1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上“物質結構組成與分析實驗”讀書報告（17現(xiàn)代高效液相色譜技術的應用和進展）學院：化工與化學學院姓名：學號：現(xiàn)代高效液相色譜技術的應用和進展作為一種分離分析方法，高效液相色譜分析法具有準確、高效以及快捷的特點，廣泛應用在食品安全、醫(yī)藥、環(huán)境、生命科學以及石油化工中，并且已經(jīng)成為這些領域中進行檢測工作的首選方法。作為一種常規(guī)高效分離分析技術，高效液相色譜分析法在各種色譜模式中具有最廣泛的應用，世界上現(xiàn)在有很多包括有生物活性的化合物、熱不穩(wěn)定化合物、離子型化合物以及高分子化合物在內的化合物都能夠選擇不同模式的高效液相色譜進行分離和分析，因此國際分析化學界目前發(fā)展最快的學科質

2、疑就是高效液相色譜，并且其廣泛的應用在了很多學科領域中。1.高效液相色譜的發(fā)展歷史色譜法最早是由俄國植物學家茨維特（Tswett）在1906年研究用碳酸鈣分離植物色素時發(fā)現(xiàn)的，色譜法(Chromatography)因之得名。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動相，稱為經(jīng)典液相色譜法，此方法柱效低、時間長（常有幾個小時）。高效液相色譜法(High performance Liquid Chromatography，HPLC)是在經(jīng)典液相色譜法的基礎上，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，

3、小顆粒具有高柱效，但會引起高阻力，需用高壓輸送流動相，故又稱高壓液相色譜法(High Pressure Liquid Chromatography，HPLC)。高效液相色譜法是目前各種色譜模式中應用最廣的一個領域，在化合物的分析方面，世界上約有80% 的化合物，如括高分子化合物、離子型化合物、熱不穩(wěn)定化合物以及有生物活性的化合物都可以用不同模式的HPLC(如正相 HPLC、反相 HPLC、離子交換色譜和離子色譜、體積排除色譜、親合色譜等等)進行分離分析。 站在當今世界科技前沿的液相色譜用戶現(xiàn)在又有了新的需求。首先是改進生產(chǎn)力的需求，因為大量的樣品需要在很短的時間內

4、完成；其次是在生化樣品及天然產(chǎn)物樣品的分析中，樣品的復雜性對分離能力提出了更高的要求；第三是在與質譜等檢測技術聯(lián)用時，也提出了更高的要求。由此，UPLC（超高效液相色譜）概念得以提出，將HPLC的極限作為自己的起點。2 高效液相色譜儀的應用原理和構造 2.1 高效液相色譜儀的原理 采用高壓泵將儲液器中的流動相打入到系統(tǒng)中，在經(jīng)過樣器之后會流入到流動相中，并且被流動相在固定相中載入。因為在兩相中樣品溶液中的各組分的分配系數(shù)是不同的，所以在兩相進行相對運動的時候，在通過吸附- 解吸這樣一種分配過程時，在移動速度方面各個組分就會出現(xiàn)較大的差別，并且變成單個的組分最終在柱內流出來。樣品的濃度在經(jīng)過檢測

5、器的時候就會以電信號的形式朝著記錄儀傳動，最后會以圖譜形式將數(shù)據(jù)打印出來。 2.2 高效液相色譜儀的構造高效液相色譜儀（HPLC）一般由高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、記檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等幾部分組成。制備型儀器還需配有餾份收集系統(tǒng)。為了取得較好的分析結果，HPLC 儀器對于準確度、精確度、靈敏度及結果重現(xiàn)性有較高的要求。 （1）高壓輸液系統(tǒng) 高壓輸液系統(tǒng)包括：溶劑儲液瓶、溶劑脫氣裝置、高壓輸送泵以及梯度洗脫裝置。其中，高壓輸液泵是高效液相色譜儀的主要部件之一，輸送壓力達150350×105Pa。輸液系統(tǒng)要為HPLC儀器提供流量恒定、準確、無脈沖的

