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離子交換色譜法中常用的吸附劑

發布時間:2022-12-08 11:30:04

❶ 四大色譜原理是什麼

色譜法分類
按兩相的物理狀態可分為:氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。氣相色譜法適用於分離揮發性化合物。GC根據固定相不同又可分為氣固色譜法(GSC)和氣液色譜法(GLC),其中以GLC應用最廣。液相色譜法適用於分離低揮發性或非揮發性、熱穩定性差的物質。LC同樣可分為液固色譜法(LSC)和液液色譜法(LLC)。此外還有超臨界流體色譜法(SFC),它以超臨界流體(界於氣體和液體之間的一種物相)為流動相(常用CO2),因其擴散系數大,能很快達到平衡,故分析時間短,特別適用於手性化合物的拆分。
按原理分為吸附色譜法(AC)、分配色譜法(DC)、離子交換色譜法(IEC)、排阻色譜法(EC,又稱分子篩、凝膠過濾(GFC)、凝膠滲透色譜法(GPC)和親和色譜法,此外還有電泳。按操作形式可分為紙色譜法(PC)、薄層色譜法(TLC)、柱色譜法。四、色譜分離原理
高效液相色譜法按分離機制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
1.液固色譜法
使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。適用於分離分子量200~1000的組分,大多數用於非離子型化合物,離子型化合物易產生拖尾。常用於分離同分異構體。

2.液液色譜法
使用將特定的液態物質塗於擔體表面,或化學鍵合於擔體表面而形成的固定相,分離原理是根據被分離的組分在流動相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個分配平衡過程。
塗布式固定相應具有良好的惰性;流動相必須預先用固定相飽和,以減少固定相從擔體表面流失;溫度的變化和不同批號流動相的區別常引起柱子的變化;另外在流動相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復雜化。由於塗布式固定相很難避免固定液流失,現在已很少採用。現在多採用的是化學鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色譜法按固定相和流動相的極性不同可分為正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)。
正相色譜法
採用極性固定相(如聚乙二醇、氨基與腈基鍵合相);流動相為相對非極性的疏水性溶劑(烷烴類如正已烷、環已烷),常加入乙醇、異丙醇、四氫呋喃、三氯甲烷等以調節組分的保留時間。常用於分離中等極性和極性較強的化合物(如酚類、胺類、羰基類及氨基酸類等)。
反相色譜法
一般用非極性固定相(如C18、C8);流動相為水或緩沖液,常加入甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮、四氫呋喃等與水互溶的有機溶劑以調節保留時間。適用於分離非極性和極性較弱的化合物。RPC在現代液相色譜中應用最為廣泛,據統計,它占整個HPLC應用的80%左右。
隨著柱填料的快速發展,反相色譜法的應用范圍逐漸擴大,現已應用於某些無機樣品或易解離樣品的分析。為控制樣品在分析過程的解離,常用緩沖液控制流動相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常為2.5~7.5(2~8),太高的pH值會使硅膠溶解,太低的pH值會使鍵合的烷基脫落。有報告新商品柱可在pH1.5~10范圍操作。
正相色譜法與反相色譜法比較表
正相色譜法 反相色譜法
固定相極性 高~中 中~低
流動相極性 低~中 中~高
組分洗脫次序 極性小先洗出 極性大先洗出
從上表可看出,當極性為中等時正相色譜法與反相色譜法沒有明顯的界線(如氨基鍵合固定相)。
3.離子交換色譜法
固定相是離子交換樹脂,常用苯乙烯與二乙烯交聯形成的聚合物骨架,在表面未端芳環上接上羧基、磺酸基(稱陽離子交換樹脂)或季氨基(陰離子交換樹脂)。被分離組分在色譜柱上分離原理是樹脂上可電離離子與流動相中具有相同電荷的離子及被測組分的離子進行可逆交換,根據各離子與離子交換基團具有不同的電荷吸引力而分離。
緩沖液常用作離子交換色譜的流動相。被分離組分在離子交換柱中的保留時間除跟組分離子與樹脂上的離子交換基團作用強弱有關外,它還受流動相的pH值和離子強度影響。pH值可改變化合物的解離程度,進而影響其與固定相的作用。流動相的鹽濃度大,則離子強度高,不利於樣品的解離,導致樣品較快流出。
離子交換色譜法主要用於分析有機酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.離子對色譜法
又稱偶離子色譜法,是液液色譜法的分支。它是根據被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物後,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用於分析離子強度大的酸鹼物質。
分析鹼性物質常用的離子對試劑為烷基磺酸鹽,如戊烷磺酸鈉、辛烷磺酸鈉等。另外高氯酸、三氟乙酸也可與多種鹼性樣品形成很強的離子對。
分析酸性物質常用四丁基季銨鹽,如四丁基溴化銨、四丁基銨磷酸鹽。
離子對色譜法常用ODS柱(即C18),流動相為甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10
mmol/L的離子對試劑,在一定的pH值范圍內進行分離。被測組分保時間與離子對性質、濃度、流動相組成及其pH值、離子強度有關。
5.排阻色譜法
固定相是有一定孔徑的多孔性填料,流動相是可以溶解樣品的溶劑。小分子量的化合物可以進入孔中,滯留時間長;大分子量的化合物不能進入孔中,直接隨流動相流出。它利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力的差異而完成分離。常用於分離高分子化合物,如組織提取物、多肽、蛋白質、核酸等。

