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色谱柱是色谱分析中使用的一种关键设备，用于将混合物中的成分分离并进行定性和定量分析。
以下是一些与色谱柱相关的常见名词解释：
1. 固定相（Stationary Phase）：色谱柱中的固定涂层或填料，具有特定的化学性质和分离能力。
样品在固定相中发生相互作用，导致不同成分以不同速度移动并被分离。
2. 流动相（Mobile Phase）：用于携带样品通过色谱柱的流体，可以是气体（气相色谱）或液体（液相色谱）。
流动相的选择取决于分析目标和色谱柱类型。
3. 柱效（Plate Number）：用于描述色谱柱分离能力的度量。
柱效越高，表示色谱柱的分离效果越好。
4. 保留时间（Retention Time）：在色谱柱中，样品组分从进样到检测器出现的时间。
保留时间可以帮助确定化合物的特征和纯度。
5. 色谱峰（Chromatographic Peak）：色谱图中呈现出的高度峰值，表示在特定保留时间内检测到的样品成分。
6. 柱温（Column Temperature）：色谱柱的操作温度，可以对分离效果和分析速度产生影响。
某些分析方法需要在特定的温度下进行。
7. 柱寿命（Column Lifetime）：色谱柱使用期限，取决于使用条件和期间的保养和维护。
柱寿命的结束通常由分离性能下降或峰形变得不规则来决定。
色谱基础知识•第一部分色谱基础知识1、色谱起源2、色谱定义色谱法：利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术流动相：携带样品流过整个系统的流体固定相：静止不动的一相，色谱柱3、色谱分类1、高效液相色谱High Performance Liquid Chromatography (HPLC)2、气相色谱 Gas Chromatography (GC)3、薄层色谱 Thin-Layer Chromatography (TLC)4、毛细管电泳 Capillary Electrophoresis(CE)4、色谱优点1、同时分析2、分离性能好3、灵敏度高 (ppm-ppb)4、进样量小 (1-100uL)HPLC vs GC液相色谱：以液体作为流动相的色谱分离方法1、适用于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分析2、流动相具有运载样品分子和选择性分离的双重作用气相色谱：以气体作为流动相的色谱分离方法1、适用于沸点较低、热稳定性好的中小分子化合物的分析2、流动相只起运载样品分子的能力5、HPLC分类1、正相模式 (NP-LC)2、反相模式 (RP-LC)3、反相离子对色谱 (IPC)4、离子交换色谱 (IEC)5、尺寸排阻色谱 (GPC / GFC)反相模式 (RP)填料：C18 (ODS)、C8 (octyl)、C4 (butyl)、苯基、TMS和氰基相互作用力：反相模式下流动相的选择：优化水相（缓冲液）和有机相的比例非常重要（甲醇，乙腈和THF 是常用的有机溶剂）在有缓冲液的情况下, 缓冲液的浓度和pH值非常重要增加流动相极性：固定相极性变化对分离的影响：固定相极性变化对分离的影响：离子对色谱离子对试剂·阴离子化合物：氢氧化四丁基铵、溴化四丁基铵·阳离子化合物：丁烷基磺酸钠(C4)、戊烷基磺酸钠(C5)、己烷基磺酸钠(C6）、庚烷基磺酸钠(C7)、辛烷基磺酸钠(C8)、癸烷基磺酸钠(C10)、十二烷基磺酸钠(SDS)离子对色谱影响因素·离子对试剂的类型·离子对试剂的浓度·流动相的pH正相色谱色谱柱：·硅胶柱:常用·氰基柱: 常用·氨基柱: 分析糖·二醇基柱: 分析蛋白质相互作用力氢键力·如果样品有–-COOH: 羧基–-NH2: 氨基–-OH: 羟基则氢键力强.·如果样品没有任何官能团，象碳水化合物·如果样品有大的基团, 由于空间障碍则氢键力弱.正相模式下流动相的选择：·主要试剂：烷烃(戊烷, 己烷, 庚烷, 辛烷)、芳香烃(苯, 甲苯, 二甲苯)、二氯甲烷–氯仿、四氯化碳·辅助试剂：甲基-t-丁基醚(MTBE)、乙醚、四氢呋喃(THF)、二氧杂环乙烷、嘧啶、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇为了调整保留时间，可以选择主要试剂然后再加入辅助试剂。
HPLC中固定相和流动相在色谱分析中，如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离，是色谱工作者的重要工作，也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
以下是填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质（担体）HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质，也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝，无机物基质刚性大，在溶剂中不容易膨胀；有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯，有机聚合物基质刚性小、易压缩，溶剂或溶质容易渗入有机基质中，导致填料颗粒膨胀，结果减少传质，最终使柱效降低。
1、基质的种类：1）硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外，还提供一个表面，可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基，制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常，硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2～8。
硅胶的主要性能参数有：①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布，与比表面积成反比。
③比表面积：在液固吸附色谱法中，硅胶的比表面积越大，溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度（率）：在反相色谱法中，含碳量越大，溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性：在液固吸附色谱法中，硅胶的含水量越小，其表面硅醇基的活性越强，对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾：在反相色谱法中，主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状：硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶，前者价格较便宜，缺点是涡流扩散项及柱渗透性差，后者无此缺点。
⑧硅胶纯度：对称柱填料使用高纯度硅胶，柱效高，寿命长，碱性成份不拖尾。
2）氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质，也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的，不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是，氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相，并显示出优秀的pH稳定性。
