《仪器分析大连理工大学44液相基本原理与主要分离类型课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析大连理工大学44液相基本原理与主要分离类型课件（21页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、第第四四章章高效液相色谱法和高效液相色谱法和超临界流体色谱法超临界流体色谱法4.4.1 液液-固吸附色谱固吸附色谱4.4.2 液液-液分配色谱液分配色谱4.4.3 离子交换色谱离子交换色谱4.4.4 4.4.5 离子对色谱离子对色谱4.4.6 排阻色谱排阻色谱4.4.7 亲和色谱亲和色谱第四节第四节第四节第四节液相色谱中的液相色谱中的液相色谱中的液相色谱中的主要分离类型主要分离类型主要分离类型主要分离类型main separating types in LCmain separating types in LCHigh performance liquid High performance l
2、iquid chromatography and Supercritical chromatography and Supercritical fluid chromatographyfluid chromatography 2023/6/142023/6/144.4.1 液液-固吸附色谱固吸附色谱 固固定定相相：固固体体吸吸附附剂剂，如如硅硅胶胶、氧氧化化铝铝等等，较较常常使使用的是用的是5 51010mm的硅胶吸附剂。的硅胶吸附剂。流动相流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。：各种不同极性的一元或多元溶剂。基本原理基本原理：组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸；：组分在固定相吸附剂上的吸附与解
3、吸；适适用用于于分分离离相相对对分分子子质质量量中中等等的的油油溶溶性性试试样样，对对具具有有官能团的化合物和异构体有较高选择性。官能团的化合物和异构体有较高选择性。2023/6/142023/6/14基本原理基本原理：流流动动相相中中的的溶溶质质分分子子（X X）与与溶溶剂剂分分子子（S S）在在固固定定相相吸附剂上的竞争吸附：吸附剂上的竞争吸附：X Xmm +n nS Sa a =X =Xa a +n nS Smm 下下标标m m、a a分分别别表表示示流流动动相相和和固固定定相相，n n是是被被吸吸附附的的溶溶剂剂分分子子数。数。达到吸附平衡时，吸附平衡常数（达到吸附平衡时，吸附平衡常数
4、（K K）可表示为：可表示为：K K 分分配配系系数数，但但K K值值大大，表表明明该该溶溶质质分分子子在在固固定定相相上上被被吸吸附附得得多多，吸吸附附作作用用强强，该该组组分分的的保保留留时时间间长长，分分配配系系数数也也大。吸附平衡常数大。吸附平衡常数K K可以由吸附等温线数据求出。可以由吸附等温线数据求出。2023/6/142023/6/14等温吸附线与色谱峰形：等温吸附线与色谱峰形：拖尾峰拖尾峰拖尾峰拖尾峰(凸形等温吸附线凸形等温吸附线凸形等温吸附线凸形等温吸附线)：被被吸吸附附分分子子首首先先占占据据强强吸吸附附力力的的点点。低低浓浓度度时时，主主要要被被强强吸吸附附力的点吸附，保
5、留时间长。力的点吸附，保留时间长。浓浓度度高高时时，较较多多溶溶质质分分子子被被吸吸附附力力弱弱的的点点吸吸附附，造造成成色色谱谱峰峰中中心心部部分分运运动动速速率率较较快快，峰峰前前移移，而而后后沿沿部部分分吸吸附附力力相对较强，运动速率较慢，形成拖尾峰。相对较强，运动速率较慢，形成拖尾峰。液液-固固吸吸附附分分离离模模式式适适用用于于分分离离相相对对分分子子质质量量中中等等的的油油溶溶性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。2023/6/142023/6/144.4.2 液液-液分配色谱液分配色谱 固定相与流动相互不相溶。固定相与
6、流动相互不相溶。基本原理基本原理基本原理基本原理：组分在固定相和流动相上的分配。：组分在固定相和流动相上的分配。流流流流动动动动相相相相：亲亲水水性性固固定定液液，采采用用疏疏水水性性流流动动相相，即即流流动动相相的的极极性性小小于于固固定定液液的的极极性性(正正正正相相相相 normal normal phasephase)，反反之之流流动动相相的的极极性性大大于于固固定定液液的的极极性性(反反反反相相相相 reverse reverse phasephase)。正正相相与与反反相相的出峰顺序相反。的出峰顺序相反。固定相固定相固定相固定相：早期涂渍固定液，现已不采用。：早期涂渍固定液，现已不
