高效液相色谱法正式版

第16章高效液相色谱法HighPerformanceLiquidChromatography16-1概述16-1-1高效液相色谱法

高效液相色谱法（HPLC）又称高压液相色谱法或高速液相色谱法，是20世纪60年代末70年代初发展起来的一种以液体做流动相的新的柱色谱技术。它是在经典液相色谱基础上，引入了气相色谱的理论，在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，因而具备分离效率高、检出限低、灵敏度高、分析速度快、操作自动化的特点。目前已成为应用极为广泛的化学分离分析的重要手段。16-1-2液相色谱分离原理及分类1.液相色谱分离原理：液相色谱的分离系统也由两相-固定相和流动相组成。被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱中。根据各组分在固定相及流动相中吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离。2.色谱分离的实质色谱分离的实质是样品分子与溶剂（流动相或洗脱液）及固定相分子间的作用力，作用力的大小决定色谱过程的分离（保留）行为。2.液相色谱的分类吸附色谱分配色谱离子交换色谱体积排阻色谱法亲和色谱依据样品组分在固定相上的吸附性能差异实现分离的。依据样品组分在流动相和固定相之间的分配性能差异实现分离的。依据样品中离子与固定相上的电荷基团进行可逆性离子交换的能力的差异实现分离的。依据样品组分的分子尺寸不同实现分离的。主要用于生化分析，固定相含有能与生物分子可逆结合以及解离的配基（配体），如生物分子（抗原）与配体（抗体）之间的特异性相互作用不同而实现分离的。1.高效液相色谱法与经典液相色谱法的比较①经典LC：仅做为一种分离手段柱内径1~3cm，固定相粒径>100μm且不均匀，常压输送流动相，柱效低（H↑，n↓）分析周期长，无法在线检测。②HPLC：分离和分析，柱内径2~6mm，固定相粒径<10μm（球形，匀浆装柱），高压输送流动相，柱效高（H↓，n↑），分析时间大大缩短，可以在线检测。16-1-3液相色谱与经典液相色谱、气相色谱的比较2.高效液相色谱法与气相色谱法的比较①LC和GC的共性色谱基本概念与术语、色谱基本理论、基本关系式及定性定量方法对于高效液相色谱同样适用。

影响柱效的因素同样为涡流扩散、分子扩散及传质阻力三项。②两者具有很大的互补性互补性：低沸点—高沸点。

③两者的差异a.分析对象（两者应用范围不同）GC:能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品，对高沸点，热不稳定，离子型化合物及高聚物的分离分析较困难。20%有机物能采用气相色谱分析。HPLC：溶解后能制成溶液的样品；不受样品挥发性和热稳定性的限制，分子量大、难气化、不易挥发或热稳定性差、高分子及离子型样品均可检测；用途广泛，有机物的80%能采用HPLC进行分析。b.流动相差别GC：流动相为惰性气体，气相色谱的流动相仅起运载作用，对组分不产生相互作用力，组分只与固定相作用。HPLC：流动相为液体，流动相与组分间有亲合作用力，为提高柱的选择性、改善分离度增加了因素，对分离起很大作用，流动相种类较多，选择余地广。c.操作条件差别d.制备分离LC在制备分离上，有很广泛的应用。但高效液相色谱法的仪器设备费用昂贵，操作严格，而且缺乏通用的检测器，这是它的主要缺点。GC：加温操作HPLC：室温；高压（液体粘度大，峰展宽小）3.液相色谱柱效Giddings提出的液相色谱速率方程如下：H=He+Hd+Hs+Hm+Hsm

H为塔板高度；He，Hd，Hs，Hm，Hsm

分别为涡流扩散项、纵向扩散项、固定相传质阻力、流动相传质阻力、滞留流动相传质阻力。（1）He=2λdp,λ载体颗粒的不规则因子，dp载体粒径。采用小粒度载体颗粒和提高柱内载体填充的均匀度可以提高柱效。（2）Hd=CdDm/u,u为流动相线速度，Cd为常数，Dm为组分在流动相中的扩散系数。液体黏度比气体大得多，且液相色谱柱温较低，接近室温，因此组分在液体中的扩散系数Dm