高相液相色谱的原理
高效液相色谱是一种用于化学分析分离技术，原理基于样品分子在液相中的分配和吸附作用。
HPLC的主要组成部分包括流动相、固定相、进样器、色谱柱和检测器。
1.流动相：HPLC中的流动相是由溶剂组成的移动液体，它通过一个高压泵被输送到色谱柱中。
流动相可以是单一溶剂或是由不同溶剂组成的混合物。
不同的样品需要使用不同的流动相来实现分离。
2. 固定相：色谱柱中填充有固定相材料，通常是细小颗粒的吸附剂或分配剂。
固定相选取的原则是与待分离样品分子具有不同亲和性，以实现有效的分离。
常用的固定相材料包括硅胶、脱水纤维素、聚合物胶体、金属氧化物等。
3. 进样器：进样器用于将待分析样品以精确的体积注入到流动相中。
进样过程需要保证样品在进入色谱柱之前均匀混合。
4. 色谱柱：色谱柱是HPLC的核心部分，它是一个细长的管状结构，内壁填充有固定相。
样品在流动相的作用下通过色谱柱，分离成不同成分。
5. 检测器：色谱柱中分离的样品成分在通过检测器时会被检测到。
常用的检测器包括紫外可见光检测器、荧光检测器、质谱检测器等。
检测器对于不同化合物具有不同的灵敏度和选择性。
在HPLC中，样品分子在流动相和固定相之间同时发生分配和吸附作用。
样品分子的分配行为取决于样品与流动相和固定相之间的相互作用力，如溶解度、极性、电荷等。
不同组分的样品在色谱柱中因为这些相互作用力的差异而实现分离。
分离程度的好坏取决于流动相的选择和固定相的性质。
通过控制流动相的组成、流速和固定相的性质，HPLC可以实现对复杂混合物的高效分离和定量分析。
高压液相色谱HPLC培训教程(六)IV．固定相和流动相在色谱分析中，如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离，是色谱工作者的重要工作，也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
本章着重讨论填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质（担体）HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质，也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝。
无机物基质刚性大，在溶剂中不容易膨胀。
有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯。
有机聚合物基质刚性小、易压缩，溶剂或溶质容易渗入有机基质中，导致填料颗粒膨胀，结果减少传质，最终使柱效降低。
1．基质的种类1）硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外，还提供一个表面，可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基，制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常，硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2~8。
硅胶的主要性能参数有：①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布。
与比表面积成反比。
③比表面积。
在液固吸附色谱法中，硅胶的比表面积越大，溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度（率）。
在反相色谱法中，含碳量越大，溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性。
在液固吸附色谱法中，硅胶的含水量越小，其表面硅醇基的活性越强，对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾。
在反相色谱法中，主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状。
硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶，前者价格较便宜，缺点是涡流扩散项及柱渗透性差；后者无此缺点。
⑧硅胶纯度。
对称柱填料使用高纯度硅胶，柱效高，寿命长，碱性成份不拖尾。
2）氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质，也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的，不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是，氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相，并显示出优秀的pH稳定性。
Talanta82 (2010) 1439–1447ContentslistsavailableatScienceDirectTalanta
journalhomepage:www.elsevier.com/locate/talanta
Preparation,characterization,andanalyticalapplicationsofanovelpolymerstationaryphasewithembeddedorgraftedcarbonfibers
YingyingZhong,WenfangZhou,PeiminZhang,YanZhu∗DepartmentofChemistry,XixiCampus,ZhejiangUniversity,Hangzhou310028,Zhejiang,PRChina
articleinfoArticlehistory:Received20April2010Receivedinrevisedform2July2010Accepted9July2010Available online 17 July 2010Keywords:StationaryphaseMulti-walledcarbonnanotubePolystyrene–divinylbenzene–carbonnanotubeparticleHPLCabstractApolymer-basedchromatographicstationaryphasewithembeddedorgraftedmulti-walledcarbonnan-otubes(MWCNTs)hasbeendeveloped.Threedifferentsyntheticmethodswereutilizedtocombinethenano-fiberswiththesubstrateofpolystyrene–divinylbenzene(PS–DVB).Afteroptimizingthesyntheticconditions,thisnovelpolystyrene–divinylbenzene–carbonnanotube(PS–DVB–CNT)stationaryphasewascharacterizedbyscanningelectronmicroscopy,Ramanspectroscopy,thermogravimetricanalysis,chemicaladsorptionanddesorptionmeasurement,andmechanicalstabilitytest.ComparedtoPS–DVBparticles,PS–DVB–CNTparticleshavecertainimprovementinphysicalandchromatographicperfor-mancesbecausetheadditionofMWCNTshasalteredthestructuresoftheparticles.Thenovelstationaryphaseownssatisfactoryresolution,widepHendurance,andlonglifetime,whichcanbeusedasanextenttonormalHPLC.© 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
