描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122257260
本分册《高效液相色谱分析》内容由两部分组成，部分是有关高效液相色谱方法、各种分离模式的原理、仪器及参数、使用方法等；包括高效液相色谱基础理论、液相色谱固定相与色谱柱、高效液相色谱分离模式、多维色谱及联用技术、定性及定量方法、高效液相色谱仪器、毛细管电泳、毛细管电色谱、微流控芯片、平面色谱及电泳以及样品预处理技术；第二部分为谱图集，共分5章，精选了不同行业内744 张代表性不同化合物的谱图。
与第二版相比，本分册在方法部分增加了近10年来发展迅速的多维液相色谱、联用技术、微流控芯片等多种方法和技术，对原有的方法也做了大规模的更新；谱图集按化合物类别进行编排，比第二版按方法编排更利于有关行业的分析人员检索和参考。
本书适合化学及分析科学与技术相关领域的研究人员和技术人员学习与查阅。
章 液相色谱基础 2
节 概述 2
一、液相色谱发展简史 2
二、液相色谱基本原理 4
三、液相色谱分类 5
第二节 液相色谱术语 7
一、一般术语 7
二、色谱曲线 9
三、分离模式 10
四、仪器 11
五、固定相和流动相 13
六、色谱参数 13
七、其他概念 15
第三节 几个重要色谱参数的计算及测定方法 17
一、保留时间和保留体积 17
二、柱效能指标 18
第四节 液相色谱基础理论 20
一、相平衡理论 20
二、塔板理论 21
三、速率理论 23
四、几个重要的理论关系式 25
第五节 常用液相色谱参考资料及相关网站 26
一、国内出版的图书类参考资料 26
二、国内期刊及联系方式 27
三、国外期刊及网址 30
四、国内外其他相关网站 31
参考文献 32
第二章 液相色谱固定相与色谱柱 33
节 液相色谱柱的结构与特征 33
一、色谱柱的分类 33
二、色谱柱的结构 33
三、柱性能评价 34
第二节 液相色谱固定相基质 36
一、固定相基质的特征 36
二、基质的形态 37
三、常用固定相基质 38
第三节 不同分离模式的液相色谱固定相 42
一、反相色谱固定相 42
二、正相色谱固定相 45
三、离子交换色谱固定相 46
四、体积排阻色谱固定相 48
五、亲水作用色谱固定相 53
六、疏水相互作用固定相 54
七、高效亲和色谱固定相 55
八、灌流色谱固定相 57
九、手性色谱固定相 58
第四节 色谱柱常见问题 62
一、键合硅胶固定相的稳定性 62
二、色谱柱性能下降或失效 62
三、色谱柱的清洗与再生 64
参考文献 66
第三章 高效液相色谱分离模式 68
节 分离模式与洗脱溶剂 68
一、分离模式的选择 68
二、洗脱溶剂的特征 68
第二节 反相液相色谱法 69
一、原理及色谱柱推荐 69
二、流动相 71
三、方法发展 72
第三节 正相液相色谱法 73
一、原理与色谱柱推荐 73
二、流动相 74
三、方法发展 75
第四节 离子交换液相色谱法 76
一、原理与色谱柱推荐 76
二、流动相 77
三、方法发展 78
第五节 体积排阻色谱法 79
一、原理与色谱柱推荐 79
二、流动相 80
三、方法发展 80
第六节 亲和色谱法 81
一、原理与色谱柱推荐 81
二、流动相 82
三、方法发展 83
第七节 其他分离模式 83
一、离子对液相色谱 83
二、离子色谱 83
三、亲水作用色谱 84
四、疏水作用色谱 84
参考文献 85
第四章 高效液相色谱仪器系统 86
节 高效液相色谱输液系统 86
一、输液系统的构成及要求 86
二、储液装置及吸液组件 86
三、流动相脱气装置 87
四、输液泵 87
第二节 梯度洗脱系统 92
一、高压梯度装置 93
二、低压梯度装置 94
