高效液相色谱HPLC
高效液相色谱法
2．高效液相色谱法与气相色谱法的比较
（l）气相色谱法：分析对象仅占有机物总数的20％。 高效液相色谱法：分离和分析占有机物总数近80％的那些 高沸点、热稳定性差、离子型化合物及摩尔质量大的物质。
（2）气相色谱：流动相与组分不产生相互作用力，仅起运 载作用。 高效液相色谱法：流动相对组分可产生一定亲和力，并参与 固定相对组分作用的剧烈竞争，流动相对分离起很大作用， 相当于增加了一个控制和改进分离条件的参数；
高压输液泵应符合下列要求：密封性好，输出 流量恒定，压力平稳，可调范围宽，便于迅速 更换溶剂及耐腐蚀。
高压输液泵
常用的输液泵分为恒流泵和恒压泵两种。 恒流泵特点是在一定操作条件下，输出流量保持恒定而与色谱 柱引起阻力变化无关； 恒压泵是指能保持输出压力恒定，但其流量则随色谱系统阻力 而变化，故保留时间的重视性差。 目前主要使用恒流泵，又称机械泵，它又分机械注射泵和机械 往复泵两种，应用最多的是机械往复泵。
（四）检测系统
两种基本类型的检测器： 溶质型检测器：它仅对被分离组分的物理或化学特性有响应， 属于这类检测器的有紫外、荧光、安培检测器等。 总体检测器：它对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应， 属于这类检测器的有示差折光，电导检测器等。 （l）紫外检测器 （2）荧光检测器 （3）示差折光率检测器 （4）电化学检测器
高效液相色谱法
High Performance Liquid Chromatography，HPLC
§1
概 述
Introduction
一、高效液相色谱法概述
高效液相色谱法（HPLC）吸取了气相色谱与经典液相色谱优 点，并用现代化手段加以改进。
引入了气相色谱的理论;
在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器; 具备速度快、效率高、灵敏度高、操作自动化的特点;
hplc高效液相色谱
hplc高效液相色谱HPLC高效液相色谱简介高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），也被称为液相色谱法（Liquid Chromatography），是一种广泛应用于药物分析、环境监测、食品检测等领域的分离技术。
HPLC色谱技术通过物质在液体流动相和固定相之间的相互作用，实现对分子化合物的分离、检测和定量。
相对于传统的柱层析技术，HPLC具有分离效率高、分析灵敏度高、分析速度快等特点，被广泛应用于科学研究和工业生产。
HPLC的基本原理HPLC色谱技术是建立在分配系数理论的基础上。
它通过固定填料上溶解物质与流动相中溶解物质之间的分配与再分配，实现目标化合物在固定相中的分离。
HPLC色谱法的基本步骤包括：样品制备、装柱、选择流动相、进样、洗脱分离、检测及数据处理等。
HPLC的主要组成部分HPLC主要由一系列组成部分组成，包括：溶剂输送系统、无菌进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统等。
其中，溶剂输送系统用于控制流动相的输送速率和压力，确保流动相以一定速率通过色谱柱；无菌进样器用来将样品进样并转送到色谱柱中；色谱柱是分离目标化合物的关键组成部分，根据所分离物质的化学性质和目标要求选择合适的色谱柱；检测器用来检测溶质的浓度，并将信号转换为电信号输出；数据处理系统用来处理和分析检测到的信号，得出结果。
HPLC的种类和应用领域根据不同的分离机制和柱填料，HPLC可以分为很多不同的类型，包括：反相色谱、离子交换色谱、分子筛色谱等。
反相色谱是最常用的一种HPLC技术，其应用领域非常广泛。
例如，在药物研究领域，HPLC被广泛应用于药物分析、药代动力学研究、质量控制等方面。
在环境监测领域，HPLC被用来检测土壤和水体中的有机污染物、重金属和农药等化学物质。
在食品安全检测领域，HPLC被用来检测食品中的添加剂、农药残留和重金属等有害物质。