7、采用。化化化化学学学学键键键键合合合合固固固固定定定定相相相相：将将基基团团通通过过化化学学反反应应键键合合到到硅硅胶胶（担担体）表面的游离羟基上，如体）表面的游离羟基上，如C C1818柱（反相柱）。柱（反相柱）。2023/6/142023/6/14分析实例：分析实例：2023/6/142023/6/144.4.3 离子交换色谱离子交换色谱 固固固固定定定定相相相相：阴阴离离子子交交换换树树脂脂或或阳阳离离子子离离子子交交换树脂。换树脂。流流流流动动动动相相相相：阴阴离离子子交交换换树树脂脂作作固固定定相相，采采用用碱碱性性水水溶溶液液；阳阳离离子子交交换换树树脂脂作作固固定定相相，采采用用
8、酸性水溶液。酸性水溶液。2023/6/142023/6/14离子交换基本原理离子交换基本原理 组组分分与与离离子子交交换换剂剂之之间间亲亲和和力力的的大大小小与与离离子子半半径径、电电荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长。荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长。阳离子交换：阳离子交换：RSORSO3 3H +MH +M+=RSO =RSO3 3 M +H M +H+阴离子交换：阴离子交换：RNRRNR4 4OH +XOH +X-=RNR =RNR4 4 X+OHX+OH-2023/6/142023/6/14基本原理基本原理平衡时，平衡常数为平衡时，平衡常数为对于磺酸型阳离子交换树脂，一价
9、阳离子的对于磺酸型阳离子交换树脂，一价阳离子的K KB/AB/A值顺序：值顺序：CsCs+RbRb+K K+NHNH4 4+Na Na+HH+LiLi+二价阳离子的二价阳离子的K KB/AB/A值顺序：值顺序：BaBa2+2+PbPb2+2+Sr Sr2+2+CaCa2+2+Cd Cd2+2+CuCu2+2+对于季胺型阴离子交换树脂，一价阴离子的对于季胺型阴离子交换树脂，一价阴离子的K KB/AB/A值顺序：值顺序：ClOClO4 4-I I-HSOHSO4 4-SCNSCN-NONO3 3-BrBr-NONO2 2-CNCN-ClCl-BrOBrO3 3-OH OH-HCO HCO3 3-H
10、 H2 2POPO4 4-IO IO3 3-CH CH3 3COOCOO-F F-2023/6/142023/6/14离子交换分离实例离子交换分离实例2023/6/142023/6/144.4.4 离子色谱离子色谱 ion chromatography 离离子子色色谱谱是是在在2020世世纪纪7070年年代代中中期期发发展展起起来来的的一一种种技技术术，其其与与离离子子交交换换色色谱谱的的区区别别是是其其采采用用了了特特制制的的、具具有有极极低低交交换换容容量量的的离离子子交交换换树树脂脂作作为为柱柱填填料料，并并采采用用淋淋洗洗液液抑抑制制技技术术和和电电导导检检测测器器，是是测测定定混混合
11、合阴阴离离子的有效方法。子的有效方法。有关内容将在本章第五节中讲授。有关内容将在本章第五节中讲授。2023/6/142023/6/144.4.5 离子对色谱离子对色谱 ion pair chromatography 将将一一种种(或或多多种种)与与溶溶质质离离子子电电荷荷相相反反的的离离子子(对对离离子子或或反反离离子子)，加加到到流流动动相相中中与与溶溶质质离离子子结结合合形形成成疏疏水水性性离离子子对，能够在两相之间进行分配。对，能够在两相之间进行分配。阴阴阴阴离离离离子子子子分分分分离离离离：对对离离子子常常用用烷烷基基铵铵类类，如如氢氢氧氧化化十十六六烷烷基三甲胺。基三甲胺。阳离子分离
12、阳离子分离阳离子分离阳离子分离：对离子常用烷基磺酸：对离子常用烷基磺酸(己烷磺酸钠己烷磺酸钠)。反反反反相相相相离离离离子子子子对对对对色色色色谱谱谱谱：非非极极性性的的疏疏水水固固定定相相(C C1818柱柱)，含含有有对对离离子子Y Y+的的甲甲醇醇-水水或或乙乙腈腈-水水作作为为流流动动相相，试试样样离离子子X X-进进入流动相后，生成疏水性离子对入流动相后，生成疏水性离子对Y Y+X X-。2023/6/142023/6/14基本原理：基本原理：形成的离子对化合物形成的离子对化合物X X+Y Y-，在两相间进行分配：在两相间进行分配：X X+水相水相 +Y Y-水相水相 =X X+Y