较小，而当u大于1cm/s时，Hd可以忽略。（3）Hs=Cs’df2u/Ds,Cs’与分配比k’有关的系数，df为固定液液膜厚度，Ds为组分在固定液中的扩散系数，因此，可以通过改善传质过程，加快组分分子在固定相上的解吸过程来提高柱效。对液液分配色谱，可以使用较薄的固定相层；对于化学键合相，此项可忽略；对吸附、排阻与离子交换色谱可以使用较小颗粒的填料。（4）Hm=Cm’dp2u/Dm,Cm’与分配比k’有关，其值取决于柱的直径、形状与填料颗粒的结构；Dm为组分在流动相中的扩散系数。（5）Hsm=Csm’dp2u/Dm,

Csm’为与颗粒中被流动相所占据部分的分数以及分配比有关的常数。小结：由上可知，填料颗粒小，填充均匀，流动相流速低，H较小；样品分子尺寸小时，H较小；流动相粘度较低柱温较高时，H较小。但是有机溶剂作流动相时，增加柱温产生气泡；降低流速可以降低传质阻力项，但增加了分析时间。应根据速率方程，对各影响因素予以综合考虑。16-2高效液相色谱仪高效液相色谱仪由高压输液系统，进样系统，分离系统和检测系统和记录系统组成。图16-2高效液相色谱仪流程16-2-1高压输液系统高压输液系统由溶剂贮存器、高压输液泵、梯度洗脱装置、压力表等组成。1.溶剂贮存器材料：耐腐蚀，可为玻璃，不锈钢，氟塑料等放置位置：高于泵体，保持一定的静压差容积：0.5～2.0L2.高压输液泵高压输液泵是液相色谱仪的关键部件，其作用是将流动相以稳定的流速或压力输送到色谱系统。输液泵的稳定性直接关系到分析结果的重复性和准确性。基本要求：⑴流量准确可调，0.1～10ml/min⑵耐高压，40～50MPa⑶液流稳定，无脉动⑷死体积小，要求小于0.5ml分类：⑴恒流泵注射型泵往复型泵，应用最广泛⑵恒压泵：气动泵3.梯度洗脱装置梯度洗脱：在分离过程中，使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变它们之间的比例，从而使流动相的强度、极性、pH或离子强度相应地变化，以达到提高分离效果，缩短分析时间的目的。又称高压梯度，利用两台高压输液泵，将两种不同极性的溶剂按一定比例送入梯度混合室，混合后进入色谱柱，具有流量精确度高和梯度洗脱曲线重现性好的特点。又称低压梯度，通过比例调节阀，将两种或多种不同极性的溶剂按一定的比例混合，再用高压泵压至柱系统，价格便宜。内梯度装置：外梯度装置：图16-3外梯度和内梯度示意图内梯度外梯度16-2-2进样系统进样系统包括进样口、注射器和进样阀等。通常使用耐高压的六通阀进样装置，其结构如下图所示：16-2-3分离系统分离系统包括色谱柱、恒温器和连接管等。◆柱材料：不锈钢作色谱柱柱管◆柱规格：柱管内径为2～6mm长：10～50cm；填料粒度：5～10µm16-2-4检测器溶质性检测器总体检测器它仅对被分离组分的物理或化学特性有响应。如：紫外、荧光、电化学检测器等。它对试样和洗脱液总的物理或化学性质有响应。如示差折光，电导检测器等高效液相色谱要求检测器灵敏度高，重复性好，定量准确，对温度流量的变化不敏感，应用范围广等优点。包括：紫外吸收检测器，示差折光检测器，荧光检测器，极谱检测器，电导检测器以及氢火焰离子化检测器等。

1.紫外吸收检测器应用最广，对大部分有机化合物有响应。特点：灵敏度高，线性范围宽；对流动相的流速和温度变化不敏感，适用于梯度洗脱；波长可选，易于操作。原理：基于被分析试样对特定波长紫外和可见光的选择性吸收，试样浓度与吸光度的关系服从朗伯比尔定律。2.光电二极管阵列检测器：由光源发出的紫外或可见光通过检验池，所得组分的特征吸收的全部波长经光栅分光、聚焦到二极管阵列上同时被检测，计算机快速采集数据，便得到三维时间-色谱-光谱图。3.示差折光检测器：利用样品池中溶液折射率的变化，以测定流动相中样品的浓度。4.荧光检测器：在一定波长的光（样品的最佳激发波长，一般相当于其最大吸收波长）的激发下能发射荧光的化合物或能用柱前或柱后衍生法制成荧光衍生物的物质均可进行荧光检测。16-3液固吸附色谱法液固吸附色谱是以固体吸附剂作为固定相，吸附剂通常是些多孔的固体颗粒物质，在它们的表面存在吸附中心。液固色谱实质是根据物质在固定相上的吸附作用不同来进行分离的。16-3-1吸附机理当流动相通过固定相（吸附剂）时，吸附剂表面的活性中心就要吸附流动相分子（S）。同时，当试样分子（X）被流动相带入柱内，只要它们在固定相有一定程度的保留就要取代数目相当的已被吸附的流动相溶剂分子，于是，在固定相表面发生竞争吸附。

