高效液相色谱仪的结构
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通则0512高效液相色谱法高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键和非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂优十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反向色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径和长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相的pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
高效液相色谱法(HPLC)一、方法原理1、液相色谱法概述高效液相色谱分析法其工作流程为:高压输液泵将贮液器中的流动相以稳定的流速(或压力)输送至分析体系,在色谱柱之前通过进样器将样品导人,流动相将样品依次带入预柱、色谱柱,在色谱柱中各组分被分离,并依次随流动相流至检测器,检测到的信号送至数据处理系统记录、处理和保存。
HPLC仪器的基本结构2、高效液相色谱法的特点(HPLC)与经典柱色谱原理相同,是由液体流动相将被分离混合物带入色谱柱中,根据各组分在固定相及流动相中吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异来进行分离。
由于高压输液泵、高灵敏度检测器和高效固定相的使用,提高了柱效率,降低了检出限,缩短了分析时间。
特点是选择性高、分离效能高、分析速度快的特点。
高沸点有机物的分析、离子型化合物、高分子化合物、热稳定性差的化合物以及具有生物活性的物质,弥补了气相色谱法的不足。
高效液相色谱法与气相色谱法相比,各有所长,互相补充。
如果能用气相色谱法分析的样品,一般不用液相色谱法,因为气相色谱法分析速度更快、更方便、成本更低。
3、高效液相色谱法的固定相和流动相(1)固定相表面多孔型和全多孔型两大类。
(2)流动相(淋洗液)流动相的选择对改善分离效果产生重要的辅助效应。
从实用,选用的流动相具有廉价、易购的特点外,还应满足下列要求:①与固定相互不相溶,并能保持色谱柱的稳定性。
②高纯度,以防所含微量杂质在柱中积累,引起柱性能的改变。
③与所用的检测器相匹配。
④应对样品有足够的溶解能力,以提高测定的灵敏度。
⑤具有低的黏度(可减少溶质的传质阻力,提高柱效)和适当低的沸点。
⑥应避免使用具有显著毒性的溶剂,以保证工作人员的安全。
液相色谱法中常用的流动相有正己烷、正庚烷、甲醇、乙腈等。
4、高效液相色谱法的主要类型(1)液—固吸附色谱法①分离原理:基于各组分吸附能力的差异来进行混合物分离的。
②固定相:极性和非极性两种。
极性固定相:硅胶、氧化镁。
苯、联苯、萘的高效液相色谱分析一、实验目的1、理解、掌握反相色谱的原理与优点。
2、了解高效液相色谱仪的组成与结构。
3、掌握归一化定量方法的特点和适用范围。
二、实验原理色谱分析是以色谱分离为基础的一种分析方法。
色谱分离的基本特点是具备两个相:不动的一相,称一为固定相;另一相是携带样品流过固定相的流动体,称为流动相。
当流动相中样品混合物经过固定相时,就会与固定相发生作用,由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相相互作用的类型、强弱也有差异,因此在同一推动力的作用下,不同组分在固定相滞留时间长短不同,从而按先后不同的次序从固定相中流出。
高效液相色谱法(HPLC)是20世纪60年代末70年代初发展起来的一种新型分离分析技术,随着不断改进与发展,目前已成为应用极为广泛的化学分离分析的重要手段。
它是在经典液相色谱基础上,引入了气相色谱的理论,在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器,因而具备速度快、效率高、灵敏度高、操作自动化的特点。
高效液相色谱仪器结构如右图所示。
在高效液相色谱中,若采用非极性固定相,如十八烷基键合相,极性流动相,这种色谱法称为反相色谱法。
这种分离方式特别适合于同系物、苯并系物等。
萘、联苯、菲与ODS 柱上固定相的作用力大小不等,它们在固定相与流动相中的分配比k'值不等,被流动相洗脱的速率不同,因而先后流出柱子。
根据各组分的保留时间不同,可对其进行定性鉴别。
根据组分峰面积大小就可求出各组分的含量。
色谱定量分析关键是求出定量校正因子。
色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系,而定量校正因子就相当与比例系数。
但由于同一检测器对不同物质具有不同的响应值,即对不同物质,检测器的灵敏度不同,所以两个相等量的物质得不出相等峰面积。
或者说,相同的峰面积并不意味着相等物质的量。