❷ 構成色譜分離體系的三要素

構成色譜分離體系的三要素:測量器具(儀器),被測量任務,測量操作者。

色譜有多種,按固定相類型和分離原理可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、親和色譜、大孔吸附樹脂、凝膠色譜、聚焦色譜等。最常用的是吸附色譜分離技術。

吸附色譜法是指混合物隨流動相通過吸附劑(固定相)時,由於吸附劑對不同物質具有不同的吸附力而使混合物中各組分分離的方法。此法特別適用於脂溶性成分的分離。被分離的物質與吸附劑、洗脫劑共同構成吸附層析的三要素,彼此緊密相連。



極性吸附劑的吸附作用的特點:

1、被分離物質極性越強,吸附力越強。強極性溶質將優先被吸附。

2、溶劑極性越弱,則吸附劑對溶質的吸附能力越強。隨溶劑極性的增強,則吸附劑對溶質的吸附力將減弱。

3、當加入極性較強的溶劑後,先前被硅膠或氧化鋁所吸附的溶質可被置換而洗脫出來。

活性炭是常用的非極性吸附劑。活性炭對非極性物質具有較強的親和力,在水中對溶質表現出強的吸附能力。從活性炭上洗脫被吸附的物質時,溶劑的極性越小,洗脫能力越強。

❸ 色譜法分幾種

2. 液相色譜法 (liquid chromatography 簡稱 LC)用液體作流動相的色譜法。 3. 超臨界流體色譜法 (SFC) 用超臨界狀態的流體作流動相的色譜法。 超臨界狀態的流體不是一般的氣體或流體 , 而是臨界壓力和臨界溫度以上高度壓縮的氣體 , 其密度比一般氣體大得多而與液體相似 , 故又稱為 「 高密度氣相色譜法 」 (二)按分離原理分 1. 吸附色譜法( adsorption chromatography ): 根據吸附劑表面對不同組分物理吸附能力的強弱差異進行分離的方法。 如:氣一固色譜法、液-固色譜法——吸附色譜 2. 分配色譜法 (partition chromatography ): 根據不同組分在固定相中的溶解能力和在兩相間分配系數的差異進行分離的方法。 如:氣-液色譜法、液-液色譜法——分配色譜 3. 離子交換色譜法(ion exchange chromatography ) 根據不同組分離子對固定相親和力的差異進行分離的方法。 4. 排阻色譜法( size exclusion chromatography): 又稱凝膠色譜法 (gel chromatography ), 根據不同組分的分子體積大小的差異進行分離的方法。 其中:以水溶液作流動相的稱為凝膠過濾色譜法 ;以有機溶劑作流動相的稱為凝膠滲透色譜法。 5. 親合色譜法 (affinity chromatography) 利用不同組分與固定相共價鍵合的高專屬反應進行分離的方法。 (三)按固定相的形式 1. 柱色譜法(column chromatography ): 固定相裝在柱中 , 試樣沿著一個方向移動而進行分離。 包括 填充柱色譜法:固定相填充滿玻璃管和金屬管中 開管柱色譜法:固定相固定在細管內壁(毛細管柱色譜法) 2. 平板色譜法 (planer chromatography ): 固定相呈平面狀的色譜法。 包括 紙色譜法: 以吸附水分的濾紙作固定相; 薄層色譜法:以塗敷在玻璃板上的吸附劑作固定相。|||色譜法(又稱層析法)根據其分離原理可分為:吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜與排阻色譜等。吸附色譜法是利用被分離物質在吸附劑上被吸附能力的不同,用溶劑或氣體洗脫使組分分離;常用的吸附劑有氧化鋁、硅膠、聚醯胺等有吸附活性的物質。分配色譜是利用被分離物質在兩相中分配系數的不同使組分分離;其中一相被塗布或鍵合在固體載體上,稱為固定相,另一相為液體或氣體,稱為流動相。常用的載體有硅膠、硅藻土、硅鎂型吸附劑與纖維素粉等。