6、流動相，流量的精度和長期的重復性要好，同時還要提供精度好、準確度高、重現(xiàn)性好的多元溶劑梯度。因此，輸液泵的好壞直接影響著整個系統(tǒng)的質量和分析結果的可靠性。 （2）進樣系統(tǒng)進樣能在試樣引入色譜柱，有六個接口：1,4之間接定量環(huán)；2接高壓泵；3接色譜柱；5,6接廢液管。圖 六閥手動進樣器示意圖（3）色譜分離系統(tǒng)色譜柱通常為不銹鋼柱，內裝各種填充劑。常用的填料為硅膠，可用于正相色譜;化學鍵合固定相，根據(jù)鍵合的基團不同，可用于反相或正相色譜。其中、最常用的是十八烷基鍵合硅膠，即ODS柱，可用于反相色譜或離子對色譜。（4）檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)用于連續(xù)檢測色譜柱流出的物質，進行定性定量分析。要求其靈

7、敏度高、噪音小、基線穩(wěn)定、響應值的線性范圍寬等。近年來各國都在研究開發(fā)新的檢測技術，進一步擴大了HPLC的應用。根據(jù)檢測需要的不同檢測器可分為紫外檢測器(UVD)、示差折光檢測器(RID)、電化學檢測器(ECD)、紅外檢測器(IRD)、核磁共振檢測器(NMRD)、質譜檢測器(MSD)、蒸發(fā)光散射檢測器(ELSD)、小角度激光散射檢測器(LALLSPD)。（5）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)高效液相色譜的分析結果除可用記錄儀繪制譜圖外，還可使用微處理機和色譜數(shù)據(jù)工作站來記錄和處理色譜分析的數(shù)據(jù)。圖 高效液相色譜儀的構造示意圖 3 高效液相色譜法的具體應用和前景分析 作為一種新穎的技術手段，高效液相色譜分析法與傳統(tǒng)

8、的分析方法比起來在很多方面都具有較大的優(yōu)勢。下面就對高效液相色譜法在各個領域中的具體應用和前景進行分析和介紹。 3.1 在石油化工方面高效液相色譜分析法的應用和前景 3.1.1 在石油工業(yè)化工產(chǎn)品分析中對高效液相色譜儀的應用高效液相色譜分析技術在添加劑的分離和組成、石油化工產(chǎn)品、重質油以及復雜原料油等方面都可以將樣品本身具備的性質和結構保存下來，可以使樣品實現(xiàn)無損失可回收，而且還可以保證快速分離分析的實現(xiàn)，因此其在分析石油化工生產(chǎn)和產(chǎn)品時發(fā)揮著十分重要的作用。相對于ASTM分析法而言，高效液相色譜分析技術具有容易自動控制、重復性好以及速度快的特點，然而其在對輕質石油產(chǎn)品以及重質石油產(chǎn)品進行分離

9、的時候，首先要除去瀝青，而且不能夠忽視在飽和烴洗提過程中瀝青質的沉淀和吸附對結果造成的影響。 3.1.2 在石油產(chǎn)品鑒定技術中對高效液相色譜法的應用現(xiàn)在在液相色譜法在石油產(chǎn)品鑒定技術中屬于一種標準的分離分析方法，特別是在分析蒸氣壓低的樣品組分以及熱穩(wěn)定性差組分的時候其具有更好的優(yōu)越性。 3.2 在生命科學領域高效液相色譜分析法的應用和前景 基因的解密工作在生命科學研究工作中具有非常重要的作用，選擇雙向高效液相色譜對第一向是體積排阻色譜進行預分離處理能夠更好的開展分析現(xiàn)代蛋白質組的工作，因此在蛋白質組學中雙向電泳與高效液相色譜將會變成非常關鍵的分離工具，而生命的奧秘也可能會由于高效液相色譜分析法

