化學(xué)分析中HPLC方法的選擇

第1章  開始應(yīng)用一個新的HPLC方法 1
1.1  收集信息，為新方法做準(zhǔn)備 1
1.1.1  分析的目的 1
1.1.2  樣品的一般信息 2
1.1.3  樣品組成 3
1.1.4  結(jié)果的質(zhì)量要求 5
1.1.5  儀器的可獲得性、實驗室的專業(yè)知識和資金 5
1.1.6  有關(guān)各種分析方法的信息 5
1.1.7  儀器的新發(fā)展 6
1.2  分析技術(shù)概述 7
1.2.1  樣品采集 7
1.2.2  樣品制備步驟 7
1.2.3  核心分析步驟 8
1.2.4  數(shù)據(jù)評估 10
1.2.5  定性和定量分析 10
1.2.6  一個分析方法選擇的決定過程 12
1.3  數(shù)據(jù)的統(tǒng)計評估和標(biāo)準(zhǔn)方法驗證 13
1.3.1  化學(xué)定量分析中的精密度和準(zhǔn)確度 13
1.3.2  靈敏度和檢測限 16
1.3.3  實際LOD和LOQ（PLOD和PLOQ） 20
1.3.4  儀器響應(yīng)的線性和小二乘回歸 20
1.3.5  兩個分析方法所得結(jié)果的統(tǒng)計學(xué)比較 22
1.3.6  分析方法的驗證 23
參考文獻 26

第2章  不含獨立分離步驟的分析技術(shù)簡介 28
2.1  不含獨立分離步驟的分析技術(shù)的分類總結(jié) 28
2.2  光學(xué)技術(shù) 28
2.2.1  吸收光譜 30
2.2.2  發(fā)射光譜 31
2.2.3  光學(xué)非光譜分析 33
2.3  質(zhì)譜 33
2.3.1  電子撞擊離子源 34
2.3.2  化學(xué)電離源 36
2.3.3  LC-MS中的電噴霧電離源和大氣壓化學(xué)電離源 36
2.3.4  其他的離子化技術(shù) 38
2.3.5  LC-MS中的離子抑制 38
2.3.6  質(zhì)譜中的離子分離 39
2.4  電化學(xué)方法 41
2.4.1  電位法 42
2.4.2  安培法和庫侖法 43
2.4.3  電導(dǎo)法 45
2.5  不包含樣品組分分離的其他分析技術(shù) 45
2.5.1  X射線光譜 45
2.5.2  核磁共振 46
2.5.3  放射化學(xué)法 46
2.5.4  熱分析法 46
2.6  非聯(lián)結(jié)與包含分離步驟的分析方法的選擇 47
參考文獻 48

第3章  包含分離步驟的主要分析技術(shù)簡介 50
3.1  核心分析技術(shù)中所使用的分離步驟的類型 50
3.1.1  色譜分離 50
3.1.2  分析色譜的在線固相萃取 54
3.1.3  電分離 54
3.1.4  膜分離 56
3.1.5  為核心分析步驟選擇一個分離技術(shù) 56
3.2  氣相色譜 57
3.2.1  典型的氣相色譜儀 58
3.2.2  氣相色譜的進樣器 58
3.2.3  氣相色譜柱溫箱和分析柱 60
3.2.4  氣相色譜的檢測器 61
3.3  超臨界流體色譜 62
3.4  高效液相色譜 64
3.4.1  根據(jù)分離機理對高效液相色譜進行分類 65
3.4.2  分析型高效液相色譜的其他分類 69
3.5  電泳和電色譜 70
3.5.1  電泳 70
3.5.2  電色譜法 72
3.6  氣相色譜（GC）、超臨界流體色譜（SFC）、區(qū)間電泳（CEZ）或高效液相色譜（HPLC）的選擇 72
3.6.1  與HPLC對比，選擇GC作為分析方法 72
3.6.2  與HPLC對比，選擇SFC作為分析方法 74
3.6.3  與HPLC對比，選擇CZE作為分析方法 74
3.6.4  選擇HPLC作為分析方法的利弊 75
參考文獻 76

