Ⅱ 基本概念和理论
一、基本概念和术语
1.色谱图和峰参数
⊕色谱图(chromatogram)--样品流经色谱柱和检测器,所得到的信号-时间曲线,又称色谱流出曲线(elution profile).
⊕基线(ba line)--流动相冲洗,柱与流动相达到平衡后,检测器测出一段时间的流出曲线。一般应平行于时间轴。
⊕噪音(noi)――基线信号的波动。通常因电源接触不良或瞬时过载、检测器不稳定、流动相含有气泡或色谱柱被污染所致。
⊕漂移(drift)基线随时间的缓缓变化。主要由于操作条件如电压、温度、流动相及流量的不稳定所引起,柱内的污染物或固定相不断被洗脱下来也会产生漂移。
⊕色谱峰(peak)--组分流经检测器时相应的连续信号产生的曲线。流出曲线上的突起部分。正常色谱峰近似于对称性正态分布曲线(高斯Gauss曲线)。不对称色谱峰有两种:前延峰(leading peak)和脱尾峰(tailing peak ).前者少见。
⊕拖尾因子(tailing factor,T)--T=B/A,用以衡量色谱峰的对称性。也称为对称因子(symmet
ry factor)或不对称因子(asymmetry factor)《中国药典》规定T应为0.95~1.05。T<0.95为前延峰,T>1.05为拖尾峰。
⊕峰底――基线上峰的起点至终点的距离。
⊕峰高(Peak height,h)――峰的最高点至峰底的距离。
⊕峰宽(peak width,W)--峰两侧拐点处所作两条切线与基线的两个交点间的距离。W=4σ。
⊕半峰宽(peak width at half-height,Wh/2)--峰高一半处的峰宽。W h/2=2.355σ。
⊕标准偏差(standard deviation, σ)--正态分布曲线x=±1时(拐点)的峰宽之半。正常峰宽的拐点在峰高的0.607倍处。标准偏差的大小说明组分在流出色谱柱过程中的分散程度。σ小,分散程度小、极点浓度高、峰形瘦、柱效高;反之,σ大,峰形胖、柱效低。
⊕峰面积(peak area,A)――峰与峰底所包围的面积。A=×σ×h=2.507σh=1.064Wh/2h
2.定性参数(保留值)
⊕死时间(dead time,t0)--不保留组分的保留时间。即流动相(溶剂)通过色谱柱的时间。在反相HPLC中可用苯磺酸钠来测定死时间。
⊕死体积(dead volume,V0)――由进样器进样口到检测器流动池未被固定相所占据的空间。它包括4部分:进样器至色谱柱管路体积、柱内固定相颗粒间隙(被流动相占据,Vm)、柱出口管路体积、检测器流动池体积。其中只有Vm参与色谱平衡过程,其他3部粉只起峰扩展作用。为防止峰扩展,这3部分体积应尽量减小。V0=F×t0(F为流速)
⊕保留时间(retention time,tR)--从进样开始到某个组分在柱后出现浓度极大值的时间。
⊕保留体积(retention volume,VR)--从进样开始到某个组分在柱后出现浓度极大值时流出溶剂的体积。又称洗脱体积。VR=F*tR .
