高速液相色譜
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-11-30
(一)高速液相色譜的意義:氣相色譜法具有分辨能力強(qiáng)，分析速度快，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，已如上述，但其缺點(diǎn)是只能對(duì)在操作溫度下能氣化而不分解的樣品才能分離分析.訴多有機(jī)化合物不易揮發(fā)，遇熱易分解，即不適用據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，在目前已知化合物中，僅20％可用氣相色譜法進(jìn)行分離分析，因此擬改用以液體為移動(dòng)相的液相色譜以克服這個(gè)缺點(diǎn)但分離分析所需的時(shí)間是取決于樣品在移動(dòng)相和固定相之間的分布和達(dá)到擴(kuò)散平衡所需的時(shí)間，由液體移動(dòng)相運(yùn)轉(zhuǎn)樣品所需的時(shí)間顯然要長(zhǎng)得多，這樣就必然要延長(zhǎng)分離分析的時(shí)間。隨著高壓泵的采用和色譜柱填充劑的改進(jìn)，加速了液體移動(dòng)相的流速，可以大大縮短分離分析時(shí)間，這就產(chǎn)生了高速液相色譜(亦稱高壓液相色譜).由于高速液相色譜可以選用更多種的液體移動(dòng)相和固定相以及采用高靈敏度的檢測(cè)器，使高速液相色譜的分辨和分離能力不斷提高，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，因此又稱高效液相色譜。
目前常用的高速液相色譜可分為分配色譜，吸附色譜，離子交換色譜及排阻色譜等等。
(二)儀器及其主要部件:高速液相色譜主要由溶劑槽、梯度裝置、泵、色譜柱、檢測(cè)器、記錄儀及分部收集器等部件組成其操作流程和氣相色譜基本相同(圖2.7.4.所不同的只是用高壓泵輸送液體代替了氣體。
1.梯度洗脫:在氣相色譜里，廣泛地采用程序升溫控制以改進(jìn)寬沸程樣品的分離和縮短分析周期.在高速液相色譜中，則常采用梯度洗脫.所謂梯度洗脫即是在色譜分析過程中，不斷地改變移動(dòng)相的化學(xué)組分.采用梯度洗脫可以提高分辨能力，縮短分離時(shí)間，改善峰形，提高靈敏度。
2.泵:在氣相色譜中，一般是利用高壓氣瓶提供具有定壓力、流速的氣體;而在高速液相氣譜中，則需用泵來(lái)完成這一任務(wù).所以泵是高速液相色譜中一個(gè)重要部分.它須具備下列條件:(1)對(duì)于一般分離，壓力在70公斤/厘米左右，對(duì)于高效和高速分離，壓力在350公斤/厘米左右;(2)無(wú)脈沖，流量恒定，只有2-3％誤差;(3)有較高的送液流量，可變范圍0-10毫升/分;(4)耐高壓，耐腐蝕，適用于梯度洗脫。
3.色譜柱:色譜柱是高速液相色譜中的心臟部分，分析用的色譜柱常用內(nèi)徑1-3毫米的柱子，制備用的則可采用25毫米或更粗的柱子.柱長(zhǎng)從幾十厘米到幾米，甚至可以更長(zhǎng)柱子加長(zhǎng)可以改善分離效果，但要提高柱子的壓力，且分離時(shí)間也要加長(zhǎng)，柱子用不銹鋼制成.壓力較低時(shí)也可用厚壁玻璃管制成，依柱子的長(zhǎng)短，可制成直形或U形。
高效填充劑的研究成功，促使髙速液相色譜得到飛躍發(fā)展對(duì)于填充劑的要求是球形，顆粒范圍狹，機(jī)械性能好，在高下不會(huì)破碎等.一般可分為多孔層珠和全孔性微粒兩種。多孔層珠是在固體核心如玻璃珠表面包覆一層或幾層很薄的有空隙結(jié)構(gòu)的多孔性材料如硅膠，氧化鋁，聚酰胺或離子交換樹脂等等，也可將多孔外層與有機(jī)化合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)成為永久鍵合的固定相.全孔性微粒為直徑極小(5-15微米)的微粒，多孔層珠的優(yōu)點(diǎn)是分離能力高但表面積小，樣品容量少;全孔性微粒的優(yōu)點(diǎn)是表面積大，樣品容量大，可以用于大量樣品的分離，但分離能力較差.目前高速液相色譜使用的載體很多，不同類型的高速液相色譜可選用合適的載體。
4.檢測(cè)器.在色譜分析中，樣品組分經(jīng)色譜柱分離后，通過檢測(cè)器，將先后流出的每個(gè)組分，按其物理的或化學(xué)的特性來(lái)轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的電訊號(hào)，才能確切了解它的組分.所以檢測(cè)器是檢定和測(cè)量樣品中不同組分及其含量的一個(gè)敏感器也是高速液相色譜中的關(guān)鍵部位.目前廣泛應(yīng)用的有紫外光度計(jì)(UV)及示差折光計(jì)(RI)，其次是微吸熱檢測(cè)器(MAD)及火焰電離檢測(cè)器(FID)等，對(duì)于檢測(cè)器的基本要求是穩(wěn)定性好，靈敏度高，響應(yīng)快，對(duì)柱效率無(wú)損失，線性范圍寬和應(yīng)用范圍廣等等.
