液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)――雙酚類有機(jī)物的kow測定

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1、液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)一一雙酚類有機(jī)物的Kow測定摘要：本文根據(jù)高壓液相色譜（HPLC）分離基本原理以及分子結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物在反相色譜柱的保留時(shí)間與其正辛醇-水分配系數(shù)（Kow）直接的對(duì)數(shù)線性相關(guān)關(guān)系，設(shè)計(jì)了一套液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。傳統(tǒng)HPLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不同，本方案重點(diǎn)在于讓學(xué)習(xí)者從本質(zhì)上掌握液相色譜分離的基本原理和有機(jī)物的保留規(guī)律。關(guān)鍵詞：高壓液相色譜（HPLC）正辛醇-水分配系數(shù)（Kow）相關(guān)性分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：G642.423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.Ill液相色譜分析是儀器分析的重要手段之一，在現(xiàn)代

2、有機(jī)物分析中發(fā)揮了巨大的作用。液相色譜分析教學(xué)也成為大學(xué)化學(xué)、生物、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)等諸多專業(yè)的《儀器分析》課程中的重要內(nèi)容。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各普通高校相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)條件改善，在《儀器分析》配套實(shí)驗(yàn)課程中逐步開設(shè)了高壓液相色譜（HPLC）實(shí)驗(yàn)，有的在專門的《色譜》課程配套實(shí)驗(yàn)中分不同類型、目的多方案開設(shè)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的HPLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)常常是選擇一種到三種有機(jī)物作為對(duì)象，在一定色譜條件下進(jìn)行色譜分離與定性定量檢測，評(píng)估分離與分析的性能。然而，多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，常常學(xué)習(xí)過的學(xué)生或者甚至高年級(jí)的研究生并不能初步判斷不同有機(jī)物在反相HPLC上的保留特性的差異，而

3、且往往對(duì)色譜分離原理在HPLC的實(shí)現(xiàn)機(jī)制缺少應(yīng)有的基本認(rèn)知。這促使我們?cè)O(shè)計(jì)了一套新的液相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，即雙酚類有機(jī)物的Kow測定。1實(shí)驗(yàn)原理色譜法是一種借助色譜分離原理而使混合物中各組分分離的技術(shù)，它是混合物非常有效的分離、分析方法。其中的一相固定不動(dòng)，稱為固定相；另一相是攜帶試樣混合物流過此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，其與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由

4、固定相中流出。待測有機(jī)組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g/mL）比，稱為分配系數(shù)，用表示，即：（1）分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。常用的分配系數(shù)是正辛醇-水分配系數(shù)Kow,即：(2)式中：CO、CW分別為有機(jī)物在正辛醇相和水相中的平衡濃度。Kow不同，保留時(shí)間亦不同?，F(xiàn)已積累了大量有機(jī)化合物的Kow值，是量化表征有機(jī)化合物疏水性的方法之一。[1]USEPA根據(jù)Kow與色譜保留時(shí)間t的對(duì)數(shù)線性相關(guān)性(方程(3)所示)，建立了基于反相HPLC保留時(shí)間t測定有機(jī)物Kow的標(biāo)準(zhǔn)方法。[2]logKo

5、w=alogt+b(3)該標(biāo)準(zhǔn)方法中高效液相色譜法采用C-18反相色譜柱，流動(dòng)相為甲醇-水混合液。本實(shí)驗(yàn)采用高效液相色譜法測定雙酚類一系列結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)化合物的保留時(shí)間，通過考察保留時(shí)間與K0W之間的關(guān)系來進(jìn)一步理解色譜法的原理，掌握基本實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析方法。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中選擇的系列有機(jī)物是雙酚類有機(jī)物。2實(shí)驗(yàn)試劑及儀器雙酚類有機(jī)物雙酚A(BPA)、硫代雙酚(TDP)、苯基乙基雙酚(BPAP).環(huán)己基雙酚(EPCH)、雙甲基苯酚丙烷(BPP).雙二甲基苯酚丙烷(TMBPA)、對(duì)苯撐二異亞丙基二苯酚(BPC)的稀溶液；高效液相色譜儀：安捷倫1200,流速：1.0mL/min；二極管

6、陣列紫外檢測器；色譜柱：Kromas訂100-5C18,150X4.6mmo流動(dòng)相甲醇-水混合液（80%甲醇：20%水），20微升定量環(huán)。也可采用手動(dòng)進(jìn)樣模式的HPLCo3實(shí)驗(yàn)步驟第一，按體積比配制80%的甲醇溶液，超聲20min除去溶液中溶解的氣體，用微孔濾膜過濾后即可作為流動(dòng)相使用。第二，打開高效液相色譜儀，設(shè)置儀器參數(shù)：流速=lmL/min；檢測波長入=280nm；在工作站中設(shè)置樣品的相關(guān)參數(shù)：樣品名稱，檢測時(shí)間，文件指定的保存目錄等。參數(shù)設(shè)好以后開泵脫氣（每次更換新的流動(dòng)相都要進(jìn)行脫氣操作），脫氣完畢后測試基線。第三，待基線平穩(wěn)以后，將配好的BPA等一系列雙酚類有機(jī)物的稀

7、溶液用進(jìn)樣針從進(jìn)樣口依次進(jìn)樣，設(shè)定每一次的檢測時(shí)間為lOmin,記錄各樣品的出峰時(shí)間t,單位min。第四，樣品測定完后，關(guān)閉紫外檢測器。用超純水進(jìn)樣,清洗進(jìn)樣器中殘留的樣品，用100%甲醇流動(dòng)相沖洗色譜柱約30min,關(guān)閉高壓泵。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表1中記錄七種雙酚類有機(jī)物在HPLC上的保留時(shí)間t,同時(shí)查閱現(xiàn)有的化學(xué)物質(zhì)安全手冊(cè)（MSDS）或其他工具書,或者利用Chemiffice軟件獲得這些雙酚類有機(jī)物的Kow,計(jì)算其對(duì)數(shù)，列于表1。表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果［［項(xiàng)目