第4章  HPLC技術(shù)的基礎(chǔ)知識 79
4.1  HPLC儀器的基礎(chǔ)知識 79
4.1.1  溶劑供應(yīng)系統(tǒng) 80
4.1.2  泵系統(tǒng)和流動相 81
4.1.3  進樣器和自動進樣器 85
4.1.4  管道和接頭 87
4.1.5  色譜柱 87
4.1.6  HPLC和UPLC的檢測器的主要特點 90
4.1.7  HPLC和UPLC中使用的檢測器類型 93
4.1.8  HPLC檢測器的選擇 104
4.1.9  HPLC系統(tǒng)的其他配件裝置 107
4.1.10  更復(fù)雜的HPLC配置 108
4.1.11  儀器控制和數(shù)據(jù)處理單元 109
4.1.12  HPLC系統(tǒng)的選擇以及HPLC到UPLC的發(fā)展 110
4.2  描述色譜過程的參數(shù) 110
4.2.1  流動相的流速 110
4.2.2  保留時間 111
4.2.3  運行時間 112
4.2.4  保留體積 112
4.2.5  遷移率 113
4.2.6  HPLC分離中的平衡常數(shù)和相比 114
4.2.7  保留因子 115
4.2.8  理想的色譜峰形特征 117
4.2.9  柱效 121
4.2.10  峰展寬的影響因素和van Deemter方程 122
4.2.11  不對稱峰 125
4.2.12  選擇性（分離因子） 126
4.2.13  分離度 127
4.2.14  峰容量 129
4.2.15  梯度分離的色譜峰特征 130
4.2.16  色譜峰特征小結(jié) 132
4.2.17  HPLC中的定量 132
4.2.18  色譜柱中的樣品體積和進樣量 135
4.3  不同類型HPLC的保留和洗脫機理 137
4.3.1  分配平衡及其熱力學(xué) 137
4.3.2  吸附平衡 140
4.3.3  極性在分離機制中的作用 141
4.3.4  反相HPLC的機理 142
4.3.5  疏溶劑理論預(yù)測的RP-HPLC的保留因子 146
4.3.6  離子對色譜（IPC）的機理 149
4.3.7  正相HPLC（NP-HPLC或NPC）和HILIC的機理 150
4.3.8  離子交換色譜中的平衡 153
4.3.9  尺寸排阻色譜（SEC）的機理 155
4.3.10  手性色譜的機理 158
4.3.11  其他色譜類型的保留過程 162
4.4  pH、溫度和添加劑對保留平衡的影響 162
4.4.1  pH值對保留平衡的影響 162
4.4.2  溫度對保留平衡的影響 165
4.4.3  未參與平衡的添加劑的影響 166
4.4.4  離液鹽對平衡的影響 166
參考文獻 167

第5章  待測成分和基質(zhì)特征決定HPLC方法的選擇 173
5.1  與分離有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì) 173
5.1.1  化學(xué)構(gòu)成和結(jié)構(gòu) 173
5.1.2  分子量 174
5.1.3  溶質(zhì)的酸堿性 175
5.1.4  等電點 175
5.1.5  分子極性的一部分：偶極矩 175
5.1.6  分子極性的一部分：極化率 176
5.1.7  分子極性的一部分：氫鍵能力 176
5.1.8  辛醇/水分配系數(shù)及其在判斷極性中的應(yīng)用 176
5.1.9  摩爾體積 179
5.1.10  非電解質(zhì)化合物的溶解度 179
5.1.11  范德華分子體積和表面積 182
5.2  與檢測有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì) 183
5.2.1  UV-Vis吸收 183
5.2.2  熒光 184
5.2.3  化學(xué)發(fā)光 185
5.2.4  折射率 185
5.2.5  質(zhì)譜 186
5.2.6  電化學(xué)性質(zhì) 186
5.3  基于樣品特性選擇HPLC分離 187
5.3.1  根據(jù)樣品在日常生活中的用途進行分類 187
5.3.2  根據(jù)樣品在日常生活中的用途進行分析方法的選擇 191
5.4  基于待測成分特性選擇HPLC分離 192
5.4.1  分析物的化學(xué)性質(zhì) 192
5.4.2  酸堿中的pKa 195
5.4.3  辛醇/水分配系數(shù) 195
5.4.4  分析物的濃度 199
5.5  基于基質(zhì)選擇HPLC分離 200
5.5.1  基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 200
5.5.2  基質(zhì)的量 201
5.6  對樣品特性進行考察，以選擇適宜的HPLC檢測器 204
5.6.1  定性或定量分析的檢測器選擇 205
5.6.2  基于分析物特定物理化學(xué)性質(zhì)對檢測器的選擇 205
5.6.3  分析物濃度在HPLC檢測選擇中的作用 207
參考文獻 208

