HPLC for Pharmaceutical Scientists pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kazakevich, Yuri V. (EDT)/ Lobrutto, Rosario (EDT)

出品人:

页数:1136

译者:

出版时间:2007-2

价格:1583.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471681625

丛书系列:

图书标签:

• 药学
• 教材
• hplc
• HPLC
• Pharmaceutical Analysis
• Drug Development
• Chromatography
• Validation
• Method Development
• Quality Control
• Pharmaceutical Science
• Analytical Chemistry
• Instrumentation

色谱技术的奥秘：原理、应用与前沿探索 本书深入剖析了色谱技术的原理、方法及在科学研究中的广泛应用，旨在为读者提供一个全面而系统的认识。从经典的液相色谱到现代的超高效液相色谱，从气相色谱的精妙分离到离子色谱的精准测定，本书涵盖了各类主流色谱技术的核心概念。我们不仅会探讨不同色谱技术的理论基础，如传质、传热、分配系数、保留因子等关键参数，还将详细阐述固定相和流动相的选择原则，以及它们如何影响分离效率和选择性。 一、 色谱技术的核心原理 色谱技术作为一种强大的分离手段，其核心在于物质在两相（固定相和流动相）之间分配的差异。当样品被引入色谱系统后，其中的组分会与固定相发生不同程度的相互作用，同时被流动相携带前进。由于各组分与固定相的亲和力不同，它们在流动相中的迁移速率也各异，从而实现分离。 分配色谱（Partition Chromatography）： 这种色谱模式基于组分在互不相溶的两相（通常是液-液）中的溶解度差异。固定相通常是涂布在惰性载体上的液膜，流动相为液体。在液-液色谱中，固定相与流动相的极性差异是决定分离的关键。极性越强的组分在极性固定相上保留越久，反之亦然。 吸附色谱（Adsorption Chromatography）： 该技术利用组分在固体固定相表面的吸附能力差异进行分离。固定相通常是具有强吸附性的固体材料，如硅胶、氧化铝等。流动相的极性变化会显著影响组分在固定相上的吸附强度，从而改变它们的迁移速率。 离子交换色谱（Ion-Exchange Chromatography）： 适用于分离带电荷的分子，如氨基酸、蛋白质、核酸等。固定相含有可解离的离子基团，与样品中的带电离子发生可逆的静电作用。通过改变流动相的离子强度或pH值，可以调节离子与固定相的结合能力，实现分离。 体积排阻色谱（Size Exclusion Chromatography，SEC），又称凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC）或凝胶过滤色谱（Gel Filtration Chromatography，GFC）： 这种方法根据分子大小进行分离。固定相是由多孔材料制成的，孔径分布经过精心设计。大分子由于无法进入孔道，迁移速度快；小分子则能够进入孔道，在其中迂回前进，迁移速度慢，从而实现按分子量大小的排序。 亲和色谱（Affinity Chromatography）： 这是一种高度选择性的分离技术，其固定相上连接有能够特异性识别和结合目标分子的配体。例如，通过固定生物分子（如抗体、酶抑制剂）来捕获样品中与之特异结合的生物分子。这种方法在生物化学和生物技术领域应用广泛。 二、 主要色谱技术的原理与应用 1. 液相色谱（Liquid Chromatography, LC） 液相色谱是最常用且应用最广泛的色谱技术之一。它通过将样品溶解在液体流动相中，然后通过一个填充有固定相的色谱柱。 经典液相色谱（Classical LC）： 曾是主要的液相色谱形式，流动相流速较低，分离效率相对较低。 高效液相色谱（High-Performance Liquid Chromatography, HPLC）： HPLC是LC的重要发展，它使用高压泵驱动流动相，并采用粒径更小的固定相填料，从而显著提高了分离效率、分辨率和分析速度。HPLC可进一步细分为： 反相HPLC（Reversed-Phase HPLC, RP-HPLC）： 这是最常用的HPLC模式。固定相是非极性（通常是C18或C8链连接在硅胶上），流动相为极性溶剂（如水和有机溶剂的混合物）。极性较弱的化合物在非极性固定相上保留时间更长。RP-HPLC广泛应用于分析药物、天然产物、环境污染物等。 正相HPLC（Normal-Phase HPLC, NP-HPLC）： 固定相为极性（如硅胶、氧化铝），流动相为非极性溶剂。极性化合物在极性固定相上保留时间更长。NP-HPLC常用于分离极性较强的化合物，如异构体、脂溶性维生素等。 离子对HPLC（Ion-Pair HPLC）： 在RP-HPLC中加入特定的离子对试剂，以改善带电化合物的分离。 离子交换HPLC（Ion-Exchange HPLC）： 利用固定相上的离子交换基团与样品中的离子组分进行分离。 尺寸排阻HPLC（Size Exclusion HPLC, SEC-HPLC）： 用于聚合物、蛋白质等大分子的分子量测定和分离。 