第二節(jié)基本理論和條件選擇

第二節(jié)基本理論和條件選擇2023/2/4熱力學(xué)理論：塔板理論——平衡理論基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)理論：速率理論——Vander方程2023/2/4一、塔板理論一、塔板理論二、速率理論三、HPLC法中分離條件的選擇2023/2/4二、速率理論（與GC對(duì)比）

1.2023/2/42）渦流擴(kuò)散項(xiàng)及其影響2.討論：

1）流動(dòng)相流速對(duì)HPLC板高的影響（與GC對(duì)比）next2023/2/4圖示2023/2/43）傳質(zhì)阻抗項(xiàng)及其影響2023/2/4圖示2023/2/4三、HPLC法中分離條件的選擇1.固定相與裝柱方法的選擇：選粒徑小的、分布均勻的球形固定相（dp≤10μm）首選化學(xué)鍵合相，勻漿法裝柱2.流動(dòng)相及其流速的選擇：選粘度小、低流速的流動(dòng)相——甲醇，1ml/min

3.柱溫的選擇：

選室溫250C左右2023/2/4第三章

高效液相色譜分析法一、液-固吸附色譜liquid-solidadsorptionchromatograph二、液-液分配色譜liquid-liquidpartitionchromatograph三、離子對(duì)色譜ion-pair

chromatograph四、離子交換色譜Ion-exchangechromatograph五、離子色譜ionchromatograph六、排阻色譜size-exclusionchromatograph第三節(jié)

主要分離類型與原理highperformanceliquidchromatographbasicprincipleandmainseparatingtypes2023/2/4一、液-固吸附色譜

liquid-solidadsorption

chromatography

固定相：固體吸附劑為，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑；

流動(dòng)相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：組分在固定相吸附劑上的吸附與解吸；適用于分離相對(duì)分子質(zhì)量中等的油溶性試樣，對(duì)具有官能團(tuán)的化合物和異構(gòu)體有較高選擇性；

缺點(diǎn)：非線形等溫吸附常引起峰的拖尾；2023/2/4二、液-液分配色譜

liquid-liquidpartition

chromatography固定相與流動(dòng)相均為液體（互不相溶）；

基本原理：組分在固定相和流動(dòng)相上的分配；

流動(dòng)相：對(duì)于親水性固定液，采用疏水性流動(dòng)相，即流動(dòng)相的極性小于固定液的極性（正相

normalphase），反之，流動(dòng)相的極性大于固定液的極性（反相

reversephase）。正相與反相的出峰順序相反；

固定相：早期涂漬固定液，固定液流失，較少采用；

化學(xué)鍵合固定相：（將各種不同基團(tuán)通過化學(xué)反應(yīng)鍵合到硅膠（擔(dān)體）表面的游離羥基上。C-18柱（反相柱）。2023/2/4三、離子對(duì)色譜

ionpairchromatography

原理：將一種（或多種）與溶質(zhì)離子電荷相反的離子（對(duì)離子或反離子）加到流動(dòng)相中使其與溶質(zhì)離子結(jié)合形成疏水性離子對(duì)化合物，使其能夠在兩相之間進(jìn)行分配；

陰離子分離：常采用烷基銨類，如氫氧化四丁基銨或氫氧化十六烷基三甲銨作為對(duì)離子；

陽離子分離：常采用烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉作為對(duì)離子；

反相離子對(duì)色譜：非極性的疏水固定相(C-18柱)，含有對(duì)離子Y+的甲醇-水或乙腈-水作為流動(dòng)相，試樣離子X-進(jìn)入流動(dòng)相后，生成疏水性離子對(duì)Y+

X-后；在兩相間分配。2023/2/4四、離子交換色譜

ion-exchange

chromatography

固定相：陰離子離子交換樹脂或陽離子離子交換樹脂；

流動(dòng)相：陰離子離子交換樹脂作固定相，采用酸性水溶液；陽離子離子交換樹脂作固定相，采用堿性水溶液；

基本原理：組分在固定相上發(fā)生的反復(fù)離子交換反應(yīng)；組分與離子交換劑之間親和力的大小與離子半徑、電荷、存在形式等有關(guān)。親和力大，保留時(shí)間長；陽離子交換：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

陰離子交換：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-

應(yīng)用：離子及可離解的化合物，氨基酸、核酸等。2023/2/4五、離子色譜

ionchromatography

離子色譜是在20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的一中技術(shù)，其與離子交換色譜的區(qū)別是其采用了特制的、具有極低交換容量的離子交換樹脂作為柱填料，并采用淋洗液抑制技術(shù)和電導(dǎo)檢測(cè)器，是測(cè)定混合陰離子的有效方法。2023/2/4離子色譜儀2023/2/4離子色譜法原理

principleofIC(IonChromatography,簡(jiǎn)稱IC)以無機(jī)、特別是無機(jī)陰離子混合物為主要分析對(duì)象,在七十年代出現(xiàn)、八十年代迅速發(fā)展。

