仪器分析第3章2012(2)

1、2. 离子对色谱离子对色谱(针对强极性的有机酸、有机碱的分离）针对强极性的有机酸、有机碱的分离） 离子对色谱法是将一种（或数种）与溶质离子电荷溶质离子电荷相反的离子（称为对离子或反离子）相反的离子（称为对离子或反离子）加到流动相或固定相中，使其与与溶质离子结合形成离子对，从而控制溶质离子的保留值而对溶质离子进行分离的色谱法。 离子对色谱法其分离原理与离子对萃取原理萃取原理相似： Baq+ + Paq- （B+P-）aq 离子对的体积大，又无静电荷，所以有显著的疏水性，能优先地溶于极性的有机相中。如果选择合适的反选择合适的反离子，并调节至合适的浓度，就能够将离子，并调节至合适的浓度，就能够将Ba

2、q+ 有效地萃取有效地萃取到有机相中。到有机相中。3 3 离子色谱法离子色谱法( (Ion Chromatography,简称IC)以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象, 在七十年代出现、八十年代迅速发展。传统离子交换色谱存在着两个难于解决的问题：1.需要高浓度淋洗液洗脱且洗脱时间很长；2.洗脱后的组分缺乏灵敏、快速的再线检测方法。原理: 采用交换容量非常低的特制离子交换树脂为固定相，在分离柱后，用另外一支抑制柱来消除淋洗液的高本底电导;采用电导检测器检测流出组分。快速分离分析微量无机离子混合物;各种抑制装置及无抑制方法的出现，发展迅速.离子色谱连续抑制装置图（离子色谱连续抑制装置图（

3、分析阴离子，洗脱液分析阴离子，洗脱液NaOH)R-OH(阴离子交换树脂)+NaBr=R-Br+NaOH(交换、洗脱)R-H(阳离子交换树脂)+NaOH =R-Na+H2O R-H +NaBr=R-Na+HBr（H离子淌度大） 电导值小 离子色谱的应用离子色谱的应用阴离子分析阴离子分析: : 双柱：薄壳型阴离子交换树脂分离柱(3250mm),流动相：0.003molL-1 NaHCO3 / 0.0024 molL-1 Na2CO3，流量138 mL/hr。七种阴离子在20分钟内基本上得到完全分离，各组分含量在350 ppm，五五. . 空间排阻色谱空间排阻色谱 空间排阻色谱也称空间排阻色谱也称凝

4、胶渗透色谱，它是基于试样分凝胶渗透色谱，它是基于试样分子的尺寸和形状不同来实行分离的。子的尺寸和形状不同来实行分离的。 填充剂是凝胶。填充剂是凝胶。它是一种表面惰性，含有许多不同它是一种表面惰性，含有许多不同尺寸的孔穴或立体网状物质。凝胶的孔穴或立体网孔的尺寸的孔穴或立体网状物质。凝胶的孔穴或立体网孔的大小与被分离的试样分子的大小相当。大小与被分离的试样分子的大小相当。太大的分子由于不能进入孔穴而被排斥，先随流动相流太大的分子由于不能进入孔穴而被排斥，先随流动相流出。出。小分子则完全相反，它能进入孔穴而完全不受排斥，小分子则完全相反，它能进入孔穴而完全不受排斥，所以最后流出。所以最后流出。中等

5、大小的物质分子则可以渗到较大的空隙中，但受到中等大小的物质分子则可以渗到较大的空隙中，但受到较小空隙的排斥，所以介于两者之间。较小空隙的排斥，所以介于两者之间。 凝胶是一种多孔性的高分子聚合体，表面布满孔隙，能被流动相浸润，吸附性很小。凝胶色谱法的分离机制是根据分子的体积大小和分子的体积大小和形状不同形状不同而达到分离目的。凝胶色谱法的作用机制体积大于凝胶孔隙的分子，由于不能进入孔隙而被排阻，直接从表面流过，先流出色谱柱；小分子可以渗入大大小小的凝胶孔隙中而完全不受排阻，然后又从孔隙中出来随载液流动，后流出色谱柱；中等体积的分子可以渗入较大的孔隙中，但受到较小孔隙的排阻，介乎上述两种情况之间。

6、凝胶色谱法是一种按分子尺寸大小的顺序进行分离的一种色谱分析方法。凝胶色谱法的固定相软质凝胶、半硬质凝胶和硬质凝胶三种。凝胶色谱法的应用特点 保留时间是分子尺寸的函数，适宜于分离相对分子分离相对分子 质量大的化合物，质量大的化合物，相对分子质量在4008105的任 何类型的化合物保留时间短，色谱峰窄，容易检测固定相与溶质分子间的作用力极弱，趁于零，柱的 寿命长不能分辨分子大小相近的化合物，分子量相差需在 10%以上时才能得到分离 化学键合固定相一般利用化学键合固定相一般利用硅胶硅胶为基体，利用硅胶表为基体，利用硅胶表面的硅醇基与有机分子之间成键，即可得到各种极性的面的硅醇基与有机分子之间成键，即

