仪器分析高效液相色谱课件.ppt
《仪器分析高效液相色谱课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《仪器分析高效液相色谱课件.ppt(64页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第10章 高效液相色谱10.1 概述10.2 HPLC 仪器 包括:高压输液装置;进样系统;分离系统;检测系统;辅助系统10.3 流动相和固定相简介10.4 高效液相色谱方法简述 分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、尺寸排阻色谱和亲和色谱,2023/1/16,2,10.1 概述 高效液相色谱(High performance liquid chromatography,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)亲和色谱 平板色谱(薄层色谱)等。,2023/1/16,3,早期液相色谱,包括Tsw
2、ett的工作,都是在直径15cm,长50500cm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150200m范围内。即使这样,流速仍然很低(1mL/min),分析时间仍然很长!解决分析时间及柱效问题的方法:加压:增加流速(真空或空气泵)时,分析时间减少,却柱塔板高度H也相应增加,柱效下降。H=A+B/u+Cu 解决分析时间及柱效问题的方法:减小填充物的粒径(310 m)!,2023/1/16,4,Martin 和Synge在1941年就提出高效相色谱的设想,但直到60年代,高效固定相以及高灵敏检测器的出现及发展,才彻底解决了分析时间及柱效的问题。这种色谱技术曾被称为:高速液
3、相色谱(High Speed Liquid Chromatography)高压液相色谱(High Pressure Liquid Chromatography)目前使用最多的名称为:高效液相色谱(High Performance Liauid Chromatography,HPLC),2023/1/16,5,1.高效液相色谱与经典液相色谱方法的比较 高速:HPLC采用高压输液设备,流速大大增加,分析速度极快,只需数分钟;而经典方法靠重力加料,完成一次分析需时数小时。高效:填充物颗粒极细且规则,固定相涂渍均匀、传质阻力小,因而柱效很高。可以在数分钟内完成数百种物质的分离。高灵敏度:检测器灵敏度极
4、高:UV10-9g,荧光检测器10-11g。,2023/1/16,6,2.HPLC与GC的比较分析对象及范围:GC:气体和低沸点的稳定化合物,占有机物20%;HPLC:高沸点、高分子量的稳定或不稳定化合物,占有机物80%。流动相的选择:GC:流动相为有限的几种“惰性”气体,只起运载作用,对组分作用小;HPLC:流动相为液体或各种液体的混合,除了起运载作用外,还可与组分作用,并与固 定相对组分的作用产生竞争。操作温度:GC 需高温;HPLC 通常在室温下进行。,2023/1/16,7,各种HPLC方法的应用范围及对象,2023/1/16,8,10.2 HPLC 仪器 高压输液装置;进样系统;分离
5、系统;检测系统;此外还配有梯度淋洗、自动进样、脱气装置和数据处理装置。,HPLC工作过程示意图,2023/1/16,9,2023/1/16,10,2023/1/16,11,2023/1/16,12,1.高压输液系统(150350105 Pa)1)贮液器:1-2L的玻璃瓶,配有溶剂过滤器(镍合金),其孔径约2m,可防止颗粒物进入泵内。2)脱气:超声波脱气或真空加热脱气。溶剂通过脱气器中的脱气膜,相对分子量小的气体透过膜从溶剂中除去。,2023/1/16,13,3)高压泵:输液泵的要求:密封性好、输液流量稳定无脉动、可调范围宽、耐腐蚀。输液泵种类:恒压型和恒流型。恒压泵(类似于风箱)采用适当的气动