傳統(tǒng)離子交換色譜存在著兩個(gè)難于解決的問題：(1)需要高濃度淋洗液洗脫且洗脫時(shí)間很長；(2)洗脫后的組分缺乏靈敏、快速的在線檢測(cè)方法。2023/2/4離子色譜法原理離子交換原理，與傳統(tǒng)離子交換的不同點(diǎn)：采用交換容量非常低的特制離子交換樹脂為固定相；細(xì)顆粒柱填料，高柱效；采用高壓輸液泵；低濃度淋洗液或本底電導(dǎo)抑制（在分離柱后，采用抑制柱來消除淋洗液的高本底電導(dǎo)）；可采用電導(dǎo)檢測(cè)器，快速分離分析微量無機(jī)離子混合物；各種抑制裝置及無抑制方法的出現(xiàn)，發(fā)展迅速。2023/2/4離子色譜具有以下優(yōu)點(diǎn)（1）分析速度快

可在數(shù)分鐘內(nèi)完成一個(gè)試樣的分析；（2）分離能力高

在適宜的條件下，可使常見的各種陰離子混合物分離；例：使用雙柱法，在十幾分鐘內(nèi)，可使七種陰離子完全分離。（3）分離混合陰離子的最有效方法（4）耐腐蝕，儀器流路采用全塑件，玻璃柱2023/2/4離子色譜連續(xù)抑制裝置圖2023/2/4六、排阻色譜色譜

size-exclusionchromatography

固定相：凝膠(具有一定大小孔隙分布)；

原理：按分子大小分離。小分子可以擴(kuò)散到凝膠空隙，由其中通過，出峰最慢；中等分子只能通過部分凝膠空隙，中速通過；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶劑分子小，故在最后出峰。全部在死體積前出峰；可對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在100-105范圍內(nèi)的化合物按質(zhì)量分離2023/2/4分離類型選擇

choiceofseparationtypes2023/2/4第三章

液相色譜分析法一、液相色譜固定相stationaryphaseofHPLC二、液相色譜流動(dòng)相

mobilephaseofHPLC第四、五節(jié)

液相色譜的固定相與流動(dòng)相highperformanceliquidchromatographstationaryphaseandmobilephaseofHPLC2023/2/4一、液相色譜固定相

stationaryphasesofLC

1.液-液分配及離子對(duì)分離固定相（1）全多孔型擔(dān)體

由氧化硅、氧化鋁、硅藻土等制成的多孔球體；早期采用100μm的大顆粒，表面涂漬固定液，性能不佳已不多見；現(xiàn)采用10μm以下的小顆粒，化學(xué)鍵合制備柱填料；（2）表面多孔型擔(dān)體（薄殼型微珠擔(dān)體）

30～40μm的玻璃微球，表面附著一層厚度為1～2μm的多孔硅膠。表面積小，柱容量底；2023/2/4（3）化學(xué)鍵合固定相化學(xué)鍵合固定相:目前應(yīng)用最廣、性能最佳的固定相；

a.硅氧碳鍵型：≡Si—O—C

b.硅氧硅碳鍵型：≡Si—O—Si

—

C

穩(wěn)定，耐水、耐光、耐有機(jī)溶劑，應(yīng)用最廣；

c.硅碳鍵型：≡Si—C

d.硅氮鍵型：≡Si—N2023/2/4化學(xué)鍵合固定相的特點(diǎn)（1）傳質(zhì)快，表面無深凹陷，比一般液體固定相傳質(zhì)快；（2）壽命長，化學(xué)鍵合，無固定液流失，耐流動(dòng)相沖擊；耐水、耐光、耐有機(jī)溶劑，穩(wěn)定；（4）選擇性好，可鍵合不同官能團(tuán)，提高選擇性；（5）有利于梯度洗脫；存在著雙重分離機(jī)制：(鍵合基團(tuán)的覆蓋率決定分離機(jī)理)高覆蓋率：分配為主；低覆蓋率：吸附為主；

2023/2/42.液-固吸附分離固定相

種類：硅膠、氧化鋁、分子篩、聚酰胺等；結(jié)構(gòu)類型：全多孔型和薄殼型；粒度：5～10μm；

2023/2/43.離子交換色譜分離固定相

結(jié)構(gòu)類別：（1）薄殼型離子交換樹脂薄殼玻璃珠為擔(dān)體，表面涂約1%的離子交換樹脂；（2）離子交換鍵合固定相薄殼鍵合型；微粒硅膠鍵合型（鍵合離子交換基團(tuán)）