⊕调整保留时间(adjusted retention time,tR’)--扣除死时间后的保留时间。也称折合保留时间(reduced retention time)。在实验条件(温度、固定相等)一定时,tR’只决定于组分的性质,因此,tR’(或tR)可用于定性。TR’=tR-t0
⊕调整保留体积(adjusted retention volume,VR’)--扣除死体积后的保留体积。VR=VR-V0 或VR=F*tR’
3.柱效参数
⊕理论塔板数(theoretical plate number,N)用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。
N取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布,N可近似表示为:
N=(tR/σ)2=16(tR)2/W =5.54(tR/W1/2)2
W:峰宽 ; σ:曲线拐点处峰宽的一半,即峰高0.607处峰宽的一半。
N为常量时,W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上,如果各组份含量相当,则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽,峰高则逐渐降低。
用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用,因为半峰宽更容易准确测定,尤其是对稍有拖尾的峰。
N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N在1000以上。)
若用调整保留时间(tR’)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff)=16(tR’/W)2
⊕理论塔板高度(theortical plate height,H)每单位柱长的方差。H=。实际应用时往往用柱长L和理论塔板数计算:H=L/N
4.相平衡参数(distribution coefficient,K)--在一定温度下,化合物在两相间达到分配平衡时,在固定相与流动相中的浓度之比。K=[xs]/[xm]
Cs-溶质在固定相中的浓度
Cm-溶剂在流动相中的浓度
分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中,K有不同的概念:吸附色谱法为吸附系数,离子交换色谱法为选择性系数(或称交换系数),凝胶色谱法为滲透参数。但一般情况可用分配系数来表示。
在条件(流动相、固定相、温度和压力等)一定,样品浓度很低时(Cs 、Cm很小)时,K只取决于组分的性质,而与浓度无关。这只是理想状态下的色谱条件,在这种条件下,得到的色谱峰为正常峰;在许多情况下,随着浓度的增大,K减少,这时色谱峰为拖尾峰;而有时随着溶质浓度的增大,K也增大,这时色谱峰为前延峰。因此,只有尽可能较少进样量,使组份在柱内浓度降低,K恒定时,才能获得正常峰。
在同一色谱条件下,样品中K值大的组份在固定相中滞留时间长,后流出色谱柱;K值小的组份则滞留时间短,先流出色谱柱。混合物中各组份的分配系数相差越大,越容易分离,
因此,混合物中各组份的分配系数不同是色谱分离的前提。
在HPLC中,固定相确定后,K主要受流动相的性质影响。实践中主要靠调整流动相的组成配比及PH值,以获得组分间的分配系数差异及适宜的保留时间,达到分离的目的。
⊕容量因子(capacity factor,K)--化合物在两相间达到平衡时,在固定相与流动相中的量之比。K=(tR-t0)/t0=tR’/t0(或溶质在固定相中的量/溶质在流动相中的量)。因此,容量因子也称质量分配系数。
{K=Cs/Cm=K’Vm/Vs k=(tR-t0)/t0=K*Vs/Vm Vs:色谱柱中固定相的体积; Vm:色谱柱中流动相的体积。}
分配系数、容量因子与保留时间之间有如下关系:k===K=,tR’=kt0。上式说明容量因子的物理意义:表示一个组份在固定相中停留的时间(tR’)是不保留组分保留时间(t0)的几倍。k=0时,化合物全部存在与流动相中,在固定相中不保留,tR’=0;k越大,说明固定相对此组分的容量越大,出柱慢,保留时间越长。
容量因子与分配系数的不同点是:K取决于组分、流动相、固定相的性质及温度,而与体积Vs、Vm无关;k除了与性质及温度有关外,还与Vs、Vm有关。由于tR’、t0较Vs、Vm易于测定,所以容量因子比分配系数应用更广泛。
⊕选择性因子(lectivity factor,α)--相邻两组份的分配系数或容量因子之比。α==(设k2>k1)。因k=tR’/t0,则α=k2/k1,所以α又称为相对保留时间(《美国药典》)。
要使两组分得到分离,必须使α≠1。α与化合物在固定相和流动相中的分配性质、柱温有关,与柱尺寸、流速、填充情况无关。从本质上来说,α的大小表示两组份在两相间的平衡分配热力学性质的差异,即分子间相互作用力的差异。
5.分离参数