超高效液相色谱（Ultra-High-Performance Liquid Chromatography, UHPLC）： UHPLC是HPLC的进一步升级，它使用亚2微米甚至更小粒径的固定相填料，并能在更高的压力下运行（高达1000 MPa）。这带来了极高的分离效率、极快的分析速度和更低的流动相消耗。UHPLC在药物研发、代谢组学、蛋白质组学等领域是不可或缺的工具。 2. 气相色谱（Gas Chromatography, GC） 气相色谱适用于分离和分析具有挥发性或可挥发性的化合物。样品在气相流动相（通常是惰性气体，如氦气、氮气、氢气）的携带下通过填充有固定相的色谱柱。 填充柱GC（Packed-Column GC）： 使用填充有固定相的较粗的色谱柱，适用于较大样品量的制备性分离或分离难度不大的样品。 毛细管GC（Capillary-Column GC）： 使用内壁涂有固定相的细长管状色谱柱，具有极高的理论塔板数，分离效率极高，是现代GC分析的主流。 GC的应用： GC广泛用于分析石油化工产品、食品添加剂、农药残留、环境污染物、香精香料等。各种检测器（如FID、TCD、ECD、MS）与GC联用，可以实现对目标组分的定性定量分析。 3. 二维色谱（Two-Dimensional Chromatography, 2D-LC, 2D-GC） 二维色谱是将两种不同分离机制的色谱技术串联起来，以获得比一维色谱更高的分离能力。例如，2D-LC可以将RP-LC和SEC-LC结合，实现对复杂样品中不同种类组分的分离。2D-GC则常用于分析结构高度相似的化合物。 4. 质谱联用技术（Mass Spectrometry Coupling, MS Coupling） 将色谱技术与质谱技术联用，是现代分析化学中最强大的工具之一。色谱负责分离，质谱负责检测和鉴定。 GC-MS： GC-MS是分析挥发性有机物的黄金标准，可用于物质的定性（通过质谱图库比对）和定量分析。 LC-MS： LC-MS是分析非挥发性、热不稳定性化合物（如蛋白质、多肽、代谢物、药物）的强大工具。从离子源（如ESI、APCI）到质谱仪（如四极杆、离子阱、TOF、Orbitrap），LC-MS的应用范围极其广泛，是生命科学、药物研发、环境监测等领域的基石。 三、 色谱技术在各领域的应用 色谱技术凭借其高效的分离能力和灵敏的检测能力，在众多科学和工业领域发挥着不可替代的作用。 药物研发与质量控制： 药物合成中间体和原料药的纯度分析： 确保原料药的质量和批次稳定性。 药物代谢产物的鉴定与定量： 研究药物在体内的转化过程。 药物杂质分析： 识别和控制药物中的潜在有害杂质，确保药物安全性。 药物制剂的含量测定： 保证药物剂量的准确性。 药物的稳定性研究： 评估药物在不同储存条件下的降解情况。 食品安全与检测： 农药残留分析： 检测食品中的农药含量，确保消费者安全。 非法添加物检测： 如三聚氰胺、苏丹红等。 风味物质分析： 研究食品的香气成分，优化产品风味。 营养成分分析： 如维生素、氨基酸、脂肪酸等。 过敏原检测。 环境监测： 水体和土壤污染物分析： 检测持久性有机污染物（POPs）、重金属、酚类等。 空气质量监测： 分析挥发性有机物（VOCs）、颗粒物中的有机成分。 环境样品的前处理与富集。 生命科学研究： 蛋白质组学： 分离和鉴定大量蛋白质，研究蛋白质的表达、修饰和相互作用。 代谢组学： 分析细胞、组织或体液中的小分子代谢物，研究生理和病理过程。 核酸分析： 分离和鉴定DNA、RNA片段。 天然产物分离与鉴定： 从植物、微生物等来源中分离具有生物活性的化合物。 材料科学： 聚合物分子量分布测定： 通过SEC-HPLC/GPC了解聚合物的物理化学性质。 高分子单体和添加剂的分析。 法医鉴定： 毒物分析： 检测人体样本中的毒品、药物、有毒物质。 爆炸物分析。 DNA和蛋白质分析（辅助）。 四、 色谱技术的发展趋势与前沿探索 色谱技术正朝着更高效率、更高灵敏度、更快速、更自动化、更微型化以及更智能化的方向发展。 UHPLC的普及与技术革新： 超高压技术使得分离速度和效率得到质的飞跃，驱动了更高性能的色谱柱和仪器发展。 二维色谱技术的深化应用： 2D-LC和2D-GC在处理日益复杂的样品时，展现出巨大的潜力，能够实现在一维色谱中无法达到的分离度。 微流控与芯片色谱： 将色谱技术集成到微流控芯片上，实现微量样品分析、快速分离和仪器小型化，有望用于即时检测（point-of-care testing）和便携式分析设备。 新型固定相材料的开发： 表面改性技术、纳米材料、多孔聚合物等新型固定相的出现，为实现更高效、更具选择性的分离提供了可能。 数据处理与人工智能： 结合先进的质谱技术和强大的数据分析算法，利用机器学习和人工智能技术来辅助色谱数据的解读、模式识别和方法开发。 绿色色谱： 关注流动相的环保性，开发使用更少溶剂、更低毒性溶剂或水相体系的色谱方法，以降低环境影响。 自动化与高通量分析： 自动进样器、自动方法开发系统以及机器人技术的发展，显著提高了色谱分析的工作效率，满足了高通量实验的需求。 多维联用技术的拓展： 除了GCxGC和LCxLC，正在探索更多维度的联用技术，以应对超复杂体系的挑战。 本书将深入解析这些前沿技术，并结合实际案例，帮助读者深刻理解色谱技术在现代科学研究和工业生产中的重要地位，并为未来的探索与创新提供坚实的基础。

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