Xm+nSads=Xads+nSm

下标m、ads分别表示流动相和固定相，n是吸附X分子所需解吸的S分子数目。达到吸附平衡时，吸附平衡常数（K）可表示为：其中K为吸附平衡常数，K值大表示组分在吸附剂上保留强，难于洗脱。K值小，则保留值弱，易于洗脱。试样中各组分据此得以分离。K值可通过吸附等温线数据求出。16-3-2液固色谱固定相固定相：极性：非极性：活性炭酸性吸附剂：硅胶、硅酸镁。适合分离碱性溶质，如脂肪胺与芳香胺。碱性吸附剂：氧化铝、氧化镁、聚酰胺。适合分离酸性溶质，如酚，羧酸与吡咯衍生物。注：最常使用的吸附剂是硅胶，其次为氧化铝。16-3-3液固色谱流动相流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。1.流动相的基本要求：（1）能溶解被分离的样品，但不与样品反生反应；（2）与固定相不互溶，也不发生不可逆反应（3）与所用检测器相匹配，如利用紫外检测器时，溶剂要不吸收紫外光；（4）粘度尽可能小，以获得高的渗透性与柱效；（5）价格便宜、毒性小、不易着火，易于精制纯化。2.流动相的选择原则：极性大的试样用极性较强的流动相；极性弱的试样则用极性弱的流动相。3.分析对象：适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有不同官能团的化合物和异构体有较高选择性。16-4液液色谱法（分配色谱法）16-4-1分离原理固定相与流动相均为液体（互不相溶）。1.分离原理

液液分配色谱的分离原理基本与液液萃取相同，都是根据物质在两种互不相溶的液体中溶解度的不同，具有不同的分配系数。K=k’Vm/Vs所不同的是液液色谱的分配是在柱中进行的，使这种分配平衡可反复多次进行，造成各组分的差速迁移，提高了分离效率，从而能分离各种复杂组分。16-4-2固定相固定相载体固定液表面多孔型载体全多孔型载体全多孔型粒子载体β,β’-氧二丙腈聚乙二醇十八烷角鲨烷缺点：由于固定液是机械涂渍在载体上的，在流动相中会产生微量溶解，在流动相连续通过色谱柱的机械冲击下，固定液会不断地流失，而流失的固定液又会污染已被分离开的组分。克服办法：直接用化学方法把有机分子键合到载体或硅胶表面上而制成的新型固定相－化学键合固定相，不仅解决了固定相的流失问题，而且使固定相的功能得到了改善。16-4-3流动相要求：对固定相的溶解度尽可能小。对于亲水性固定液，应选择疏水性流动相；反之，相反。根据所使用的流动相和固定相的极性程度，将其分为正相分配色谱和反相分配色谱。◆正相分配色谱：流动相的极性<固定液的极性适用于极性化合物的分离极性小的组分先出柱，极性大的组分后出柱◆反相分配色谱：流动相的极性＞固定液的极性适用于非极性化合物的分离极性大的组分先出柱，极性小的组分后出柱16-5化学键合相色谱法化学键合相色谱法：在化学键合固定相上进行物质分离的一种液相色谱方法。16-5-1化学键合固定相用来制备键合固定相的载体，几乎都用硅胶。利用硅胶表面的硅醇基(Si一OH)与有机物或有机硅化合物可成键,即可得到各种性能的固定相。1.键合固定相类型

硅酸酯型：≡Si—O—C≡硅氮型：≡Si—N=硅碳键型：≡Si—C≡硅氧烷型：≡Si—O—Si—

C≡其中，硅氧烷型键合相热稳定性好，不易吸水，耐有机溶剂，能在70℃以下，pH在2～8范围内正常工作，是目前应用最广泛的键合相。2.化学键合固定相的特点（1）传质快，表面没有液坑。（2）寿命长，化学键合，无固定液流失，耐流动相冲击；耐水，耐光，耐有机溶剂，稳定。（4）选择性好，可键合不同官能团，提高选择性。（5）有利于梯度洗脱。存在着双重分离机制：(键合基团的覆盖率决定)高覆盖率：分配为主；

