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关于液相色谱法（HPLC）的相关知识
2017-11-16 阅读(5017)
特点
液相色谱法有“四高一广”的特点：
①高压：流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对载液加高压。
②高速：分析速度快、载液流速快，较经典液体色谱法速度快得多，通常分析一个样品在15～30分钟，有些样品甚至在5分钟内即可完成，一般小于1小时。
③：分离效能高。可选择固定相和流动相以达到分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。
④高灵敏度：紫外检测器可达0.01ng，进样量在μL数量级。
⑤应用范围广：百分之七十以上的有机化合物可用液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。
⑥柱子可反复使用：用一根柱子可分离不同化合物
⑦样品量少、容易回收：样品经过色谱柱后不被破坏，可以收集单一组分或做制备。
此外液相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点，但也有缺点，与气相色谱相比各有所长，相互补充。液相色谱的缺点是有“柱外效应”。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池等）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱。
类型
1．吸附色谱法(Adsorption Chromatography)
2．分配色谱法(Partition Chromatography)
3．离子色谱法(Ion Chromatography)
4．分子排阻色谱法/凝胶色谱法(Size Exclusion Chromatography)
5．键合相色谱法（bonded-phase chromatography）
6．亲和色谱法(Affinity Chromatography)
结构
组成
可分为“高压输液泵”、“色谱柱”、“进样器”、“检测器”、“馏分收集器”以及“数据获取与处理系统”等部分。
技术动态
液相色谱和质谱连接，可以增加额外的分析能力，能够准确鉴定和定量像细胞和组织裂解液，血液，血浆，尿液和口腔液等复杂样品基质中的微量化合物。液相色谱质谱系统（ABSciex Eksigent LC / MS和LC / MS / MS）提供了一些*的优势，包括：
快速分析和流转所需的zui少样品准备
高灵敏度并结合可分析多个化合物能力，甚至可以跨越化合物的种类
高度，高分辨率鉴定和量化目标分析物
高压输液泵
功能
驱动流动相和样品通过色谱分离柱和检测系统；
性能要求
流量稳定（±1)，耐高压(30～60Mpa)，耐各种流动相：例如：有机溶剂、水和缓冲液；
种类
往复泵和隔膜泵。
色谱柱
功能
分离样品中的各个物质；
尺寸
10～30cm长，2～5mm内径的内壁抛光的不锈钢管柱；
填料粒度
5 ～10μm ，微粒固定相；
进样器
功能
将待分析样品引入色谱系统；
种类
①注射器，10Mpa以下，1～10μm微量注射器进样
②停流进样
③阀进样，常用、较理想、体积可变，可固定
④自动进样器，有利于重复操作，实现自动化
检测器
功能
将被分析组在柱流出液中浓度的变化转化为光学或电学信号；
分类
①示差折光化学检测器
②紫外吸收检测器
③紫外-可见分光光度检测器
④二极管阵列紫外检测器
⑤荧光检测器
⑥电化学检测器
馏分收集器
功能
如果所进行的色谱分离不是为了纯粹的色谱分析，而是为了做其它波谱鉴定，或获取少量试验样品的小型制备，馏分收集是必要的；
方法
①手工，少数几个馏分，手续麻烦，易出差错。
②馏分收集器收集，比较理想，微机控制操作准确。
数据
获取与处理功能
把检测器检测到的信号显示出来。
色谱柱
填料和流动相的组分
应按各品种项下的规定，常用的色谱柱填料有硅胶和化学键合硅胶。后者以十八烷基硅烷键合硅胶zui为常用辛基键合硅胶次之，氰基或氨基键合硅胶也有使用；离子交换填料用于离子交换色谱；凝胶或玻璃微球等，用于分子排阻色谱等。注样量一般为数微升。除另有规定外，柱温为室温，检测器为紫外吸收检测器。
在用紫外吸收检测器时，所用流动相应符合紫外分光光度法项下对溶剂的要求。
正文中各品种项下规定的条件除固定相种类、流动相组分、检测器类型不得任意改变外，其余如色谱柱内径、长度、固定相牌号、载体粒度、流动相流速、混合流动相各组分的比例、柱温、进
样量、检测器的灵敏度等，均可适当改变。
以适应具体品种并达到系统适用性试验的要求。一般色谱图约于20分钟内记录完毕。
系统适用性
按各品种项下要求对仪器进行适用性试验，即用规定的对照品对仪器进行试验和调整，应达到规定的要求；或规定分析状态下色谱柱的zui小理论板数、分离度和拖尾因子.
