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液相色谱
阅读:302时间:2018-05-30 10:15:14

液相色谱是一类分离与分析技术,其特点是以液体作为流动相,固定相可以有多种形式,如纸、薄板和填充床等。在色谱技术发展的过程中.为了区分各种方法,根据固定相的形式产生了各自的命名,如纸色谱、薄层色谱和柱液相色谱。

简介

  液相色谱是一类分离与分析技术,其特点是以液体作为流动相,固定相可以有多种形式,如纸、薄板和填充床等。在色谱技术发展的过程中.为了区分各种方法,根据固定相的形式产生了各自的命名,如纸色谱、薄层色谱和柱液相色谱。
  经典液相色谱的流动相是依靠重力缓慢地流过色谱柱,因此固定相的粒度不可能太小(100μm~150μm左右)。分离后的样品是被分级收集后再进行分析的,使得经典液相色谱不仅分离效率低、分析速度慢,而且操作也比较复杂。直到20世纪60年代.发展出粒度小于10μm的高效固定相,并使用了高压输液泵和自动记录的检测器,克服了经典液相色谱的缺点,发展成高效液相色谱,也称为高压液相色谱。

类型

  液相色谱按其分离机理,可分为四种类型。
  吸附色谱法
  吸附色谱法的固定相为吸附剂,色谱的分离过程是在吸附剂表面进行的,不进入固定相的内部。与气相色谱不同,流动相(即溶剂)分子也与吸附剂表面发生吸附作用。在吸附剂表面,样品分子与流动相分子进行吸附竞争,因此流动相的选择对分离效果有很大的影响,一般可采用梯度淋洗法来提高色谱分离效率。
  在聚合物的分析中,吸附色谱一般用来分离添加剂,如偶氮染料、抗氧化剂、表面活性剂等,也可用于石油烃类的组成分析。
  分配色谱法
  这种色谱的流动相和固定相都是液体,样品分子在两个液相之间很快达到平衡分配,利用各组分在两相中分配系数的差异进行分离,类似于萃取过程。
  一般常用的固定液有β,β'-氧二丙腈(ODPN)、聚乙二醇(PEG400~4000)、三甲撑乙二醇(TMG)和角鲨烷(SQ)。采用与气相色谱(GC)同样的方法,将固定液涂渍在多孔的载体表面,但在使用中固定液易流失。目前,应用较多的是键合固定相。在这种固体相中,固定液不是涂在载体表面,而是通过化学反应在纯硅胶颗粒表面键合上某种有机基团。
  例如,利用氯代十八烷基硅烷与硅胶表面的羟基(-OH)之间的反应就可以形成一烷基化表面。这种固定液的优点是不易被流动相剥蚀。在分配色谱法中,流动相可为纯溶剂,也可以采用混合溶剂进行梯度淋洗,其极性应与固定液差别大一些,以避免两者之间相溶。通常可分为正相分配和反相分配。
  离子交换色谱
  离子交换色谱通常用离子交换树脂作为固定相。一般是样品离子与固定相离子进行可逆交换,由于各组分离子的交换能力不同,从而达到色谱的分离。
  离子交换色谱法是新发展起来的一项现代分析技术,已广泛用于氨基酸、蛋白质的分析,也适合于某些无机离子(NO3-、SO42-、Cl-等无机阴离子和Na+、Ca2+、Mg2+、K+等无机阳离子)的分离和分析,具有十分重要的作用。
  凝胶色谱法
  目前,凝胶色谱法既适用于水溶液的体系,又适用于有机溶剂的体系。当所用的洗脱剂为水溶液时,称为凝胶过滤色谱,其在生物界的应用比较多;采用有机溶剂为洗脱剂时,称为凝胶渗透色谱,在高分子领域应用较多。
  上述的四种不同类型的液相色谱.可以依据样品性质的不同,选择不同的方法。