⊕分离度(resolution,R)--相邻两峰的保留时间之差与平均峰宽的比值。也叫分辨率,表示相邻两峰的分离程度。R=(tR2-tR1)/[(W1+W2)/2]
色谱分析法、层析法,是一种分离和分析方法,现代生物企业生产过程中的核心技术之一。
在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。
【色谱理论】
保留时间的理论
保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。
保留时间由物质在色谱中的分配系数决定:
tR = t0(1 + KVs / Vm)
式中tR表示某物质的保留时间,t0是色谱系统的死时间,即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间,这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K为分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。
在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程,因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时间相对应的概念,它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。与保留时间一样,比移值也由物质在色谱中的分配系数决定:
R_f=\frac{V_m+KV_s}
其中Rf是比移值,K表示色谱分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。
基于热力学的塔板理论
塔板理论是色谱学的基础理论,塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡,随着流动相的流动,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板,并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多,则其分离效果就越好。
根据塔板理论,待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布,当色谱柱的塔板
数很高的时候,二项式分布趋于正态分布。则流出曲线上组分浓度与时间的关系可以表示为:
C_t=\frac{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}
这一方程称作流出曲线方程,式中Ct为t时刻的组分浓度;C0为组分总浓度,即峰面积;σ为半峰宽,即正态分布的标准差;tR为组分的保留时间。
根据流出曲线方程人们定义色谱柱的理论塔板高度为单位柱长度的色谱峰方差:
H=\frac{\sigma^2}
理论塔板高度越低,在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数,则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有:固定相的材质、色谱柱的均匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。
塔板理论是基于热力学近似的理论,在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板,
也不能完全满足塔板理论的前提假设。如塔板理论认为物质组分能够迅速在流动相和固定相之间建立平衡,还认为物质组分在沿色谱柱前进时没有径向扩散,这些都是不符合色谱柱实际情况的,因此塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高,客观地评价色谱柱地柱效,却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象,如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。
基于动力学的Van Deemter方程
Van Deemter方程是对塔板理论的修正,用于解释色谱峰扩张和柱效降低的原因。塔板理论从热力学出发,引入了一些并不符合实际情况的假设,Van Deemter方程则建立了一套经验方程来修正塔板理论的误差。
Van Deemter方程将峰形的改变归结为理论塔板高度的变化,理论塔板高度的变化则源于若干原因,包括涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等。
由于色谱柱内固定相填充的不均匀性,同一个组分会沿着不同的路径通过色谱柱,从而造成峰的扩张和柱效的降低。这称作涡流扩散
纵向扩散是由浓度梯度引起的,组分集中在色谱柱的某个区域会在浓度梯度的驱动下沿着径向发生扩散,使得峰形变宽柱效下降。
