概念 离子交换色谱(IEC)是各种HPLC中最先得到广泛应用的现代液相色谱法,1958年美国W.H.Stein和Moore研制出氨基酸分析仪,就是离子交换色谱法。之后发展成为分离尿和血液这类含有数百种组分体液的分离技术。该方法用低压流动相,分离耗时长达10~70h之久,是当时分离和分析蛋白质混合物最有力的方法。但是由于各种实际问题,该方法逐渐被离子对色谱和离子色谱所取代。
固定相 为阴、阳离子交换剂,是在有机高聚物或硅胶上接枝有机季铵或磺酸基团,主要有:聚合多孔离子交换树脂;在薄壳型填料上键合离子交换剂;在多孔型填料上键合离子交换剂。
流动相 一般用含盐的缓冲溶液,要求对各种盐溶解性能好、离子强度合适、对分离对象有选择性,有时还加入适量的水溶性有机溶剂(如甲醇、乙腈等)。流动相的离子强度、选择性与缓冲离子和其它盐的类型、浓度和pH,以及加入的有机溶剂的种类,都在不同程度上影响样品的保留值。常用缓冲溶液有磷酸盐、柠檬酸盐、甲酸盐、乙酸盐、三羟甲基氨基甲烷、硼酸盐和二乙胺等。
应用 在生物医学领域里广泛地应用离子交换色谱,如氨基酸分析,肽和蛋白质的分离。也可作为有机和无机混合物的分离,还可用作对水、缓冲剂、尿、甲酰胺、丙烯酰胺的纯化手段,从有机物或溶液中除去离子型杂质等。
2.离子色谱法
概念 由于无机离子和多数有机离子在近紫外-可见光区无吸收,光度检测器不适合作为离子色谱法的检测器,而电导检测器是检测电解质溶液的通用检测器,但一直没有与之相匹配的分离模式。直到1975年Small才提出把电导检测器用于离子交换色谱,为了克服洗脱液中的离子对电导检测器的干扰,他在分析柱和检测器之间增加一个“抑制柱”,消除洗脱液中离子本身带来的本底电导,称为离子色谱,如图10-7所示。该方法有双柱和单柱之分。
图10-7 双柱离子色谱仪示意图
原理和特点 双柱离子色谱的一根柱子为抑制柱,它可以除去流动相中的高浓度电解质,把背景电导加以抑制,从而解决了离子色谱中使用电导检测器的问题。以硫酸钠和硝酸钠的分离为例:以阴离子交换树脂作固定相,以碳酸钠溶液为流动相,可以有效地把和两种阴离子分开。在色谱柱中,容易被取代,先于流出色谱柱,而洗脱液在进入检测器之前,经过抑制柱(填充有氢离子型阴离子交换剂),把洗脱液中的高电导碳酸钠交换为难解离的碳酸溶液;与此同时和也转化为相应的酸。硝酸和硫酸与碳酸不同,比其盐类有更高的导电性,所以它们可以被电导检测器检测到。(www.xing528.com)
应用 目前离子色谱已发展成为多种分离方式和多种检测方法,成为无机阴、阳离子和有机离子的分析中重要而灵敏的方法。近几年来发展了离子色谱用的新型高效分离柱,灵敏的电化学和光学检测器,梯度泵和耐腐蚀的全塑系统,使离子色谱在环境科学、生命科学、食品科学等领域获得了广泛的应用。
3.手性色谱法
采用手性固定相(CSP)或在流动相中加入手性添加剂,而进行分离分析旋光异构体的方法,称为手性色谱法(CC)。以手性固定相为例,手性固定相与对映体(样品)间的作用力的强弱,首先取决于两者的作用点是否“三点配对”,配对则作用力强,保留时间长;反之则作用力弱,保留时间短。两者之间的作用力主要有氢键缔合、偶极矩作用、π-π作用、疏水作用及空间位阻等。一般是手性固定相与相反构型的对映体间的作用力强,因此可将对映体拆分。以Pirkle型固定相为例,第二代R构型Pirkle型手性固定相是把(R)N-(3,5-二硝基苯酰)苯甘酸键合在具有丙氨基(间隔键)的硅胶载体上而成。如上述手性固定相分离N-芳基氨基酸,其S构型异构体的保留时间长,后出柱,R构型异构体保留时间短,先出柱。
4.环糊精色谱法
环糊精是由6~12个D-(+)-吡喃葡萄糖单元,通过1,4-α-苷键连接而成的环状低聚糖。含6、7、8个吡喃葡萄糖单元的环糊精分别称为α、β、γ-环糊精,以β-环糊精最常用。环糊精分子成锥筒形的洞穴,孔径由环糊精的大小决定。穴口有羟基而较亲水,穴内较疏水。以环糊精为固定相,或采用环糊精水溶液为流动相的色谱法,称为环糊精色谱法(CDC)。根据环糊精与手性分子的镶嵌关系分离异构体。
5.胶束色谱法
以胶束水溶液为流动相的色谱法,称为胶束色谱法(MC)。因为在流动相中又增加了胶束相,故又称假相色谱。该系统具有固定相-流动相-胶束相-固定相3个界面、3个分配系数,因此有较好的选择性,其次是胶束水溶液无毒、便宜和安全。
6.亲和色谱法
亲和色谱法是基于样品中各组分与固定相在载体上的配基间亲和作用的差别而实现分离的。亲和色谱法具有专属性的选择性,可用于酶和酶抑制剂、抗体和抗原、受体及核酸等的纯化,是生物样品分离纯化的重要手段。
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