第十二章 高效液相色谱法（课件）-《分析化学》同步教学（国防大学出版社）

分析化学 第十二章 高效液相色谱法 第二节 高效液相色谱法的速率理论 第一节 高效液相色谱法的特点与分类 第四节 高效液相色谱法的流动相 第三节 高效液相色谱法的固定相 第五节 高效液相色谱仪 第一节 高效液相色谱法的特点与分类 高效液相色谱法的特点 一、 高效液相色谱法与经典液相色谱法的比较 1. 高效液相色谱法与经典液相色谱法相比较，具有以下特点： （1）高速。由于使用高压泵输送流动相，采用梯度洗脱装置，用检测器在柱后直接检测洗脱组分等，HPLC完成一次分离分析一般只需几分钟到几十分钟，比经典液相色谱快得多。例如，氨基酸的分离，用经典的柱色谱法需用20多小时才能分离出20多种氨基酸，而用HPLC在一个小时之内便可以完成。 （2）高效。由于使用了细颗粒、高效率的固定相和均匀填充技术，高效液相色谱法分离效率极高，柱效一般可达每米104理论塔板。HPLC填充毛细管柱已获得每米106理论塔板数，能实现高效的分离。 第一节 高效液相色谱法的特点与分类 （3）高灵敏度。紫外、荧光、电化学、质谱等高灵敏度检测器的使用，使 HPLC 的最小检测量可达10-11 g，甚至10-13 g，而且所需试样量少，微升数量级的试样就可以进行全分析。 （4）高度自动化。计算机的应用，使 HPLC 不仅能自动处理数据、绘图和打印分析结果，而且还可以自动控制色谱条件，使色谱系统自始至终都在最佳状态下工作，成为全自动化的仪器。 （5）流动相可选择范围广。它可用多种溶剂作流动相，通过改变流动相组成来改善分离效果，因此对于性质和结构类似的物质分离的可能性比气相色谱法更大。 （6）馏分容易收集。 第一节 高效液相色谱法的特点与分类 高效液相色谱法与气相色谱法的比较 2. 高效液相色谱法具有以下优点：分离效能高；分析速度快；检测器灵敏度高；流动相选择范围宽；柱后流出组分不被破坏，易收集；应用范围广。 应当指出的是，高效液相色谱和气相色谱法一样，各有所长。在当今高效液相色谱法广泛应用的同时，其他色谱方法也仍然发挥着各自独特的作用。高效液相色谱法也有一定的局限性，从目前的发展来看，高效液相色谱法尚缺少灵敏度高的通用型检测器；另外，使用的有机溶剂为流动相，会污染环境，梯度洗脱操作比较复杂，这些都是它的局限性。 第一节 高效液相色谱法的特点与分类 高效液相色谱法的分类 二、 高效液相色谱法的分类与经典液相色谱法一致，按固定相的聚集状态可分为液-液色谱法(LLC)和液固色谱法(LSC)两大类。按分离机制可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法和空间排阻色谱法四类基本类型色谱法。此外，高效液相色谱法还包括亲合色谱法、手性色谱法、胶束色谱法及电色谱法等其他类型的色谱法。 第二节 高效液相色谱法的速率理论 柱内峰展宽 一、 涡流扩散项(He) 1. He=2λdp (12-1) 上式的含义与气相色谱法中的A项完全相同。由于高效液相色谱法的固定相是高效填料，粒径dp一般为3~10 μm，远比气相色谱法的dp小，且高效液相色谱法多采用匀浆法装柱，填充很均匀，使填充 因子λ变得更小。因此，其值比气相色谱法范氏方程A项值要低。 第二节 高效液相色谱法的速率理论 纵向扩散项(Hd) 2. （12-2） 上式的含义与气相色谱法中的B项相同。Cd为一常数，它与扩散系数Dm有关。纵向扩散是指组分分子在色谱柱内，由浓度大的谱带中心向浓度较低的周边扩散所引起的峰展宽。其值的大小与组分分子在流动相中的扩散系数Dm成正比，与流动相的平均线速度u成反比。由于液体的黏度要比气体大很多(约为100倍)，且液相色谱的柱温又比气相色谱低很多，其组分在液相中的扩散系数Dm要比在气相中小4~5个数量级。因此，高效液相色谱法的纵向扩散项对色谱峰展宽的影响实际上可以忽略不计。 第二节 高效液相色谱法的速率理论 传质阻抗项(C) 3. (1)流动相传质阻抗(Hm)。当流动相流经色谱柱内的填充物时，靠近填充物颗粒表面处的流速较慢，而流路中心的流速则较快，从而引起色谱峰展宽。这种由流动相在色谱柱内产生的不同流速所引起的板高变化与线速度功u及填充物的粒径dp的平方成正比，与组分分子在流动相中扩散系数Dm成反比，其关系可表示为 (12-3) 式中，Cm为一常数，它与柱形状及填充物结构等因素有关。 第二节 高效液相色谱法的速率理论 (2)静态流动相传质阻抗(Hsm