HPLC的发展和进展自HPLC技术在20世纪60年代首次提出以来，随着科学技术的不断发展，HPLC技术也在不断进步和改进。
高效液相色谱法 HPLC
1）硅胶： <>无定型硅胶 最早使用，传质慢、柱效低 <>薄壳型硅胶 直径为30~40μm的玻璃珠表面涂布一层1~2μm 厚的硅胶微粒，孔径均一、渗透性好、传质 快，但柱容量有限。 <>全多孔球型硅胶 粒度一般为5~10μm，颗粒和孔径的均一性都比 前两种好，柱容量大，为当今液固色谱固定相 的主体，也是键合固定相的主要基质。
2．进样系统 a 隔膜进样（高分子有机硅胶垫→进样室） >GC系统压力较小，可以 >HPLC系统压力太大，须停泵进样（早期） b 阀进样：不必停泵，六通阀
3．分离系统-色谱柱 >直径4~6mm,柱长10~30cm,多为不锈钢材料 >柱效评价：色谱系统适应性试验 R，n，fs（拖尾因子） >色谱柱维护 >预柱和预饱和柱
（二）反相键合相固定相
1．分离机制：疏溶剂理论 正相——流动相与溶质排斥力强， 作用时间↑， k↑，组分tR↑ 反相——流动相与溶质排斥力弱， 作用时间↓， k↓，组分tR↓
二、HPLC与GC差别
1．分析对象的区别 GC：
适于能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品； 但对高沸点、挥发性差、热稳定性差、离子型 及高聚物的样品，尤其对大多数生化样品不可 检测。(占有机物的20%)
HPLC： 适于溶解后能制成溶液的样品（包括有机介质溶 液），不受样品挥发性和热稳定性的限制，对分 子量大、难气化、热稳定性差的生化样品及高分 子和离子型样品均可检测用途广泛。（占有机物 的80%）
高效液相色谱-HPLCppt课件.ppt
色谱法的分类
按固定相的形态分:
平面色谱 o 纸色谱
o 薄层色谱
柱色谱
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
色谱法的分类示意图
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▪ 高压梯度洗脱（高压混合，高压进柱，2个 泵。）
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▪安捷伦泵：小视频 ▪色谱学堂：泵
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色谱法原理及分类
什么是色谱法 色谱法溯源 Tswett（茨维特)的实验 色谱法原理 色谱法的分类
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什么是色谱法
色谱法是一种现代的分离分析方法 1906年正式命名(见诸文献) 20世纪30年代开始广泛研究和应用 高效液相色谱法的广泛应用始于20世纪70年代
1. 紫外—可见光度检测器：
①固定波长：254nm ， 低压汞 灯。
② 可 调 波 长 ： 190 ～ 800mm ， 钨灯，氘灯。
UV
③光电二极管矩阵检测器： 190～700nm。
接色谱柱 石英窗 光电倍增管
废液
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hplc高效液相色谱法
HPLC高效液相色谱法简介高效液相色谱法（HPLC）是一种利用液体作为流动相，通过高压输液系统，将样品中的各组分在固定相和流动相之间进行分配或吸附等作用而实现分离和检测的色谱技术。
HPLC具有分离效率高、灵敏度高、选择性强、分析速度快、样品适用范围广等优点，已成为化学、生物、医药、环境等领域中最重要的分析方法之一。
本文将简要介绍HPLC的基本原理、仪器组成、常用的色谱模式和应用领域，以期对HPLC感兴趣的读者有所帮助。
一、HPLC的基本原理HPLC的基本原理是利用样品中的各组分在固定相和流动相之间的不同亲和力，使其在色谱柱内以不同的速度移动，从而达到分离的目的。
