液相色谱基础知识

液相色谱基础知识,关于色谱,色谱是一种分离工具，而不是传统意义上的分析仪器常见的分离方式：蒸馏、离心、电泳、过滤、超滤等等,色谱是其中一种分离工具,色谱法简介,色谱法（Chromatography）溯源俄国科学加1903年发现色谱的吸附原理，开创了应用吸附原理分离植物色素的新方法并见诸于俄文的文献1906年正式命名（见诸文献）色谱法；Chromatography50年代开始广泛研究和应用主要是气相色谱及薄层色谱高效液相色谱法的广泛应用始于70年代,色谱的发明人,俄国科学家：M.S.Tswett正式命名“色谱”的文献,一、色谱起源,经典液相色谱,色谱分离的机理,分离是一个物理的过程,流动相（MobilePhase）固定相（StationaryPhase）样品（溶解于流动相中的溶质）,什么是液相色谱,气相色谱：流动相是气相液相色谱：流动相是液相,什么是高效液相色谱,HighPerformanceLiquidChromatography高效液相色谱法，简称：HPLC是一种区别于经典液相色谱；基于仪器方法的高效能分离手段：高性能的色谱柱，高精度、耐高压的输液泵以及高灵敏度的检测器广泛应用于各个领域：医药/环保/石化/生命科学/食品及农业在技术，理论及应用上仍处于发展阶段,液相色谱的基本流程图,流动相,泵,色谱柱,检测器,泵输液,分离,检测,记录,进样阀,进样,HPLC的仪器配置,色谱泵,自动进样器,色谱柱及柱温箱,检测器,数据处理系统,溶剂,HPLC的应用,在食品研究中的分析应用食品中的天然成分碳水化合物类脂化合物、甘油三酸酯、胆固醇脂肪酸和有机酸蛋白、肽、氨基酸食品添加剂酸味剂、甜味剂、香精、乳化剂抗氧化剂、防腐剂颜料和染料（色素维生素污染物霉菌（黄曲霉毒素农药和兽药残留多环芳烃（PAHS和亚硝酸,HPLC的应用,在兽药研究中分析应用在医药研究中分析应用药物分析有USP、BP、CP等标准常用药物研究中的应用：解热镇痛药、镇静药、安定药、心血管药、磺胺类消炎药等。甾体药物研究中的应用：肾上腺皮质激素、雄性激素、雌性激素和孕激素等。抗菌素类药物研究中的应用：青霉素、头孢菌素、庆大毒素、四环素、氯霉素、诺氟沙星等。中草药研究中的应用：生物碱、甙类(皂甙、强心甙、黄酮甙等)、萜类手性药物研究中的应用：光学异构体的拆分(如解毒剂D-青霉胺毒性小，L-异构体毒性很强)医疗药物的检测、新药研究、药物代谢、药代动力学研究。,HPLC的应用,在生物化学和生物工程中的应用氨基酸、多肽和蛋白质的分析研究核碱、核苷、核苷酸和核酸的分析研究生物胺的分析研究（儿茶酚胺类)在精细化工分析中的应用醇、醛和酮、醚的分离分析酸和酯的分离分析表面活性剂的分析聚合物的分析研究药物、农药、染料、炸药等工业产品在无机离子分析中应用饮用水、酸雨、土壤中阴离子和阳离子分析,HPLC的应用,在公安、刑警破案工作需要毒品分析等在环境污染分析中的应用废气、废水、废渣中多环芳烃、多氯联苯、农药残留、酚类和胺类的检测*2004年获悉，世界上化合物总数达到4700万，其中绝大部分是有机化合物，而大约有70以上是不挥发的。对HPLC来说，只要被分析物质在流动相溶剂（各种各样中有一定的溶解度便可分析。所以，HPLC在各行各业有着广泛的应用潜力。,高效液相色谱基本概念,色谱图：HPLC图形结果（Chromatogram）,色谱图即色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图，其纵坐标为信号强度，横坐标为保留时间。,色谱峰,保留时间（分）,基线,峰高,峰宽,响应值,液相色谱图相关术语,色谱峰Peak色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信号的微分曲线峰底PeakBase峰的起点与终点之间连接的直线峰高PeakHeight峰最大值到峰底的距离峰宽PeakWidth在峰两侧拐点处所作切线与峰底相交两点之间的距离半（高）峰宽PeakWidthatHalfHeight通过峰高的中点作平行于峰底的直线，其与峰两侧相交两点之间的距离,液相色谱图相关术语,峰面积PeakArea峰与峰底之间的面积,又称响应值标准偏差；StandardError0.607倍峰高处所对应峰宽的一半拖尾峰TailingPeak后沿较前沿平缓的不对称峰前伸峰LeadingPeak前沿较后沿平缓的不对称峰鬼峰GhostPeak并非由试样所产生的峰；亦称假峰,液相色谱图相关术语,基线Baseline在正常