1.IntroductionTodate,high-performanceliquidchromatography(HPLC)hasbecomeanindispensabletechniquefortheanalysisofsamples,thedeterminationofphysicalconstantsandtheisolationofpurifiedcomponentsfromcomplexmixturesindifferentscientificareas[1–3].Columnsofpackedparticlesarestillthemostpopulardevicesforliquidchromatographicseparationsbecauseoftheirgreatutil-ity,excellentperformanceandwidevariety.Thedesignofnovelstationaryphaseisapermanentdemandingchallengeinchro-matographicseparationsciencetoenableanalysiswithenhancedselectivity,specificityandspeed.Althoughnewtypesofstationaryphasesarecontinuallydevel-oped,mostcolumnsforreversedphaseliquidchromatography(RP-LC)separationsaremanufacturedfromsilicamaterials[1–2].However,silica-basedpackingsarelessstableunderextremepHconditionsandshowsomeretentionabnormalitiesonoldornon-silanol-endcappedreversedphase-columns(RP-column).Toovercomethesedrawbacks,otherinorganicmaterialssuchaszirconia[4],titania[5]andalumina[6]havebeendevelopedasHPLCstationaryphasewithimprovedchemicalandthermalstabilities.However,theyhaveresidualmetalhydroxylandmetal-oxo-metalgroupsandrepresentamphotericmaterialswithbothanion-andcation-exchangeproperties.InviewofthedrawbacksofinorganicRP-columns,efforthasbeenfocusedonthereplace-∗Correspondingauthor.Tel.:+8657188273637;fax:+8657188273637.E-mailaddress:zhuyan@zju.edu.cn(Y.Zhu).mentofinorganic-basedRPpackingsbypolymerphases.Organicbeadedpolymersupportsbasedonpolystyrene–divinylbenzene(PS–DVB)[7]andpolymethacrylates[8]aremostlyinvestigatedandappliedpolymerphasesforRP-HPLC.Andyetpolymerphasesaresomewhatlessefficientcomparedtoinorganic-basedcounter-partsbecauseoftherelativelylowrigidity.Inordertoovercomethedefectsoftraditionalpackings,novelcompositematerialsusedaschromatographicstationaryphaseshavebeendevelopedforyears,whichmaintaintheadvantagesofbothorganicpolymersandinorganicsupporters.Coatingandcouplingtechniquesaremostfrequentlyadoptedfortheprepa-rationofcompositematerials,asitisratherdifficulttocombinemacromoleculestogether.Forinstance,polymer-coatedsilica[9]orpolymer-graftedsilica[10]onpre-formedsilicamaterialsandpolymer-coatedmetaloxides[11]areallusedasRP-stationaryphases.Themajoradvantageofpolymer-coatedinorganicstation-aryphasesliesinpH-stablelayerthatmayeasilybederivatizedforvariouspurposes[12].Atthesametime,thesignificantlossofspecificsurfaceareathatoccursincourseofsuchcoatingproce-duresaswellastheinhomogeneousdistributionofpolymercoatingrepresentsmajordrawbacks.Fortunately,withthedevelopmentofmaterialscience,espe-ciallythegreatadvancementofnano-materials,newstationaryphasesarecomingupcontinually.Carbon-basednano-materials[13–15],especiallycarbonnanotubes(CNTs)playanimportantroleinanalyticalchemistry.CNTscanbedescribedasagraphitesheetrolledupintoananoscale-tube(single-wallcarbonnan-otubes(SWCNTs)),orwithadditionalgraphenetubesaroundthecoreofanSWCNT(multi-wallcarbonnanotubes(MWCNTs))[16].
0039-9140/$–seefrontmatter© 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.doi:10.1016/j.talanta.2010.07.019