传质阻抗本质上是由达到分配平衡的速率带来的影响。实际体系中,组分分子在固定相和流动相之间达到平衡需要进行分子的吸附、脱附、溶解、扩散等过程,这种过程称为传质过程,阻碍这种过程的因素叫做传质阻抗。在理想状态中,色谱柱的传质阻抗为零,则组分分子流动相和固定相之间会迅速达到平衡。在实际体系中传质阻抗不为零,这导致色谱峰扩散,柱效下降。
在气相色谱中Van Deemter方程形式为:
H=A+\frac{\mu}+C\mu
其中H为塔板数,A为涡流扩散系数,B为纵向扩散系数,C为传质阻抗系数,μ为流动相流速。
在高效液相色谱中,由于流动相粘度远远高于气相色谱,纵向扩散对峰型的影响很小,可以忽略不计算,因而Van Deemter方程的形式为:
H = A + Cμ
【基本技术和方法】
色谱法,又称层析法。根据其分离原理,有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同,用溶剂或气体洗脱,以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。
分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同,以使组分分离。其中一相为液
体,涂布或使之键合在固体载体上,称固定相;另一相为液体或气体,称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。
离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂,流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。
排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱,是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同,以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等,可根据载体和试样的性质,选用水或有机溶剂为流动相。
色谱法的分离方法,有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。色谱所用溶剂应与试样不起化学反应,并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度,除气相色谱法或另有规定外,系指在室温下操作。
分离后各成分的检出,应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分
离有色物质时,可根据其色带进行区分,对有些无色物质,可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶,采用荧光熄灭法检视。用纸色谱进行定量测定时,可将色谱斑点部分剪下或挖取,用溶剂溶出该成分,再用分光光度法或比色法测定,也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出,也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。
【柱色谱法】( Column chromatography)
所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管,下端用棉花或玻璃纤维塞住,管内装有吸附剂。色谱柱的大小,吸附剂的品种和用量,以及洗脱时的流速,均按各单体中的规定。吸附剂的颗粒应尽可能保持大小均匀,以保证良好的分离效果,除另有规定外通常多采用直径为0.07-0.15mm的颗粒。吸附剂的活性或吸附力对分离效果有影响,应予注意。
吸附剂的填装 干法:将吸附剂一次加入色谱管,振动管壁使其均匀下沉,然后沿管壁缓缓加入开始层析时使用的流动相,或将色谱管下端出口加活塞,加入适量的流动相,旋开
活使流动相缓缓滴出,然后自管顶缓缓加入吸附剂,使其均匀地润湿下沉,在管内形成松紧适度的吸附层。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。湿法:将吸附剂与流动相混合,搅拌以除去空气泡,徐徐倾入色谱管中,然后再加入流动相,将附着于管壁的吸附剂洗下,使色谱柱表面平整。
俟填装吸附剂所用流动相从色谱柱自然流下,液面将柱表面相平时,即加试样溶液。
试样的加入 除另有规定外,将试样溶于层析时使用的流动相中,再沿色谱管壁缓缓加入。注意勿使吸附剂翻起。或将试样溶于适当的溶剂中。与少量吸附剂混匀,再使溶剂挥发去尽后使呈松散状;将混有试样的吸附剂加在已制备好的色谱柱上面。如试样在常用溶剂中不溶解,可将试样与适量的吸附剂在乳钵中研磨混匀后加入。