7、可得到各种极性的固定相。固定相。键合上去的有机基团主要有三类：键合上去的有机基团主要有三类： 疏水基团疏水基团 极性基团极性基团 离子交换基团离子交换基团3.4 3.4 化学键和固定相化学键和固定相键合的途径主要有：键合的途径主要有： 用用醇醇或胺与硅醇基反应或胺与硅醇基反应 -Si-OH + -Si-OH + ROHROH- - -Si-OR-Si-OR + H + H2 2O O 用用有机氯硅烷有机氯硅烷与硅醇基反应与硅醇基反应 -Si-OH + -Si-OH + R R3 3SiClSiCl- - -Si-OSiR-Si-OSiR3 3 + HCl + HCl 通过氯化硅胶与有机锂或格式

8、试剂反应通过氯化硅胶与有机锂或格式试剂反应 -Si-OH + SOCl-Si-OH + SOCl2 2- - -Si-Cl-Si-Cl -Si-Cl + Rli -Si-Cl + Rli或或RMgCl-RMgCl-Si-RSi-R（一）反相键合相色谱法（一）反相键合相色谱法 固定相 极性小极性小 -C18H37 -C6H5 -C8H17等 流动相 极性大 甲醇/水，乙睛/水，水和无机盐的缓冲液（二）极性键合相色谱法（二）极性键合相色谱法 固定相 极性基团 -CN -NH2 -OH -极性大极性大 流动相 非极性或极性小的溶剂-极性小（三）离子性键合相色谱法（三）离子性键合相色谱法 -SO3H，

9、-CO2H，-N+R3，-NH 2 固定相 极性大 流动相 极性小键合相色谱法的特点：键合相色谱法的特点：*键合到载体上的基团不易流失*适合于梯度洗脱*可以有效地分离非极性，极性和离子型的化合物。*不适于酸碱度过大或存在氧化剂的体系。 液相色谱法的流动相液相色谱法的流动相*纯度*不能引起柱效损失*对试样有适宜溶解度*粘度小*与检测器匹配*极性（先选中等极性，按保留时间，多次实验确定）3.5 3.5 高效液相色谱仪高效液相色谱仪储液器高压泵梯度洗脱装置馏分收集器记录仪检测器色谱柱进样器高效液相色谱仪的方框图高效液相色谱仪的方框图五个部分：五个部分：高压输液系统、高压输液系统、进样系统、色进样系统

10、、色谱柱、检测系谱柱、检测系统、附属系统。统、附属系统。一一. 高压输液系统高压输液系统 色谱柱细，固定相填料粒度小-阻力大-要达到快速高效的分离-高压泵输送流动相。要求：流量稳定 压力平稳无脉动 流速有一定的可调范围 恒压泵 恒流泵 梯度洗提装置应用梯度洗提，可以提高分离效果。梯度洗提法：在分离的过程中，应用梯度洗提装置，按一定的程序按一定的程序改变两种或两种以上不同极性的溶剂之间的比例，使流动相的成分和极性产生相应的变化，从而改变复杂物质中不同极性的组分的相对保留值，提高分离效果，加快分析速度。 要将试样“浓缩地”瞬时地注入。 1.注射器进样（隔膜进样） 2.高压定量进样阀 带压进样 停流

11、进样 六通进样阀六通进样阀 泵柱进样排放泵排放进样柱二. 进样系统三三. 色谱柱色谱柱发展趋势： 填料粒度小 柱径小标准柱型： 4.6mm或 3.9mm l: 15-30cm填料粒度：5-10m装柱技术：干法：填料粒度大于20m时可用。 湿法（匀浆法）1. 1. 要求要求 灵敏度高 噪音低 线性范围宽 响应快 死体积小，对温度和流速变化不敏感四四. 检测系统检测系统2. 2. 分类分类 溶质型检测器：对组分组分的物理或物理化学特性的物理或物理化学特性有响应紫外、荧光、电化学 总体检测器：对试样或洗脱液试样或洗脱液总的物理或物理化学总的物理或物理化学特性特性有响应示差折光、介电常数、蒸发光散射检

12、测器4.检测器应具有：灵敏度高、噪音低、线性范围宽、定量准确、适应范围广等特点，同时还应该对温度和载液流速的变化不敏感。v可用的检测器有：紫外、折光、电导、荧光、极谱等v常用的检测器有：紫外-可见光度检测器和差示折光检测器紫外-可见光度检测器一种小型的装有流动池的双光束光度计紫外-可见光度检测器灵敏度很高，检测限可达10-9gmL-1优点：这种检测器对温度和流速不 敏感，适宜于梯度洗提缺点：不能用于对紫外-可见光完全不吸收的试样的检测差示折光检测器 一种浓度型检测器，是通过连续测定测量池中溶液折射率的变化来测定组分的浓度。优点：凡与流动相折射率不同的组分，都可以用差示折 光检测器来检测，所以差

