高效液相色譜法的主要類型有哪些
高效液相色譜法分為:液-固色譜法、液-液色譜法、離子交換色譜法、凝膠色譜法。
1、液-固色譜法(液-固吸附色譜法)
固定相是固體吸附劑,它是根據物質在固定相上的吸附作用不同來進行分配的。
①液-固色譜法的作用機制
吸附劑:一些多孔的固體顆粒物質,其表面常存在分散的吸附中心點。
流動相中的溶質分子X(液相)被流動相S帶入色譜柱后,在隨載液流動的過程中,發生如下交換反應:
X(液相)+nS(吸附)<==>X(吸附)+nS(液相) 其作用機制是溶質分子X(液相)和溶劑分子S(液相)對吸附劑活性表面的競爭吸附。
吸附反應的平衡常數K為:
K值較小:溶劑分子吸附力很強,被吸附的溶質分子很少,先流出色譜柱。 K值較大:表示該組分分子的吸附能力較強,后流出色譜柱。
發生在吸附劑表面上的吸附-解吸平衡,就是液-固色譜分離的基礎。
②液-固色譜法的吸附劑和流動相
常用的液-固色譜吸附劑:薄膜型硅膠、全多孔型硅膠、薄膜型氧化鋁、全多孔型氧化鋁、分子篩、聚酰胺等。
一般規律:對于固定相而言,非極性分子與極性吸附劑(如硅膠、氧化銅)之間的作用力很弱,分配比k較小,保留時間較短;但極性分子與極性吸附劑之間的作用力很強,分配比k大,保留時間長。
對流動相的基本要求: 試樣要能夠溶于流動相中 流動相粘度較小
流動相不能影響試樣的檢測
常用的流動相:甲醇、乙醚、苯、乙腈、乙酸乙酯、吡啶等。
③液-固色譜法的應用
常用于分離極性不同的化合物、含有不同類型或不;數量官能團的有機化合物,以及有機化合物的不同的異構體;但液-固色譜法不宜用于分離同系物,因為液-固色譜對不同相對分子質量的同系物選擇性不高。
2、液-液色譜法(液-液分配色譜法)
將液體固定液涂漬在擔體上作為固定相。
①液-液色譜法的作用機制 溶質在兩相間進行分配時,在固定液中溶解度較小的組分較難進入固定液,在色譜柱中向前遷移速度較快;在固定液中溶解度較大的組分容易進入固定液,在色譜柱中向前遷移速度較慢,從而達到分離的目的。
液-液色譜法與液-液萃取法的基本原理相同,均服從分配定律:K=C固/C液 K值大的組分,保留時間長,后流出色譜柱。
②正相色譜和反相色譜
正相分配色譜用極性物質作固定相,非極性溶劑(如苯、正己烷等)作流動相。 反相分配色譜用非極性物質作固定相,極性溶劑(如水、甲醇、己腈等)作流動相。
一般地,正相色譜是固定液的極性大于流動相的極性,而反相色譜是固定相的極性小于流動相的極性。正相色譜適宜于分離極性化合物,反相色譜則適宜于分離非極性或弱極性化合物。
③液-液色譜法的固定相 常用的固定液為有機液體,如極性的β,β′氧二丙腈(ODPN),非極性的十八烷(ODS)和異二十烷(SQ)等。
缺點:涂漬固定液容易被流動相沖掉。 采用化學鍵合固定相則可以避免上述缺點。
使固定濃與擔體之間形成化學鍵,例如在硅膠表面利用硅烷化反應:形成Si-O-Si-C型鍵,把固定液的分子結合到擔體表面上。
優點:
化學鍵合固定相無液坑,液層薄,傳質速度快,無固定液的流失。 固定液上可以結合不同的官能團,改善分離效能。 固定液不會溶于流動相,有利于進行梯度洗提。
④液-液色譜法的應用
液-液色譜法既能分離極性化合物,又能分離非極性化合物,如烷烴、烯烴、芳烴、稠環、染料、留族等化合物。化合物中取代基的數目或性質不同,或化合物的相對分子質量不同,均可以用液-液色譜進行分離。
3、離子交換色譜法
原理:離子交換色譜法是基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的被測離子進行可逆交換,由于被測離子在交換劑上具有不同的親和力(作用力)而被分離。
①離子交換色譜法的作用機制
聚合物的分子骨架上連接著活性基團,如:-SO3-,-N(CH3)3+等。為了保持離子交換樹脂的電中性,活性基團上帶有電荷數相同但正、負號相反的離子X,稱為反離子。
②溶劑和固定相
兩種類型:多孔性樹脂與薄殼型樹脂。
多孔性樹脂:極小的球型離子交換樹脂,能分離復雜樣品,進樣量較大;缺點是機械強度不高,不能耐受壓力。
薄殼型離子交換樹脂:在玻璃微球上涂以薄層的離子交換樹脂,這種樹脂柱效高,當流動相成分發生變化時,不會膨脹或壓縮;缺點是但柱子容量小,進樣量不宜太多。
③離子交換色譜法的應用
主要用來分離離子或可離解的化合物,凡是在流動相中能夠電離的物質都可以用離子交換色譜法進行分離。
廣泛地應用于:無機離子、有機化合物和生物物質(如氨基酸、核酸、蛋白質等)的分離。 4.凝膚色譜法(空間排阻色譜法)
凝膠是一種多孔性的高分子聚合體,表面布滿孔隙,能被流動相浸潤,吸附性很小。凝膠色譜法的分離機制是根據分子的體積大小和形狀不同而達到分離目的。
①凝膠色譜法的作用機制
體積大于凝膠孔隙的分子,由于不能進入孔隙而被排阻,直接從表面流過,先流出色譜柱;小分子可以滲入大大小小的凝膠孔隙中而完全不受排阻,然后又從孔隙中出來隨載液流動,后流出色譜柱;中等體積的分子可以滲入較大的孔隙中,但受到較小孔隙的排阻,介乎上述兩種情況之間。
凝膠色譜法是一種按分子尺寸大小的順序進行分離的一種色譜分析方法。
②凝膠色譜法的固定相
軟質凝膠、半硬質凝膠和硬質凝膠三種。
③凝膠色譜法的應用特點
保留時間是分子尺寸的函數,適宜于分離相對分子質量大的化合物,相對分子質量在400~8×105的任何類型的化合物。
保留時間短,色譜峰窄,容易檢測。
固定相與溶質分子間的作用力極弱,趁于零,柱的壽命長。
不能分辨分子大小相近的化合物,分子量相差需在10%以上時才能得到分離。