離子交換色譜是利用被分離物質在離子交換樹脂上交換能力的不同使組分分離;常用的有不同強度的陽、陰離子交換樹脂,流動相為水或含有機溶劑的緩沖液。分子排阻色譜法又稱凝膠色譜法,是利用被分離物質分子量大小的不同導致在填料上滲透程度不同使組分分離;常用的填料有分子篩、葡聚糖凝膠、微孔聚合物、微孔硅膠或玻璃珠等,根據固定相和供試品的性質選用水或有機溶劑作為流動相。 色譜法又可根據分離方法分為:紙色譜法、薄層色譜法、柱色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。所用溶劑應與供試品不起化學反應,純度要求較高。分析時的溫度,除氣相色譜法或另有規定外,系指在室溫操作。分離後各成分的檢出,應採用各品種項下所規定的方法。採用紙色譜法、薄層色譜法或柱色譜法分離有色物質時,可根據其色帶進行區分,分離無色物質時,可在短波(254nm)或長波(365nm)紫外光燈下檢視,其中紙色譜或薄層色譜也可噴以顯色劑使之顯色,或在薄層色譜中用加有熒光物質的薄層硅膠,採用熒光猝滅法檢視;柱色譜法、氣相色譜法和高效液相色譜法可用接於色譜柱出口處的各種檢測器檢測;柱色譜法還可分部收集流出液後用適宜方法測定。|||氣相色譜法系採用氣體為流動相(載氣)流經裝有填充劑的色譜柱進行分離測定的色譜方法。物質或其衍生物氣化後,被載氣帶入色譜柱進行分離,各組分先後進入檢測器,用記錄儀、積分儀或數據處理系統記錄色譜信號。 高效液相色譜法是用高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,經進樣閥注入供試品,由流動相帶入柱內,在柱內各成分被分離後,依次進入檢測器,色譜信號由記錄儀或積分儀記錄。 氣相色譜和液相色譜各有其優缺點和應用范圍: 氣相色譜採用氣體作為流動相,由於物質在氣相中的流速比在液相中快得多,氣體又比液體的滲透性強,因而相比液相色譜,氣相色譜柱阻力小,可以採用長柱,例如毛細管柱,所以分離效率高。 由於氣相色譜毋需使用有機溶劑和價格昂貴的高壓泵,因此氣相色譜儀的價格和運行費用較低,且不易出故障。 能和氣相色譜分離相匹配的檢測器種類很多,因而可用於各種物質的分離與檢測。特別是當使用質譜儀作為檢測器時,氣相色譜很容易把分離分析與定性鑒定結合起來,成為未知物質剖析的有力工具。 氣相色譜不能分析在柱工作溫度下不汽化的組分,例如,各種離子狀態的化合物和許多高分子化合物 氣相色譜也不能分析在高溫下不穩定的化合物,例如蛋白質等。 液相色譜則不能分析在色譜條件下為氣體的物質,但卻能分離不揮發、在某溶劑中具有一定溶解度的化合物,例如高分子化合物、各種離子型化合物以及受熱不穩定的化合物(蛋白質、核酸及其它生化物質)。|||色譜法分類 (一)按兩相物理狀態分 1. 氣相色譜法 (gas chromatography 簡稱 GC)用氣體作流動相的色譜法。 2. 液相色譜法 (liquid chromatography 簡稱 LC)用液體作流動相的色譜法。 3. 超臨界流體色譜法 (SFC) 用超臨界狀態的流體作流動相的色譜法。 超臨界狀態的流體不是一般的氣體或流體 , 而是臨界壓力和臨界溫度以上高度壓縮的氣體 , 其密度比一般氣體大得多而與液體相似 , 故又稱為 「 高密度氣相色譜法 」(二)按分離原理分 1. 吸附色譜法( adsorption chromatography ): 根據吸附劑表面對不同組分物理吸附能力的強弱差異進行分離的方法。 如:氣一固色譜法、液-固色譜法——吸附色譜 2. 分配色譜法 (partition chromatography ): 根據不同組分在固定相中的溶解能力和在兩相間分配系數的差異進行分離的方法。 如:氣-液色譜法、液-液色譜法——分配色譜 3. 離子交換色譜法(ion exchange chromatography ) 根據不同組分離子對固定相親和力的差異進行分離的方法。 