第三节 进样系统 94
一、手动进样阀 95
二、自动进样器 96
三、进样对峰扩展的影响 98
第四节 检测系统 98
一、检测器的基本特性 98
二、检测器的分类 98
三、检测器的性能指标 99
四、几种常见HPLC检测器 102
第五节 色谱配件 112
一、管路和连接件 112
二、其他配件 112
第六节 液相色谱仪器常见问题及解决方法 113
一、液相色谱输液泵常见故障 113
二、自动进样器常见故障 114
三、根据色谱图的变化判断仪器故障 115
四、液相色谱仪日常维护及注意事项 118
参考文献 119
第五章 多维液相色谱及LC-MS联用技术 120
节 二维液相色谱的原理与仪器构造 120
一、二维液相色谱基本原理 120
二、二维液相色谱的组成 122
第二节 二维液相色谱接口技术 123
一、柱内转移形式 123
二、柱间转移接口 124
三、富集式接口 126
四、稀释式接口 128
第三节 液相色谱-质谱联用仪 129
一、液相色谱用质谱检测器的特征 129
二、液相色谱-质谱联用中的常用质谱 129
第四节 HPLC-MS接口技术 132
一、电喷雾离子化 132
二、大气压化学离子化 134
三、大气压光离子化 134
四、基质辅助激光解吸离子化 135
第五节 多维液相色谱-质谱联用技术的应用 136
一、多维液相色谱质谱应用于蛋白质及其酶解产物分析 136
二、多维液相色谱应用于天然产物分析 140
三、中药分析 142
四、磷脂、有机物分析 143
参考文献 144
第六章 定性定量方法 146
节 液相色谱定性分析 146
一、利用已知标准样品定性 146
二、利用检测器的选择性定性 147
三、利用DAD三维图谱检测器定性 147
四、利用保留值规律定性 149
五、联用技术结合定性 150
六、化学方法定性 153
第二节 定量分析方法 153
一、信号的测量 153
二、定量方法 159
第三节 方法论证 164
一、方法论证规范 164
二、方法论证中的问题 165
三、准确度、精密度和线性范围 165
四、检测限和定量限 166
参考文献 167
第七章 毛细管电泳 168
节 毛细管电泳原理 168
一、概述 168
二、基本理论 169
第二节 毛细管电泳分离模式 173
一、毛细管区带电泳 173
二、胶束电动毛细管色谱 175
三、毛细管凝胶电泳 177
四、毛细管等电聚焦 179
五、毛细管等速电泳 180
第三节 毛细管电泳仪器 180
一、高压电源 180
二、分离毛细管 181
三、进样系统 181
四、恒温系统 182
五、检测器 183
第四节 毛细管电泳-质谱联用技术 187
一、CE-MS接口的基本构成 187
二、鞘液接口 187
三、无鞘液接口 188
第五节 进样富集技术 189
一、场放大富集 190
二、等速电泳聚焦 190
三、pH调制堆积 191
四、动态pH连接 192
五、扫集技术 192
六、固相萃取 193
参考文献 193
第八章 毛细管电色谱 194
节 毛细管电色谱基本原理 194
一、毛细管电色谱的发展 194
二、毛细管电色谱的电动分离机理 195
三、毛细管电色谱的色谱保留机理 196
四、毛细管电色谱的谱带展宽和柱效评估 197
第二节 毛细管电色谱仪器 202
一、概述 202
二、毛细管电色谱的进样及富集技术 203
三、CEC联用检测器 205
第三节 毛细管电色谱柱 208
一、毛细管开管柱 209
二、毛细管填充柱 211
三、毛细管整体柱 212
第四节 加压毛细管电色谱 215
一、pCEC的基本原理 216
二、仪器构造 216
三、加压毛细管电色谱多维分离技术 218
