高效液相色谱-定义，原理，部件，类型，用途，图表

什么是高效液相色谱法?

高性能液相色谱法，俗称HPLC，是一种分析技术，用于分离、识别或量化混合物中的每个成分。

利用柱的基本原理对混合物进行分离色谱法然后用光谱学进行鉴定和定量。

在20世纪60年代，具有适合的低压玻璃柱的柱层析LC进一步发展为具有适合的高压金属柱的高效液相色谱。

因此，高效液相色谱法基本上是一种高度改进的柱式液相色谱法。溶剂不是在重力作用下通过色谱柱，而是在高达400个大气压的高压下被迫通过。

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高效液相色谱(HPLC)原理

• 净化过程在固定相和流动相之间的分离柱中进行。
• 固定相是在分离柱中具有非常小的多孔颗粒的粒状物质。
• 另一方面，流动相是在高压下通过分离塔的溶剂或溶剂混合物。
• 通过连接样品回路的阀门，即由不锈钢制成的小管或毛细管，用注射器将样品从泵注入到分离柱的流动相流中。
• 随后，样品的各个组分以不同的速率通过色谱柱，因为它们与固定相的相互作用在不同程度上被保留。
• 离开色谱柱后，单个物质被合适的检测器检测，并作为信号传递给计算机上的高效液相色谱软件。
• 操作/运行结束后，在计算机上的HPLC软件中得到色谱图。
• 色谱图允许鉴别和定量不同的物质。

仪器的高效液相色谱法

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泵

• 高效液相色谱法的发展带动了泵系统的发展。
• 该泵位于液相色谱系统的最上游，并产生从溶剂库进入系统的洗脱液流。
• 高压发电是泵的“标准”要求，除此之外，它还应该能够在任何条件下提供一致的压力和可控的、可重复的流量。
• 目前LC系统中使用的大多数泵通过电机驱动活塞的来回运动产生流量(往复泵)。由于活塞的运动，它产生了“脉冲”。

注射器

• 在泵的旁边放置一个注入器。
• 最简单的方法是使用注射器，将样品引入洗脱液的流动中。
• 最广泛使用的注入方法是基于采样循环。
• 自动进样器(自动注入器)系统也被广泛使用，它允许在一组预定时间内重复注入。

列

• 分离在柱内进行。
• 最近的柱子通常准备在不锈钢外壳，而不是玻璃柱。
• 与碳酸钙相比，通常使用的包装材料是二氧化硅或聚合物凝胶。
  用于LC的洗脱液从酸性溶剂到碱性溶剂不等。
• 大多数柱壳是由不锈钢制成的，因为不锈钢对各种溶剂都是耐受的。

探测器

• 分析物的分离在柱内进行，而检测器用于观察得到的分离。
• 当不存在分析物时，洗脱液的成分是一致的。而分析物的存在改变了洗脱液的组成。探测器所做的就是测量这些差异。
• 这种差异以电子信号的形式被监测。有不同类型的检测器可用。

录音机

• 用探测器检测到的淋洗液的变化是以电子信号的形式出现的，因此我们的眼睛仍然看不见。
• 在过去，笔(纸)记录仪被广泛使用。如今，基于计算机的数据处理器(积分器)更为常见。
• 有各种类型的数据处理器;从一个由内置打印机和文字处理器组成的简单系统，到那些装有专门为LC系统设计的软件的系统，不仅有数据采集，而且具有峰拟合、基线校正、自动浓度计算、分子量测定等功能。

脱气器

用于LC分析的淋洗液可能含有我们肉眼看不见的气体，如氧气。

• 当气体存在于洗脱液中时，这被检测为噪声，并导致不稳定的基线。
• 除气器采用特殊的聚合物膜管去除气体。
• 聚合物管表面的许多非常小的孔允许空气通过，同时阻止任何液体通过孔。

列加热器

色谱柱温度对LC分离的影响很大。

• 为了获得可重复的结果，保持一致的温度条件是重要的。
• 对于一些分析，如糖和有机酸，可以在高温(50到80°C)下获得更好的分辨率。
• 因此，柱通常保存在柱式烘箱(柱式加热器)内。

高效液相色谱(HPLC)的种类

1. 正常的阶段:

柱填料为极性填料(如二氧化硅)，流动相为非极性填料。它用于水敏化合物，几何异构体，顺反异构体和手性化合物。

2. 反向阶段:

柱填料为非极性(如C18)，流动相为水+可混溶溶剂(如甲醇)。它可以用于极性，非极性，电离和离子样品。

3. 离子交换:

柱填料中含有离子基团，流动相为缓冲相。它被用来分离阴离子和阳离子。

4. 尺寸排除:

分子扩散到多孔介质的孔隙中，根据它们与孔隙大小的相对大小被分离。大分子先洗脱，小分子后洗脱。

高效液相色谱法的应用

高效液相色谱法已经发展成为一种普遍适用的方法，因此它在化学、生物化学和药学的几乎所有领域都有应用。

• 药物分析
• 合成聚合物的分析
• 环境分析中的污染物分析
• 生物基质中药物的测定
• 有价值产品的隔离
• 工业产品和精细化学品的产品纯度和质量控制
• 生物聚合物如酶或核酸的分离和纯化
• 水净化
• 微量成分的预浓缩
• Ligand-exchange色谱法
• 蛋白质的离子交换色谱
• 碳水化合物和低聚糖的高ph值阴离子交换色谱

高效液相色谱法的优点

1. 速度
2. 效率
3. 精度
4. 当涉及到识别和量化化学成分时，多功能和极其精确。

限制

1. 成本:尽管高效液相色谱法有很多优点，但它的成本很高，需要大量昂贵的有机物。
2. 复杂性
3. 高效液相色谱法确实有低灵敏度对于某些化合物，有些不能被检测到，因为它们是不可逆吸附的。
4. 气相色谱法能更好地分离挥发性物质。

参考文献

1. https://www.shodex.com/en/kouza/a.html
2. https://www.alphacrom.com/en/hplc-basics
3. https://laboratoryinfo.com/hplc/
4. https://sciencing.com/disadvantages-advantages-hplc-5911530.html
5. https://www.slideshare.net/krakeshguptha/hplc-26970638
6. https://www.chemguide.co.uk/analysis/chromatography/hplc.html
7. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=8468
8. https://www.ru.ac.za/media/rhodesuniversity/content/nanotechnology/documents/chromatography%20Augustus.pdf