4. 排阻色譜法( size exclusion chromatography): 又稱凝膠色譜法 (gel chromatography ), 根據不同組分的分子體積大小的差異進行分離的方法。 其中:以水溶液作流動相的稱為凝膠過濾色譜法 ;以有機溶劑作流動相的稱為凝膠滲透色譜法。 5. 親合色譜法 (affinity chromatography) 利用不同組分與固定相共價鍵合的高專屬反應進行分離的方法。 (三)按固定相的形式 1. 柱色譜法(column chromatography ): 固定相裝在柱中 , 試樣沿著一個方向移動而進行分離。 包括 填充柱色譜法:固定相填充滿玻璃管和金屬管中 開管柱色譜法:固定相固定在細管內壁(毛細管柱色譜法) 2. 平板色譜法 (planer chromatography ): 固定相呈平面狀的色譜法。 包括 紙色譜法: 以吸附水分的濾紙作固定相; 薄層色譜法:以塗敷在玻璃板上的吸附劑作固定相。|||還有一種現在常用的色譜即:高速逆流色譜,它屬於液-液分配色譜。利用樣品中各組分在兩相溶劑間分配比的差異,進行分離。它是不用固態載體的全液態的液-液分配色譜技術.優點:高效提純,能將樣品中有效成分提純至98%以上理論回收率為100% ,不存在樣品的不可逆吸附,極大地避免了樣品的變性問題操作簡單,無需太多樣品前處理等。相對於HPLC,溶質的分離原理僅於分配有關,避免了HPLC柱子與柱子之間的重現性差的現象。現在廣泛用於天然產物的制備分離。相關書籍參考《高速逆流色譜分離技術及應用》曹學麗 編著 化學工業出版社|||一)按兩相所處的狀態分類 液體作為流動相,稱為「液相色譜」(liquid chromatograp-hy);用氣體作為流動相,稱為「氣相色譜」(gas chromatogr-aphy)。固定相也有兩種狀態,以固體吸附劑作為固定相和以附載在固體上的液體作為固定相,所以層析法按兩相所處的狀態可以分為: 液-固色譜(liquid-solid chromatography)液-液色譜(liquid-liquid chromatography) 氣-固色譜(gas-solid chromatography) 氣-液色譜(gas-liquid chromatography)(二)按層析過程的機理分類 吸附層析(adsorption chromatography )利用吸附劑表面對不同組分吸附性能的差異,達到分離鑒定的目的。分配層析(partition chromatography)利用不同組分在流動相和固定相之間的分配系數(或溶解度)不同,而使之分離的方法。 離子交換層析(ion-exchange chromatography )利用不同組分對離子交換劑親和力的不同,而進行分離的方法。凝膠層析(gelchromatography)利用某些凝膠對於不同組分因分子大小不同而阻滯作用不同的差異,進行分離的技術。 (三)按操作形式不同分類 柱層析(colum chromatography)將固定相裝於柱內,使樣品沿一個方向移動而達到分離。紙層析(paper chrmatography)用濾紙作液體的載體(擔體support),點樣後,用流動相展開,以達到分離鑒定的目的。薄層層析(thin layper chromatography)將適當粒度的吸附劑鋪成薄層,以紙層析類似的方法進行物質的分離和鑒定。 >|||色譜法根據其分離原理可分為:吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜與排阻色譜等 色譜法又可根據分離方法分為:紙色譜法、薄層色譜法、柱色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。