因此,在计算时,对于不同的物质,需将峰面积乘上各自对应的比例系数,使组分的面积转换成相应物质的量,即W i = f i·A i式中W i为组分i的量,它可以是质量,也可以是摩尔或体积(对气体);A i为峰面积,f i为换算系数,称为定量校正因子。
高效液相色谱仪的基本结构
高效液相色谱仪(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)的基本结构包括以下
几个主要组成部分:
1. 色谱柱:色谱柱是HPLC中最重要的部分,用来分离混合物中的化合物。
色谱柱通常是由一种填充材料(常为固体颗粒)填充在特定长度的金属或玻璃管中形成的。
填充材料可以为疏水性、亲水性、离子交换等,根据需要选择。
2. 注射器:注射器用于将待测样品溶液注入色谱柱,通常为一个可调节容积的活塞机构。
3. 泵系统:泵系统用来提供稳定的流动相(溶剂)流动,将待测物溶液从注射器推入色谱柱。
4. 检测器:检测器用于检测待测物质离子或分子的信号,常见的检测器有紫外-可见光谱检测器、荧光检测器、电化学检测器等。
5. 计算机与数据处理系统:计算机与数据处理系统用于采集、存储和分析检测器所得到的数据,并进行数据处理和结果计算。
6. 控制模块:控制模块用于控制其他各部分的运行,如泵的流速控制、注射器的操作等。
7. 进样器:进样器用于将待测样品从样品瓶中自动或手动进样到注射器中。
8. 恒温装置:恒温装置用于保持色谱柱和溶剂的温度恒定,以确保分析结果的稳定性。
9. 分离柱:分离柱是一种将待测物物质快速分离开的设备。
高效液相色谱法(HPLC)一、方法原理1、液相色谱法概述高效液相色谱分析法其工作流程为:高压输液泵将贮液器中的流动相以稳定的流速(或压力)输送至分析体系,在色谱柱之前通过进样器将样品导人,流动相将样品依次带入预柱、色谱柱,在色谱柱中各组分被分离,并依次随流动相流至检测器,检测到的信号送至数据处理系统记录、处理和保存。
HPLC仪器的基本结构2、高效液相色谱法的特点(HPLC)与经典柱色谱原理相同,是由液体流动相将被分离混合物带入色谱柱中,根据各组分在固定相及流动相中吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异来进行分离。
由于高压输液泵、高灵敏度检测器和高效固定相的使用,提高了柱效率,降低了检出限,缩短了分析时间。
特点是选择性高、分离效能高、分析速度快的特点。
高沸点有机物的分析、离子型化合物、高分子化合物、热稳定性差的化合物以及具有生物活性的物质,弥补了气相色谱法的不足。
高效液相色谱法与气相色谱法相比,各有所长,互相补充。
如果能用气相色谱法分析的样品,一般不用液相色谱法,因为气相色谱法分析速度更快、更方便、成本更低。
3、高效液相色谱法的固定相和流动相(1)固定相表面多孔型和全多孔型两大类。
(2)流动相(淋洗液)流动相的选择对改善分离效果产生重要的辅助效应。
从实用,选用的流动相具有廉价、易购的特点外,还应满足下列要求:①与固定相互不相溶,并能保持色谱柱的稳定性。
②高纯度,以防所含微量杂质在柱中积累,引起柱性能的改变。
③与所用的检测器相匹配。
④应对样品有足够的溶解能力,以提高测定的灵敏度。
⑤具有低的黏度(可减少溶质的传质阻力,提高柱效)和适当低的沸点。
⑥应避免使用具有显著毒性的溶剂,以保证工作人员的安全。
液相色谱法中常用的流动相有正己烷、正庚烷、甲醇、乙腈等。
4、高效液相色谱法的主要类型(1)液—固吸附色谱法①分离原理:基于各组分吸附能力的差异来进行混合物分离的。
②固定相:极性和非极性两种。
极性固定相:硅胶、氧化镁。
液相色谱仪结构及原理高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上,引用了气相色谱的理论,在技术上,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,可对流出物进行连续检测。
一、特点:1.高压:液相色谱法以液体为流动相(称为载液),液体流经色谱柱,受到阻力较大,为了迅速地通过色谱柱,必须对载液施加高压。
一般可达150~350×105Pa。
2. 高速:流动相在柱内的流速较经典色谱快得多,一般可达1~10ml/min。
高效液相色谱法所需的分析时间较之经典液相色谱法少得多,一般少于1h 。
3. 高效:近来研究出许多新型固定相,使分离效率大大提高。
4.高灵敏度:高效液相色谱已广泛采用高灵敏度的检测器,进一步提高了分析的灵敏度。
如荧光检测器灵敏度可达10-11g。
另外,用样量小,一般几个微升。
5.适应范围宽:气相色谱法与高效液相色谱法的比较:气相色谱法虽具有分离能力好,灵敏度高,分析速度快,操作方便等优点,但是受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。
而高效液相色谱法,只要求试样能制成溶液,而不需要气化,因此不受试样挥发性的限制。
对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400 以上)的有机物(这些物质几乎占有机物总数的75% ~80% )原则上都可应用高效液相色谱法来进行分离、分析。