第五节 毛细管电色谱的应用 219
一、毛细管电色谱在生物样品中的应用 219
二、毛细管电色谱在药物分析中的应用 222
三、CEC在食品安全与环境安全中的应用 225
参考文献 228
第九章 微流控芯片分析 234
节 微流控芯片 234
一、微流控芯片的加工 234
二、微流体的驱动和控制 235
第二节 微流控芯片分析系统 237
一、微流控进样系统 237
二、微流控试样预处理系统 237
三、高分辨分离系统 239
四、检测系统 241
第三节 微流控芯片分析系统的应用 244
参考文献 250
第十章 平面分离技术 252
节 概述 252
第二节 纸色谱法 253
一、原理与基本理论 253
二、影响分离的因素 255
三、实验材料（滤纸）与设备（展开室等） 256
四、定性与定量 259
五、应用—氨基酸分析 261
第三节 薄层色谱法 264
一、原理与基本理论 264
二、实验材料与操作技术 268
三、薄层色谱定量分析 273
四、应用 274
第四节 纸电泳法 274
一、原理与基本理论 275
二、实验材料、设备与基本操作 276
三、应用 277
第五节 薄层电泳 278
第六节 凝胶电泳 279
一、原理 279
二、实验材料、设备与基本操作 280
参考文献 283
第十一章 样品预处理技术 285
节 概述 285
第二节 液体样品的预处理 288
一、液-液萃取 288
二、高压冷冻萃取技术 290
三、固相萃取 291
四、固相微萃取 295
五、膜分离 296
六、分子印迹法 298
第三节 固体、半固体样品的预处理 299
一、传统萃取方法 299
二、新型萃取方法 299
第四节 柱上富集 303
第五节 衍生化方法 304
一、基于检测技术的衍生化方法 304
二、衍生化技术 308
参考文献 309
第二篇 谱图选集
第十二章 生物样品 312
一、蛋白质 312
二、氨基酸 333
三、肽 350
四、核酸与核苷酸 358
五、酶类 364
资料来源 379
第十三章 天然产物样品谱图 380
资料来源 395
第十四章 生化医药和手性分子谱图 396
资料来源 454
第十五章 环境与安全样品色谱图 455
一、水中农药残留 455
二、环境及食品中的农药残留 461
三、激素 470
四、塑化剂 471
五、农药 476
六、芳香类化合物 483
资料来源 496
第十六章 食品及食品添加剂 497
一、食品添加剂 497
二、食品成分分析 521
三、糖分离 535
资料来源 562
第十七章 其他 563
资料来源 594
符号与缩略语 595
主题词索引 598
表索引 605
谱图索引 608
任何一门科学的发展离不开其所处的时代背景和社会需求，分离科学的发展也不例外。随着材料科学、环境科学的发展，具有特殊结构高分离效能或者高选择性的新型固定相被研究与开发，新型样品预处理技术的发展，极大地丰富了高效液相色谱的研究手段。本次再版的目的既希望尽可能反映液相色谱的新研究成果和进展，同时基于《分析化学手册》（以下简称《手册》）作为案头书的属性，也将对液相色谱的基本原理、基本方法进行系统地梳理，以使读者可以更便捷地查阅和使用。与前一版相比，本书结构上没有做太大的调整，这对于已经习惯于将本《手册》作为工具书的读者非常有利。然而，本次修订在内容上做了较大幅度的修改和增补，删除了一些过时的内容，也更多地补充了一些实用的、新的知识，以保证《手册》作为工具书的权威性。
值得一提的是，本书在色谱固定相、分离模式方面，以及对于谱图库的架构做了较大幅度的补充和完善。尽管液相色谱可以通过流动相体系的改变来便捷地调节分离选择性，然而随着材料科学的发展迅速，尤其是近年来纳米技术的发展，带动了新型固定相和分离介质的快速发展。随着新型固定相的不断问世，液相色谱不仅在分离模式的选择方面增加了发展的空间，在同一个分离模式下，也有更多的对选择性细微差别的固定相可供选择。