13、示折光检测器是一种 通用型通用型检测器。差示折光检测器的灵敏度可达 10-7gmL-1。缺点：对温度和流速的波动很敏感。表表3-1 液相色谱检测器液相色谱检测器 一览表一览表规格 紫外 折光 氢火焰氢火焰 荧光 放射性 极谱 电导 红外类型 选择型 普通 普通 选择型 选择型 选择型 选择型 选择型可否梯度洗脱 能 否 能 能 能 否 否 能线性动态范围上限 2.56 10-3 10-8 - - 210-5 1000 1.5线性范围 510-4 10-4 10-5 10-3 大 104 210-4 104 %噪音下标灵敏度 0.005 10-5 10-11 0.005 - 210-6 0.00

14、5 0.01对适当样品的灵敏度510-10 510-7 10-8 10-9-10-10 50 10-10 10-8 10-6 g/mL g/mL g/mL g/mL Ci /Ml g/mL g/mL g/mL 对流速的敏感性 无 无 有 无 无 有 有 无对温度的敏感性 低 10-4/ 可忽略 低 可忽略 1.5%/ 2%/ 低五. 附属系统 脱气装置 梯度洗脱装置* 再循环装置 恒温装置 自动进样装置 馏分收集装置 数据处理装置五个部分：高压输液系统、进样系统、五个部分：高压输液系统、进样系统、色谱柱、检测系统、附属系统。色谱柱、检测系统、附属系统。（四）高效液相色谱分离的选择1.高效液相色

15、谱法的运用范围气相色谱法适用于分析相对分子质量较小，容易挥 发成气体的物质。气相色谱法控制温度可达300，热稳定性差的物质 在此温度下将发生分解，但高沸点物质在此温度下 也不能完全气化高沸点、热稳定性差的有机化合物、以及相对分子 质量大(大于400)的有机物(约占有机物总数的 70%80%)，均不宜应用气相色谱法进行分析，但可 以应用高效液相色谱法进行分析。高效液相色谱法在常温下常温下进行分离与分析，不会导致 被测物质的热分解，其流动相是液体，所以只要试样 能制备成溶液，原则上都可以用高效液相色谱法分离 与分析，如离子型化合物、不稳定天然产物以及氨基 酸、蛋白质等高分子化合物均可用高效液相色谱

16、法获 得较好的分离效果。 2.高效液相色谱分离方法的选择选择的基本依据相对分子质量的大小：相对分子质量的大小：对于相对分子质量在200以下、易挥发、热稳定性好的化合物，可采用气相色谱法；相对分子质量在2002000的化合物，可用液-固色谱法、液-液色谱法、离子交换色谱法相对分子质量大于2000的试样，适宜用凝胶色谱法进行分离试样的溶解性能迅速溶于水的样品，可采用反相液-液色谱法；若试样全部或大部分能溶于HCl或NaOH溶液，表示试样属于离子型化合物，可采用离子交换色谱法来分离；溶于非水溶性溶剂(如己烷、异辛烷、苯、甲苯等烃类)的试样，可选用液-固吸附色谱法;溶于二氯甲烷或三氮申烷的试祥，选用常

17、规的液-液色谱(正相色谱)法和吸附色谱法；溶于甲醇等溶剂的试样，则可以用反相液-液色谱法进行分离与分析。纸层析和薄层层析法纸层析和薄层层析法( (介绍）（制备、电泳不讲介绍）（制备、电泳不讲) ) 纸层析和薄层层析也属于色谱分析法。但与其它色谱方法不同的是在分离过程中一般不使用动力源。不使用动力源。一、纸层析和薄层层析分离过程一、纸层析和薄层层析分离过程 纸层析和薄层层析流动相的移动是依靠毛细作用。将试样点在色谱滤纸或层析板的一端，并将该端浸在作为流动相的溶剂（常称之为展开剂）中，随着溶剂向上的移动，经过试样点时，带动试样向上运动。操作技术操作技术层析纸和层析板层析纸和层析板: : 特制的色层滤纸。按需要剪裁成长条形（或筒型）。层析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂（硅胶或氧化铝，200250目）均匀地涂在长条形玻璃板上（厚度0.150.5mm）。干燥后即可使用。展开剂：展开剂：由一种或多种溶剂按一定比例组成。如用纸层析分离氨基酸时，常用的展开剂组成和配比为：正丁醇：乙酸：水=4：1：1。点样点样: : 用微量注射器或玻璃毛细管吸取一定量试样点在原点上。试样点的直径一般应小于5mm。可并排点多个试样同时展开。显色检测：显色检测：有些组份在紫外光照射下产生荧光，可在紫外灯下用铅笔将组份斑点描绘出来。常用的显色方