色谱柱
在选定的条件下，注入供试品溶液或各品种项下规定的内标物质溶液，记录色谱图
，量出供试品主成分或内标物质峰的保留时间t(R)和半高峰宽W(h/2)，按n=5.54[t(R)╱W(h/2)]^2计算色谱柱的理论板数，如果测得理论板数低于各品种项下规定的zui小理论板数，应改变色谱柱的某些条件（如柱长、载体性能、色谱柱充填的优劣等），使理论板数达到要求。
分离度
定量分析时，为便于准确测量，要求定量峰与其他峰或内标峰之间有较好的分离度。分离度(R)的计算公式为：R=2(tR2-tR1)/(W1+W2)， 式中 t(R2)为相邻两峰中后一峰的保留时间； t(R1)为相邻两峰中前一峰的保留时间； W1及W2为此相邻两峰的峰宽。除另外有规定外，分离度应大于1.5。
拖尾因子
为保证测量精度，特别当采用峰高法测量时，应检查待测峰的拖尾因子(T)是否符合各品种项下的规定或不同浓度进样的校正因子误差是否符合要求。拖尾因子计算公式为：
T(拖尾因子)=W0.05h/2d1式中 W(0.05h)为0.05峰高处的峰宽；
d1为峰至峰前沿之间的距离。除另有规定外,T应在0.95～1.05间。
也可按各品种校正因子测定项下，配制相当于80%、100%和120%的对照品溶液，加入规定量的内标溶液，配成三种不同浓度的溶液，分别注样3次，计算平均校正因子，其相对标准偏差应不大于2.0%。
测定
定量测定时，可根据样品的具体情况采用峰面积法或峰高法。但用归一法或内标法测定杂质总量时，须采用峰面积法。
面积归一化法
测定供试品（或经衍生化处理的供试品）中各杂质及杂质的总量限度采用不加校正因子的峰面积归一法。计算各杂质峰面积及其总和，并求出占总峰面积的百分率。但溶剂峰不计算在内。色谱图的记录时间应根据各品种所含杂质的保留时间决定，除另有规定外可为该品种项下主成分保留时间的倍数。
主成分自身对照法
当杂质峰面积与成分峰面积相差悬殊时，采用主成分自身对照法。在测定前，先按各品种项下规定的杂质限度，将供试品稀释成一定浓度的溶液作为对照溶液，进样，调节检测器的灵敏度或进样量，使对照溶液中的主成分色谱峰面积满足准确测量要求。然后取供试品溶液，进样，记录时间，除另有规定外，应为主成分保留时间的倍数。根据测得的供试品溶液的各杂质峰面积及其总和并和对照溶液主成分的峰面积比较，计算杂质限度。
内标法 测定供试品中杂质的总量限度
采用不加校正因子的峰面积法。取供试品，按各品种项下规定的方法配制不含内标物质的供试品溶液，注入仪器，记录色谱图Ⅰ；再配制含有内标物质的供试品溶液，在同样的条件下注样，记录色谱图Ⅱ。记录的时间除另有规定外，应为该品种项下规定的内标峰保留时间的倍数，色谱图上内标峰高应为记录仪满标度的30%以上，否则应调整注样量或检测器灵敏度。
如果色谱图Ⅰ中没有与色谱图Ⅱ上内标峰保留时间相同的杂质峰，则色谱图Ⅱ中各杂质峰面积之和应小于内标物质峰面积（溶剂峰不计在内）。如果色谱图Ⅰ中有与色谱图Ⅱ上内标物质峰保留时间相同的杂质峰，应将色谱图Ⅱ上的内标物质峰面积减去色谱图Ⅰ中此杂质峰面积，即为内标物质峰的校正面积；色谱图Ⅱ中各杂质峰总面积加色谱图Ⅰ中此杂峰面积，即为各杂质峰的校正总面积，各杂质峰的校正总面积应小于内标物质峰的校正面积。
加校正因子测定供试品主成分含量
按各品种项下的规定，精密称（量）取对照品和内标物质，分别配成溶液，精密量取各溶液，配成校正因子测定用的对照溶液，取一定量注入仪器，记录色谱图，测量对照品和内标物质的峰面积或峰高，按下式计算校正因子：
As/ms]校正因子f=- Ar/mr 式中 As为内标物质的峰面积或峰高,Ar为对照品的峰面积或峰高； ms为加入内标物质的量mr为加入对照品的量。再取各品种项下含有内标物质的供试品溶液，注入仪器，记录色谱图，测量供试品（或其杂质）峰和内标物质的峰面积或峰高，按下式计算含量：Ax 含量(mx)=f×-As/ms 式中 Ax为供试品（或其杂质）峰面积或峰高； mx为供试品（或其杂质）的量。f、As和ms的意义同上。
当配制校正因子测定用的对照溶液和含有内标物质的供试品溶液使用同一分内标物质溶液时，则配制内标物质溶液不必精密称（量）取。
外标法 测定供试品中含量
按各品种项下的规定，精密称（量）取对照品和供试品，配制成溶液，分别精密取一定量，注入仪器，记录色谱图，测量对照品和供试品待测成分的峰面积（或峰高），按下式计算含量：
A<[x]> 含量(mx)=mr×-Ar式中各符号意义同上
由于微量注射器不易控制进样量，当采用外标法测定供试品中某杂质或主成分含量时，以定量环进样为好。
综述
要正确地选择色谱分离方法，首先必须尽可能多的 了解样品的有关性质，其次必须熟悉各种色谱方法的主要特点及其应用范围。选择色谱分离方法的主要根据是样品的相对分子质量的大小，在水中和有机溶剂中的溶解度，极性和稳定程度以及化学结构等物理、化学性质。
相对分子质量
对于相对分子质量较低（一般在200以下），挥发性比较好，加热又不易分解的样品，可以选择气相色谱法进行分析。相对分子质量在200 ~ 2000的化合物，可用液固吸附、液-液分配和离子交换色谱法。相对分子质量高于2000，则可用空间排阻色谱法。
溶解度
水溶性样品用离子交换色谱法和液液分配色谱法；微溶于水，但在酸或碱存在下能很好电离的化合物，也可用离子交换色谱法；油溶性样品或相对非极性的混合物，可用液-固色谱法。
化学结构
若样品中包含离子型或可离子化的化合物，或者能与离子型化合物相互作用的化合物（例如配位体及有机螯合剂），可首先考虑用离子交换色谱，但空间排阻和液液分配色谱也都能顺利地应用于离子化合物；异构体的分离可用液固色谱法；具有不同官能团的化合物、同系物可用液液分配色谱法；对于高分子聚合物，可用空间排阻色谱法。