第6章  HPLC分析柱的一般特征 212
6.1  HPLC分析柱的構(gòu)成 212
6.1.1  色譜柱的外部柱體 212
6.1.2  色譜柱的填料 213
6.1.3  填充柱固相載體的物理特性 213
6.1.4  填充柱固相載體的化學(xué)特性 215
6.1.5  二氧化硅作為固定相的固相載體 216
6.1.6  硅膠基整體色譜柱 221
6.1.7  填充柱中的核-殼顆粒 222
6.1.8  二氧化硅固相載體的衍生化 223
6.1.9  不同于水合二氧化硅的無機載體固定相 228
6.1.10  有機聚合物作為固定相 228
6.1.11  固定相的理化特性研究 229
6.2  對分離有影響的分析柱的特性 229
6.2.1  柱體尺寸影響分離 230
6.2.2  固定相的物理性質(zhì)對分離的影響 234
6.2.3  固定相的化學(xué)性質(zhì)對分離的影響 238
6.2.4  采用辛醇/水分布系數(shù)表征固定相極性 241
6.2.5  USP色譜柱分類 244
6.3  分析柱選擇、使用和保管的一般準(zhǔn)則 244
6.3.1  色譜柱選擇時需要考慮的參數(shù) 245
6.3.2  色譜柱選擇標(biāo)準(zhǔn)總結(jié) 247
6.3.3  正交分離色譜柱的選擇 248
6.3.4  柱的保護和保存 248
參考文獻 250

第7章  RP-HPLC分析柱 254
7.1  反相固定相的類型及其制備方法 254
7.1.1  RP-HPLC中使用固定相的主要類型 254
7.1.2  RP固定相的制備 254
7.2  反相HPLC分析柱的特點 257
7.2.1  疏水固定相和分析柱的基本物理性質(zhì) 258
7.2.2  疏水固定相的基本化學(xué)性質(zhì) 259
7.2.3  疏水性 259
7.2.4  封端和硅羥基活性 261
7.2.5  增強固定相的pH和鹽穩(wěn)定性 262
7.2.6  相比 264
7.2.7  平衡常數(shù)K(X) 266
7.2.8  可潤濕性 268
7.3  反相HPLC分析柱的表征參數(shù) 269
7.3.1  柱效（理論塔板數(shù)） 270
7.3.2  疏水分析柱的保留能力 270
7.3.3  lgk' 的預(yù)測公式 271
7.3.4  疏水柱的一般選擇性和亞甲基選擇性 272
7.3.5  RP-HPLC分析柱峰的不對稱性 276
7.3.6  RP-HPLC色譜柱表征的其他各種參數(shù)與測試 277
7.3.7  疏水消除模型用于選擇性表征 280
7.3.8  色譜柱老化的評估測試 282
7.4  常見的和特殊的反相分析柱 283
7.4.1  常見的反相分析柱 283
7.4.2  特殊類型的疏水相 285
7.5  反相HPLC分析柱的選擇 288
7.5.1  分析柱物理特性的選擇 291
7.5.2  用于分析具有疏水部分的小分子的分析柱 291
7.5.3  用于分析多肽和蛋白質(zhì)的色譜柱 294
7.5.4  新發(fā)展 295
參考文獻 295