固定相是填充在色谱柱内的颗粒状物质，可以是固体或涂于固体载体上的液体。
流动相是通过高压泵送入色谱柱的溶剂或溶剂混合物，可以是极性或非极性的。
样品是通过进样器注入流动相中，并随流动相进入色谱柱。
当样品中的各组分经过固定相时，会发生吸附、分配、离子交换、排阻等作用，导致它们在固定相中停留不同的时间。
这个时间称为保留时间（retention time），通常用tR表示。
保留时间是反映样品组分在色谱柱内分离程度的重要参数，不同的组分有不同的保留时间。
当样品组分从色谱柱出口流出时，会被检测器检测到，并产生一个信号。
这个信号随时间变化而变化，形成一个色谱峰（chromatographic peak）。
色谱峰的位置反映了样品组分的保留时间，色谱峰的面积或高度反映了样品组分的含量或浓度。
将检测器信号随时间变化而绘制出来，就得到了一条色谱图（chromatogram）。
色谱图上可以看到不同的色谱峰，每个峰对应一个样品组分。
通过比较保留时间和色谱峰面积或高度，就可以对样品进行定性和定量分析。
二、HPLC仪器组成HPLC仪器主要由以下几个部分组成：溶剂供给系统（solvent delivery system）：负责提供恒定压力和流速的流动相，并将溶剂混合成所需比例。
液相色谱仪、高效液相色谱仪、超高效液相色谱仪的关系
液相色谱仪、高效液相色谱仪、超高效液相色谱仪的关系液相色谱仪、高效液相色谱仪和超高效液相色谱仪之间的关系如下：
1. 高效液相色谱仪（HPLC）是一种将固相和液相结合运用的液相色谱技术。
其基本原理是将试样通过一根固定相注射器注入高压泵，再通过一定的流路进入色谱柱中，由于流动相对固相有较大的亲和力，所以运行过程中，固相和液相间的交换反应将会发生在色谱柱内，这对分离有很大帮助。
高效液相色谱技术主要应用在生化、制药、食品质量检测和环境检测等领域。
2. 超高效液相色谱仪（UPLC）则是在HPLC技术基础上发展而来的一种新型的液相色谱技术。
它在分离效率、分离速度、峰形对称性、响应灵敏度等方面较HPLC 有很大的提升，能够更快地完成复杂样品的分离和检测。
UPLC在制药、食品质量检测和环境检测等领域也有着广泛的应用。
综上所述，超高效液相色谱仪是液相色谱仪的一种，而高效液相色谱仪又是超高效液相色谱仪的一种特殊形式。
高效液相色谱的简称
高效液相色谱的简称为HPLC，全称为High Performance Liquid Chromatography。
它是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、制药、环境科学、食品安全等领域。
HPLC利用液体作为流动相，在固定填充物（如柱填充剂）中进行分离。
样品溶液被注入进HPLC系统，经过柱子后，各组分根据其在填充物上的亲和性差异而被分离。
通过控制流动相的性质和梯度，可以实现对样品中不同组分的分离和定量。
HPLC具有以下特点：
1. 高效：HPLC能够在短时间内完成复杂样品的分离和分析，提高实验效率。
2. 灵敏度高：HPLC可以检测到很低浓度的物质，通常可达到ppm或ppb级别。
3. 选择性强：HPLC可以通过调整流动相的成分和条件来实现对不同化合物的选择性分离。
4. 应用广泛：HPLC可以用于分析各种样品，包括有机物、无机物、生物大分子等。
5. 自动化程度高：现代HPLC系统具有自动进样、自动分离和自动检测等功能，减少了人工操作的影响。
因为HPLC在科学研究和实验室分析中具有重要地位和广泛应用，所以被称为高效液相色谱。
1。
20-高效液相色谱
5. 离子色谱
其分离原理与离子交换色谱原理一样， 电导检测器检测。 问题：由于流动相都是强电解质，其电导率比 待测离子约高 2 个数量级，这种强背景电导会完
全掩盖待测离子信号。
1975年Small提出，在离子交换柱之后，再串结一根
抑制柱。该柱装填与分离柱电荷完全相反的离子交 换树脂。通过分离柱后的样品再经过抑制柱，使具 有高背景电导的流动相转变为低背景电导的流动相， 从而可用电导检测器检测各种离子的含量。
