高效液相色谱法概述详细知识篇

作者:冉盛网 时间:2020-04-08 16:35:29

色谱分析法是分析化学中获得广泛应用的一个重要分支,从本世纪初俄国植物学家茨维特(M.S.Tswett)提出经典液相色谱法后,色谱分析法取得迅速发展,30-40年代发展了柱分配色谱、纸色谱;50年代发展了气相色谱法,薄层色谱法;60年代发展了凝胶色谱法及高效液相色谱法;70年代发展了高效毛细管气相色谱法;80年代发展了毛细管电泳和电色谱;90年代又出现了光色谱。所有上述各种色谱技术的发展过程,都表明了色谱分析法是一个具有强大生命力的分离分析技术。

 

高效液相色谱法的特点

    作为色谱分析法的一个分支,高效液相色谱法是在本世纪60年代末期,在经典液相色谱法和气相色谱法的基础上,发展起来的新型分离分析技术。液相色谱包括传统的柱色谱、薄层色谱和纸色谱。50年代后气相色谱法在色谱理论研究和实验技术上迅速崛起,而液相色谱技术仍停留在经典操作方式,其操作繁琐,分析时间冗长,因而未受到重视。60年代以后,随气相色谱法对高沸点有机物分析局限性的逐渐显现,人们又重新认识到液相色谱法可弥补气相色谱法的不足之处。60年代末随色谱理论的发展,色谱工作者已认识到采用微粒固定相是提高柱效的的重要途径,随着微粒固定相的研制成功,液相色谱仪制造商在借鉴了气相色谱仪研制经验的基础上,成功地制造了高压输液泵和高灵敏度检测器,从而使液相色谱法获得新生。
    从分析原理上讲,高效液相色谱治和经典液相(柱)色谱法没有本质的差别,但由于它采用了新型高压输液泵、高灵敏度检测器和高效微粒固定相,而使经典的液相色谱法焕发出新的活力。经过近30年的发展,现在高效液相色谱法在分析速度、分离效能、检测灵敏度和操作自动化方面,都达到了和气相色谱法相媲美的程度,并保持了经典液相色谱对样品适用范围广、可供选择的流动相种类多和便于用作制备色谱等优点。至今,高效液相色谱法已在生物工程、制药工业、食品工业、环境监测、石油化工等领域获得广泛的应用。
    高效液相色谱还可称为高压液相色谱、高速液相色谱、高分离度液相色谱或现代液相色谱,它的独特之处可通过以下比较加以说明。

 

与经典液相(柱)色谱法比较

      经典液相(柱)色谱法使用粗粒多孔固定相,装填在大口径、长玻璃柱管内,流动相仅靠重力流经色谱柱,溶质在固定相的传质、扩散速度缓慢,柱入口压力低,仅有低柱效,分析时间冗长。
    高效液相色谱法使用了全多孔微粒固定相,装填在小口径、短不锈钢柱内,流动相通过高压输液泵进入高柱压的色谱柱,溶质在固定相的传质,扩散速度大大加快,从而在短的分析时间内获得高柱效和高分离能力。
    经典液相(柱)色谱法和高效液相色谱法的比较可见表6-1-1。

 

表6-1-1  高效液相色谱法与经典液相(柱)色谱法的比较

 

高效液相色谱法与气相色谱法有许多相似之处。气相色谱法具有选择性高、分离效率高、灵敏度高,分析速度快的特点,但它仅适于分析蒸气压低、沸点低的样品,而不适用于分析高沸点有机物、高分子和热稳定性差的化合物以及生物活性物质,因而使其应用受到限制。在全部有机化合物中仅有20%的样品适用于气相色谱分析。高效液相色谱法却恰可弥补气相色谱法的不足之处,可对80%的有机化合物进行分离和分析,此两种方法的比较可见表6-1-2。

 

表6-1-2  高效液相色谱法与气相色谱法的比较

 

与气相色谱法比较

    高效液相色谱法与气相色谱法有许多相似之处。气相色谱法具有选择性高、分离效率高、灵敏度高,分析速度快的特点,但它仅适于分析蒸气压低、沸点低的样品,而不适用于分析高沸点有机物、高分子和热稳定性差的化合物以及生物活性物质,因而使其应用受到限制。在全部有机化合物中仅有20%的样品适用于气相色谱分析。高效液相色谱法却恰可弥补气相色谱法的不足之处,可对80%的有机化合物进行分离和分析,此两种方法的比较可见表6-1-2。

表6-1-2  高效液相色谱法与气相色谱法的比较

 

高效液相色谱法的特点

    通过以上介绍可知高效液相色谱法具有以下特点。
    (1)分离效能高由于新型高效微粒固定相填料的使用,液相色谱填充柱的柱效可达2*10^3-5*10^4块/m理论塔板数,远远高于气相色谱填充柱10^3块/m理论塔板数的柱效。
    (2)选择性高由于液相色谱柱具有高柱效,并且流动相可以控制和改善分离过程的选择性。因此,高效液相色谱法不仅可以分析不同类型的有机化合物及其同分异构体,还可分析在性质上极为相似的旋光异构体,并已在高疗效的合成药物和生化药物的生产控制分析中发挥了重要作用。
    (3)检测灵敏度高在高效液相色谱法中使用的检测器大多数都具有较高的灵敏度。如被广泛使用的紫外吸收检测器,最小检出量可达10^(-9)g;用于痕量分析的荧光检测器,最小检出量可达10^(-12)g。
    (4)分析速度快由于高压输液泵的使用,相对于经典液相(柱)色谱,其分析时间大大缩短,当输液压力增加时,流动相流速会加快,完成一个样品的分析时间仅需几分钟到几十分钟。
    高效液相色谱法除具有以上特点外,它的应用范围也日益扩展。由于它使用了非破坏性检测器,样品被分析后,在大多数情况下,可除去流动相,实现对少量珍贵样品的回收,亦可用于样品的纯化制备。