液相色谱与气相色谱的比较

  液相色谱所用基本概念:保留值、塔板数、塔板高度、分离度、选择性等与气相色谱一致。液相色谱所用基本理论:塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致,但由于在气相色谱中以液体代替气相色谱中气体作为流动相,而液体和气体的性质不相同。此外,液相色谱所用的仪器设备和操作条件也与气相色谱不同,所以,液相色谱与气相色谱有一定的差别。
  主要有以下几方面:
  ①操作条件及应用范围不同
  对于气相色谱,是加温操作。仅能分析在操作温度下能汽化而不分解的物质,对高沸点化合物、非挥发性物质、热不稳定化合物、离子型化合物及高聚物的分离、分析较为困难,致使其应用受到一定程度的限制,据统计只有大约20%的机物能用气相色谱分析。而液相色谱是常温操作,不受样品挥发度和热稳定性的限制,它非常适合相对分子量较大,难汽化,不易挥发或对热敏感的物质、离子型化合物和高聚物的分离分析,大约占有机物的70%~80%。
  ②液相色谱能完成难度较高的分离工作
  a.气相色谱的流动相载气是色谱惰性的,基本不参与分配平衡过程,与样品分子无亲和作用,样品分子主要与固定相相互作用。而在液相色谱中流动相液体也与固定相争夺样品分子,为提高选择性增加了一个因素。也可选择不同比例的两种或两种以上的液体做流动相,增加分离的选择性。
  b.液相色谱固定相类型多,如离子交换色谱和排阻色谱等,作为分析时,选择余地大;而气相色谱并不可能。
  c.液相色谱通常在室温下操作,较低的温度,一般有利于色谱分离条件的选择。
  ③由于液体的扩散性比气体的小105倍,因此,溶质在液相中的传质速率慢,柱外效应就显得特别重要;而在气相色谱中,由色谱柱外区域引起的扩张可以忽略不计。
  ④液相色谱中,制备样品简单,回收样品也比较容易,而且回收是定量的,适合于大量制备,但液相色谱尚缺乏通用的检测器,一起比较复杂,价格昂贵。在实际应用中,这两种技术是相互补充的。
  综上所述,液相色谱具有柱效高,选择性高,灵敏性高,分析速度快,重复性好,应用范围广等优点,该法已成为现代分析技术的主要手段之一。目前在化学,化工,医药,生化,环保,农业等科学领域获得广泛的应用。

高效液相色谱法介绍

  基本原理
  高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC),是在经典液相色谱法的基础上,于20世纪60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。与经典液相色谱法的区别是填料颗粒小而均匀。因为较小的填充颗粒具有高柱效,但会引起高阻力,需用高压输送流动相,故又称高压液相色谱。
  使用高效液相色谱时,液体待检测物被注入色谱柱,通过压力在固定相中移动,由于被测物种不同物质与固定相的相互作用不同,不同的物质顺序离开色谱柱,通过检测器得到不同的峰信号,最后通过分析比对这些信号来判断待测物所含有的物质。高效液相色谱作为一种重要的分析方法,广泛地应用于化学和生化分析中。高效液相色谱从原理上与经典的液相色谱没有本质的差别,它的特点是采用了高压输液泵、高灵敏度检测器和高效微粒固定相,适于分析高沸点不易挥发、分子量大、不同极性的有机化合物。
  高效液相色谱仪的构造
  高效液相色谱系统主要由流动相储液瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录仪组成,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。高效液相色谱的输液泵要求输液量恒定平稳,进样系统要求进样便利、切换严密。同时,由于液体流动相黏度远远高于气体,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。
  高效液相色谱的应用
  高效液相色谱应用非常广泛,几乎遍及定量定性分析的各个领域。
  (1)分离混合物
  高效液相色谱法只要求样品能制成溶液,不受样品挥发性的限制,流动相可选择的范围宽,固定相的种类繁多,因而可以分离热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物质。
  通过与试样预处理技术相配合,高效液相色谱法所达到的高分辨率和高灵敏度,可分离并同时测定性质上十分相近的物质,能够分离复杂混合物中的微量成分。并且随着固定相的发展,还可在充分保持生化物质活性的条件下完成对其的分离。
  (2)生化分析
  由于高效液相色谱法具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用,流出组分易收集等优点,因而被广泛应用到生物化学、食品分析、医药研究、环境分析、无机分析等各种领域,并已成为解决生化分析问题最有前途的方法。
  (3)仪器联用
  高效液相色谱仪与结构仪器的联用是一个重要的发展方向。高效液相色谱一质谱联用技术受到普遍重视,如分析氨基甲酸酯农药和多核芳烃等:高效液相色谱一红外光谱联用也发展很快,如在环境污染分析测定水中的烃类等.使环境污染分析得到新的发展。

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