低覆盖率：吸附为主。

16-5-2反相键合相色谱法反相键合相色谱法固定相：非极性键合固定相（硅胶-C18H37,硅胶-苯基等）流动相：强极性溶剂如：甲醇/水、乙腈/水水和无机盐的缓冲溶液反相键合相色谱法分离机制：疏溶剂理论(主流理论认为是属于吸附色谱)这种理论把非极性的烷基键合相看作一层键合在硅胶表面上的十八烷基的“分子毛”，这种“分子毛”有较强的疏水特性。L(键合烷基)+S(组分分子)LS固定相上的烷基配合基或被分离分子中非极性部分的表面积越大或者流动相表面张力及介电常数越大，则缔合作用越强，容量因子越大，保留值越大。出柱顺序：极性大的组分先出柱，极性小的组分后出柱；适用范围：非极性--中等极性组分（HPLC大约80%采用反相完成）

缔合解缔正相键合相色谱法固定相：极性键合固定相流动相：如硅胶-CN，硅胶-NH2，硅胶-二醇基16-5-3正相键合相色谱法非极性或弱极性有机溶剂＋适量的有机极性调节剂（氯仿、醇、乙腈等）分析对象:分离异构体、极性不同的化合物，特别是用于分离不同类型的化合物。一般认为正相色谱的分离机制属于分配色谱。其k’随着固定相极性增加而增大，随流动相极性增加而降低；极性键合相的极性越大，组分保留时间越大。16-5-4离子性键合相色谱法

当以薄壳型或全多孔微粒型硅胶为基质，化学键合各种离子交换基团，如一SO3H、一CH2NH2、－C00H、一CH2N(CH3)3Cl等时，就形成了离子性键合相色谱的固定相；流动相一般采用缓冲溶液。其分离原理与离子交换色谱类同。小结：化学键合相色谱法的优点是：①适用于分离几乎所有类型的化合物；②由于键合到载体上的基团不易流失，特别适用于梯度洗脱。③最大缺点是不能用于酸、碱度过大或存在氧化剂的缓冲溶液作流动相的体系。④柱效高、使用周期长、分析重现性好。16-6离子交换色谱法离子交换色谱以离子交换树脂为固定相，样品组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆交换。根据组分离子对树脂亲和力不同而得到分离。其交换过程如下：16-6-1分离原理

阳离子交换：

阴离子交换：

横线表示在固定相上，Z+与X-代表被分析的组分离子；M+与Y-表示树脂上可交换的离子团。达平衡时，以浓度表示交换反应的平衡常数分别为：

阳离子交换：

阴离子交换：

平衡常数K值越大，表示组分的离子与离子交换树脂的相互作用越强，越易保留而难于洗脱。一般说来，组分离子电荷越大，水合离子半径越小，K值就越大。16-6-2固定相固定相：阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。对于典型的磺酸型阳离子交换树脂，一价离子的选择性顺序按以下顺序：

Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+

二价离子的顺序为：

Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Cd2+＞Cu2+，Zn2+＞Mg2+

对于季胺型强碱阴离子交换树指，阴离子的选择性顺序为：

ClO4-＞I-＞HS04-＞SCN-＞NO2-＞Br-＞CN-＞Cl-＞BrO3-＞OH-＞HCO3-＞H2P04-＞IO3-＞CH3COO－＞F－（l）多孔型离子交换树脂主要是聚苯乙烯和二乙烯苯基的交联聚合物，直径约为5～20μm，有微孔型和大孔型之分[见图21-12中（a）和（b）］。（2）薄膜型离子交换树脂直径约对30μm的固体情性核上，凝聚1～2μm厚的树脂层，如图中（c）。（3）表面多孔型离子交换树脂在固体情性核上，覆盖一层微球硅胶，再在上面涂一层很薄的离子交换树脂，如图中（d）所示。（4）离子交换键合固定相用化学反应将离子交换基团键合到惰性载体表面。它也分为两种类型。一种是键合薄壳型，其载体是薄壳玻珠。另一种是键合微粒载体型，它的载体是多孔微粒硅胶。后者是一种优良的离子交换固定相，它的优点是机械性能稳定，可使用小粒度固定相和高柱压来实现快速分离。常用的离子交换剂固定相可分以下几种：16-6-3流动相流动相：大都是一定pH和盐浓度（或离子强度）的缓冲溶液。阴离子交换树脂作固定相，采用碱性水溶液；阳离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液。通过改变流动相中盐离子的种类、浓度和pH值可控制K值，改变选择性。