互联网时代的进步，对于所有学科的知识获取都带来了巨大的冲击，液相色谱也不例外。在本书的前两版中，第二篇的谱图库部分主要来源于发表的纸质版杂志、会议文集等。例如，第二版中，为了完成下篇的谱图库部分，当初共收集了6000余张纸质版谱图，并从中筛选出近千张编辑成册。本次修改中，这部分谱图大多来源于互联网，尤其是国际上比较大的仪器公司的应用谱图库。共收集了2万余张谱图，通过与版权人沟通，终整理筛选出700余张谱图成册。在信息量、内容的完善程度上，显然这种方法具有更大的优越性，内容也较之前更加丰富和全面，具有更好的权威性和代表性。值得注意的是，这次收集的谱图中仅有少量经典的平面色谱、毛细管电色谱等内容，这主要是出于对于其应用范围、方法的稳定性和普适性的考虑。
本书的编者中部分为前一版的作者，对于手册内容的整体延续性极为有利；同时也邀请了多位在液相色谱领域长期工作的专家和热心实践者参与，书中的诸多成果可能就来自于其自己实验室的研究工作。
液相色谱的发展很大程度上得益于近期材料科学、微电子技术、微加工技术的发展。对复杂环境样品、生物样品研究的需求也是其外在的强大驱动力。HPLC从理论、分离模式、方法发展等方面已经趋于成熟，甚至一些研究先驱也将研究重点和方向转入质谱、微流控芯片等其他领域，也因此可以相信基于编者的知识储备和经验完成的本手册将在较长的一段时间内不会过时，仍有较高的参考价值。
本书篇中章由中国科学院大连化学物理研究所张玉奎编写；第二章由中国计量科学研究院张庆合和张权青编写；第三章由华东理工大学张凌怡和中国科学院大连化学物理研究所邹汉法编写；第四章由大连依利特分析仪器有限公司李彤、唐涛和四川出入境检验检疫局检验检疫技术中心魏远隆编写；第五章由华东理工大学张维冰和美国Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health陶定银编写；第六章由华东理工大学钱俊红和张维冰编写；第七章由华中科技大学徐丽、中国农业科学院武汉油料作物研究所魏芳、武汉大学施治国和冯钰锜编写；第八章由上海交通大学阎、王彦和谷雪编写；第九章由浙江大学方群编写；第十章由军事医学科学院张养军编写；第十一章由中国科学院大连化学物理研究所张丽华和梁振编写；第二篇由齐齐哈尔大学苏立强和韩爽、中国计量科学研究院陶红及华东理工大学张维冰收集整理。全书终由张玉奎和张维冰统筹定稿。
在本书的编写过程中，得到了编者所在单位及其同仁的鼎力支持和帮助，卢佩章院士对本书的出版给予了热情关注。MERCK公司的Wen Jiang博士在HILIC模式色谱柱及方法发展方面给出了一些有益的指导，化学工业出版社三位编辑在书的整体设计、内容选择、结构设计等提出了诸多宝贵建议，在此一并表示由衷的感谢。
由于时间较为仓促，谬误和不当之处在所难免，恳请读者批评指正。
张玉奎
2016年春于大连
正相液相色谱（NPLC）是常用的HPLC分离方法之一。与RPLC相反，其固定相极性大于流动相，样品的保留值随流动相极性降低而增加。NPLC常用于分离中性和离子样品。
一、分离原理与色谱柱推荐
正相液相色谱为典型的液-固吸附色谱。溶质在柱中固定相上反复进行吸附－解吸过程，根据不同被测物在吸附剂上吸附作用的强弱进行分离。其分离机理如图3-7所示。
图3-7 正相色谱机理
溶质和固定相间的吸附作用包括：
(1)溶质和溶剂分子对吸附剂表面特定位置的竞争作用，这使得溶剂组成的改变往往会引起分离情况发生很大变化。
(2)溶质所带官能团与吸附剂表面相应的活性中心之间的相互作用，这种作用与溶质分子的几何形状有关，当官能团的位置与吸附中心匹配时，保留较强；反之，则保留较弱。
