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1、第一部分原理和分類一、色譜理論發(fā)展簡況色譜法的分離原理是:溶于流動(dòng)相(mobilephase)中的各組分經(jīng)過固定相時(shí),由于與固定相(stationaryphase)發(fā)生作用(吸附、分配、離子吸引、排阻、親和)的大小、強(qiáng)弱不同,在固定相中滯留時(shí)間不同,從而先后從固定相中流出。又稱為色層法、層析法。色譜法最早是由俄國植物學(xué)家茨維特(Tswett)在1906年研究用碳酸鈣分離植物色素時(shí)發(fā)現(xiàn)的,色譜法(Chromatography)因之得名。后來在此基礎(chǔ)上發(fā)展出紙色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法、液相色譜法。液相色譜法開始階段是用大直徑的玻璃管柱在室溫和常壓下用液位差輸送流
2、動(dòng)相,稱為經(jīng)典液相色譜法,此方法柱效低、時(shí)間長(常有幾個(gè)小時(shí))。高效液相色譜法(HighperformanceLiquidChromatography,HPLC)是在經(jīng)典液相色譜法的基礎(chǔ)上,于60年代后期引入了氣相色譜理論而迅速發(fā)展起來的。它與經(jīng)典液相色譜法的區(qū)別是填料顆粒小而均勻,小顆粒具有高柱效,但會(huì)引起高阻力,需用高壓輸送流動(dòng)相,故又稱高壓液相色譜法(HighPressureLiquidChromatography,HPLC)。又因分析速度快而稱為高速液相色譜法(HighSpeedLiquidChromatography,HSLC)。也稱現(xiàn)代液相色譜。二、色
3、譜法分類按兩相的物理狀態(tài)可分為:氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。氣相色譜法適用于分離揮發(fā)性化合物。GC根據(jù)固定相不同又可分為氣固色譜法(GSC)和氣液色譜法(GLC),其中以GLC應(yīng)用最廣。液相色譜法適用于分離低揮發(fā)性或非揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)。LC同樣可分為液固色譜法(LSC)和液液色譜法(LLC)。此外還有超臨界流體色譜法(SFC),它以超臨界流體(界于氣體和液體之間的一種物相)為流動(dòng)相(常用CO2),因其擴(kuò)散系數(shù)大,能很快達(dá)到平衡,故分析時(shí)間短,特別適用于手性化合物的拆分。按原理分為吸附色譜法(AC)、分配色譜法(DC)、離子交換色譜法(IEC)、
4、排阻色譜法(EC,又稱分子篩、凝膠過濾(GFC)、凝膠滲透色譜法(GPC)和親和色譜法。(此外還有電泳。)按操作形式可分為紙色譜法(PC)、薄層色譜法(TLC)、柱色譜法。三、液相色譜分離原理高效液相色譜法按分離機(jī)制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。1.液固色譜法使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據(jù)固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個(gè)吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。液固色譜的固定相是固體吸附劑。吸附劑是一些多孔的固體顆粒物質(zhì),位于其表
5、面的原子、離子或分子的性質(zhì)是多少不同于在內(nèi)部的原子、離子或分子的性質(zhì)的。表層的鍵因缺乏覆蓋層結(jié)構(gòu)而受到擾動(dòng)。因此,表層一般處于較高的能級(jí),存在一些分散的具有表面活性的吸附中心。因此,液固色譜法是根據(jù)各組分在固定相上的吸附能力的差異進(jìn)行分離,故也稱為液固吸附色譜。吸附劑吸附試樣的能力,主要取決于吸附劑的比表面積和理化性質(zhì),試樣的組成和結(jié)構(gòu)以及洗脫液的性質(zhì)等。組分與吸附劑的性質(zhì)相似時(shí),易被吸附,呈現(xiàn)高的保留值;當(dāng)組分分子結(jié)構(gòu)與吸附劑表面活性中心的剛性幾何結(jié)構(gòu)相適應(yīng)時(shí),易于吸附。從而使吸附色譜成為分離幾何異構(gòu)體的有效手段;不同的官能團(tuán)具有不同的吸附能,因此,吸附色譜可按
6、族分離化合物。吸附色譜對同系物沒有選擇性(即對分子量的選擇性小),不能用該法分離分子量不同的同系物。液固色譜法采用的固體吸附劑按其性質(zhì)可分為極性和非極性兩種類型。極性吸附劑包括硅膠、氧化鋁、氧化鎂、硅酸鎂、分子篩及聚酰胺等。非極性吸附劑最常見的是活性炭。極性吸附劑可進(jìn)一步分為酸性吸附劑和堿性吸附劑。酸性吸附劑包括硅膠和硅酸鎂等,堿性吸附劑有氧化鋁、氧化鎂和聚酰胺等。酸性吸附劑適于分離堿,如脂肪胺和芳香胺。堿性吸附劑則適于分離酸性溶質(zhì),如酚、羧酸和吡咯衍生物等。各種吸附劑中,最常用的吸附劑是硅膠,其次是氧化鋁。在現(xiàn)代液相色譜中,硅膠不僅作為液固吸附色譜固定相,還可作
7、為液液分配色譜的載體和鍵合相色譜填料的基體。2.液液色譜法使用將特定的液態(tài)物質(zhì)涂于基體表面,或化學(xué)鍵合于基體表面而形成的固定相,分離原理是根據(jù)被分離的組分在流動(dòng)相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個(gè)分配平衡過程。涂布式固定相應(yīng)具有良好的惰性;流動(dòng)相必須預(yù)先用固定相飽和,以減少固定相從基體表面流失;溫度的變化和不同批號(hào)流動(dòng)相的區(qū)別常引起柱子的變化;另外在流動(dòng)相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復(fù)雜化。由于涂布式固定相很難避免固定液流失,現(xiàn)在已很少采用?,F(xiàn)在多采用的是化學(xué)鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。液液色譜法按固定相和流動(dòng)相的極性不同可分
8、為正相色譜