高效液相色譜法原理及其應用

摘 要：高效液色譜相法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）是20世紀70年代發展起來的一種高效、快速的分離分析技術。因其分離速度快、分離效能高、靈敏度高、所需試樣少等特點廣泛應用于石油化工、食品安全、生命科學、環境監測等方面。本文對高效液色譜相法的原理及其在各個領域中的應用情況進行綜述分析。

關鍵詞：高效液相色譜法;原理;應用

1 高效液相色譜分析法的基本原理

高效液相色譜分析法是以液體為流動相，采用高壓泵將儲液器中的流動相打入系統中，試樣溶液經進樣器進入流動相之中，經流動相載入固定相中。試樣溶液中各組分與固定相和流動相的相對溶解度不同，即分配系數不同，所以在兩相進行相對運動的時候，通過吸附--解吸這樣一個分配過程時，滯留時間不同，分配系數大的組分保留值大，所以各組分最終被分離為單個組分依次從柱內流出，再由檢測器進行檢測[1]。

2 高效液相色譜分析法的應用

2.1 高效液相色譜分析法在石油化工方面的應用

高效液相色譜法因其分離速度快、分離效能高、靈敏度高、所需試樣少等特點，在石油化工生產中的應用非常廣泛，對促進石油化工行業的發展具有非常重要的作用。馬宏園等使用高效液相色譜--示差折光檢測法測定柴油中芳烴的含量，具體實驗條件為：色譜柱：安捷倫公司ZORBAX NH2柱（250mm×4.6mm，5μm），配氨基保護柱（12.5mm×4.6mm，5μm）;流動相：正庚烷，流量0.8mL/min;柱溫：35℃;檢測器溫度：35℃;進樣量：20μL。該方法的相對標準偏差在0.9%～6.1%，回收率在91.5%～109.1%，精密度和準確度均較好，該方法快速、簡便，能夠很好地滿足柴油芳烴快速檢測的要求[2]。努爾古麗等使用高效液相色譜法測定原油脫鈣工藝排水體系中NS3緩蝕劑的濃度，具體實驗條件為：色譜柱：150mm×4.6mm，Kromasil C18柱，5μm;流動相：乙腈：二氯甲烷（V/V）=9：1;流動相流速：1.0mL/min;柱溫：室溫（℃）;沖洗方式：等度沖洗;檢測器：UV/300nm，1.0AU。測定結果表明NS3緩蝕劑濃度在100～900 mg /kg時，其峰面積與相應的質量濃度有良好的線性關系（r2=0.9999），相對標準偏差和相對誤差都小于2.0%，說明該法測定結果準確可靠，操作簡便快速且重現性好[3]。

2.2 高效液相色譜分析法在食品安全方面的應用

食品安全是保障人類和公共衛生的重要課題，發生食品安全事故所造成的社會危害后果極其嚴重，因此食品中有害成分的檢測技術的應用具有極其重要的意義。吳敏等使用高效液相色譜法同時測定食品中8種脂溶性染料，具體實驗條件為：色譜柱：Zorbax 80A Extend-C18柱（4.6mm×250mm，5μm）;流速：0.8mL/min;進樣量：10μL;流動相：0.1%甲酸水溶液（A）和0.1%甲酸乙腈溶液（B）;梯度洗脫程序：0～20minB由70%～95%，20～30min B由95%～100%，保持5min，35.1min變為30%A和70%B，保持5min。其結果表明8種脂溶性染料（對位紅、蘇丹Ⅰ、蘇丹Ⅱ、蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ、蘇丹橙G、蘇丹紅7B、蘇丹紅G）標準在0.1～5mg/L范圍內與峰面積具有良好的線性關系，辣椒醬及醬油樣品中8種染料的平均回收率在87%～103%之間，檢出限可達0.05mg/kg，說明高效液相色譜法適用于檢測食品中這8種脂溶性染料[4]。