洗脱 除另有规定外,通常按流动相洗脱能力大小,递增变换流动相的品种和比例,分别分部收集流出液,至流出液中所含成分显著减少或不再含有时,再改变流动相的品种和比例。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。
【纸色谱法】(Paper chromatography)
以纸为载体,用单一溶剂或混合溶剂进行分配。亦即以纸上所含水分或其他物质为固定相,用流动相进行展开的分配色谱法。
所用滤纸应质地均匀平整,具有一定机械强度,必须不含会影响色谱效果的杂质,也不应与所用显色剂起作用,以免影响分离和鉴别效果,必要时可作特殊处理后再用。
试样经层析后可用比移值(Rf)表示各组成成分的位置(比移值=原点中心至色谱斑点中心的距离与原点中心至流动相前沿的距离之比),由于影响比移值的因素较多,因此一般采用在相同实验条件下对照物质对比以确定其异同。作为单体鉴别时,试样所显主色谱斑点的颜色(或荧光)与供置,应与对照(标准)样所显主色的谱斑点或供试品-对照品(1∶1)混合所显的主色谱斑点相同。作为质量指标(纯度)检查时,可取一定量的试样,经展开后,按各单体的规定,检视其所显杂质色谱斑点的个数或呈色(或荧光)的强度。作为含量测定时,可将色谱斑点剪下洗脱后,再用适宜的方法测定,也可用色谱扫描
仪测定。
1、下行法 所用色谱缸一般为圆形或长方形玻璃缸,缸上有磨口玻璃盖,应能密闭,盖上有孔,可插入分液漏斗,以加入流动相。在近缸顶端有一用支架架起的玻璃槽作为流动相的容器,槽内有一玻璃棒,用以支持色谱滤纸使其自然下垂,避免流动相沿滤纸与溶剂槽之间发生虹吸现象。
取适当的色谱滤纸按纤维长丝方向切成适当大小的纸条,离纸条上端适当的距离(使色谱纸上端能足够浸入溶剂槽内的流动相中,并使点样基线能在溶剂槽侧的玻璃支持棒下数厘米处)用铅笔划一点样基线,必要时色谱纸下端可切成锯齿形,以便于流动相滴下。
将试样溶于适当的溶剂中,制成一定浓度的溶剂。用微量吸管或微量注射器吸取溶剂,点于点样基线上,溶液宜分次点加,每次点加后,俟其自然干燥、低温烘干或经温热气流吹干。样点直径一般不超过0.5cm,样点通常应为圆形。
将点样后的色谱滤纸上端放在溶剂槽内,并用玻璃棒压住,使色谱纸通过槽侧玻璃支持棒自然下垂,点样基线在支持棒下数厘米处。色谱开始前,色谱缸内用各单体中所规定的溶剂的蒸气饱和,一般可在色谱缸底部放一装有流动相的平皿,或将浸有流动相的滤纸条附着在色谱缸的内壁上,放置一定时间,俟溶剂挥发使缸内充满饱和蒸气。然后添加流动相,使浸没溶剂槽内滤纸,流动相即经毛细管作用沿滤纸移动进行展开至规定距离后,取出滤纸,标明流动相前沿位置,俟流动相挥散后按规定方法检出色谱斑点。
2、上行法 色谱缸基本和下行法相似,唯除去溶剂槽和支架,并在色谱缸盖上的孔中加塞,塞中插入玻璃悬钩,以便将点样后的色谱滤纸挂在钩上。色谱滤纸一般长约25cm,宽度则视需要而定。必要时可将色谱滤纸卷成筒形。点样基线距底边约2.5cm,点样方法与下行法相同。色谱缸内加入适量流动相,放置,俟流动相蒸气饱和后,再下降悬钩,使色谱滤纸浸入流动相约0.5cm,流动相即经毛细管作用沿色谱滤纸上升,除另有规定外,一般展开至15cm后,取出晾干,按规定方法检视。
色谱可以向一个方向进行,即单向色谱;也可进行双向色谱,即先向一个方向展开,取出,
俟流动相完全挥发后,将滤纸转90°,再用原流动相或另一种流动相进行展。亦可多次展开,连续展或径向色谱等。
【薄层色谱法】(Thin-layer chromatography)
按各单体所规定的载体,放入适当容器,加入适量水以配成悬浮液,在厚度均匀一致的50×200mm或200×200mm平滑玻璃板上将此悬浮液均布成0.25mm的厚度,风干后一般在110度下干燥0.5-1h(或按单体规定)。
以离薄层板一端约25mm的位置作为点样基线,用微量吸管按规定量吸取试样液和对照(标准)液,点于基线上,点与点之间的距离在10mm以上,液点的直径约3mm,风干后,基线一端向下,将薄层板放入展开溶剂,溶剂层深10mm,并预经开展溶剂的蒸汽饱和。在展开溶剂从基线上升至规定距离(一般为15cm)后,取出薄层板,风干,然后按规定的方法,对斑点的位置和颜色进行检查。
【气相色谱法】(Gas chromatography)
气相色谱法是在以适当的固定相做成的柱管内,利用气体(载气)作为移动相,使试样(气体、液体或固体)在气体状态下展开,在色谱柱内分离后,各种成分先后进入检测器,用记录仪记录色谱谱图。
在对装置进行调试后,按各单体的规定条件调整柱管、检测器、温度和载气流量。进样口温度一般应高于柱温30-50度。如用火焰电离检测器,其温度应等于或高于柱温,但不得低于100度,以免水汽凝结。色谱上分析成分的峰的位置,以滞留时间(从注入试样液到出现成分最高峰的时间)和滞留容量(滞留时间×载气流量)来表示。这些在一定条件下,就能反应出物质所具有特殊值,并据此确定试样成分。
根据色谱上出现的物质成分的峰面积或峰高进行定量。峰面积可用面积测定仪测定,按半宽度法求得(即以峰1/2处的峰宽×峰高求得)。峰高的测定方法是从峰高的顶点向记录纸横座标准垂线,找出此垂线与峰的两下端联结线的交点,即以此交点至峰顶点的距离长度为峰高。
