高效液相色谱讲义
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高效液相色谱法色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。
后来逐渐发展了柱色谱法,纸色谱法,气相色谱法,高效液相色谱法。
高效液相色谱法是继气相色谱之后,70年代初期发展起来的一种以液体做流动相的新色谱技术。
高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。
现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。
不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。
经典的液相色谱法,流动相在常压下输送,所用的固定相柱效低,分析周期长。
而现代液相色谱法引用了气相色谱的理论,流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9 107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器。
一、分离原理及分类。
二、HPLC与GC差别三、HPLC与经典LC区别四、高效液相色谱仪流程图。
五、HPLC 特点.一、液相色谱分离原理及分类和气相色谱一样,液相色谱分离系统也由两相——固定相和流动相组成。
液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子交换树脂或多孔性凝胶;流动相是各种溶剂。
被分离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(以下称溶质)与溶剂(即流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用,作用力的大小,决定色谱过程的保留行为。
根据分离机制不同,液相色谱可分为:液固吸附色谱、液液分配色谱、化合键合色谱、离子交换色谱以及分子排阻色谱等类型。
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✓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。
高效液相色谱仪在基础有机化学实验产物分析中的应用第一部分:基础理论部分一、色谱法简介1. 色谱法简史1906年俄国植物学家茨维特(Tswett)首次提出“色谱法”(Chromatography)的概念。
他在论文中写到:“(原文)植物色素的石油醚溶液从一根主要装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端加入,沿管滤下,后用纯石油醚淋洗,结果按照不同色素的吸附顺序在管内观察到它们相应的色带,就像光谱一样,称之为色谱图。
”2. 色谱法分类色谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的物质在两相之间的分配会不同,这使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的运动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离。
根据物质的分离机制的不同,又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。
(1)吸附色谱吸附色谱利用固定相吸附中心对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离,吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程。
(2)分配色谱分配色谱是利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。
分配色谱的固定相一般为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段分布于色谱柱或者担体表面。
分配色谱的色谱过程本质上是组分分子在固定想和流动相之间不断达到溶解平衡的过程。
(3)离子交换色谱离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。
离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。
固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。
(4)凝胶色谱凝胶色谱的原理比较特殊,类似于分子筛。
待分离组分在进入凝胶色谱后,会依据分子量的不同,进入或者不进入固定相凝胶的孔隙中,不能进入凝胶孔隙的分子会很快随流动相洗脱,而能够进入凝胶孔隙的分子则需要更长时间的冲洗才能够流出固定相,从而实现了根据分子量差异对各组分的分离。
实验七 高效液相色谱法分离芳香烃
一、实验目的
1、了解高效液相色谱法的原理。
2、学习高效液相色谱的操作方法。
3、掌握高效液相色谱法分离芳香烃的一般步骤及过程。
二、实验原理
色谱法是利用不同物质在固定相和流动相中具有不同的分配系数,当两相作相对移动时,使这些物质在两相间进行反复多次分配,使原来微小的分配差异产生了很明显的分离效果,从而依先后顺序流出色谱柱,通过适当的检测手段,对分离后的各组分进行测定。
高效液相色谱是选用颗粒很细的高效固定相,采用高压泵输送流动相,分离、分析、定性及定量全部分析过程都通过仪器来完成的一种重要液相色谱法。
除了有快速、高效的特点外,它能分离沸点高、分子量大、热稳定性差的试样。
它的定性方法是用与标准品对照的方法,即采用保留时间对照法,当某两种物质在相同的色谱条件下保留时间相同时,就认为是同一种物质。
它的定量方法有很多,如外标法、内标法、面积归一法等。
我们采用面积归一法,即用一定量的标准品进样,记录其峰面积,然后进未知样品,根据未知样品的峰面积与标准品的面积比,计算某物质的含量。
计算公式:
其中W i 是未知物中被测物的浓度或质量,W s 是标准品的浓度或质量, A i 、A s 分别是被测物和标准品的峰面积(设定两者进样量相同)。
三、高效液相色谱仪的构造(Waters 600E 高效液相色谱仪)
1、高压输液系统:贮液器、高压泵、过滤器和梯度洗脱装置
2、进样系统
3、分离系统:柱系统(150 mm× 4.6 mm ,n -C 18柱)
4、检测器: 2487紫外检测器
5、控制和数据处理系统
W i =A i W s A s
四、试剂
1、流动相:80% 甲醇(色谱纯)+ 20% 水(经0.45μm膜过滤)(使用前超声波脱气)。
2、微量注射器:50 μL。
3、苯、甲苯(均为A.R)、二甲苯;样品(苯、甲苯、二甲苯)混合物均用甲醇(色谱纯)配制
五、实验步骤
1、接通电源,启动四元高压泵。
设定A泵为运行泵、流速为0.8 mL/min,用流动相平衡色谱柱30 min。
2、打开紫外检测器,输入所需波长:254 nm。
3、打开电脑,在开始→ 程序→ M32打开操作程序。
进行方法设置
4、点击moniter,监视基线5—10 min。
5、基线平稳后,点击工作栏上方的“停止”键,点击“进样”键。
6、用微量注射器抽取40—50μL标样,针头朝上排出气泡后,扎入进样孔(进样阀柄应处于向上位置),快速注射,迅速将进样阀柄扳下。
7、待样品峰全部显示后,再进行标样2及样品的测试(按6、7步进行)。
8、点击工作栏上方的“查看”,进行保留时间、面积积分记录。
9、实验做完后,用甲醇作流动相,冲洗色谱柱30 min,进行封柱。
10、关机:先关程序,然后关紫外检测器、四元高压泵,最后关电源。
六、数据处理
1、测定每一个标准样品的保留时间和峰面积。
2、测定未知样中每一个峰的保留时间,与标准样色谱图比较,标出未知样中每一个峰代表什么化合物。
3、测定未知样中每一个峰的峰面积,用标准样品的峰面积,计算未知样中相应化合物的含量。
七、思考题
1、在该色谱条件下,苯、甲苯和二甲苯的保留时间各是多少?
2、如何确定混合样中各组分的含量?。