操作条件下，仅由流动相所产生的响应信号的曲线基线飘移BaselineDrift基线随时间定向的缓慢变化基线噪声；NBaselineNoise由各种因素所引起的基线波动谱带扩展BandBroadening由于纵向扩散,传质阻力等因素的影响,使组分在色谱柱内移动过程中谱带宽度增加的现象,液相色谱图相关术语,死时间，t0Deadtime不被固定相滞留的组分，从进样到出现峰最大值所需的时间保留时间，tRRetentiontime组分从进样到出现峰最大值所需的时间死体积，V0Deadvolume不被固定相滞留的组分，从进样到出现峰最大值所需的流动相体积保留体积，VRRetentionvolume组分从进样到出现峰最大值所需的流动相体积,液相色谱应用：制备型液相色谱,分离及纯化样品是液相色谱原理的直接利用对分离及纯化的要求化合物的稳定性样品的复杂性制备量的要求纯度的要求，及纯度的鉴定方法的安全性,液相色谱应用：分析型液相色谱,定量分析主要基于与标准品的比较是其最大应用领域定性分析；不是色谱的强项基于样品的保留时间比较借助于和其联用的紫外、质谱或其他检测器对定量及定性分析的要求灵敏度、精度及准确度的要求样品量的要求；复杂样品的分析能力容易使用,色谱方法转换,如果没有与文献或要求相近的色谱柱转换进样量转换流速,液相色谱实验所需的基本参数,液相色谱实验所需的基本参数流动相：种类及配比，等度或梯度固定相：色谱柱类型及内径、长短流动相输送系统参数：流速检测器参数：紫外检测波长，灵敏度等温度控制进样量以上参数即构成一个具体的HPLC方法；亦称色谱条件,评价液相色谱方法的标准,问题：什么样的分离结果是好的？分离度？灵敏度？,什么是色谱的分离度,分离度的公式：,R：分离程度的量度,影响分离度的因素：K、及N,分离度方程：K是容量因子，表达了被分离组分与柱填料之间作用的强弱是分离因子，描述两个被分离组份分离的好坏程度，是化学因素N是理论塔板数，描述色谱峰谱带展宽的程度,若N增加2倍或3倍,R会如何变化?,分离度方程解析：柱效项,N理论塔板数：分离效率的量度,PW=.5,PW=2,色谱柱的柱效N,理论塔板数计算公式：Ws方法Wtan16切线法Wh5.54半峰高W3s93sW4s164sW5s255s,分离度与N的关系,分离度方程解析：分离因子项,若=1.1or1.4，R会如何变化？,分离因子：峰分离程度的量度,分离因子：,定义：a=1时两组分分不开，改变a的途径改变固定相或改变流动相(组成)改变温度改变样品的本身性质,通过改变流动相组成改变，同样强度的不同溶剂改变色谱柱,改变分离因子的例子,若=1,2,10or20,R会如何变化?,分离度方程解析：容量因子项,K容量因子：保留能力的量度,V0,V1,V2,V3,时间0.5125,k值k项k对分离度影响00011/2.5022/3.6733/4.751010/11.912020/21.95,容量因子k与分离度的关系,与R的关系,容量因子k与峰高的关系,改变k值的方法：调节流动相的极性（比例）、pH、离子强度等梯度淋洗,改变容量因子K的例子,谱图,、k及N如何控制分离度,对称因子计算示意图,色谱峰的对称性对称因子：a.拖尾因子b.不对称因子,峰对称因子计算公式,对称因子(fs)：,式中：fs=0.951.05为正常峰fs0.95为前延峰fs1.05为拖尾峰,液相色谱原理更进一步的探讨,离子型化合物的分离方式多数化合物是离子型的！使用离子交换柱：离子交换法主要用于“强”阴、阳离子使用反相柱离子抑制色谱法：通过改变流动相的pH值，使样品成中性离子对色谱法：加入“对离子”，使样品呈中性,离子抑制色谱,离子型化合物在反相色谱柱上不保留改变流动相的pH值，抑制样品离子的电离主要适用于弱酸性化合物的分离降低流动相的pH值，使样品降低离子化使用硅胶基质C18填料使用条件应在填料基质的范围内硅胶柱的pH在2-8（较保险值3-7）内,离子抑制色谱实例,而在乙腈/水并且pH=7时，多数组份保留时间很短，无法完全分离。,离子抑制色谱的使用范围,下列情况下不能使用离子抑制方法，如果：一些酸在pH低于2时还保持离子化一些碱在pH高于7时还保持离子化可以有以下的选择离子交换色谱使用聚合物或其他耐碱性流动相的反相柱，在pH高于7时用离子抑制法使用“离子对色谱法”,在高pH值下用离子抑制,色谱柱：D18-613(聚合物基质)，室温流动相：乙腈/0.01MNH4OH+0.01MTBA流速：1.0ml/min检测：UV-240nm样品：巴比妥的衍生物巴比妥己琐巴比