在反相色谱法中，通过调节流动相的pH，抑制样品组 分的解离，增加它在固定相中的溶解度，以达到分离 有机弱酸、弱碱的目的，称为离子抑制色谱法（ISC）
（1）适用范围 弱酸 3.0≤pKa≤ 7.0 弱碱 7.0≤pKa≤ 8.0
（2）抑制剂 弱酸（乙酸）、弱碱（氨水）或缓冲盐 （3）影响k的因素 a．与流动相的极性有关（同反相色谱） b．与流动相pH有关：弱酸 pH≤pKa k↑， tR↑ 弱碱 反之
由苯乙烯与二乙烯苯交联而成
21
20.4.2 化学键合相
化学键合固定相: 目前应用最广、性能最佳的固定相； 一般的键合相用硅胶为载体： a. 硅氧碳键型： ≡Si—O—C b. 硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si — C (ODS）
1. 非极性键合相 键合相表面基团为非极性烃基， 如C18 、C8、 C1 和苯基等。一般用于反相色谱
33
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）使用前需要用微孔滤膜过滤，除去固体颗粒。
（3）流动相使用前最好脱气。
34
20.6 高效液相色谱仪
35
记录系统
输液系统
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20.2.4.高效液相色谱柱
色谱柱是液相色谱的心脏部件，它包括柱管与固定 相两部分。柱管材料有玻璃、不锈钢、铝、铜及内衬光 滑的聚合材料的其他金属。玻璃管耐压有限，故金属管 用得较多。一般色谱柱长5～30cm，内径为4～5mm，凝 胶色谱柱内径3～12mm，制备往内径较大，可达25mm 以 上。一般在分离前备有一个前置柱，前置柱内填充物和 分离柱完全一样，这样可使淋洗溶剂由于经过前置柱为 其中的固定相饱和，使它在流过分离柱时不再洗脱其中 固定相，保证分离的性能不受影响。
需要指出的是每种色谱方法通常存在一种起支配作 用的主要保留机理，但可能还存在次要的其他机理。
根据固定相和液体流动相相对极性 的差别，有正相色谱和反相色谱两种色 谱体系或方法。
反相色谱和正相色谱主要区别是流 动相和固定相的相对极性，最初形成于 液液分配色谱，现已广泛应用于其他各 种色谱方法。
高效液相色谱HPLC
高效液相色谱HPLC
HPLC示意图
20.2. 高效液相色谱仪
高效液相色谱HPLC
20.2.1.流动相贮器和溶剂处理系统
现代高效液相色谱仪配备一或多个流动相储液器， 一般为玻璃瓶。每个储瓶容积500~2000mL。储液瓶位 置要高于泵体，以保持一定的输液静压差，在泵启动 时易于让残留在溶剂和泵体中微量气体通过放空阀排 出。
储器常装有脱除溶剂中溶解的氧、氮等气体装置， 这些溶解气可能形成气泡引起谱带展宽，并干扰检测 器正常工作。溶剂脱气主要有两种方法，其一是搅拌 下真空或超声波脱气；另一种是通入氦或氮等惰性气 体带出溶解在溶剂中空气。储液器的溶剂导管入口处 装有过滤器，以进一步除去溶剂中灰尘或微粒残渣， 防止损坏泵、进样阀或堵塞色谱柱。
20.1.3.高效液相色谱法分类和正反相色谱体系
上述每种色谱类型均可进一步分为多个不同色谱方 法。这些方法可用于分析分离，也可用于制备分离，各 色谱方法在相关领域应用互相补充。
高效液相色谱HPLC
20.2. 高效液相色谱仪
现代高效液相色谱使用3~10μm柱填料，为达到 适用的流动相流速，高压泵需提供几十MPa或数百大 气压力的柱前压。因而HPLC仪器比其他类型的色谱仪 要复杂和昂贵。
高效液相色谱HPLC
20.2.5.液相色谱检测器
l. 光吸收检测器：紫外吸收检测器，光二极 管阵列检测器，红外吸收检测器 2. 荧光检测器 3. 示差折光率检测器 4. 蒸发光散射检测器 5. 电化学检测器
高效液相色谱HPLC
20.3.高效液相色谱固定相和流动相