第8章  極性分析柱 302
8.1  極性HPLC固定相的類型及其制備 302
8.1.1  極性固定相的主要類型 302
8.1.2  極性固定相的制備 303
8.2  極性HPLC固定相的性能和表征 305
8.2.1  極性固定相和色譜柱的物理性質(zhì) 305
8.2.2  極性固定相的化學(xué)性質(zhì) 306
8.2.3  極性色譜柱的保留和分離能力 307
8.2.4  HILIC色譜柱的表征參數(shù)和測試 308
8.3  具有極性固定相的分析柱 311
8.3.1  裸二氧化硅色譜柱 312
8.3.2  具有鍵合相的中性HILIC固定相 312
8.3.3  陰離子交換HILIC固定相 313
8.3.4  陽離子交換HILIC固定相 313
8.3.5  兩性離子HILIC固定相 313
8.3.6  具有一種類型以上的固定相（混合模式HILIC固定相） 314
8.3.7  基于二氧化硅氫化物的固定相 314
8.4  極性分析柱的選擇 315
8.4.1  色譜柱物理特征的選擇 316
8.4.2  色譜柱固定相性質(zhì)的選擇 317
8.4.3  在HILIC色譜柱選擇中的其他重要參數(shù) 318
8.4.4  新進展 318
參考文獻 318

第9章  離子交換、離子調(diào)節(jié)和配體交換色譜的固定相和色譜柱 321
9.1  固定相的類型及其制備 321
9.1.1  離子交換固定相的類型 321
9.1.2  離子調(diào)節(jié)（排斥）固定相和配體交換固定相 322
9.1.3  具有多種類型基團的固定相（混合模式離子交換相） 322
9.1.4  離子交換相合成方法概述 323
9.1.5  乳膠附聚型離子交換劑 324
9.2  離子交換固定相的特征 325
9.2.1  離子容量測定 326
9.2.2  溶劑相容性 326
9.2.3  特定離子的相親和力 326
9.2.4  離子色譜柱的疏水性 328
9.3  離子交換固定相的常用分析柱 328
9.3.1  基于二氧化硅的陽離子交換相 328
9.3.2  有機聚合陽離子交換相 328
9.3.3  基于二氧化硅的陰離子交換相 328
9.3.4  有機聚合物陰離子交換相 329
9.3.5  毛細管電泳離子色譜柱 329
9.3.6  離子排斥固定相 330
9.3.7  其他固定相 330
9.4  離子交換固定相的選擇 330
參考文獻 332

第10章  手性色譜的固定相和色譜柱 334
10.1  手性固定相的類型和制備 334
10.1.1  手性固定相的類型 334
10.1.2  刷型或Pirkle型手性固定相 335
10.1.3  纖維素手性固定相 336
10.1.4  直鏈淀粉手性固定相 337
10.1.5  環(huán)糊精和環(huán)果聚糖手性相 338
10.1.6  冠醚手性固定相 339
10.1.7  大環(huán)抗生素和糖肽 339
10.1.8  蛋白質(zhì)手性固定相 340
10.1.9  配體交換手性固定相 340
10.1.10  手性合成聚合物 340
10.2  手性固定相的特征 341
10.3  手性固定相的選擇 342
10.3.1  色譜柱的選擇在手性分離方法發(fā)展中的作用 342
參考文獻 344

第11章  尺寸排阻色譜的固定相和色譜柱 348
11.1  固定相的類型和制備 348
11.1.1  硅膠載體的SEC固定相和玻璃固定相 348
11.1.2  聚合物固定相在SEC中的應(yīng)用 349
11.2  尺寸排阻固定相和分析柱的特征 351
11.2.1  孔隙率和粒徑 351
11.2.2  惰性和回收率 352
11.3  在SEC中分析柱的選擇 352
11.3.1  SEC柱的選擇因素 352
11.3.2  新進展 355
參考文獻 355

第12章  免疫親和分離的固定相和分析柱 357
12.1  免疫親和色譜中固定相的載體 357
12.2  免疫親和色譜中的活性固定相 358
參考文獻 360