定量方法可分以下三种:
1、内标准法 取标准被测成分,按依次增加或减少的已知阶段量,各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中,调制标准溶液。分别取此标准液的一定量注入色谱柱,根据色谱图取标准被测成分的峰面积和峰高和内标物质的峰面积和峰高的比例为纵坐标,取标准被测成分量和内标物质量之比,或标准被测成分量为横坐标,制成标准曲线。
然后按单体中所规定的方法调制试样液。在调制试样液时,预先加入与调制标准液时等量的内标物质。然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱,求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比,再按标准曲线求出被测成分的含量。
所用的内标物质,应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。
2、绝对标准曲线法 取标准被测成分 按依次增加或减少阶段法,各自调制成标准液,注
入一定量后,按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵坐标,而以标准被测成分的含量为横坐标,制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件作出色谱,求出被测成分的峰面积和峰高,再按标准曲线求出被测成分的含量。
3、峰面积百分率法 以色谱中所得各种成分的峰面积的总和为100,按各成分的峰面积总和之比,求出各成分的组成比率。
【气液色谱法】(gas-liquid chromatography)
这时所指的气液色谱法,主要用于各种香料物质的分析,基本条件和参数主要依照美国精油协会(EOA)于1979年所建议的方法。其基本原理、操作、标准状态等均与上述气相色谱法相同。
1、柱 用304号合金所制不锈钢管,长3m,内径2.16-2.57mm,外径3.18mm。底物:极性柱为聚乙二醇20M(Carbowax 20M),分子量约2万;非极性柱为气相色谱级甲基硅氧烷
(SE-30),或二甲基硅氧烷(OV-1或OV-101)。底物浓度:重量的105。固体载体:10目或20目熔融煅烧过的硅藻土,经硅烷化和酸洗后,其自由倾落密度为0.2g/cm3,最小120目,最大80目。装填密度每cm3应大于0.24g。
2、载气 氦, 氮。最低流量为每分钟25-50ml。
【分析状态】
极性柱:起始温度,最低75度;最终温度,最高225度。升温速度,每分钟2-8度。
非极性柱:起始温度,最低75度;最终温度,不超过275度;升温速度,每分钟2-8度。
进样温度:225-250度。试样量:0.1-1ul。
检测器:用热导池。检测器的操作条件应维持恒定。
【应用】
色谱法的应用可以根据目的分为制备性色谱和分析性色谱两大类。
制备性色谱的目的是分离混合物,获得一定数量的纯净组分,这包括对有机合成产物的纯化、天然产物的分离纯化以及去离子水的制备等。相对于色谱法出现之前的纯化分离技术如重结晶,色谱法能够在一步操作之内完成对混合物的分离,但是色谱法分离纯化的产量有限,只适合于实验室应用。
分析性色谱的目的是定量或者定性测定混合物中各组分的性质和含量。定性的分析性色谱有薄层色谱、纸色谱等,定量的分析性色谱有气相色谱、高效液相色谱等。色谱法应用于分析领域使得分离和测定的过程合二为一,降低了混合物分析的难度缩短了分析的周期,是目前比较主流的分析方法。在中华人民共和国药典中,共有超过600种化学合成药和超过400种中药的质量控制应用了高效液相色谱(High performance liquid chromatography)的方法。
色谱流出曲线方程及定量参数(峰高h和峰面积A)
色谱流出曲线方程:当t=tR时,浓度C有极大值。Cmax就是色谱峰的峰高。
因此:
1 当实验条件一定时(即σ一定),峰高h与组分的量C0(进样量)成正比,所以正常峰的峰高可用于定量分析。
2 当进样量一定时,σ越小(柱效越高),峰高越高,因此提高柱效能提高HPLC分析的灵敏度。
由流出曲线方程对V(0~∞)求积分,即得出色谱峰面积A。可见A相当于组分进样量C0,常用的定量参数。把Cmax=h和Wh/2=2.355σ代入上式,即得A=1.064×Wh/2×h,此为正常峰的峰面积计算公式。
色谱图chromatogram
样品流经色谱柱和检测器,所得到的信号-时间曲线,又称色谱流出曲线。
色谱图是指被分离组分的检测信号随时间分布的图象。色谱图形状随色谱方法和检测记录的方式不同而不同,迎头色谱和顶替色谱的色谱图为一系列台阶;在洗脱法色谱中,若采用微分型检测器时,分离组分的检测信号随时间变化的图形为近似于高斯分布的一组色谱峰群,色谱图的纵坐标为检测器的响应信号,横坐标为时间、体积或距离。
相关术语
⊕色谱图(chromatogram)--样品流经色谱柱和检测器,所得到的信号-时间曲线,又称色谱流出曲线(elution profile).