20.3.1. 高效液相色谱固定相 高效液相色谱固定相以承受高压能力来分类，
操作条件 1. 流动相对分离选择性的影响 2. 柱外效应 3. 操作压力
适用范围广
高效液相色谱HPLC
20.1.3.高效液相色谱法分类和正反相色谱体系
1. 吸附色谱(adsorption Chromatography) 2. 分配色谱(partition Chromatography) 3. 离子交换色谱(ion-Exchange Chromatography) 4. 体积排阻色谱(size Exclusion Chromatography)
3.柱恒温器
对色谱柱严格控制温度可获得重现性更高保留 值和高效更液相好色谱分HPLC离色谱图。
Hale Waihona Puke 20.2.5.液相色谱检测器
在液相色谱中，有两种基本类型的检 测器。一类是溶质性检测器，它仅对被分 离组分的物理或化学特性有响应，属于这 类检测器的有紫外、荧光、电化学检测器 等。另一类是总体检测器，它对试样和洗 脱液总的物理或化学性质有响应，属于这 类检测器的有示差折光，电导检测器等。
高效液相色谱HPLC
20.2.2.高压泵系统
通用HPLC仪输液泵系统的基本要求是：提供(50500)×105Pa的柱前液压；输出无脉动恒定的液流；流 速范围0.1-10mL/min；流速控制精度0.5%或更好；系 统组件耐腐蚀(密封性良好的不锈钢或氟塑料)。高压 泵产生的液体高压没有爆炸危险，因为液体的压缩性 极小。最重要的是系统密封性能好。
薄壳型填料，柱效 仅每米1000~3000 塔板数
5~10μm球型和无定 型微粒硅胶，每米 5~6万理论塔板数
新型分离模式和 方法不断增加
高效液相色谱HPLC
高度均匀甚至单分 散1~3μm硅胶基质 球形填料，达15~30 万理论塔板/m。
20.1.2.高效液相色谱法的特点及与其他色谱法比较
基本特点 1. 高效、高速、高灵敏度、高选择性 2. 填料粒径和流动相性质影响色谱柱效 3．局限性
目前常使用的有三种类型的输液泵，即往复柱塞 泵、气动放大泵、螺旋注射泵，它们各有优、缺点。
往复柱塞泵
高效液相色谱HPLC
1.电机，2.往复凸轮，3.密封柱 塞，4.吸排液单向阀，5.溶剂入 口，6.脉动阻尼器,7.接色谱柱。
20.2.3.进样系统
进 样 阀
六口旋转进样阀示意图
高效液相色谱柱比气相色谱柱短得多（约 5～30cm），所以柱外展宽（又称柱外效应）较 突出。柱外展宽是指色谱柱外的因素所引起的 峰展宽，主要包括进样系统、连接管道及检测 器中存在死体积。柱外展宽可分柱前和柱后展 宽。进样系统是引起柱前展宽的主要因素，因 此高效液相色谱法中对进样技术要求较严。
可分为刚性固体和硬胶两大类。刚性固体以二氧化 硅为基质，可承受7.O×108～1.O×109Pa的高压，可 制成直径、形状、孔隙度不同的颗粒。如果在二氧 化硅表面键合各种官能团，就是键合固定相，可扩 大应用范围，它是目前最广泛使用的一种固定相。 硬胶主要用于离子交换和尺寸排阻色谱中，它由聚 苯乙烯与二乙烯苯基交联而成。可承受压力上限为 3.5×108Pa。固定相按孔隙深度分类，可分为表面 多孔型和全多孔型固定相两类。
高效液相色谱HPLC
20.2.4.高效液相色谱柱
1.色谱柱类型
按内径大小可大致分为常规分析柱、制备或半 制备柱、小内径或微径柱、毛细管柱四种类型。
2.保护柱
一般在分析柱前装上较短的保护柱，不仅可除 去溶剂中的颗粒杂质和污染物，而且可除去样品中 含有与固定相不可逆结合的组分，以保护较昂贵的 分析柱，延长使用寿命。
高效液相色谱法
(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)
高效液相色谱HPLC
20.1.1 高效液相色谱法的产生和发展
高压、高速的现代高效液相色谱仪于1967年面世， 导致高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography，HPLC)的产生。