10、的運用而具有巨大的發(fā)現(xiàn)。 3.3 在環(huán)境領域高效液相色譜分析法的應用和前景 高效液相色譜分析法在很多發(fā)達國家被用作常用的環(huán)境監(jiān)測方法，比如美國選擇高效液相色譜-熒光法對甲基氨基甲酸酯殺蟲劑在水中進行測定；采用HPLC/電化學法對水中的聯(lián)苯胺類化合物進行測定；采用LC/熒光分析法對固體廢棄物中的多環(huán)芳烴進行分析?，F(xiàn)在在環(huán)境分析中已經(jīng)廣泛的應用到了高效液相色譜分析法，尤其是在分離和分析具有較差的熱穩(wěn)定性、較大的分子量以及基揮發(fā)性的有機物污染物質的時候，其具有越來越明顯的作用。 3.4 在食品安全領域高效液相色譜分析法的應用和前景 在食品安全分析領域高效液相色譜分析法具有十分大的優(yōu)勢，液相色譜法與其

11、他的儀器分析方法比較起來具有能對高沸點進行分析、較好的檢測靈敏度、較快的分析速度以及較高的分析效能等優(yōu)點。比如一些學者在檢測防腐劑的時候選擇高效液相色譜分析法取得了很好的效果，在對苯甲酸和山梨酸進行測定的時候達到了96.8%和97.1%的回收率。在2008年檢測奶粉摻入三聚氰胺風波的過程中高效液相色譜法發(fā)揮了十分關鍵的作用，面對當時的形勢，必須要科學的檢測我國大量的乳制品生產(chǎn)企業(yè)的樣品，并且要將檢測結果盡快的出具出來，從而能夠將一個公正準確的結論提供給老百姓。因此檢測方法除了要具備檢測準確以及迅速的特點，同時還要具有較小的檢出量，因此只有高效液相色譜分析法能夠將這一任務完美的完成。現(xiàn)在在對三聚

12、氰胺進行檢測的時候主要采用液相色譜質譜聯(lián)用法、氣相色譜質譜聯(lián)用法、酶聯(lián)免疫法以及高效液相色譜分析法，在這些方法中液相色譜質譜聯(lián)用法可以將三聚氰胺定性與定量快速地檢測出來，所以現(xiàn)在已經(jīng)變成首選的檢測手段。 3.5 在醫(yī)藥領域中高效液相色譜分析法的應用和前景 高效液相色譜分析法具有準確、快速以及高效的特點，因此在藥品儀器分析中具有十分重要的作用。在質譜儀以及高效液相分析技術不斷發(fā)展的今天，現(xiàn)在其已經(jīng)能夠有效的測定中藥及其原料中各種難提取、難分離、易揮發(fā)、易氧化以及低穩(wěn)定性的組分含量，并且取代了很多手工測試方法和其他儀器分析法。 4高效液相色譜在當今時代的發(fā)展4.1 超高液相色譜 (UPLC)4.1

13、.1 超高液相色譜 (UPLC)的概述基于1.7m小顆粒技術的超高液相色譜(UPLC)，與人們熟知的高效液相色譜(HPLC)技術，具有相同的分離原理。不同的是，與HPLC相比，UPLC具有以下特征：(1) 更高的分離度UPLCTM用1.7m顆粒提高了分離能力，可以分離出更多的色譜峰，從而對樣品提供的信息達到了一個新的水平。(2)更高的分離速度高通量實驗室始終要求在單位時間內提供更多的信息和處理更多的樣品并保證提供高質量的數(shù)據(jù)，UPLC色譜柱中較小的顆粒能超乎尋常地提高分析速度而不降低分離度。結束了人們多年不得不在速度和分離度之間取舍的歷史。(3)更高的靈敏度過去提高靈敏度的工作集中在檢測器上，

14、包括光學、質譜檢測器。然而采用超高效色譜系統(tǒng)更能獲得靈敏度的顯著提高。另外，使用UPLC可以在很寬的線速度、流速和反壓下進行高效的分離工作，并獲得優(yōu)異的結果。4.1.2 超高液相色譜 (UPLC)的改進方向雖然分離原理相同，但ULPC并非普通HPLC系統(tǒng)改進而成。它不但需要耐壓、穩(wěn)定的小顆粒填料，而且需要耐壓的色譜系統(tǒng)(>15,000psi)、最低交叉污染的快速進樣器、快速檢測器及優(yōu)化的系統(tǒng)體積、并解決超高壓下的耐壓及滲漏問題等諸多方面的保障，以充分發(fā)揮小顆粒技術優(yōu)勢。另外，由于分離速度的加快，還要求有高速檢測器、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)管理，解決高速數(shù)據(jù)的采集、儀器的控制問題。這就需要對系統(tǒng)所有