(三)基本原理及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用:高速液相色譜的基本原理根據(jù)不同類型而有所區(qū)別:
分配色譜:即液色譜.它的固定相是以液體涂漬在一個(gè)惰性載體上構(gòu)成的.移動(dòng)相是一種和固定相液體不相混合的液體，樣品分配于二種液相之間進(jìn)行分離其基本原理和紙色譜相似.適合于不穩(wěn)定或易起分解、水解和異構(gòu)化等物質(zhì)的分離。
吸附色譜:以吸附劑如硅膠、氧化鋁、聚酰胺等為固定相液體移動(dòng)相中的溶劑和樣品組分在固定相上吸附和解吸交替作用而達(dá)到分離的目的基本原理和吸附薄層色譜相似.適合于替代基團(tuán)差別很小的混合物如芳香氯化物和若香溴化物以及各種立體異構(gòu)體的分離。
離子交換色譜:以離子交換樹脂為固定相，由于移動(dòng)相樣品組分和離子交換樹脂有不同親合力而得到分離適用于氨基酸、核酸以及各種無(wú)機(jī)金屬化合物的分離。
排阻色譜:即凝膠色譜.以一種新型的分子篩為固定相，利用樣品組分的分子大小滲透到一定孔徑的固定相中的不同速度而得到分離。
高速液相色譜和氣相色譜一樣，可以對(duì)未知樣品進(jìn)行分離，定性、定量分析以及制備純品.應(yīng)用樣品的相對(duì)保留值可以測(cè)定樣品的純度和鑒別樣品的組分.應(yīng)用已知樣品作對(duì)照或利用二種檢測(cè)器求其樣品組分的響應(yīng)比，可以提高鑒別能力從所得圖譜的峰高或面積之比，可以測(cè)求樣品組分的含量，也可用積分儀定量.應(yīng)用分部收集器可以制備樣品組分的純品。
高速液相色譜已廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成，化學(xué)分析及醫(yī)藥研究等方面。
如在合成膽甾醇苯乙酸酯( cholesteryl phenylacetate中常混有少量雜質(zhì)，應(yīng)用一般方法，極難純化.應(yīng)用高速液相色譜，在內(nèi)徑23毫米，長(zhǎng)度為2×0.5米的色譜柱中，用sphe rosil XOA400為填充劑，以己烷-二氯甲烷(0.1％甲醇)為移動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，柱入口壓為70公斤/厘米2，流速為30毫升/分，紫外光度計(jì)為檢測(cè)器，室溫，樣品溶劑為二氯甲烷等條件下進(jìn)行分離制備，從1克樣品可得近1克的純品，損失極少(見圖2.7.5)（九料化工http://f670.cn/）。
苯二胺異構(gòu)體的分離分析，用一般化學(xué)方法及氣相色譜都不易解決，應(yīng)用高速液相色譜，在色譜柱內(nèi)徑為2.1毫米，長(zhǎng)度為1米，填充劑為多孔層珠( corail III柱入口壓力為3公斤/厘米，流速為2毫升/分，室溫，以甲醇一環(huán)戊烷為移動(dòng)相，紫外光度計(jì)為檢測(cè)器等條件下，可得到很好的分離效率(圖2.7.6)。
苯并二氮雜草類( benzodiazepine)化合物是一類中樞安定藥，為了研究它在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物，用一般方法，需用繁復(fù)的分離手續(xù)，應(yīng)用氣相色譜，則需改變?cè)瓉?lái)結(jié)構(gòu)或用其衍生物進(jìn)行分離分析，現(xiàn)用高速液相色譜，能較快地把它的代謝產(chǎn)物分離.對(duì)于未知代謝產(chǎn)物，可用制備分離，取得純品.再用其他化學(xué)和物理方法測(cè)定結(jié)構(gòu).在色譜柱內(nèi)徑1毫米，長(zhǎng)度1米，以 OPN Durapak(一種化學(xué)鍵合硅膠珠)為填充劑，10％異丙醇-烷為移動(dòng)相以及用紫外光度計(jì)檢測(cè)器等等條件下，可得苯并二氮雜草類一“安定”及其代謝產(chǎn)物的色譜圖(圖2.7.7)。
自從氣相色譜建立20年、高速液相色譜建立近10年以來(lái)，大大促進(jìn)了分離技術(shù)的水平.目前尚在繼續(xù)發(fā)展.如氣相色譜已從過去用一種氣體發(fā)展到應(yīng)用混合氣體為移動(dòng)相在高速液相色譜方面，由于新的填充劑的不斷發(fā)現(xiàn)，更推動(dòng)了高速液相色譜的發(fā)展，使分離分析能力更為提高.制備分離技術(shù)的進(jìn)展更有利于有機(jī)合成及植物化學(xué)的研究，色譜質(zhì)譜的聯(lián)用，色譜一紅外光譜的聯(lián)用，使應(yīng)用更為廣泛.本節(jié)僅介紹一些有關(guān)氣相色譜及高速液相色譜的概況深入的了解可參閱下列書籍。
1.氣相色譜法:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，1972年，科學(xué)出版社。
2.填充氣相色譜:中國(guó)科學(xué)院甘肅化學(xué)物理研究所，1973年，燃料化學(xué)出版社。
3. Basio Liquid Chromatography, Nina Hadden,等1971年。
4. High Pressure Vig uid Chromatography, Biooheaioal and Biomedioal A pplications: P. R. Brown, 1073年。
.jpg "高速液相色譜示意圖")
.jpg "膽甾醇苯乙酸酯粗品的色譜圖")
.jpg "苯二胺異構(gòu)體色譜圖")
.jpg "“安定”及其代謝產(chǎn)物的色譜圖(圖2.7.7)")
閩ICP備15011996號(hào)-4
|
閩公網(wǎng)安備35040002000218號(hào)
|