❹ 色譜分離技術的常用吸附劑

常用的極性吸附劑有:硅膠、氧化鋁。硅膠顯弱酸性,適於分離酸性和中性化合物,分離生物鹼時需在流動相中加入適量的有機鹼;氧化鋁呈鹼性,適於分離生物鹼等鹼性成分,不宜用於分離有機酸等酸性成分。極性吸附劑的吸附作用有以下特點。
1.被分離物質極性越強,吸附力越強。強極性溶質將優先被吸附。
2.溶劑極性越弱,則吸附劑對溶質的吸附能力越強。隨溶劑極性的增強,則吸附劑對溶質的吸附力將減弱。
3.當加入極性較強的溶劑後,先前被硅膠或氧化鋁所吸附的溶質可被置換而洗脫出來。
活性炭是常用的非極性吸附劑。活性炭對非極性物質具有較強的親和力,在水中對溶質表現出強的吸附能力。從活性炭上洗脫被吸附的物質時,溶劑的極性越小,洗脫能力越強。一般化合物的極性按下列官能團的順序增強:—CH2—CH2—,—CH==CH—,—OCH3,—COOR,>C==O,—CHO,—NH2,—OH,—COOH。

❺ 關於離子交換色譜法

我感覺應該選C
首先B中陽離子為+2價離子,最容易被吸附,通過試管速度最慢。
然後A和C作比較,其中A的離子半徑比較大,而且配合物更易被吸附,所以A更容易被吸附。
通過比較得到C的吸附能力最弱。

❻ 簡述離子交換色譜法

離子交換色譜法(ion exchange chromatography,IEC)
離子色譜分析法出現在20世紀70年代,80年代迅速發展起來,以無機、特別是無機陰離子混合物為主要分析對象。
離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂,樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心,待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換,形成離子交換平衡,從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心,並隨著流動相的運動而運動,最終實現分離。
表達式
離子交換色譜的分配系數又叫做選擇系數,其表達式為:

K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}

其中[RX + ]表示與離子交換樹脂活性中心結合的離子濃度,[X + ]表示游離於流動相中的離子濃度

分離原理
離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。

陽離子交換:

陰離子交換:

式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數,Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。

離子交換反應的平衡常數分別為:

陽離子交換:

陰離子交換:

平衡常數K值越大,表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後,對離子交換中心具有不同的親合力,因此具有不同的平衡常數。親合力大的,在柱中的停留時間長,具有高的保留值。

固定相
離子交換色譜常用的固定相為離子交換樹脂。目前常用的離子交換樹脂分為三種形式,一是常見的純離子交換樹脂。第二種是玻璃珠等硬芯子表面塗一層樹脂薄層構成的表面層離子交換樹脂,第三種為大孔徑網路型樹脂。它們各有特點,例如第二種樹脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三種樹脂適用於非水溶液中物質的分離,因為它們的孔徑和內表面積大,不需要用水溶脹,便可滿意地使用。

典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交聯共聚而成:

其中,二乙烯基苯起了交聯和加牢整個構型的作用,其含量決定了樹脂交聯度大小。交聯度一般控制在4%~16%范圍內,高度交聯的樹脂較硬而且脆,也較滲透,但選擇性較好。在基體網狀結構上引入各種不同酸鹼基團作為可交換的離於基團。

按結合的基團不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂上具有與樣品中陽離子交換的基團。陽離子交換樹脂又可分為強酸性和弱酸性樹脂。強酸性陽離子交換樹脂所帶的基團為磷酸基(一),其中和有機聚合物牢固結合形成固定部分,是可流動的能為其他陽離子所交換的離子。

陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換的基團。陰離子交換樹脂也可分為強鹼性和弱鹼性樹脂。

陰離子交換樹脂屬強鹼性,它是由有機聚合物骨架和一季胺鹼基團所組成,它帶有正電荷。而與相反的是可以移動的部分,它能被其它陰離子所交換

流動相
離子交換色譜的流動相最常使用水緩沖溶液,有時也使用有機溶劑如甲醇,或乙醇同水緩沖溶液混合使用,以提供特殊的選擇性,並改善樣品的溶解度。

離子交換色譜所用的緩沖液,通常用下列化合物配製:鈉、鉀、被的檸檬酸鹽,磷酸鹽,甲酸鹽與其相應的酸混合成酸性緩沖液或氫氧化鈉混合成鹼性緩沖液等。

❼ 分離純化常用的色譜分離方法有哪些它們的原理是什麼

1、色譜方法根據分離機制的不同可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠過濾(分子篩)色譜和親和色譜等。2、(1)吸附色譜法是指混合物隨流動相通過吸附劑時,由於該吸附劑對不同物質有不同的吸附力而使混合物分離的方法。(2)分配色譜系法是利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實現分離。(3)離子交換色譜法是利用離子交換原理和液相色譜技術的結合來測定溶液中陽離子和陰離子的一種分離分析方法。凡在溶液中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法進行分離。(4)凝膠色譜法又叫凝膠色譜技術,是六十年代初發展起來的一種快速而又簡單的分離分析技術,由於設備簡單、操作方便,不需要有機溶劑,對高分子物質有很高的分離效果。(5)親和色譜法是將相互間具有高度特異親和性的二種物質之一作為固定相,利用與固定相不同程度的親和性,使成分與雜質分離的色譜法。

❽ 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帶入色譜柱後,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,後流出色譜柱。
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、聚醯胺等。
一般規律:對於固定相而言,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: 試樣要能夠溶於流動相中 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
常用於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-固色譜法不宜用於分離同系物,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)
將液體固定液塗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,後流出色譜柱。
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於流動相的極性,而反相色譜是固定相的極性小於流動相的極性。正相色譜適宜於分離極性化合物,反相色譜則適宜於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:塗漬固定液容易被流動相沖掉。 採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。 固定液不會溶於流動相,有利於進行梯度洗提。
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於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,由於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:在玻璃微球上塗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。
廣泛地應用於: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
體積大於凝膠孔隙的分子,由於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,然後又從孔隙中出來隨載液流動,後流出色譜柱;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,適宜於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,趁於零,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。

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