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液相色谱法的基本原理

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液相色谱法的基本原理

    以液体为流动相的色谱法称为液相色谱法。 采用普通规格的固定相及流动相常压输送的液相色谱法则为经典液相柱色谱法, 其柱效低, 而且一般不具备在线检测器, 通常作为分离手段使用。 HPLC是以经典液相柱色谱法为基础, 引入了气相色谱法的理论与实验方法, 流动相改为高压输送, 采用高效固定相及在线检测等手段, 发展而成的分离分析方法。 该法具有分离效能高、 分析速度快及仪器化等特点, 因而称为高效液相色谱法。

    根据色谱柱所用填充剂的不同, HPLC的分离原理有吸附色谱、 分配色谱、 键合相色谱、 离子交换色谱、 凝胶色谱等。

    高效液相色谱仪由高压输液系统、 进样系统、 分离系统、 检测系统、 记录系统等五大部分组成。

    液相色谱法所用的基本概念(保留值、 塔板数、 塔板高度、 分离度、 选择性等)与气相色谱法一致。 液相色谱法所用的基本理论(塔板理论与速率方程)也与气相色谱法基本一致。但由于在液相色谱法中以液体代替气相色谱法中的气体作为流动相, 而液体和气体的性质不相同; 此外, 液相色谱法所用的仪器设备和操作条件也与气相色谱法不同, 所以, 液相色谱法与气相色谱法有一定差别, 主要有以下几方面:

    (1) 应用范围不同。

    气相色谱法仅能分析在操作温度下能气化而不分解的物质。 其对于高沸点化合物、 非挥发性物质、 热不稳定化合物、 离子型化合物及高聚物的分离、 分析较为困难, 致使其应用受到一定程度的限制, 据统计只有大约20%的有机物能用气相色谱法分析; 而液相色谱法则不受样品挥发度和热稳定性的限制, 它非常适合分子量较大、 难气化、 不易挥发或对热敏感的物质, 离子型化合物及高聚物的分离分析, 占有机物的70%~80%。

    (2) 液相色谱能完成难度较高的分离工作, 因为:

    ①气相色谱法的流动相载气是色谱惰性的, 不参与分配平衡过程, 与样品分子无亲和作用, 样品分子只与固定相相互作用。 而在液相色谱法中流动相液体也与固定相争夺样品分子, 这为提高选择性增加了一个因素。 也可选用不同比例的两种或两种以上的液体作流动相, 增大分离的选择性。

    ②液相色谱法的固定相类型多, 如离子交换色谱和排阻色谱等, 作为分析时选择余地大; 而气相色谱法并不可能这样。

    ③液相色谱法通常在室温下操作, 较低的温度一般有利于色谱分离条件的选择。

    (3) 由于液体的扩散性比气体的小105倍,因此,溶质在液相中的传质速率慢,柱外效应就显得特别重要; 而在气相色谱中, 柱外区域扩张可以忽略不计。

    (4) 液相色谱法中制备样品简单, 回收样品也比较容易, 而且回收是定量的, 适合大量制备。 但气相色谱法尚缺乏通用的检测器, 仪器比较复杂, 价格昂贵。 在实际应用中, 这两种色谱技术是互相补充的。

    综上所述, 高效液相色谱法具有高柱效、 高选择性、 分析速度快、 灵敏度高、 重复性好、 应用范围广等优点。 该法已成为现代分析技术的重要手段之一, 目前在化学、 化工、 医药、 生化、 环保、 农业等科学领域获得了广泛的应用。

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