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04 Liquid Chromatography.ppt

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本课件讲授色谱法基础:由分配系数与两相分配引出分离原理,依次展开液-固、液-液、离子交换与凝胶渗透四种液相色谱模式,介绍溶剂极性、模式选择、检测器类型,最后讲解保留时间、选择性、理论塔板高度与分离度及提高其分离度的措施。

色谱法定义页,说明混合物因两相间分配系数差异而实现分离
分配系数定义页,给出组分在固定相与流动相中浓度之比的表达式
色谱种类页,列出液相柱色谱、气液色谱与薄层色谱三类
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第1页:色谱法的定义

色谱法:利用样品各组分在两相之间分配系数(平衡分布)的差异实现混合物分离的方法,其中一相为流动相,另一相为固定相。

第2页:分配系数

组分对固定相的亲和力不同导致分离。分配系数(平衡分布) = 组分 A 在固定相中的浓度 ÷ 组分 A 在流动相中的浓度。

第3页:色谱的种类

  1. 液相柱色谱(Liquid Column Chromatography)。
  2. 气液色谱(Gas Liquid Chromatography)。
  3. 薄层色谱(Thin-layer Chromatography)。

第4页:液相柱色谱

样品混合物通过填充固体颗粒(可涂渍或不涂渍另一液体)的色谱柱,在合适的溶剂与装柱条件下,部分组分在柱中迁移较慢,从而实现分离。

第5页:液相柱色谱装置示意

本页为简单液相柱色谱装置示意图,源文件仅给出「Diagram of Simple Liquid Column Chromatography」标题,柱体、溶剂与收集部分的标注建议对照原课件图片补充。

第6页:四种基本液相色谱模式

  1. 液-固色谱(吸附色谱):分为正相 LSC 与反相 LSC。
  2. 液-液色谱(分配色谱):分为正相 LLC 与反相 LLC。
  3. 离子交换色谱。
  4. 凝胶渗透色谱(排阻色谱)。

第7页:液-固色谱 LSC

液-固色谱的分离机理基于混合物各组分对吸附剂(如硅胶 Silica Gel)活性位点的竞争吸附。

第8页:液-固色谱示意(二)

本页为液-固色谱示意图,源文件仅给出「LIQUID SOLID CHROMATOGRAPHY」标题,吸附与洗脱过程的图示建议对照原课件图片补充。

第9页:水溶性维生素色谱图(一)

本页为水溶性维生素色谱图,源文件仅给出「WATER-SOLUBLE VITAMINS」标题,各维生素的峰位与分离条件建议对照原课件图片补充。

第10页:水溶性维生素色谱图(二)

本页为水溶性维生素色谱图,源文件仅给出「WATER-SOLUBLE VITAMINS」标题,各维生素的峰位与分离条件建议对照原课件图片补充。

第11页:液-液色谱 LLC

在固态载体表面涂渍第二种液体作为固定相,该液体与流动相溶剂互不相溶;样品在两相间的分配使部分组分被更多地延迟或保留,从而实现分离。

第12页:色谱类型汇总

本页为色谱类型汇总图,源文件仅给出「Types of Chromatography」标题,各类型的分支与归类建议对照原课件图片补充。

第13页:离子交换色谱

离子交换色谱的分离基于样品中不同离子化合物对离子交换树脂(柱填料)活性位点的竞争。

第14页:氨基酸离子交换机理

本页为氨基酸离子交换色谱机理示意图,源文件仅给出「MECHANISM OF ION-EXCHANGE CHROMATOGRAPHY OF AMINO ACIDS」标题,交换过程建议对照原课件图片补充。

第15页:氨基酸的色谱分离

本页为氨基酸色谱图,源文件仅给出「Chromatography of Amino Acids」标题,洗脱顺序与峰形建议对照原课件图片补充。

第16页:

第17页:凝胶渗透色谱

凝胶渗透色谱是按溶液中分子尺寸进行的机械筛分:小分子能进入更多孔道,因而比大分子保留时间更长。

第18页:溶剂的极性顺序

极性溶剂
水 > 甲醇 > 乙腈 > 乙醇 > 氧二丙腈。
非极性溶剂
正癸烷 > 正己烷 > 正戊烷 > 环己烷。

第19页:色谱操作模式的选择

按样品类型选择液相色谱模式
样品类型液相色谱模式
位置异构体LSC 或 LLC
中等极性分子LSC 或 LLC
官能团相似的化合物LSC 或 LLC
可电离物质离子交换色谱 IEC
溶解度差异大的化合物LLC
分子大小不同的混合物凝胶渗透色谱 GPC

第20页:液相色谱仪结构示意

本页为液相色谱仪结构示意图,源文件仅给出「Schematic Diagram of Liquid Chromatography」标题,输液泵、进样器、色谱柱与检测器等部件标注建议对照原课件图片补充。

第21页:液相色谱检测器

紫外检测器
测定范围 200–400 nm,常用 254 nm。
示差折光检测器
通用型检测器。

第22页:高效液相色谱(一)

本页主题为高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography),源文件仅给出标题,仪器组成说明建议对照原课件图片补充。

第23页:高效液相色谱(二)

本页主题为高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography),源文件仅给出标题,仪器组成说明建议对照原课件图片补充。

第24页:发酵甘蓝有机化合物色谱图

本页为发酵甘蓝(酸菜)中有机化合物的色谱图,源文件仅给出标题,各组分峰位与保留时间建议对照原课件图片补充。

第25页:橙汁化合物色谱图

本页为橙汁中化合物的色谱图,源文件仅给出标题,各组分峰位与保留时间建议对照原课件图片补充。

第26页:保留时间

保留时间:样品从进样口出发,穿过色谱柱到达检测器所需的时间。

第27页:选择性 α

选择性(α):两个组分净保留时间之比,与平衡分配系数相关。

第28页:选择性的峰间距示意

本页为选择性的图示,源文件仅给出「Selectivity」标题,两峰间距与保留时间的标注建议对照原课件图片补充。

第29页:分离度方程式

本页为分离度(Resolution)方程式,源文件仅给出标题,公式各项符号建议对照原课件图片补充。

第30页:理论塔板高度 HETP

理论塔板高度:使化合物在柱中达到分配平衡所需要的柱长,用以衡量色谱柱的柱效。

第31页:分离度的峰重叠示意

本页为分离度图示,源文件仅给出「RESOLUTION」标题,两峰重叠程度的标注建议对照原课件图片补充。

第32页:

第33页:理论塔板数与分离度计算示例

理论塔板数、选择性与理论塔板高度计算示例数据
组分保留体积 V(分钟)峰宽 W(分钟)
V₀(死体积)1.02—
组分 14.921.0
组分 26.591.0
组分 38.171.0
组分 49.141.0

第34页:提高分离度的一般措施

  1. 增加柱长。
  2. 减小柱内径。
  3. 降低流速。
  4. 均匀装柱。
  5. 使用均匀的固定相(填料)。
  6. 减小进样量。
  7. 选择合适的固定相。
  8. 选择合适的流动相。
  9. 采用合适的压力。
  10. 采用梯度洗脱。
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