……
光源 检测器
UV-Vis检测池
检测方法特点
检测器 UV-Vis 荧光 检测下限 /(g/ml) 10-9 线性范围 选择 梯度 性 淋洗 103~104 有 有 可 可 特点 流速、温度敏感 背景、温度、溶剂影响
③ 高纯度
④ 化学稳定性好
⑤ 低粘度
流动相极性
• 极性~选择性 • 极性顺序： • 水 > 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
4.4 HPLC主要类型
① 软质凝胶 • 葡聚糖、琼脂等 • 流动相：水 • 常压 ② 半硬质凝胶 • 苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物 • 流动相：非极性有机溶剂 ③ 硬质凝胶 • 多孔硅胶、多孔玻珠等 • 化学稳定、热稳定、机械强度大 • 较高流速
七、亲和色谱法
（affinity chromatography，AC）
亲和色谱法示意图
NO3-＞CrO42-＞Br-＞SCN-＞ Cl-＞HCOO-＞CH3C00-＞
OH-＞F-。柠檬酸离子洗脱要比用氟离子快。 • 阳离子的滞留次序： Ba 2+ ＞ Pb 2+ ＞ Ca 2+ ＞ Ni 2+ ＞ Cd 2+ ＞ Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg＞ Ag+＞Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+ ＞Na+＞H+＞Li+。差别不如阴离子明显。 • 样品电离度增大，保留增大。
– – 多孔微粒硅胶载体。机械性能稳定。 小粒度+高压→快速分离。
官能团
类型 强阳离子交换剂SCX 弱阳离子交换剂WCX 强阴离子交换剂SAX 弱阴离子交换剂WAX
官能团 -SO3H -CO2H -N+R3 -NH2
流动相
• pH、离子强度 • 阴离子滞留次序：柠檬酸离子＞ SO 4 2 － ＞ C 2 O 4 2 - ＞ I - ＞
10-12~10-11 103
化学发光
电导 电化学 示差折光 MS
10-13~10-12 103
10-8 10-10 10-7 10-10 103~104 104 104
有
有 有
困难
不可 困难
流动相脉动影响
温度、流速影响 不稳，pH、杂质影响
蒸发光散射 10-9
无
无 无
可
不可 可
适应广
温度敏感，灵敏度低 定性+半定量
-CN -NH2 -C18 -C8 -CN -C8 -CN -C18 -SO3-NR3+
正相
反相
高极性 溶于水
反相 反相离子 对 离子交换 离子交换
二、流动相
• • 又称淋洗液，洗脱剂，是改善分离的最直接手段。 要求：
① 合适极性、选择性 ② 与检测器匹配
• • • • – 紫外吸收检测器，溶剂的紫外截止波长。 折光率检测器，折光率差别大。 基线。痕量杂质将使截止波长值增加50～I00nm，“伪峰” 。 不与样品发生反应。 压力。粘度过低易形成气泡。
功能团的引入方法
Si OH ROH Si OR Si O Si O Si R 水解，早期 C18H37 C18H37
<70℃，pH2～8， 应用较广。
Si Cl
Si NHCH2CH2NH2
键合固定相的选择
样品种类 低极性 溶于烃 中等极性 溶于醇 键合基团 -C18 流动相 甲醇-水 乙腈-水 乙腈-THF 乙腈、正己烷 氯仿 异丙醇 甲醇、水 乙腈 甲醇、乙腈、 水、缓冲液 水、甲醇、乙 腈 水、缓冲液 缓冲液 色谱类型 反相 实例 多环芳烃、甘油三酯、类脂、 脂溶性维生素、甾族、氢醌 脂溶性维生素、甾族、芳香 醇、胺、类脂、含氯农药、 苯二甲酸 甾族、醇溶天然产物、维生 素、芳香酸、黄嘌呤 水溶维生素、胺、芳醇、抗 菌素、止痛药 酸、磺酸燃料。儿茶酚胺 阳离子、氨基酸 核苷酸、糖、阴离子、有机 酸
② 分离柱
交换容量低 柱效高 细颗粒填料 高压输液泵
记录仪
③ 抑制柱
本底电导抑制
抑制柱：高容量离子交换剂。 MCl HCl ↓ 分离对象 洗脱液 抑制树脂 R+-OH阴离子 NaOH 磺酸型
-HO-R+
阳离子
泵
HCl
季铵盐型
MOH H2 O ↓
OH-再生液 连续抑制装置图
R+－OH＋H+Cl- →R+－Cl- + H2O 消除流动相本底电导 R+一OH＋M+Cl- →R+－Cl- + M+OHOH-淌度为Cl-的2.6倍
非抑制型离子色谱
• 抑制型：
• 分离柱树脂交换容量0.01～0.05mmol/g
• 谱带展宽
• 抑制柱再生
• 非抑制型:
• 分离柱交换容量0.007～0.07mmol/g • 流动相：电导率极低溶液（1×10-4～5×10-4M苯甲 酸盐）。
离子色谱的应用
• 流动相：0.003mol· L-1 NaHCO3 / 0.0024 mol· L-1 Na2CO3，138 mL/hr。
4.2 HPLC仪器结构
色谱柱
数据记录/处理 检测器
高压泵
进样阀
W 流动相 废液或收集
一、高压输液系统
• HPLC最重要部件
– 储液罐+过滤器+高压输液泵+压力脉动阻尼器等
• •
高压输液泵：流量、压力平稳，可调范围宽。 恒流泵或恒压泵
– 恒压泵
• 保留时间重现性差。
– 恒流泵
• 机械注射泵+机械往复泵。 • 应用最多的是机械往复泵。
[A]r、[B]r：树脂相中洗脱剂离子A和样品B的浓度，
[A]、[B]：溶液中的浓度。
KB/A：选择性系数，B对于A型树脂亲和力的大小。
KB/A
• 电荷越多，水合离子半径越小，KB/A越大。
– 磺酸型：
• Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+ • Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Cd2+＞Cu2+，Zn2+＞Mg2+ – 季铵盐型： • ClO 4 - ＞ I - ＞ HS0 4 - ＞ SCN - ＞ NO 2 - ＞ Br - ＞ CN - ＞ Cl - ＞
八、制备型液相色谱
preparative liquid chromatography
• 20分钟七种离子（3～
50 ppm）。
五、离子对色谱
ion pair chromatography，IPC • 原理：溶质离子+对(反)离子→离子对化合物(疏水性)→
两相分配；
• 离子对形成机理； • 离子交换机理；
• 离子相互作用机理。
• 对离子： • 阴离子：烷基铵（如(H9C4)4N+、H33C16N+(H3C)3） • 阳离子：烷基磺酸基（如H13C6SO3Na）
正相~反相色谱
• 流动相和固定相的极性 – 正相色谱
• 极性：流动相(正己烷、氯仿) < 固定相 (硅胶或键 合CN、NH2、羟基) • 洗脱顺序：极性↑，tR↑
– 反相色谱
• 极性：流动相(水/甲醇/乙腈/缓冲液) > 固定相(C4、 C8、 C18、 C6H5)