环境仪器分析 第七章 高效液相色谱法

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第七章

高效液相色谱法

High Pressure Liquid Chromatography

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第一节

概述

高效液相色谱法：以气相色谱为基础，在经典液相 色谱实验和技术基础上建立的一种液相色谱法

一、HPLC与经典LC区别 二、HPLC与GC差别

三、高效液相色谱的特点四、高效液相色谱的局限性

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一、HPLC与经典LC区别

主要区别：固定相差别，输液设备和检测手段柱内径1~3cm,固定相粒径>100μm 且不均匀 常压输送流动相 柱效低(H↑,n↓) 分析周期长 无法在线检测

1.经典LC:仅做为一种分离手段

2.HPLC:分离和分析柱内径2~6mm,固定相粒径<10μm(球形，匀浆装柱) 高压输送流动相 柱效高(H↓,n↑) 分析时间大大缩短 可以在线检测

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二、HPLC与GC差别

相同：兼具分离和分析功能，均可以在线检测 主要差别：分析对象的差别和流动相的差别

1.分析对象 GC:在操作温度下能气化、热稳定性好、且沸点 较低的样品， 高沸点、挥发性差、热稳定性差、 离子型及高聚物的样品不可检测 占有机物的20% HPLC:溶解后能制成溶液的样品， 不受样品挥发性和热稳定性的限制 分子量大、难气化、不易挥发、热稳定性 差及高聚物和离子型样品均可检测 用途广泛，占有机物的70~80%

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2.流动相差别 GC:流动相为惰性气体 组分与流动相无亲合作用力，只与固定相作用 HPLC:流动相为液体 流动相与组分间有亲合作用力，为提高柱的选择性、 改善分离度增加了因素，对分离起很大作用 流动相种类较多，选择余地广 流动相极性和pH值的选择也对分离起到重要作用 选用不同比例的两种或两种以上液体作为流动相 可以增大分离选择性 3.操作条件差别 GC:加温操作 HPLC:室温；高压(液体粘度大，峰展宽小)

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三、HPLC的特点“三高” “一快” “一广”高柱效——n=104片/米，柱效高(远高于一般LC) 高灵敏度 高选择性 分析速度快 应用范围广泛(可分析80%有机化合物)

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四、高效液相色谱的应用方位和局限性1、应用范围 高效液相色谱适用于分析高沸点不易挥发 的、受热不稳定易分解的、相对分子质量大 的、不同极性的有机化合物；生物活性物质 和多种天然产物；合成的和天然的高分子化 合物等，包括石油化工产品、食品、合成药 物、生物化工产品及环境污染物等，约占全 部有机化合物的80%。其余20%有机化合物， 包括永久性气体、易挥发低沸点及中等相对 分子质量的化合物，只能用气相色谱法。

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2、局限性 1)使用多种流动相 成本高于GC,且易引起环境污染 梯度洗脱比气象中的程序升温操作复杂 2)缺少通用检测器 3)不能完成组成复杂具有多

种沸程的石油 产品的分析(毛细管气象色谱法分析) 4)也不能替代中低压色谱法

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第二节 高效液相色谱的分离原理与分类一、液相色谱分离原理固定相：吸附剂、化学键和固定相、离子交换 树脂或多孔凝胶 流动相：各种溶剂 被分离的混合物由流动相液体推动进入色谱柱。 根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配 系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分 离。色谱分离的实质是样品分子(溶质)与溶剂 (流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用，作 用力大小决定色谱过程的保留行为。

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不同组分在两相间的吸附、分配、离子交 换、亲和力或分子尺寸等性质存在微小差 别，经过连续多次在两相间的质量交换， 这种性质微小差别被叠加、放大，最终得 到分离。 不同组分性质上的微小差别是色谱分离的 根本---必要条件 在两相间进行了上千次甚至上百万次的质 量交换，是色谱分离的充分条件

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二、高效液相色谱的分类 1. 液固色谱(LSC)通常也称吸附色谱法。 分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同。 依靠流动相溶剂分子与溶剂分子竞争固定相活性 位置，从而是溶质从色谱柱上洗脱下来。 与硅胶表面活性位置结合力强的溶剂洗脱溶质分 子的能力强，称强溶剂。 常用吸附剂：硅胶或氧化铝，5~10um 适用于相对分子质量200~1000的组分 大多数属于非离子型化合物

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2.固定相：与LC比，固定相粒径不同(<10μm)(1)硅胶 表孔硅胶(薄壳硅胶)全多孔硅胶 无定形 YWG 5~6μm 5×104 球形 YQG 3~4μm 8×108 堆积硅珠 YQG 3~4 μm 8×108 理想 原理：吸附 特点：峰易拖尾 适用：分离极性化合物

(2)高分子多孔小球：YSG原理：吸附+分配 蒹小孔凝胶作用 特点：柱选择性好，峰形好，柱效低 适用：分离弱极性化合物

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3.流动相：底剂(烷烃)+ 有机极性调节剂 例： 正己烷或庚烷 + 氯仿- - 4.影响k的因素：与固定相性质和流动相性质有关 溶质分子极性↑,洗脱能力↓,k↑,tR↑ 溶剂系统极性↑,洗脱能力↑,k↓, tR↓ 注：调节溶剂极性，可以控制组分的保留时间 5.出柱顺序：强极性组分后出柱，弱极性组分先出柱 对具有不同官能团的化合物和异构体有较高的选择 性 对同系物(即分子量大小)的选择性分离弱。 常用于分离同分异构体，可用于脂溶性化合物的分 析，如磷脂、甾体化合物、脂溶性维生素

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2. 液液色谱法(LLC) 其流动相和固定相都是液体，固定相是通过化学

键合的方式固定在基质(惰性载体)上的。 分离原理：根据各组分在固定相与流动相中的相 对溶解度

(分配系数)的差异进行分离，分离过 程是一个分配平衡过程。 理论上说，流动相与固定相之间应互不相溶