气液色谱分析

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色谱分类方法:

1. 按固定相外形:

柱色谱(填充柱、空心柱《毛细管柱色谱》)、平板色谱(薄层色谱和纸色谱)。

2. 按组分在固定相上的分离机理:

吸附色谱:不同组分在固定相的吸附作用不同;

分配色谱:不同组分在固定相上的溶解能力不同;

离子交换色谱:不同组分在固定相(离子交换剂)上的亲和力不同;

凝胶色谱(尺寸排阻色谱)不同尺寸分子在固定相上的渗透作用.

3. 按两相状态

分类方法固定相平衡类型适用

气相色谱气液色谱固定液吸附于惰

性载体(担体)

气液间分配小分子量气体

及烃类,如大气

成分分析

气体试

样或能

被气化

的固体

和液体

试样气固色谱固体吸附剂吸附、解吸

气相键合色谱有机组分键合于

固体表面

气体和键合体表面

间的分配

液相色谱液液色谱固定液吸附于惰

性载体

不相溶液体间的分

高沸点、热稳定性差、相

对分子质量大得有机物液固(吸附)

色谱

固体吸附剂吸附、解吸

液相键合色谱有机组分键合于

固体表面

液体和键合体表面

间的分配

离子交换色谱离子交换树脂离子交换

离子对色谱法

空间排阻色谱

/凝胶渗透色

谱法

液体附于多孔聚

合物

分配/筛析(多孔性

物质对不同大小分

子的排阻作用不

同)

超临界色谱有机组分键合于

固体表面

超临界流体和键合

相间分配

4.HPLC液相色谱中按固定相和流动相极性大小分为:正相色谱(固定相极性大于流动相,极性小的先流出,适于极性组分分离

)、反相色谱(固定相极性小于流动相,极性大的先流出,适于非极性组分分离)

GC毛细管柱气相色谱的特点:(i) 渗透性好:可使用较长的色谱柱;

(ii) 相比率大:有利于提高柱效;加上保留因子k小,渗透性好,可使用很高的载气流速,因而分析速度快;

(iii) 柱容量小:因而进样量小。需采用分流技术并使用更高灵敏度的检

测器;

(iv) 总柱效高:尽管毛细管柱效比填充柱大,但仍处于同一数量级。但

毛细管柱长很大,因而总柱效高,分离复杂混合物能力强。

色谱分离方法的选择

试样分子量水溶性、离解性方法流动性物质种类>2000 溶于水排阻色谱水

不溶于水排阻色谱非水

<2000 不溶于水

正/反相色谱同系物

吸附色谱异构体多功能团

排阻色谱分子大小差异溶于水,不解离反相色谱

排阻色谱(小孔)水

溶于水,可解离阳离子交换色谱碱

阴离子交换色谱酸

溶于水,离子与

非离子

反相离子对色谱

固定相:固体吸附剂、固定液+载体

固定液:1。要求:a) 热稳定性好、蒸汽压低——流失少;b) 化学稳定性好——不与其它物质反应;c) 对试样各组分有合适的溶解能力(分配系数K适当);d) 对各组分具有良好的选择性

2.固定液与组分的作用力:

a) 色散力——非极性分子之间b) 诱导力——极性与非极性分子之间c) 取向力——极

性与极性分子之间d) 氢键力——静电吸引,亦属取向力。

3.固定液的选择:固定液的特性参数:①相对极性0

常数、麦氏常数

固定液选择:①按“相似相溶”原理选择固定液。

非极性组分——非极性固定液——沸点低(小分子物质)的物质先流出;

极性物质——极性固定液——极性小的物质先流出;

各类极性混合物——极性固定液——极性小的物质先流出;

氢键型物质——氢键型固定液——不易形成氢键的物质先流出;

复杂混合物——两种或以上混合固定液

极性:正己烷<环己烷<苯<甲苯

②按化学基团相似原则选择;③按组分主要性质差别选择

HPLC的流动相:HPLC流动相为溶剂(其极性、粘度、PH值、浓度等均可改变,可调节样品在两相间分配的差异),它既有运载作用,又和固定相一样,参与对组分的竞争,因此溶剂的选择对分离十分重要。

理想的溶剂应有下列特性:

1)对待测物具一定极性和选择性;

2)使用UV 检测器时,溶剂要匹配 ;使用折光率检测器,溶剂的折光率要与待测物的折光率有较大差别;

3)高纯度。否则基线不稳或产生杂峰; 4)化学稳定性好;

5)适宜的粘度。粘度过高,柱压增加;过低,易产生气泡。

为防止固定相的流失,流动相与固定液应尽量不互溶,或者说二者的极性相差越大越好。

固定相(P77 ,70色谱法)

HPLC 通常按固定相的不同分为多种类型——各种色谱方法

如液液色谱法、液固色谱法、离子交换色谱法、离子对色谱法等 1、液液分配色谱—— 根据各待测物在互不相溶的两溶液中的溶解度不同,因而具不同的分配系数。在色谱柱中,随着流动相的移动,这种分配平衡需进行多次,造成各待测物的迁移速率不同,从而实现分离的过程。

2、离子交换色谱——原理:利用不同待测离子对固定相的亲和能力(或离子交换能力)的差别来实现分离的。

3、离子对色谱法(IPC )

将与待测物离子A 电荷相反的离子B (称为对离子或反离子)加入到流动相中,使待测离子与对离子形成离子对AB ,该AB 离子对的性质与A 离子或B 离子的性质不同,即间接改变了待测离子的保留特性。 4、尺寸排阻色谱法

固定相为化学惰性的多孔凝胶,它类似于分子筛,但孔径更大。凝胶内有一定大小的空穴,分子体积大的待测物不能渗入孔穴中而被排阻,较早地被淋洗出来,中等的部分渗透,小分子则完全渗透,最后流出色谱柱。即待测物分子按分子大小(分子量大小)先后从柱中流出。

一、色谱分析的基本原理:借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。

根据组分与固定相与流动相的作用力不同,当两相做相对移动时,各组分在两相中反复多次

分配(/吸附解吸)而相互分离,依次流出色谱柱,进入检测器进行检测

二、气相色谱的理论基础:色谱的分离行为应从热力学和动力学两方面进行研究、解释。

1.试样中各组分在两相间的分配情况,由组分在两相间的分配由分配系数(热力学性质)、

各物质(试样中的组分、固定相、流动相)的分子结构和性质决定,它使得各组分在不同时间流出——峰间距,由各个色谱峰在柱后出现的时间(保留值)反映;

2.各组分在色谱柱中的运动(分散)情况,由传质和扩散(动力学性质)决定,它使得各组

分峰有一定的宽度——峰宽,由峰宽反映。

描述分配过程的参数: 1.分配系数m

s

c c =

=

溶质在流动相中的浓度溶质在固定相中的浓度K K 与组分和两相的性质、柱温、柱压有关,与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。

2. 分配比 m m s

s V c V c k ===

m

s m m 组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量

反映了组分在