溶质所带官能团的性质是决定其吸附作用的主要因素，若溶质分子所带官能团的极性强、数目多，则保留也强。不同异构体的相对吸附作用常有较大差异，因而，正相色谱法分离异构体比其它色谱法更为优越。
固定相一般采用硅胶、氧化铝和极性基团键合的硅胶等[5]。硅胶是常用的正相色谱固定相，已经被广泛应用于环境样品、石油化工样品的分析方法建立。由于在高pH时硅胶能够溶解，要获得满意的使用寿命，不应在pH 8以上使用某些硅胶基质的色谱柱。此外，硅胶基质表面的酸性，使其不适宜分离碱性化合物。
Al2O3作为正相色谱固定相，对于不饱和化合物，特别是芳香族化合物，多核芳烃，有较强的保留能力，可以将芳烃异构体良好分离；此外，当样品为碱性化合物时，若使用硅胶则会造成严重吸附，溶质峰拖尾或难以洗脱，此时宜选用Al2O3进行分离。
极性键合相一般指键合有机分子中含有某种极性基团，与硅胶相比，这种极性键合相的表面上能量分布相对均匀，因而吸附活性也比一般的硅胶低。常用的有氰基(-CN)、二醇基(DIOL)、氨基(-NH3)等。极性键合相的极性通常弱于硅胶，所以更适于对中等极性物质的分离。
氨基键合相固定相的吸附过程与SiO2相似但又有所不同，如图3-8所示。Si-OH呈酸性，而-NH2呈碱性，所以当用于正相冲洗时表现有不同的选择性。-NH2基具有强的氢键结合能力，对某些多官能团化合物，如甾体、强心苷等有较强的分离能力。在酸性介质中，这种键合相作为一种离子交换剂，可用于分离酚、羧酸、核苷酸等。氨基可与糖类分子中的羟基发生选择性相互作用，因而当用乙腈/水做流动相时可以分离单、双和多糖，这已成为一种糖类分析的常规方法。此时尽管从流动相角度看为反相，但从机理上讲为正相色谱，因为流动相中水含量的增加使溶质的保留值降低。
图3-8 氨基键合相固定相与硅胶的对比
氰基键合相的分离选择性与硅胶相似，但因极性比硅胶弱，所以在相同流动相条件下的保留值较硅胶小，或者若要维持相似的保留值，可用极性更小的流动相冲洗。氰基键合相与某些含有双键的化合物发生选择性相互作用，因而对双键异构体或含有不等量双键数的环状化合物有更好的分离能力。
二醇基键合相是缩甘油氧丙基硅烷键合相的水解产物[Si-(CH2)3-O-CH2CHOH-CH2OH]，对有机酸和某些齐聚物可获得好的分离，二醇基的另一个用途是可进行某些蛋白质的水系体积排阻色谱分离。
二、流动相
在正相液相色谱中，由于固定相的极性大于流动相的极性，所以增加流动相的极性，洗脱能力增加，样品的保留值降低。一般地，应选择极性适当溶剂，使样品的1＜＜10。
正相液相色谱以非极性或弱极性溶剂为流动相，溶质与流动相的相互作用较弱，通常是在饱和烷烃(如正己烷)中加入一种极性较大的溶剂(如异丙醚)作为极性调节剂构成的混合溶剂。混合溶剂系统的溶剂强度可随其组成连续变化，易于找出具有适宜溶剂强度的溶剂系统。混合溶剂也可以保持溶剂的低黏度以降低柱压和提高柱效，以及提高选择性改善分离。调节极性调节剂的种类和浓度可以改变溶剂的强度从而改变分离选择性。对于难以达到所需要分离选择性的情况，还可以考虑使用三元或四元溶剂体系。
正相色谱一般为吸附色谱，常用的溶剂可按其对于固定相的吸附强度进行分类，通常以溶剂强度参数[6]值作为衡量溶剂强度的指标。被定义为：
(3-3)
式中，为吸附能，为吸附剂的表面积。显然，表示溶剂分子在单位吸附剂表面上的吸附自由能，越大，固定相对溶剂的吸附能力越强，则溶质的值越小，即溶剂的洗脱能力越强。表3-3列出了正相色谱中以硅胶为吸附剂时常用溶剂的溶剂强度参数。
表3-3 常用溶剂的洗脱能力
溶剂 溶剂强度 溶剂 溶剂强度
乙烷 0.00 乙酸乙酯 0.38
异辛烷 0.01 二噁烷 0.49