6、装置,使高压惰性气体直接加压于流动相,输出无脉动的液流。常称为气动泵。这种泵简单价廉,但流速不如恒流泵精确稳定,故只适用于对流速精度要求不高的场合,或作为装填色谱柱用泵。,2023/1/16,14,恒流型 溶剂流量恒定,与柱填充情况无关,使用较多。有机械注射式和机械往复式两种。应用最多的是机械往复式恒流泵,适于梯度洗脱。每分钟往复25100次,因此脉动小。对流量变化敏感的检测器也会有噪声干扰,此时可连接一脉动阻尼器。,2023/1/16,15,4)梯度淋洗装置:在分离过程中逐渐改变流动相组成或极性,从而改变分配比k 值。一个泵:可采用低压混合设计(将两种或以上的溶剂按一定比例混合,再由高压泵输
7、出);两个或以上泵:调节各自的流量,在高压下混合。,2023/1/16,16,2.进样系统 与GC 相比,HPLC 柱要短得多,由于柱本身所产生的峰形展宽相对要小些。HPLC 的展宽因素:进样系统 连接管道 检测器的死体积,2023/1/16,17,进样装置包括两种:1)隔膜注射进样:微量注射器-装置简单、死体积小。但进样量小且重现性差。2)高压进样阀:常用的为六通阀-进样量可控制,进样准确,重复性好。,2023/1/16,18,进样前,进样中,进样后,六通阀示意图,2023/1/16,19,3.色谱柱1)色谱柱的要求:内壁光滑的优质不锈钢柱,柱接头的死体积小。柱长多为1030cm,内径为45
8、mm(制备色谱柱除外);,2023/1/16,20,2)填充:主要采用匀浆法。根据使用匀浆试剂的性质不同可分为:平衡密度法:使溶剂密度和填充颗粒密度相近,此时颗粒沉降速度趋于0。常用的匀浆试剂有四氯乙烯、四溴乙烷和二碘甲烷等;非平衡密度法:采用粘度较大的试剂,如CCl4,CH3OH,丙酮等。填充方法:填充时,按上述方法制作匀浆液,用流动相充满色谱柱及其延长管中,然后将匀浆液倒入匀浆填充器,在较高压力下迅速将其注入色谱柱内。要求填充速度快(防凝聚、沉降或结块)、且无空气进入(影响填充均匀性)。,2023/1/16,21,4.检测器 包括紫外吸收、荧光发射、示差折光和安培检测器等。,2023/1/
9、16,22,1)紫外检测器 其检测原理和UV-Vis方法一样。此时所采用的吸收池为微量吸收池,通常其光程为2-10mm,体积约为110 L。在选择测量波长时注意:溶剂必须能让所选择的光透过,即所选波长不能小于溶剂的最低使用波长。,2023/1/16,23,二极管阵列(PDA)检测器,2023/1/16,24,2023/1/16,25,Chromatograms of 3H-CYX(A)and CYX reference standard(B)scaned by DAD,Chromatograms of 3H-CYX(A)and CYX reference standard(B),吸收度,波长,
10、时间,2023/1/16,26,2023/1/16,27,4)安培检测器 由恒电位仪和薄层反应池(体积为15L)组成。该检测器是利用待测物流入反应池时在工作电极表面发生氧化或还原反应,两电极间就有电流通过,此电流大小与待测物浓度成正比。,采用安培检测器时,流动相必须含有电解质,且呈化学隋性。它最适于与反相色谱匹配。只能检测具有电活性的物质。,2023/1/16,28,5)电导检测器 主要用于离子色谱的检测。原理:基于待测物在一些介质中电离后所产生的电导(电阻的倒数)变化来测量电离物质的含量。主要部件是电导池。其响应受温度影响较大,将电导池置于恒温箱(当pH7时,该检测器不够灵敏)。其它检测器还
11、包括:MS、IR、Evaporative light scattering detector(光散射)、极谱等。,2023/1/16,29,10.3 HPLC 流动相和固定相简介一、流动相 与GC 流动相不同,HPLC 流动相为溶剂,它既有运载作用,又和固定相一样,参予对组分的竞争,因此溶剂的选择对分离十分重要。理想的溶剂应有下列特性:1)对待测物具一定极性和选择性;2)使用UV检测器时,溶剂截止波长要小于测量波长(为什么?);使用折光率检测器,溶剂的折光率要与待测物的折光率有较大差别;3)高纯度。否则基线不稳或产生杂峰,同时可使截止波长增加;4)化学稳定性好;5)适宜的粘度。粘度过高,柱压增