第13章  流動相中使用的溶劑、緩沖溶液和添加劑 362
13.1  用來作為溶劑的液體的特征 362
13.1.1  溶劑的混溶性 362
13.1.2  具有Hildebrand溶解度參數(shù)的溶劑的特征 363
13.1.3  使用辛醇/水分配系數(shù)Kow的溶劑特征 367
13.1.4  在液-氣分配基礎(chǔ)上對溶劑進行表征 369
13.1.5  Solvatochromic模型和Kamlete-Taft參數(shù) 371
13.1.6  洗脫強度 372
13.2  影響分離的液體的其他特性 372
13.2.1  溶劑黏度 372
13.2.2  表面張力 374
13.2.3  介電常數(shù)、偶極矩和極化率 375
13.2.4  溶劑分子的氫鍵鍵合 376
13.2.5  溶劑沸點 376
13.3  溶劑性質(zhì)對于檢測的重要性 376
13.3.1  折射率 377
13.3.2  紫外截止波長 377
13.3.3  熒光 378
13.3.4  溶劑對質(zhì)譜檢測的影響 378
13.3.5  與檢測有關(guān)的其他屬性 380
13.4  緩沖溶液和添加劑 380
13.4.1  緩沖溶液的pH 381
13.4.2  HPLC中常用的緩沖溶液 383
13.4.3  部分水性溶劑混合物中的緩沖溶液 384
13.4.4  溫度對緩沖溶液pH值的影響 387
13.4.5  緩沖溶液在部分有機流動相中的溶解度 388
13.4.6  添加劑 388
13.4.7  緩沖溶液和添加劑對色譜柱穩(wěn)定性和性能的影響 390
13.4.8  緩沖溶液和添加劑在HPLC檢測中的適用性 390
13.5  HPLC中流動相的選擇 391
13.5.1  HPLC中的溶劑純度 392
13.5.2  RP-HPLC使用的流動相 392
13.5.3  離子對HPLC中使用的溶劑、離子對試劑和添加劑 395
13.5.4  HILIC和NPC中使用的流動相 397
13.5.5  離子交換和離子調(diào)節(jié)色譜中使用的流動相 398
13.5.6  手性色譜柱中的流動相 401
13.5.7  尺寸排阻分離流動相 402
13.5.8  流動相的流速、溫度和脫氣 404
13.6  樣品進樣溶劑的選擇 405
13.6.1  色譜過程中樣品溶劑的作用 405
13.6.2  通過其他方法將樣品聚焦在色譜柱頭 407
13.6.3  樣品溶劑對檢測的影響 408
13.7  洗針溶劑的選擇 408
參考文獻 409

第14章  梯度洗脫 416
14.1  HPLC中梯度的應(yīng)用 416
14.1.1  采用梯度的目的 416
14.1.2  梯度洗脫的應(yīng)用 418
14.1.3  溶劑組成的梯度 419
14.1.4  pH的梯度 420
14.1.5  流速的梯度 420
14.2  梯度分離的表征參數(shù) 421
14.2.1  梯度分離中的保留因子 421
14.2.2  表征梯度分離色譜圖的其他參數(shù) 422
14.3  不同色譜類型中梯度的選擇 423
14.3.1  RP-HPLC和非水反相色譜中的梯度 423
14.3.2  離子對色譜中的梯度 424
14.3.3  HILIC中的梯度 424
14.3.4  離子色譜中的梯度 425
參考文獻 425

第15章  HPLC實踐 427
15.1  開發(fā)一個HPLC方法 427
15.1.1  文獻方法的實現(xiàn) 427
15.1.2  文獻方法的改進 429
15.1.3  開發(fā)新的HPLC方法 430
15.1.4  方法優(yōu)化 431
15.2  特殊的HPLC技術(shù) 432
15.2.1  二維分離中色譜柱和流動相的選擇 432
15.2.2  HPLC中的柱后衍生 432
參考文獻 433

附錄1  美國藥典（USP）中HPLC分析柱的分類 434
附錄2  疏水固定相 439
附錄3  親水作用色譜（HILIC）和正向色譜（NPC）固定相 479
附錄4  離子交換和離子調(diào)節(jié)色譜固定相 484
附錄5  手性色譜固定相 491
附錄6  尺寸排阻色譜固定相 496
附錄7  流動相組分特征 500

索引 513