16-6-4应用凡在溶液中能够电离的物质，通常都可用离子交换色谱法进行分离。它不仅适用无机离子混合物的分离，亦可用于有机和生物物质的分离，例如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子。因此，应用范围较广。16-7空间排阻色谱法16-7-1分离原理分离原理：立体排阻，按分子大小顺序进行分离。体积大的分子不能渗透到孔穴中去而被排阻，较早地被淋洗出来；中等体积的分子部分渗透；小分子可完全渗透入内，最后洗出色谱柱。这样，样品分子基本上按其分子大小，排阻先后由柱中流出。排阻极限:比A点相应的相对分子质量大的分子,均被排斥于所有的胶孔之外。渗透极限:比B点相应的相对分子质量小的分子都可以完全渗入凝胶孔穴中。相对分子质量介于排阻极限和渗透极限之间的化合物，将根据它们的分子尺寸，进入一部分孔穴，而不能进入另一部分孔穴，其结果使这些化合物按相对分子质量降低的次序被洗脱。因此，在选择固定相时，应使欲分离试样粒子的相对分子质量落在固定相的排阻极限和渗透极限之间。排阻色谱的特点:1.保留时间是分子尺寸的函数,因此有可能提供分子结构的某些信息；2.保留时间短，谱峰窄，容易检测，可以用灵敏度较低的检测器；3.固定相与分子间的作用力弱，趋于零，即柱子不能很好地保留分子，因此柱寿命长；4.不能分辨分子大小相近的化合物．一般来说，分子量的差别需在10%以上时才能得到分离。16-7-2排阻色谱的填料和流动相1.固定相：凝胶(具有一定大小孔隙分布)。一般可分为软性、半刚性和刚性凝胶三类。凝胶：指含有大量液体（一般是水）的柔软而富于弹性的物质，它是一种经过交联而具有立体网状结构的多聚体。（1）软性凝胶如葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶，它们适用以水溶性溶剂作流动相，一般用于小分子质量物质的分析，不适宜用在高效液相色谱中。（2）半刚性凝胶如高交联度的聚苯乙烯常以有机溶剂作流动相。用于高效液相色谱时，流速不宜大。（3）刚性凝胶如多孔硅胶、多孔玻璃等它们既可用水溶性溶剂，又可用有机溶剂作流动相，可在较高压强和较高流速下操作。2.流动相流动相特点：①必须能溶解样品，并必须与凝胶本身非常相似，这样才能润湿凝胶；②溶剂的粘度要小，因为高粘度溶剂往往限制分子扩散作用而影响分离效果。③选择溶剂还必须与检定器相匹配。◆常用的流动相有四氢呋喃、甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺和水等。16-7-3应用分为凝胶过滤和凝胶渗透两类，主要用于分离大分子物质，其分离范围为相对分子质量2000-2000000。1.根据相对分子质量选择

相对分子质量十分低的样品，其挥发性好，适用于气相色谱。标准液相色谱类型（液一固、液一液、及离子交换色谱）最适合的相对分子质量范围是200～2000。对于相对分子质量大于2000的样品，则用空间排阻法为最佳。2.根据溶解度选择3.根据分子结构选择水溶性试样最好用离子交换色谱法或液液分配色谱法。微溶于水的但在酸碱存在下能很好解离的可用离子交换色谱法。油溶性或相对非极性混合物可用液固色谱法。离子型化合物可用离子交换色谱。异构体可用液固色谱。不同官能团化合物可用液液分配色谱法。高分子聚合物可用空间排阻色谱法。16-8色谱分离方法的选择选择色谱分类方法的主要根据是试样的相对分子质量的大小、在水中和有机溶剂的溶解度、极性和稳定程度以及化学结构等物理性质和化学性质。

1937年，蒂塞利乌斯(瑞典)将蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白。发现试样的迁移速率和方向由其电荷和淌度决定。获1948年诺贝尔化学奖。16-9毛细管电泳（CE）电泳：在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。电泳法：利用电泳现象对某些化学或生物物质进行分离分析的方法和技术叫电泳法或电泳技术。

按形状分类：U形管电泳、柱状电泳、板电泳；按载体分类：滤纸电泳、琼脂电泳、聚丙烯酰胺电泳、自由电泳。传统电泳分析缺点：操作烦琐，分离效率低，定量困难，无法与其他分析相比。