四氯化碳 0.11 乙腈 0.50
四氯丙烷 0.22 异丙醇 0.63
氯仿 0.26 甲醇 0.73
二氯甲烷 0.32 水 20.73
四氢呋喃 0.35 醋酸 20.73
乙醚 0.38
正相色谱中溶质分子的值随溶剂值的增加而下降，因此溶剂洗脱能力顺序可用于寻找的溶剂强度。表3-4列出了正相色谱中以硅胶为吸附剂时一些二元流动相的洗脱能力顺序。
表3-4 硅胶柱上液固色谱洗脱剂的溶剂序列
ε° Ⅰ Ⅱ Ⅲ
0.00 戊烷 戊烷 戊烷
0.05 42%氯化异丙烷/戊烷 3%二氯甲烷戊烷 4%苯/戊烷
0.10 10% 7% 11%
0.15 21% 14% 26%
0.20 4%乙醚/戊烷 26% 4%乙酸乙酯/戊烷
0.25 11% 50% 11%
0.30 23% 82% 23%
0.35 56% 3%乙腈/苯 56%
0.40 2%甲醇/乙醚 11%
0.45 4% 31%
0.50 8% 乙腈
0.55 20%
0.60 50%
在实际分离中，正相液相色谱的分离选择性不仅取决于，还受到溶质与溶剂分子间的氢键作用等其他相互作用影响。预测值随溶剂组成的变化时，遵循以下规则：
?当强溶剂浓度很大或很小时，一般会得到较大的值；
?含醇的溶剂系统常常会得到与其他溶剂系统不同的值；
?含强碱性或非碱性强溶剂组分的溶剂系统可能达到较大的值。
三、方法发展
正相液相色谱方法建立的一般模式与反相液相色谱类似[4]。正相液相色谱的色谱柱选择范围较宽，氰基柱通常是；与氰基柱相比，硅胶柱可获得过更大的值，适合于异构体和疏水性溶质的分离，但分析时必须严格控制流动相中水含量，也不适于梯度分离；二醇基柱和氨基柱稳定性较差，仅在其他类型正相色谱柱无法完成分离时采用；氧化铝柱具有独特的分离选择性，但有柱效低，保留值不定，回收率低等缺点，很少使用。
一般来说，柱尺寸为5μm，25×0.46cm，初始流速设为2mL/min，柱温为35℃或室温，初始进样量较大，但也不应过50μL或50μg。
正相液相色谱流动相是正己烷和丙醇组成的混合溶剂，正己烷-丙醇不仅在低紫外波长区吸收较弱，还可提供较宽的溶剂强度范围，适于分离极性差异较大的样品。除正己烷外，溶解性较好的1,1,2-三氟三氯乙烷（FC113）也可作为混合溶剂中的A溶剂，由于在低波长吸收较强，只能用于235 nm以上检测，并且其对臭氧的破坏作用也限制了其使用。除丙醇外，B溶剂还可采用二氯甲烷、甲基-叔-丁醚、乙酸乙酯、乙腈等，其中丙醇适于低波长检测（＜215nm）条件下强极性样品的分离；二氯甲烷是高波长（＞235 nm）检测条件下的B溶剂手，但洗脱强度较低；甲基-叔-丁醚和酸乙酯可在225nm以上波长使用，其加入可改变值；乙腈也可改变样品的值，并在195nm以上波长范围均无明显紫外吸收，但是与正己烷的混溶性较差，需要另外加入共溶剂才可使用。
与反相液相色谱方法优化过程相似，可采用0-100% 丙醇-正己烷初始梯度在氰基柱上进行初始条件分离，根据结果调整梯度程序或估算等度分离条件。为了调节分离选择性，可调节B%或采用两种B溶剂，但流动相中通常不应过三种溶剂。当仅改变流动相组成效果不明显时，可改变柱类型以获得更好的分离效果。
在正相液相色谱柱上，流动相中的极性溶剂与固定相相互作用较强，调整流动相比例时需要更长的平衡时间（至少20倍柱体积）。
水是强极性溶剂，与硅胶或氧化铝键合相当牢固，流动相中含有的微量水分会被固定相从流动相中萃取出来，导致保留时间下降。流动相中水分受到空气湿度影响，难以保证流动相的含水量固定不变，因此，采用硅胶柱时，通常会用一定量的水平衡流动相，保证含水量稳定。
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