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　　BOB下载INSTRUMENTAL ANALYSIS PART 8.2 液相分离 TWO 主要类型及其原理 LIQUID PHASE SEPARATIONMAIN TYPES AND PRINCIPLES 目录/CATALOG 01 液相色谱分离主要类型简介 BRIEF INTRODUCTION OF MAIN TYPES OF LIQUID CHROMATOGRAPHY SEPARATION 02 液相色谱分离主要类型 MAIN TYPES OF LIQUID CHROMATOGRAPHIC SEPARATION 01 不同分离类型间的关系 THE RELATIONSHIP BETWEEN DIFFERENT SEPARATION TYPES 一、高效液相色谱法主要类型简介 根据分离机理的不同，可分为以下类型 ： 液-液分配色谱 液-固吸附色谱 离子交换色谱 离子对色谱 离子色谱 排阻色谱 亲和色谱 每种方法通常存在一种起支配作用的主要机理 ，但可能还存在其他机理。 二、液相色谱分离主要类型 1. 液-液分配色谱 （liquid- liquid partition chromatography） 固定相与流动相均为液体 ，互不相溶。 基本原理 基于样品分子在流动相和固定相间的溶解度不 同 （分配作用）而实现分离 的液相色谱分离模式。 C V K S k m C V m s 固定相 早期涂渍固定液 ，易溶解到流动相中去 ，重现性很差 ，较少采用。 化学键合固定相 将各种不同基团通过化学反应键合到惰性载体如硅胶表面的游离羟 基上 ，有效解决了固定液流失问题。C-18柱 （反相柱）。 一、液-液分配色谱 liquid- liquid partition chromatography OH O 化学键合固定相 OH + C18H37SiCl3 O Si C18H3 7 OH O 非极性键合固定相 ： 键合在载体表面的功能分子是烷基、苯基等非极性有机分子。如 最常用的ODS柱或C18柱就是最典型的代表 ，其极性很小。 极性键合固定相 ： 键合在载体表面的功能分子是具有二醇基、醚基、氰基、氨基等 极性基团的有机分子。 正相HPLC （normal phase HPLC） 极性固定相和非极性 （或弱极性）流动相组成的HPLC体系。代表性固定相如改性硅胶、 氰基柱等 ，流动相正 己烷等。吸附色谱也属正相HPLC。极性弱的组分先出峰 ，适于分离 极性物质。 反相HPLC （reversed phase HPLC） 非极性固定相和极性流动相组成的液相色谱体系 ，与正相 HPLC相反。代表性固定相是十 八烷基键合硅胶 （ODS柱），流动相是 甲醇和乙腈。当今液相色谱的最主要分离模式。 出峰顺序与正相相反 ，极性强的组分先出峰 ，适于分离弱(非)极性物质。 二、 液-固吸附色谱 liquid-solid adsorption chromatography 基本原理 利用固体吸附剂 （固定相）表面对各组分吸附能力强弱的不同进行分离。 固定相 活性硅胶、氧化铝、活性炭、聚乙烯、聚酰胺等固体吸附剂 ，最常用的是5 ～10μm 的硅胶吸附剂。 流动相 弱极性有机溶剂或非极性溶剂与极性溶剂的混合物 ，如正构烷烃 （己烷、戊烷、庚 烷等）、二氯甲烷/ 甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。 [X ][S ]n X +nS X +nS k a m n m a a m [X ][S ] m a 应用 适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样 ，对具有不同官能团的化合物和异构体有较 高选择性。如农药异构体 ，石油中烷、烯、芳烃的分离。凡是能用薄层色谱法分离的都 可以用液固色谱法分离。 不适合分离强极性的离子型试样 ，同系物。 缺点 非线形等温吸附常引起峰的拖尾。 三、离子交换色谱 ion-exchange chromatography 基本原理 使用表面有离子交换基团的离子交换剂作为固定相 ，利用试样 中各组分离 子与固定相亲和力的不同而进行分离。亲和力大 ，保留时间长。 