高效毛细管电泳：以高压直流电场为驱动力、以毛细管为分离通道，依据试样组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离、分析的新型液相分离技术。电泳淌度μ：单位电场强度下的平均电泳速度。淌度不同是电泳分离的基础。1981年，Jorgenson和Luckas，用75μm内径石英毛细管进行电泳分析，理论塔板数高达40万/m，促进电泳技术发生了根本变革，迅速发展成为可与GC、HPLC相媲美的崭新的分离分析技术——高效毛细管电泳(HPCE)。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：

一是采用了0.05mm内径的毛细管,；二是采用了高达数千伏的电压。◆毛细管的采用使产生的热量能够较快散发，大大减小了温度效应，使电场电压可以很高。◆电压升高，电场推动力大，又可进一步使柱径变小，柱长增加，◆高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色谱，理论塔板数高达几十万块/米，特殊柱子可以达到数百万。16-9-1基本原理1.毛细管电泳的装置高压电源、带有冷却装置的毛细管、进样系统、检测系统、两个贮液器和控制及数据处理系统。毛细管电泳装置①毛细管材料：石英；规格：内径20～100μm，外径350～400μm；长度<=1m②高压电源一般为0～30kV稳定、连续可调的直流电源；且电源极性易转换。高压电源为分离提供动力的；③进样方式进样量：毛细管长度的1%-2%；纳升级、非常小；a.压差法（1）进样端加压（2）出口端抽真空（3）虹吸进样b.电迁移法将毛细管进口端和高压电极一起插入试样溶液，接通高压（5KV）,控制时间，靠电渗流可定量地引入试样。④.检测器要求：具有极高灵敏度，可柱端检测。

类型检测限/mol特点紫外-可见10-13～10-15

加二极管阵列，光谱信息荧光10-15～10-17灵敏度高，样品需衍生激光诱导荧光10-18～10-20灵敏度极高，样品需衍生电导10-18～10-19离子灵敏，需专用的装置质谱10-17～10-16⑤缓冲液池化学惰性，机械稳定性好；2.分离原理电场作用下，毛细管柱中出现：电泳现象（前文已解释）和电渗流现象。①电渗流现象：毛细管成分为SiO2,与水接触生成硅羟基-Si-OH，当电解质溶液的pH大于等于3时，硅羟基发生解离，形成-Si-O-

，使毛细管内壁表面带负电荷，因此它会吸引电介质中的阳离子，形成双电层。在高压作用下，双电层中的水合阳离子将携带附近的溶液一起向阴极方向流动，形成电渗流。带电粒子在毛细管内电解质缓冲溶液中的迁移速度等于电泳与电渗流二者的矢量和。电渗速率：电渗流迁移的速率。②电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质：内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极；内表面带正电荷，溶液带负电荷，电渗流流向阳极；石英毛细管：带负电荷，电渗流流向阴极。③HPCE中电渗流的流形电荷均匀分布，整体移动，电渗流的流动为平流，塞式流动（谱带展宽很小）；液相色谱中的溶液流动为层流，抛物线流型，管壁处流速为零，管中心处的速度为平均速度的2倍（引起谱带展宽较大）。带电粒子的迁移速率=电泳+电渗流，两种速度的矢量和。正离子：两种效应的运动方向一致，在负极最先流出阴离子：两种效应的运动方向相反。v电渗流>v电泳时，阴离子随电渗流在负极最后流出。在这种情况下，不但可以按类分离，除中性粒子外，同种类离子由于受到的电场力大小不一样导致差速迁移被相互分离。总的来说，毛细管电泳实现了所有组分的同向泳动，正负离子的同时分离。中性粒子无电泳现象，受电渗流影响，在阳离子后流出，中性粒子之间不能分离；

④石英毛细管：带负电荷，电渗流流向阴极。（1）可一次完成阳离子、阴离子、中性粒子的分离；因此：（2）改变电渗流的大小和方向可改变分离效率和选择性，如同改变LC中的流速；（3）电渗流的微小变化影响结果的重现性；在HPCE中，控制电渗流非常重要。改变电渗流方向的方法：1）毛细管改性表面键合阳离子基团；2）加电渗流反转剂内充液中加入大量的阳离子表面活性剂，将使石英毛细管壁带正电荷，溶液表面带负电荷。电渗流流向阳极。3.高效毛细管电泳的特点①仪器简单、易自动化②分析速度快、分离效率高电源、毛细管、检测器、溶液瓶在3.1min内分离36种无机及有机阴离子，4.1min内分离了24种阳离子（碱金属与镧系元素）；分离柱效：105～107/m理论塔板数；③操作方便、消耗少；操作模式多