2025/11/13第七章

高效液相色譜分析法7.2.1液-固吸附色譜7.2.2液-液分配色譜7.2.3離子交換色譜7.2.4離子色譜7.2.5離子對(duì)色譜7.2.6排阻色譜7.2.7親和色譜第二節(jié)

主要分離類型與原理Highperformanceliquidchromatograph,HPLCBasicprincipleandmainseparatingtypes2025/11/137.2.1

液-固吸附色譜

固定相：固體吸附劑，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑。

流動(dòng)相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：組分在固定相吸附劑上的吸附與解吸；適用于分離相對(duì)分子質(zhì)量中等的油溶性試樣，對(duì)具有官能團(tuán)的化合物和異構(gòu)體有較高選擇性。

2025/11/13基本原理：

流動(dòng)相中的溶質(zhì)分子（X）與溶劑分子（S）在固定相吸附劑上的競(jìng)爭(zhēng)吸附：Xm+nSa=Xa+nSm

下標(biāo)m、a分別表示流動(dòng)相和固定相，n是被吸附的溶劑分子數(shù)。達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附平衡常數(shù)（K）可表示為：K

分配系數(shù)，但K值大，表明該溶質(zhì)分子在固定相上被吸附的多，吸附作用強(qiáng)，該組分的保留時(shí)間長(zhǎng)，分配系數(shù)也大。吸附平衡常數(shù)K可以由吸附等溫線數(shù)據(jù)求出。

2025/11/13等溫吸附線與色譜峰形：拖尾峰(凸形等溫吸附線)：被吸附分子首先占據(jù)強(qiáng)吸附力的點(diǎn)。低濃度時(shí)，主要被強(qiáng)吸附力的點(diǎn)吸附，保留時(shí)間長(zhǎng)。

濃度高時(shí)，較多溶質(zhì)分子被吸附力弱的點(diǎn)吸附，造成色譜峰中心部分運(yùn)動(dòng)速度較快，峰前移，而后沿部分吸附力相對(duì)較強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)速度較慢，形成拖尾峰。液-固吸附分離模式適于分離相對(duì)分子質(zhì)量中等的油溶性試樣，對(duì)具有官能團(tuán)的化合物和異構(gòu)體有較高選擇性。

2025/11/137.2.2

液-液分配色譜固定相與流動(dòng)相互不相溶。

基本原理：組分在固定相和流動(dòng)相上的分配。

固定相：早期涂漬固定液，現(xiàn)已不采用。化學(xué)鍵合固定相：將基團(tuán)通過化學(xué)反應(yīng)鍵合到硅膠（擔(dān)體）表面的游離羥基上，如C18柱（反相柱）。流動(dòng)相：親水性固定液，采用疏水性流動(dòng)相，即流動(dòng)相的極性小于固定液的極性(正相

normalphase)，反之流動(dòng)相的極性大于固定液的極性(反相

reversephase)。正相與反相的出峰順序相反。

2025/11/13分析實(shí)例：2025/11/137.2.3

離子交換色譜

固定相：陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂。

流動(dòng)相：陰離子交換樹脂作固定相，采用堿性水溶液；陽離子交換樹脂作固定相，采用酸性水溶液。

2025/11/13離子交換基本原理

組分與離子交換劑之間親和力的大小與離子半徑、電荷、存在形式等有關(guān)。親和力大，保留時(shí)間長(zhǎng)。

陽離子交換：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

陰離子交換：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-2025/11/13基本原理平衡時(shí)，平衡常數(shù)為

對(duì)于磺酸型陽離子交換樹脂，一價(jià)陽離子的KB/A值順序：

Cs+>Rb+>K+>NH4+>Na+>H+>Li+二價(jià)陽離子的KB/A值順序：

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Cd2+>Cu2+對(duì)于季銨型陰離子交換樹脂，一價(jià)陰離子的KB/A值順序：

ClO4->I->HSO4->SCN->NO3->Br->NO2->CN->Cl->BrO3->OH->HCO3->H2PO4->IO3->CH3COO->F-2025/11/13離子交換分離實(shí)例2025/11/137.2.4

離子色譜

ionchromatography

離子色譜是在20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的一種技術(shù)，其與離子交換色譜的區(qū)別是其采用了特制的、具有極低交換容量的離子交換樹脂作為柱填料，并采用淋洗液抑制技術(shù)和電導(dǎo)檢測(cè)器，是測(cè)定混合陰離子的有效方法。有關(guān)內(nèi)容將在本章第五節(jié)中講授。2025/11/137.2.5

離子對(duì)色譜

ionpairchromatography將一種(或多種)與溶質(zhì)離子電荷相反的離子(對(duì)離子或反離子)，加到流動(dòng)相中與溶質(zhì)離子結(jié)合形成疏水性離子對(duì)，能夠在兩相之間進(jìn)行分配。

陰離子分離：對(duì)離子常用烷基銨類，如氫氧化十六烷基三甲銨。

陽離子分離：對(duì)離子常用烷基磺酸(己烷磺酸鈉)。

反相離子對(duì)色譜：非極性的疏水固定相(C18柱)，含有對(duì)離子Y+的甲醇-水或乙腈-水作為流動(dòng)相，試樣離子X-進(jìn)入流動(dòng)相后，生成疏水性離子對(duì)Y+X-。2025/11/13基本原理：形成的離子對(duì)化合物X+Y-，在兩相間進(jìn)行分配：

X+水相+Y-水相=X+Y-有機(jī)相

平衡常數(shù)：

溶質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)DX為

不同待測(cè)離子與反離子形成離子對(duì)的能力不同，分配系數(shù)存在差異，導(dǎo)致在固定相中滯留時(shí)間不同，從而實(shí)現(xiàn)色譜分離。

2025/11/13離子對(duì)的容量因子k可表示為：

則組分的保留時(shí)間：

保留值隨KXY和[Y-]水相的增大而延長(zhǎng)，而KXY取決于對(duì)離子和有機(jī)相的性質(zhì)，則控制流動(dòng)相中加入的對(duì)離子特性和濃度可以調(diào)整組分保留時(shí)間，達(dá)到提高色譜分離選擇性的目的。2025/11/13分析實(shí)例：2025/11/137.2.6

排阻色譜

size-exclusionchromatography

固定相：凝膠(具有一定大小孔隙分布)；

原理：按分子大小分離。小分子可以擴(kuò)散到凝膠空隙中通過，出峰最慢；中等分子只能通過部分凝膠空隙，中速通過；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶劑分子小，故在最后出峰。相對(duì)分子質(zhì)量在100～105范圍內(nèi)的化合物按質(zhì)量分離。

2025/11/13基本原理：色譜柱的總體積為

Vtol=VM+VP+Vg

VM為死體積，即對(duì)應(yīng)于完全排斥分子流出體積；VP為孔體積；Vg為凝膠體積（去除孔體積）。組分的保留體積為

VR=VM+KVP

2025/11/13基本原理：分子完全排斥時(shí)，K=0；可自由進(jìn)入孔道時(shí)，K=1；部分進(jìn)入時(shí)，K=0～１。

VM～VM+VP保留體積位于：2025/11/13分析實(shí)例：2025/11/137.2.7

親和色譜(AC)Affinitychromatograph

原理：利用生物大分子和固定相表面存在的某種特異性親和力，進(jìn)行選擇性分離。配基：酶、抗原等；間隔基：環(huán)氧、