2.3 高效液相色譜分析法在生命科學方面的應用

隨著現代科學和技術的迅猛發展，生命科學已成為21世紀最富有拓展力和生命力的科學領域之一，在揭露生命過程中的機制方面具有巨大的理論和實踐意義。鄭屹等采用高效液相色譜法測定細胞中ATP、ADP和AMP含量，具體實驗條件為：高效液相色譜分析系統采用Ecosil C18反相柱（4.6*250mm5μm pH2～8），以15mM磷酸二氫鉀緩沖液和10%甲醇作為流動相，控制流速在0.5mL/min，紫外檢測波長為254nm;檢測溫度為25℃，進樣量20μL。其實驗結果表明擬衰老細胞中ATP、EC含量較對照組顯著降低，而AMP含量明顯升高，該差異具有統計學意義，但兩組之間的ADP含量并沒有明顯差別，說明了高效液相色譜法可檢測出不同狀態細胞能量物質的差異，而且操作簡便、快速、重現性好[5]。

2.4 高效液相色譜分析法在環境監測方面的應用

隨著人口的增長和現代工業的迅速發展，環境污染問題日益嚴峻，讓環境監測這一污染防治基礎工作面臨巨大的挑戰。就目前為止，高效液相色譜分析法因其靈敏度高、精確度好、重現性和選擇性均較好，在環境監測方面發揮著不可替代的作用。吳睿清等使用反相固相萃取預處理與超高效液相色譜--串聯四極桿質譜儀（RSPE UPLC--MS/MS） 聯用同時測定污水中9種鹵乙酸（HAAs）。具體實驗條件為：Acquity UPLC HSS T3色譜柱（2.1mm×100mm，1.8μm）;流動相為：甲醇（A）和0.0005%甲酸水溶液（B）組成，控制流速在0.2 mL/min。單個樣品檢測時間15.0min，洗脫梯度為：1%A保持1.5 min，在4min內升至40%并保持3min，然后在0.2 min內快速升至90%并保持2.8 min，最后降至1% A并平衡3.5 min。進樣量：10μL;樣品室溫度為25℃，色譜柱的溫度為35℃。該法測得9種HAAs的線性范圍為0.5～100μg/L，相關系數（ r2）為0. 999 7～0.999 9，檢出限和定量下限分別為0.02～0.26μg/L和0.05～0.86μg/L，日內和日間相對標準偏差分別為1.4%～10.0%和1.7%～10.0%。表明該方法能夠滿足污水處理廠出水中9種HAAs的檢測要求[6]。

3 結語

近年來，高效液相色譜分析技術不論在在色譜柱方面，還是色譜柱填料方面都取得較大進步，同時關于高效液相色譜法的理論基礎研究更加深入，新型材料的不斷涌現，都為高效液相色譜法的發展提供新鮮血液，使得該法的應用范圍得以延伸。多元化的色譜柱填料和建立多種儀器聯用的分析方法進一步推動了高效液相色譜技術的快速發展，在未來，高效液相色譜法必將以更迅猛的速度發展，其應用范圍將得到進一步的延伸。

參考文獻：

[1]昝川南，葉梁銀.淺析高效液相色譜分析法在各領域的應用及發展前景[J].化學工程與裝備，2013（02）：158-161.

[2]馬宏園，安曉春，江明玉，劉毅.高效液相色譜-示差折光檢測法測定柴油中的芳烴含量[J].中國測試，2017，43（05）：40-44.

[3]努爾古麗，冉竹葉，唐新忠，欒利新，馬玲，方瑞平.高效液相色譜法測定原油脫鈣工藝排水體系中NS-3緩蝕劑濃度[J].分析測試技術與儀器，2006（03）：143-146.

[4]吳敏，林建忠，鄒偉，吳抒懷，周昱.高效液相色譜法同時測定食品中對位紅和蘇丹色素等8種脂溶性染料[J].分析測試學報，2006（03）：74-76.

[5]鄭屹，陳賽慧，葉薇，呂建新.高效液相色譜法檢測細胞能量代謝物質的方法建立與應用[J].科技通報，2012，28（07）：46-50.

[6]吳睿清，梁欣然，李偉，劉玉燦.反相固相萃取/超高效液相色譜-串聯四極桿質譜儀同時測定污水中9種鹵乙酸的方法研究[J].分析測試學報，2016，35（11）：1422-1427.

作者簡介：

姚君尉（1999- ），男，漢族，江西南昌人，本科學歷，江西師范大學，研究方向：化學。