樹脂類別：（1）陽離子交換樹脂（強(qiáng)酸性、弱酸性）（2）陰離子交換樹脂（強(qiáng)堿性、弱堿性）2023/2/44.空間排阻分離固定相（1）軟質(zhì)凝膠葡聚糖凝膠、瓊脂凝膠等。多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；水為流動(dòng)相。適用于常壓排阻分離。（2）半硬質(zhì)凝膠苯乙烯-二乙烯基苯交聯(lián)共聚物，有機(jī)凝膠；非極性有機(jī)溶劑為流動(dòng)相，不能用丙酮、乙醇等極性溶劑（3）硬質(zhì)凝膠多孔硅膠、多孔玻珠等；化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大，流動(dòng)相性質(zhì)影響小，可在較高流速下使用。可控孔徑玻璃微球，具有恒定孔徑和窄粒度分布。2023/2/4二、液相色譜的流動(dòng)相

mobilephasesofLC1.流動(dòng)相特性

（1）液相色譜的流動(dòng)相又稱為：淋洗液，洗脫劑。流動(dòng)相組成改變，極性改變，可顯著改變組分分離狀況；（2）親水性固定液常采用疏水性流動(dòng)相，即流動(dòng)相的極性小于固定相的極性，稱為正相液液色譜法，極性柱也稱正相柱。（3）若流動(dòng)相的極性大于固定液的極性，則稱為反相液液色譜，非極性柱也稱為反相柱。組分在兩種類型分離柱上的出峰順序相反。2023/2/42.流動(dòng)相類別

按流動(dòng)相組成分：?jiǎn)谓M分和多組分；

按極性分：極性、弱極性、非極性；

按使用方式分：固定組成淋洗和梯度淋洗。

常用溶劑：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、甲醇、乙腈、水。采用二元或多元組合溶劑作為流動(dòng)相可以靈活調(diào)節(jié)流動(dòng)相的極性或增加選擇性，以改進(jìn)分離或調(diào)整出峰時(shí)間。2023/2/43.流動(dòng)相選擇

在選擇溶劑時(shí)，溶劑的極性是選擇的重要依據(jù)。采用正相液-液分配分離時(shí)：首先選擇中等極性溶劑，若組分的保留時(shí)間太短，降低溶劑極性，反之增加。也可在低極性溶劑中，逐漸增加其中的極性溶劑，使保留時(shí)間縮短。

常用溶劑的極性順序：水(最大)>甲酰胺>乙腈>甲醇>乙醇>丙醇>丙酮>二氧六環(huán)>四氫呋喃>甲乙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>異丙醚>二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>環(huán)己烷>己烷>煤油(最小)2023/2/44.選擇流動(dòng)相時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題（1）盡量使用高純度試劑作流動(dòng)相，防止微量雜質(zhì)長期累積損壞色譜柱和使檢測(cè)器噪聲增加。（2）避免流動(dòng)相與固定相發(fā)生作用而使柱效下降或損壞柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶劑破壞氧化鋁固定相等。（3）試樣在流動(dòng)相中應(yīng)有適宜的溶解度，防止產(chǎn)生沉淀并在柱中沉積。（4）流動(dòng)相同時(shí)還應(yīng)滿足檢測(cè)器的要求。當(dāng)使用紫外檢測(cè)器時(shí)，流動(dòng)相不應(yīng)有紫外吸收。2023/2/41.分析相對(duì)分子質(zhì)量大于2000的樣品,一般采用的方法是（A）

A.空間排阻色譜法

B.毛細(xì)管柱氣相色譜法

C.填充柱氣相色譜法

D.離子交換色譜法2.正相液-液色譜適于分離（C）

A.低沸點(diǎn)液體

B.非極性化合物

C.極性化合物

D.高分子化合物2023/2/43.在液相色譜中,范氏方程中的哪一項(xiàng)對(duì)柱效能的影響可以忽略不計(jì)（B）

A.渦流擴(kuò)散項(xiàng)

B.分子擴(kuò)散項(xiàng)

C.固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng)

D.流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力4.在液相色譜中,某組分的保留值大小實(shí)際反映了哪些部分的分子間作用力（C）A.組分與流動(dòng)相

B.組分與固定相

C.組分與流動(dòng)相和固定相

D.組分與組分2023/2/45.用液相色譜法分離長鏈飽和烷烴的混合物,應(yīng)采用下述哪一種檢測(cè)器（B）

A.紫外吸收檢測(cè)器

B.示差折光檢測(cè)器

C.熒光檢測(cè)器

D.電化學(xué)檢測(cè)器6.液－液色譜法中的反相液相色譜法，其固定相、流動(dòng)相和分離化合物的性質(zhì)分別為（A）

A.非極性、極性和非極性

B極性、非極性和非極性

C.極性、非極性和極性

D.非極性、極性和離子化合物2023/2/47.在液相色譜中，梯度洗脫最宜于分離（D）

A.幾何異構(gòu)體

B.沸點(diǎn)相近，官能團(tuán)相同的試樣

C.沸點(diǎn)相差大的試樣

D.分配比變化范圍寬的試樣8.在液相色譜中，用紫外吸收檢測(cè)器時(shí)，選用下列哪種溶劑作了典型最合適（A）

A.在波長190nm以下有吸收峰

B.