据统计,在已知化合物中,能用气相色谱分析的约占20%,而能用液相色谱分析的约占70~80%。
二、性质及原理:高效液相色谱按其固定相的性质可分为高效凝胶色谱、疏水性高效液相色谱、反相高效液相色谱、高效离子交换液相色谱、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型。
用不同类型的高效液相色谱分离或分析各种化合物的原理基本上与相对应的普通液相层析的原理相似。
高效液相色谱法《中国药典》2015年版高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高效液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键合非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂有十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反相色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径与长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
四、高效液相色谱仪的结构
高效液相色谱仪由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统等五大部分组成(图3-1-2)。
分析前,选择适当的色谱柱和流动相,开泵,冲洗柱子,待柱子达到平衡而且基线平直后,用微量注射器把样品注入进样口,流动相把试样带入色谱柱进行分离,分离后的组分依次流入检测器的流通池,最后和洗脱液一起排入流出物收集器。
当有样品组分流过流通池时,检测器把组分浓度转变成电信号,经过放大,用记录器记录下来就得到色谱图。
色谱图是定性、定量和评价柱效高低的依据。
图3-1-2 高效液相色谱仪的结构示意图
1.高压输液系统
高压输液系统由溶剂贮存器、高压泵、梯度洗脱装置和压力表等组成。
(1) 溶剂贮存器。
溶剂贮存器一般由玻璃、不锈钢或氟塑料制成,容量为1~2L,用来贮存足够数量、符合要求的流动相。
(2) 高压输液泵。
高压输液泵(图3-1-3)是高效液相色谱仪中关键部件之一,其功能是将溶剂贮存器中的流动相以高压形式连续不断地送入液路系统,使样品在色谱柱中完成分离过程。
由于液相色谱仪所用色谱柱径较细,所填固定相粒度很小,因此,对流动相的阻力较大,为了使流动相能较快地流过色谱柱,就需要高压泵注入流动相。
对泵的要求:输出压力高、流量范围大、流量恒定、无脉动,流量精度和重复性为0.5%左右。
此外,还应耐腐蚀,密封性好。
高压输液泵,按其性质可分为恒压泵和恒流泵两大类。
恒流泵是能给出恒定流量的泵,其流量与流动相粘度和柱渗透无关。
恒压泵是保持输出压力恒定,而流量随外界阻力变化而变化,如果系统阻力不发生变化,恒压泵就能提供恒定的流量。
图3-1-3 恒流柱塞泵
(3) 梯度洗脱装置。
梯度洗脱就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变它们之间的比例,从而使流动相的强度、极性、pH值或离子强度相应地变化,达到提高分离效果,缩短分析时间的目的。
梯度洗脱装置分为两类:
一类是外梯度装置(又称低压梯度),流动相在常温常压下混合,用高压泵压至柱系统,仅需一台泵即可。
另一类是内梯度装置(又称高压梯度),将两种溶剂分别用泵增压后,按电器部件设置的程序,注入梯度混合室混合,再输至柱系统。
梯度洗脱的实质是通过不断地变化流动相的强度,来调整混合样品中各组分的k值,使所有谱带都以最佳平均k值通过色谱柱。
它在液相色谱中所起的作用相当于气相色谱中的程序升温,所不同的是,在梯度洗脱中溶质k值的变化是通过溶质的极性、pH值和离子强度来实现的,而不是借改变温度(温度程序)来达到。
2.进样系统
进样系统包括进样口、注射器和进样阀等,它的作用是把分析试样有效地送入色谱柱上进行分离。
六通进样阀是最理想的进样器,其结构如图3-1-4。
图3-1-4 六通进样阀装置
3.分离系统
分离系统包括色谱柱、恒温器和连接管等部件。
色谱柱一般用内部抛光的不锈钢制成,如图3-1-5。
其内径为2 ~ 6mm,柱长为10 ~50cm,柱形多为直形,内部充满微粒固定相,柱温一般为室温或接近室温。
图3-1-5 常见色谱柱外形
4.检测器
最常用的检测器为紫外吸收检测器,它的典型结构如图3-1-6。
图3-1-6 紫外检测器光路图
1-低压汞灯2-透镜3-遮光板4-测量池5-参比池6-紫外滤光片7-双紫外光敏电阻检测器是液相色谱仪的关键部件之一。
对检测器的要求是:灵敏度高,重复性好、线性范围宽、死体积小以及对温度和流量的变化不敏感等。
在液相色谱中,有两种类型的检测器,一类是溶质性检测器,它仅对被分离组分的物理或物理化学特性有响应。
属于此类检测器的有紫外、荧光、电化学检测器等;另一类是总体检测器,它对试样和洗脱液总的物理和化学性质响应。
属于此类检测器有示差折光检测器等。