液相色谱分离技术PPT
液相色谱法（Liquid Chromatography，简称LC）又称“液相层析法”、“色层法”或“色谱法”等。以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不...
液相色谱法（Liquid Chromatography，简称LC）又称“液相层析法”、“色层法”或“色谱法”等。以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被流动相溶解并携带至固定相，各成分在固定相和流动相之间发生相互作用，使不同物质以不同程度保留在固定相上，最终先后从柱内流出。通过检测器时，样品中各组分被转换成电信号，经记录器描绘成色谱图。液相色谱分离技术广泛应用于化学、医学、工业、环保、商检和法检等领域。液相色谱分离技术的基本原理液相色谱法起始于20世纪60年代后期，70年代就广泛地被应用于各个分析领域，到90年代，由于高压输液泵、高灵敏度检测器和微处理机等部件的迅速发展，使液相色谱系统在流动相梯度控制操作、柱切换技术、在线检测技术和应用软件的全面发展，特别是具有高超分离能力的高性能色谱柱的出现，使液相色谱法进入了一个飞速发展的新阶段。液相色谱法按固定相的性质可分为液-液色谱及液-固色谱。1. 液-液色谱法（Liquid-liquid Chromatography）固定相为液体，此液体是涂在固体载体上，或将液体加以某种形式的机械固定。流动相为液体，它载着被分离的组分（溶质）流过固定相。2. 液-固色谱法（Liquid-solid Chromatography）固定相为固体吸附剂，如硅胶、氧化铝、活性炭、有机聚合物等。流动相为液体，载着被分离的组分（溶质）流过固定相，溶质分子根据其与固定相相互作用力的不同进行分离。根据固定相与流动相极性的不同，液-固色谱法又可分为正相液-固色谱法（Normal Phase Liquid Chromatography）和反相液-固色谱法（Reversed Phase Liquid Chromatography）。正相液-固色谱法的固定相极性大于流动相极性，反相液-固色谱法的固定相极性小于流动相极性，它们适用于分离不同极性的化合物。此外，根据色谱分离原理的不同，液相色谱法又可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、空间排阻色谱法及亲和色谱法等。液相色谱分离技术的分类1. 吸附色谱法（Adsorption Chromatography）吸附色谱法的固定相为吸附剂，常用吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、有机聚合物等。由于吸附剂的表面具有吸附能力，它对流动相中的溶质分子产生吸引，使流动相中的溶质分子在通过色谱柱时，在两相界面上产生吸附、溶解、脱附、再吸附等平衡过程。吸附色谱法是根据物质分子与吸附剂表面分子间的相互作用力（范德华力）的大小进行分离的，相互作用力的大小取决于吸附剂的表面能、溶质分子的极性和溶剂的性质等。因此，吸附色谱法既可用于分离极性物质，也可用于分离非极性物质或离子型物质。吸附色谱法中常用的色谱柱有硅胶柱、氧化铝柱、活性炭柱和有机聚合物柱等。2. 分配色谱法（Partition Chromatography）分配色谱法的固定相为液体，流动相也为液体，流动相载着被分离的组分（溶质）流过固定相时，组分在两相间发生多次分配过程。分配色谱法是根据组分在固定相和流动相之间的溶解度不同而进行分离的。分配系数（Kd）越大，组分在固定相中溶解度越大；分配系数越小，组分在流动相中溶解度越大。当两组分的分配系数相差越大时，它们之间的分离度也越好。因此，在分配色谱法中，选择合适的固定相和流动相至关重要。分配色谱法既可用于分离极性物质，也可用于分离非极性物质，并适用于分离离子型物质和挥发性物质。3. 离子交换色谱法（Ion-exchange Chromatography）离子交换色谱法的固定相是离子交换剂，它是由一类不溶于水的惰性高分子聚合物基质通过一定的化学反应键合上某种离子基团（即离子交换基团）而形成的。这种离子交换剂能够在溶液中解离成带正电荷或负电荷的离子，而这些离子又可与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆的离子交换。因此，离子交换色谱法是根据固定相与溶质离子之间的离子交换能力不同而进行分离的。离子交换色谱法主要用于分离离子型物质。根据固定相离子交换基团的性质不同，离子交换色谱法可分为阳离子交换色谱法（Cation-exchange Chromatography）和阴离子交换色谱法（Anion-exchange Chromatography）。阳离子交换剂带有正电荷离子交换基团，可吸附带正电荷的溶质离子，如碱性物质；阴离子交换剂带有负电荷离子交换基团，可吸附带负电荷的溶质离子，如酸性物质。离子交换色谱法具有选择性好、分离效果好、可用于分离和测定无机离子、有机离子、生物分子等优点。因此，它在生物化学、环境科学、食品分析等领域有广泛应用。4. 空间排阻色谱法（Size Exclusion Chromatography）空间排阻色谱法又称凝胶色谱法（Gel Chromatography），其固定相是多孔性凝胶，流动相为溶剂。由于凝胶具有网络结构，溶质分子在通过凝胶色谱柱时，大分子因其尺寸较大而不能进入凝胶孔穴内，只能在凝胶颗粒间隙中流动，因此移动速度较快，首先流出色谱柱；小分子则能进入凝胶孔穴内，在孔穴中扩散较慢，因此移动速度较慢，最后流出色谱柱。空间排阻色谱法是根据溶质分子尺寸大小进行分离的。空间排阻色谱法主要用于分离大分子物质，如蛋白质、核酸、多糖等。它具有操作简便、分离速度快、分离效果好等优点。5. 亲和色谱法（Affinity Chromatography）亲和色谱法是一种特殊的色谱分离技术，其固定相是具有特定生物活性的物质（如酶、抗体、受体、核酸等），流动相为含有待分离组分的溶液。待分离组分与固定相之间具有特异的生物亲和力，如酶与底物、抗体与抗原、受体与配体等。因此，当流动相通过色谱柱时，待分离组分会与固定相发生特异性结合，而其他组分则不受影响。通过改变洗脱条件，可将待分离组分从固定相上洗脱下来，实现分离和纯化。亲和色谱法具有高度的选择性和灵敏度，特别适用于分离和纯化生物活性物质，如蛋白质、酶、核酸等。它在生物化学、分子生物学、医学等领域有广泛应用。液相色谱分离技术的应用1. 生物医药领域液相色谱法在生物医药领域有广泛应用，如蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分离和纯化，药物代谢产物的分析，药物质量控制等。2. 环境科学领域液相色谱法可用于环境监测中的有机物分析，如水中有机污染物、大气中的有机污染物等。同时，它也可用于环境样品中痕量金属离子的测定。3. 食品分析领域液相色谱法在食品分析中也有应用，如食品添加剂、农药残留、营养成分等的测定。4. 工业生产领域液相色谱法在工业生产中也有广泛应用，如石油化工、精细化工、制药工业等领域的产物分析和质量控制。总结液相色谱分离技术是一种高效、快速、灵敏的分离分析方法，具有广泛的应用前景。随着科学技术的不断发展，液相色谱技术也在不断进步和完善，如高效液相色谱（HPLC）、超高效液相色谱（UPLC）等新型液相色谱技术的出现，使得液相色谱法在分离分析领域的应用更加广泛和深入。
