液相色譜儀器工作原理

更新時(shí)間：2011-04-08 點(diǎn)擊次數(shù)：3572

高校液相色譜法是在經(jīng)典色譜法的基礎(chǔ)上，引用了氣相色譜的理論，在技術(shù)上，流動(dòng)相改為高壓輸送（zui高輸送壓力可達(dá)4.9´107Pa）;

色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成，從而使柱效大大高于經(jīng)典液相色譜（每米塔板數(shù)可達(dá)幾萬或幾十萬）；同時(shí)柱后連有高靈敏度的檢測(cè)器，可對(duì)流出物進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。

一、液相色譜儀的主要類型及其分離原理

根據(jù)分離機(jī)制的不同，液相色譜法可分為下述幾種主要類型：

1 ．液 — 液分配色譜法（Liquid-liquid Partition Chromatography）及化學(xué)鍵合相色譜（Chemically Bonded Phase Chromatography）流動(dòng)相和固定相都是液體。流動(dòng)相與固定相之間應(yīng)互不相溶（極性不同，避免固定液流失），有一個(gè)明顯的分界面。當(dāng)試樣進(jìn)入色譜柱，溶質(zhì)在兩相間進(jìn)行分配。LLPC與GPC有相似之處，即分離的順序取決于K，K大的組分保留值大；但也有不同之處，GPC中，流動(dòng)相對(duì)K影響不大，LLPC流動(dòng)相對(duì)K影響較大。

a. 正相液 — 液分配色譜法（Normal Phase liquid Chromatography）: 流動(dòng)相的極性小于固定液的極性。

b. 反相液 — 液分配色譜法（Reverse Phase liquid Chromatography）: 流動(dòng)相的極性大于固定液的極性。

c. 液 — 液分配色譜法的缺點(diǎn)：盡管流動(dòng)相與固定相的極性要求*不同，但固定液在流動(dòng)相中仍有微量溶解；流動(dòng)相通過色譜柱時(shí)的機(jī)械沖擊力，會(huì)造成固定液流失。上世紀(jì)70年代末發(fā)展的化學(xué)鍵合固定相（見后），可克服上述缺點(diǎn)?，F(xiàn)在應(yīng)用很廣泛（70~80%）。

2 ．液 — 固色譜法

流動(dòng)相為液體，固定相為吸附劑（如硅膠、氧化鋁等）。這是根據(jù)物質(zhì)吸附作用的不同來進(jìn)行分離的。其作用機(jī)制是：當(dāng)試樣進(jìn)入色譜柱時(shí)，溶質(zhì)分子（X）和溶劑分子（S）對(duì)吸附劑表面活性中心發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附（未進(jìn)樣時(shí)，所有的吸附劑活性中心吸附的是S），可表示如下：

Xm + nSa ====== Xa + nSm

式中：Xm--流動(dòng)相中的溶質(zhì)分子；Sa--固定相中的溶劑分子；Xa--固定相中的溶質(zhì)分子；Sm--流動(dòng)相中的溶劑分子。

當(dāng)吸附競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：

K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa]

式中：K為吸附平衡常數(shù)。[討論：K越大，保留值越大。]

3 ．離子交換色譜法（Ion-exchange Chromatography）

IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動(dòng)相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子進(jìn)行可逆交換，依據(jù)這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。

以陰離子交換劑為例，其交換過程可表示如下：

X-（溶劑中） + （樹脂-R4N+Cl-）=== （樹脂-R4N+ X-） + Cl- （溶劑中）

當(dāng)交換達(dá)平衡時(shí)：

KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-]

分配系數(shù)為：

DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-]

[討論：DX與保留值的關(guān)系]

凡是在溶劑中能夠電離的物質(zhì)通常都可以用離子交換色譜法來進(jìn)行分離。

二、特點(diǎn)：

1．高壓：液相色譜法以液體為流動(dòng)相（稱為載液），液體流經(jīng)色譜柱，受到阻力較大，為了迅速地通過色譜柱，必須對(duì)載液施加高壓。一般可達(dá)150～350×105Pa。

2. 高速：流動(dòng)相在柱內(nèi)的流速較經(jīng)典色譜快得多，一般可達(dá)1～10ml/min。液相色譜法所需的分析時(shí)間較之經(jīng)典液相色譜法少得多，一般少于 1h 。

3. ：近來研究出許多新型固定相，使分離效率大大提高。

4.高靈敏度：液相色譜已廣泛采用高靈敏度的檢測(cè)器，進(jìn)一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測(cè)器靈敏度可達(dá)10-11g。另外，用樣量小，一般幾個(gè)微升。

5.適應(yīng)范圍寬：氣相色譜法與液相色譜法的比較：氣相色譜法雖具有分離能力好，靈敏度高，分析速度快，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但是受技術(shù)條件的限制，沸點(diǎn)太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)都難于應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行分析。而液相色譜法，只要求試樣能制成溶液，而不需要?dú)饣虼瞬皇茉嚇訐]發(fā)性的限制。對(duì)于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大（大于 400 以上）的有機(jī)物（這些物質(zhì)幾乎占有機(jī)物總數(shù)的 75% ～ 80% ）原則上都可應(yīng)用液相色譜法來進(jìn)行分離、分析。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在已知化合物中，能用氣相色譜分析的約占20%，而能用液相色譜分析的約占70～80%。

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