固定相 阴离子交换树脂或阳离子交换树脂 ； 三、离子交换色谱 ion-exchange chromatography 流动相 阴离子交换树脂作固定相 ，采用酸性水溶液 ； 阳离子交换树脂作固定相 ，采用碱性水溶液 ； + + 阳离子交换 ：R—SO N +M R—SO M +N 3 a 3 a - - 阴离子交换 ：R—NR Cl +X R—NR X + Cl 4 4 应用 离子及可离解的化合物 ，氨基酸、核酸等的分离。 抑制柱离子色谱的原理 ： 以阴离子分析为例 ： 分析柱反应 ： R—Cl + NaOH R—OH + NaCl 抑制柱反应 ： R—H + NaCl R—Na + HCl R—H + NaOH R—Na + H2O 四、 离子对色谱 ion pair chromatography 基本原理 将一种 （多种）与溶质离子电荷相反的离子 （对离子或反离子）加到流动相中使其与溶质离子 结合形成疏水性离子对化合物 ，使其能够在两相之间进行分配。 阴离子分离 常采用烷基铵类 ，如氢氧化四丁基铵或氢氧化十六烷基三甲铵作为对离子 ； 阳离子分离 常采用烷基磺酸类 ，如己烷磺酸钠作为对离子 ； 反相离子对色谱 + - 非极性的疏水固定相(C-18柱) ，含有对离子Y 的甲醇-水或乙腈-水作为流动相试样离 子X 进入 + - 流动相后 ，生成疏水性离子对Y X 后 ；在两相间分配。 四、 离子对色谱 ion pair chromatography + - + - X 水相 + Y 水相 X Y 有机相 + - + - 当达平衡时： KXY [X Y ]有机相/[ X ]水相 [Y ]水相 + - + - 分配系数为 ： DX [X Y ]有机相/[ X ]水相 KXY [Y ]水相 离子对色谱法(特别是反相)解决了以往难以分离的混合物的分离问题 ，诸如酸、碱和离子、 非离子混合物 ，特别是一些生化试样如核酸、核苷、生物碱以及药物等分离。 五、 离子色谱ion chromatography 基于传统离子交换色谱存在的不足发展起来的，不同点 ： 01 采用交换容量非常低的特制离子交换树脂为固定相 ； 02 细颗粒柱填料 ，高柱效 ；采用高压输液泵 ； 03 低浓度淋洗液或本底电导抑制 （在分离柱后采用抑制 柱 ，有效消除了淋洗液的高本底电导）； 04 可采用电导检测器 ，快速分离分析微量无机离子混合物 ； 05 各种抑制装置及无抑制方法的出现 ，发展迅速。 优点 01 分析速度快 ：可在数分钟内完成试样分析 ； 02 分离能力高 ：适宜条件下 ，可分离常见的各种阴 离子混合物; 03 分离混合阴离子的最有效方法 ； 04 耐腐蚀 ，仪器流路采用全塑件 ，玻璃柱。 Br-为例(电导型检测器) R-OH+NaBr R-Br +NaOH 通常再用NaOH洗脱,Br-进入 NaOH洗脱液后,电导变化很小,检测不灵敏. 抑制柱(含高容量的H+阳离子交换树脂) + R-H+NaOH R-Na +H O (电导小) R-H+NaBr R-Na+HBr (H 淌度大) 2 + M 为例(电导型检测器) + R-M +HCl R-H+M Cl - 抑制柱(含高容量的OH 阴离子交换树脂) + - + - R-OH+HCl R-Cl +H O (电导小) R-OH+M Cl R-Cl+M OH 2 五、离子色谱ion chromatography 类型 01 抑制型 ：分离柱中离子交换树脂的交换容量通常在0.01 ～0.05mmol/g干树脂。 02 非抑制型 当进一步降低分离柱中树脂的交换容量(0.007 ～0.07) ，使用低浓度、低电 离度的有机弱酸及弱酸盐作淋洗液 ，如苯 甲酸、苯 甲酸盐等。检测器可直接与分离 柱相连 ，不需抑制柱。 离子色谱连续抑制装置图 六、 排阻色谱色谱size- exclusion chromatography 固定相 凝胶 （具有一定大小孔隙分布）； 基本原理 按分子大小分离。小分子可以扩散到凝胶空隙 ，由其中通过 ， 出峰最慢 ；中等分子只能通过部分凝胶空隙 ，中速通过 ；而大 分子被排斥在外 ，出峰最快 ；溶剂分子小 ，故在最后出峰。 对相对分子质量在100-105范围内的化合物按分子量大小分离 。 应用 ：分离高分子化合物并测定相对分子量。要求试样中各组 分相对分子量相差大于10% ！ 七、亲和色谱 Affinity chromatograph 基本原理 利用生物大分子和固定相表面存在的某种特异性亲和力 ，进行选择性分离。 先在载体表面键合

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