12、加;过低,产生气泡。,2023/1/16,30,二、固定相载体 由于各种HPLC 分离方法的流动相均为液体,因此,HPLC 通常是按照固定相载体或固定液的不同来分类的。1.按承受压力分刚性固体:二氧化硅为基质 耐压为7.01081.0109 Pa 主要用于吸附、分配和键合色谱;硬 胶:以聚合物为基质(苯乙烯与二乙烯苯交联而成)耐压上限为3.5 108 Pa 主要用于离子交换和尺寸排阻色谱。,2023/1/16,31,2.按孔隙深度分表面多孔型:以实心玻璃珠为基体,在基体表面覆盖一层多孔活性材料(如硅胶、氧化铝、离子交换剂、分子筛、聚酰胺等)。表面多孔型固定相的颗粒大(易装柱)、多孔层厚度小且孔
13、浅(渗透性好,出峰快);但交换容量小。适于常规分离分析。全多孔型:全部由硅胶或氧化铝微粒聚集而成,因颗粒极细,因而孔径小、传质快、柱效高。特别适于复杂混合物的分离。3.按分离原理分:分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、尺寸排阻色谱和亲和色谱等,2023/1/16,32,10.4 高效液相色谱方法各论一、分配色谱 原理:根据各待测物在互不相溶的两溶液中的溶解度不同,因而具有不同的分配系数。在色谱柱中,随着流动相的移动,这种分配平衡需进行多次,造成各待测物的迁移速率不同,从而实现分离的过程。,2023/1/16,33,2.流动相:为防止固定相的流失,流动相与固定液应尽量不互溶,或者说二者的极性相差越
14、大越好。流动相与固定相极性的差别程度液液色谱分为:正相分配色谱:流动相极性小于固定相极性,极性小的先流出,适于极性组分分离;反相分配色谱:流动相极性大于固定相极性,极性大的先流出,适于非极性组分分离。,2023/1/16,34,3.固定相:原则上,用于GC 的固定相也可用于HPLC 作固定相。但HPLC 固定液易流失,因此常用的只有几种-按极性由高到低为:,-氧二丙腈(ODPN)、聚乙二醇(PEM)、十八烷(C18)、角鲨烷(SQ)。涂渍方法的不同分为:机械涂渍型和化学键合型,后者应用更为广泛。,2023/1/16,35,1)机械涂渍固定相:将固定液通过机械混合的方法涂渍到表面多孔型(0.5-
15、1.5%涂布量)或全多孔型载体(5-10%涂布量)上形成的液液色谱固定相。最大的不足是:固定液易流失、分离稳定性及重现性差,不适合梯度淋洗。为减少固定液的流失,通常在柱前加一根很短的前置柱,该柱涂有与分析柱相同但有更高含量的固定液,使流动相进入分析柱之前,预先被固定液饱和。,2023/1/16,36,2)化学键合固定相:通过化学反应将有机分子键合在载体表面所形成。具有稳定、流失小、适于梯度淋洗等特点。分离机理:吸附和液液分配二者兼而有之。化学键合的表面覆盖度决定哪种机理起主要作用。,2023/1/16,37,通常,化学键合相的载体主要是硅胶(表面有硅醇基):Si-O-R:对热不稳定、遇水、乙醇
16、等强极性会水解,使酯链断裂,因 此只适于以不含水或醇的流动相。Si-R(或Si-N):不水解,热稳定性比硅酸脂好。但所用的格氏反应不方 便。使用水溶液作流动相时,其pH应在4-8之间。Si-O-Si-R:不水解,热稳定性好,在pH2-8范围内对水稳定。,2023/1/16,38,2023/1/16,39,正相色谱:低极性流动相C先流出,反相色谱:高极性流动相A先流出,中等极性流动相,中等极性流动相,时间,时间,时间,时间,正、反相色谱中极性和保留时间的关系,待测物极性:ABC,2023/1/16,40,2023/1/16,41,2023/1/16,42,二、离子交换色谱 此法是利用离子交换原理
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 仪器 分析 高效 色谱 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2135823.html