15、硬件和軟件的進行全面創(chuàng)新。4.2 新型高效液相色譜高效液相色譜作為物質分離的重要工具，在各個方面都取得了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了許多的新型色譜。在分配機制方面，親和色譜則根據(jù)另一類分配機制而進行分離的新型色譜。它是利用生物大分子與其相應互補體間特異識別能力進行多次差別分離的一種色譜。其具有選擇性高、操作條件溫和的特點。在流動相方面，超臨界流體色譜以超臨界流體為流動相?；旌衔镌诔R界流體色譜上的分離機理與氣相色譜及液相色譜一樣，即基于各化合物在兩相間的分配系數(shù)不同而得到分離。超臨界流體色譜融合了氣相色譜和液相色譜的一些特征，但具有比氣相色譜和液相色譜更廣泛應用范圍。在固定相方面，高分子手性固定相實現(xiàn)了

16、手性藥物的分離。4.3 液相色譜與其他分析儀器聯(lián)合使用4.3.1 高效液相色譜(HPLC)與其他分析儀器聯(lián)合使用目前高效液相色譜儀的通用型檢測器很少，而且靈敏度較低，但選擇性檢測器很多，而且靈敏度較高。解決的辦法是將各種檢測器聯(lián)用，合理的提高檢測的廣泛性。因而，出現(xiàn)了各種HPLC串聯(lián)技術。液相色譜-質譜連用技術受到普遍重視, 如分析氨基甲酸酯農(nóng)藥和多核芳烴等；液相色譜-紅外光譜連用也發(fā)展很快,如在環(huán)境污染分析測定水中的烴類, 海水中的不揮發(fā)烴類, 使環(huán)境污染分析得到新的發(fā)展。吳敏等采用Zorbax 80A ExtendC8色譜柱，高效液相色譜儀配備紫外檢測器，能同時測定食品中對位紅和蘇丹紅等8

17、種脂溶性燃料。HPLC-MS，則結合了HPLC對樣品高分離能力和MS能提供相對分子質量與結構信息的優(yōu)點，在藥物、食品、環(huán)境分析等領域發(fā)揮功能，提供可靠的數(shù)據(jù)。如，上文中提到的液相色譜質譜聯(lián)用法由于能夠快速地對三聚氰胺定性與定量，目前已成為首選方法。4.3.2 超高效液相色譜(UPLC)與其他分析儀器聯(lián)合使用超高效液相色譜串聯(lián)質譜法(UPLCMS-MS)具有更加簡便、快速、靈敏的特點，特異性好、能夠排除基質干擾，定量限更低、定性更準確。固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法是分析組織中氯羥吡啶（常用治療禽、兔球蟲病藥物）殘留的理想方法。陳躍應用液相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法(UPLCMSMS

18、)，建立了高靈敏、快速的同時檢測農(nóng)產(chǎn)品中8種種衣劑農(nóng)藥殘留量的方法。另外，UPLC超強分離能力有助于目標化合物與與之競爭電離的雜質的分離，從而可以使質譜檢測器的靈敏度因離子抑制現(xiàn)象的減弱或克服而得到進一步的提高。因此，UPLC成為最佳的質譜入口。4.3.3 高效液相色譜(HPLC)與超高效液相色譜(UPLC)聯(lián)合使用王文昭、李鵬等基于超高效液相色譜和高效液相色譜的偏最小二乘判別分析法建立了一種新型的區(qū)別診斷乳腺增生和乳腺癌患者的快速臨床方法。5 總結總之，高效液相色譜法相對于其他很多的檢測方法而言，具有較高的效率、精密性、準確性以及可行性，因此在這些領域中高效液相色譜法幾乎都屬于首選的檢測方法。從上述的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，高效液相色譜分析法除了現(xiàn)在發(fā)揮了十分重要的作用之外，在未來的發(fā)展中