⊕基线(ba line)--流动相冲洗,柱与流动相达到平衡后,检测器测出一段时间的流出曲线。一般应平行于时间轴。
⊕噪音(noi)――基线信号的波动。通常因电源接触不良或瞬时过载、检测器不稳定、流动相含有气泡或色谱柱被污染所致。
⊕漂移(drift)基线随时间的缓缓变化。主要由于操作条件如电压、温度、流动相及流量的不稳定所引起,柱内的污染物或固定相不断被洗脱下来也会产生漂移。
⊕色谱峰(peak)--组分流经检测器时相应的连续信号产生的曲线。流出曲线上的突起部分。正常色谱峰近似于对称性正态分布曲线(高斯Gauss曲线)。不对称色谱峰有两种:前延峰(leading peak)和脱尾峰(tailing peak ).前者少见。
⊕拖尾因子(tailing factor,T)--T=B/A,用以衡量色谱峰的对称性。也称为对称因子(symmetry factor)或不对称因子(asymmetry factor)《中国药典》规定T应为0.95~1.05。T<0.95为前延峰,T>1.05为拖尾峰。
⊕峰底――基线上峰的起点至终点的距离。
⊕峰高(Peak height,h)――峰的最高点至峰底的距离。
⊕峰宽(peak width,W)--峰两侧拐点处所作两条切线与基线的两个交点间的距离。W=4σ。
⊕半峰宽(peak width at half-height,Wh/2)--峰高一半处的峰宽。W h/2=2.355σ。
⊕标准偏差(standard deviation, σ)--正态分布曲线x=±1时(拐点)的峰宽之半。正常峰宽的拐点在峰高的0.607倍处。标准偏差的大小说明组分在流出色谱柱过程中的分散程度。σ小,分散程度小、极点浓度高、峰形瘦、柱效高;反之,σ大,峰形胖、柱效低。
⊕峰面积(peak area,A)――峰与峰底所包围的面积。A=×σ×h=2.507σh=1.064Wh/2h
中华人民共和国国家标准
UDC543.42:001.4
GB9008-88
液相色谱法术语
柱液相色谱法和平面色谱法
Term of liquid chromatography——
Liquid column chromatography and planar chromatography
1 主题内容和适用范围
本标准规定了液相色谱法术语212词条和有关的符号。
本标准适用于编写国家标准、专业标准(部标准)。地方标准、企业标准、技术文件和书刊的编写以及国际和国内学术交流和业务往来中亦应参照使用。
注:电泳及其有关的术语不包括在本标准范围内。
2 引用标准
GB 4946气相色谱法术语
3 一般术语
general terms
3.1 液相色谱法(LC)
liquid chromatography
用液体作为流动相的色谱法。
注:中文术语后圆括号内的英文大写正体字母表示该术语的英文缩写词,下同。
3.2 液液色谱法(LLC)
liquid liquid chromatography
将固定液涂渍在载体上作为固定相的液相色谱法。
3.3 液固色谱法(LSC)
liquid solid chromatography
用固体(一般指吸附剂)作为固定相的液相色谱法。
3.4 正相液相色谱法
normal pha liquid chromatography
固定相的极性较流动相的极性强的液相色谱法。
3.5 反相液相色谱法(RPLC)
reverd pha liquid chromatography
固定相的极性较流动相的极性弱的液相色谱法。
3.6 柱液相色谱法
liquid column chromatography
在柱管内进行组分分离的液相色谱法。
3.6.1 高效液相色谱法(HPLC)
high performance liquid chromatography
具有高分离效能的柱液相色谱法。
3.6.2 超临界流体色谱法
supercritical fluid chromatography
用处于临界温度及临界压力以上的流体作为流动相的色谱法。
3.6.3 体积排除色谱法(SEC)
size exclusion chromatography
用化学惰性的多孔性物质作为固定相,试样组分按分子体积(严格来讲是流体力学体积)进行分离的液相色谱法。
3.6.3.1 凝胶过滤色谱法
gel filtration chromatography
水或水溶液作为流动相的体积排除色谱法。
3.6.3.2 凝胶渗透色谱法(GPC)
gel permeation chromatography