13、Y-有机相有机相 平衡常数平衡常数：溶质在两相间的分配系数溶质在两相间的分配系数D DX X为：为：不不同同待待测测离离子子与与反反离离子子形形成成离离子子对对的的能能力力不不同同，分分配配系系数数存存在在差差异异，导导致致在在固固定定相相中中滞滞留留时时间间不不同同，从从而而实实现现色谱分离。色谱分离。2023/6/142023/6/14离子对的容量因子离子对的容量因子k k可表示为：可表示为：则组分的保留时间：则组分的保留时间：保保留留值值随随K KXYXY和和 Y Y-水水相相的的增增大大而而延延长长，而而K KXYXY取取决决于于对对离离子子和和有有机机相相的的性性质质，则则控控制制流
14、流动动相相中中加加入入的的对对离离子子特特性性和和浓浓度度可可以以调调整整组组分分保保留留时时间间，达达到到提提高高色色谱谱分分离离选选择择性性的目的。的目的。2023/6/142023/6/14分析实例：分析实例：2023/6/142023/6/144.4.6 排阻色谱排阻色谱size-exclusion chromatography 固定相固定相固定相固定相：凝胶凝胶(具有一定大小孔隙分布具有一定大小孔隙分布)。原原理理：按按分分子子大大小小分分离离。小小分分子子可可以以扩扩散散到到凝凝胶胶空空隙隙中中通通过过，出出峰峰最最慢慢；中中等等分分子子只只能能通通过过部部分分凝凝胶胶空空隙隙，中
15、中速速通通过过；而而大大分分子子被被排排斥斥在在外外，出出峰峰最最快快；溶溶剂剂分分子子小小，故故在最后出峰。在最后出峰。全部在死体积前出峰。全部在死体积前出峰。相相对对分分子子质质量量在在10010010105 5范范围围内内的化合物按质量分离。的化合物按质量分离。2023/6/142023/6/14基本原理：基本原理：色谱柱的总体积为色谱柱的总体积为 V Vtol tol=V Vm m+V Vp p+V Vg g V Vmm为为死死体体积积，即即对对应应于于完完全全排排斥斥分分子子流流出出体体积积；V Vp p为为孔孔体体积积；V Vg g为为凝凝胶胶体体积积（去去除除孔体积）。孔体积）。
16、组分的保留体积为组分的保留体积为 V VR R=V Vm m+KVKVp p 2023/6/142023/6/14基本原理：基本原理：分配系数：分配系数：分配系数：分配系数：分子完全排斥时，分子完全排斥时，K K=0=0；可自由进入孔道时，可自由进入孔道时，K K=1=1；部分进入时，部分进入时，K K=0=0；保留体积位于：保留体积位于：V VmmV Vmm+V Vp p2023/6/142023/6/14分析实例：分析实例：2023/6/142023/6/144.4.7 亲和色谱亲和色谱(AC)Affinity chromatograph 原原原原理理理理：利利用用生生物物大大分分子子和和
17、固固定定相相表表面面存存在在的的某某种种特特异异性性亲和力，进行选择性分离。亲和力，进行选择性分离。间隔基：间隔基：环氧、联胺等；环氧、联胺等；配基：配基：酶、抗原等；酶、抗原等；这这种种固固载载化化的的配配基基将将只只能能和和具具有有亲亲和和力力特特性性吸吸附附的的生生物物大大分子作用而被保留。分子作用而被保留。改变淋洗液后洗脱。改变淋洗液后洗脱。2023/6/142023/6/14请选择内容请选择内容结束结束结束结束4.14.1 高效液相色谱法的特性高效液相色谱法的特性高效液相色谱法的特性高效液相色谱法的特性 4.24.2 高效液相色谱仪高效液相色谱仪高效液相色谱仪高效液相色谱仪 4.34.3 液相色谱的固定相与流动相液相色谱的固定相与流动相液相色谱的固定相与流动相液相色谱的固定相与流动相 4.44.4 液相色谱中的主要分离类型液相色谱中的主要分离类型液相色谱中的主要分离类型液相色谱中的主要分离类型 4.54.5 液相色谱分析条件的选择液相色谱分析条件的选择液相色谱分析条件的选择液相色谱分析条件的选择 4.64.6 高效液相色谱法的应用高效液相色谱法的应用高效液相色谱法的应用高效液相色谱法的应用 4.74.7 离子色谱法离子色谱法离子色谱法离子色谱法 4.84.8 超临界流体色谱法超临界流体色谱法超临界流体色谱法超临界流体色谱法2023/6/142023/6/14
仪器分析大连理工大学44液相基本原理与主要分离类型课件
