色谱法(色谱理论)

分类
1.1 色谱法
（2）按使用的形式分类 ） ·纸色谱法（paper chromatography） 纸色谱法（ 纸色谱法 ） 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上， 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然 后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现， 后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现， 根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。
1.2 色谱法的重要参数
色谱图中的参数
★★★峰宽
(Y):
从色谱峰两侧的转折点（拐点）做 从色谱峰两侧的转折点（拐点） 切线，在基线上的截距叫峰底宽， 切线，在基线上的截距叫峰底宽， 简称峰宽。 简称峰宽。
★★★半峰宽
(Y1/2):
峰高一半处色谱峰的宽度叫半峰宽。 峰高一半处色谱峰的宽度叫半峰宽。 由于色谱峰顶呈圆弧形，色谱峰的 由于色谱峰顶呈圆弧形， 半峰宽并不等于峰底宽的一半。 半峰宽并不等于峰底宽的一半。
1.2 色谱法的重要参数
例题
已知记录纸的速度是2.5cm.min-1,测得某色谱峰的峰底 已知记录纸的速度是 测得某色谱峰的峰底 宽度为3.2cm,用时间表示的色谱峰宽度为多少？ 用时间表示的色谱峰宽度为多少？ 宽度为 用时间表示的色谱峰宽度为多少
解：3.2cm÷(2.5cm.min-1)=1.28min ÷
1.2 色谱法的重要参数
保留值： ★★★保留值： 表示被测组分从进样到色谱柱后出现浓度最大值所 表示被测组分从进样到色谱柱后出现浓度最大值所 进样到色谱柱后出现浓度最大值 需要的时间（或所需载气的体积）， ），叫做保留值 需要的时间（或所需载气的体积），叫做保留值
1.2 色谱法的重要参数
★★★保留时间 ： ★★★保留时间(tR)： 保留时间 是指被测组分从进样开始到色谱柱后出现浓度最大值所需 是指被测组分从进样开始到色谱柱后出现浓度最大值所需 进样开始到色谱柱后出现浓度最大值 要的时间 =组分在流动相中停留的时间 在固定相中所停留的时间 组分在流动相中停留的时间+在固定相中所停留的时间 组分在流动相中停留的时间 ★★★调整保留时间 ★★★调整保留时间(tR’): 调整保留时间 组分的保留时间与死时间的差值： 组分的保留时间与死时间的差值： tR’= tR-t0 它表示与固定相发生作用的组分比载气在色谱柱中多滞留 的时间，实际上是组分在固定相中所滞留的时间 的时间，实际上是组分在固定相中所滞留的时间
色谱法Chromatography
课程主要内容
（1）色谱理论。 ）色谱理论。 （2）气相色谱。 ）气相色谱。 （3）高效液相色谱。 ）高效液相色谱。 （4）毛细管电泳。 ）毛细管电泳。 （5）离子色谱。 ）离子色谱。 （6）薄层色谱与纸色谱法。 ）薄层色谱与纸色谱法。
第一节
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
应用
1.1 色谱法简介
（1）色谱分析广泛应用于极为复杂的混合物成分 ） 分析 （2）液相色谱法，在糖类、氨基酸、农药、染料、 ）液相色谱法，在糖类、氨基酸、农药、染料、 贵金属、 贵金属、有机金属化合物等方面得到了广泛的 应用 （3）色谱分离是一种非常有效的提纯物质的技术， ）色谱分离是一种非常有效的提纯物质的技术， 常用于制备分离， 常用于制备分离，得到高纯样品 （4）色谱 质谱联用仪已成为研究分子结构的重要 ）色谱-质谱联用仪已成为研究分子结构的重要 手段
历史
1.1 色谱法简介
1906 俄国 俄国Tsweet 用碳酸钙用吸附剂分离植物色素 1941 瑞典 瑞典Tiselius发明吸附色谱及电泳法（ 1948年Nobel 发明吸附色谱及电泳法（ 发明吸附色谱及电泳法 年
Chemistry Prize获得者） 获得者） 获得者
1959 Porath ,Flodin发明凝胶过滤色谱的报告 发明凝胶过滤色谱的报告 1964 Moore发明凝胶渗透色谱 发明凝胶渗透色谱 1965 Giddings 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论 发展了色谱理论， 基础 1967 Kirkland等研制高效液相色谱 等研制高效液相色谱 1975 Small 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动 发明了以离子交换剂为固定相、 相，采用一致型电导检测的新型离子色谱法 1981 Jorgenson等创立了毛细管电泳法 等创立了毛细管电泳法
分类
1.1 色谱法
（2）按使用的形式分类 ） 柱色谱法(column chromatography) 柱色谱法 柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着 在毛细管内壁上做成色谱柱， 在毛细管内壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个方 向移动而进行分离的色谱法。 向移动而进行分离的色谱法。
色谱理论
色谱法简介 色谱法的重要参数 平衡塔板理论 速率理论 色谱分离条件的选择
1.1 色谱法简介
色谱法？ 什么是 色谱法？ 关键词：分离分析方法 分离分析方法 两相分布能力不同
吸附 离子交换 疏水性 共价作用 亲和作用
1.1 色谱法简介
起源
1906 年Tswett 研究植物色素分离，1907年 提 研究植物色素分离，1907年 植物色素分离 出了色谱法这一概念。 出了色谱法这一概念。
1.1 色谱法
分类
（1）按物理状态分类 ） 根据流动相的物态： 根据流动相的物态： 气相色谱法（ ）、液相色谱法（ ） 气相色谱法（GC）、液相色谱法（LC） 色谱法 ）、液相色谱法 根据固定相的物态： 根据固定相的物态： -固色谱法、气-液色谱法、液-固色谱法、液-液色谱法 固色谱法、 液色谱法、 固色谱法、 液
原因？？ 原因？？
通常因电源接触不良或瞬时过载、检测器不稳定、 通常因电源接触不良或瞬时过载、检测器不稳定、流动相含有气泡或色谱柱被污染
1.2 色谱法的重要参数
1.2 色谱法的重要参数
色谱图中的参数
色谱峰的高度、宽度、 色谱峰的高度、宽度、半峰宽度
★★★峰高
(h):色谱峰最高点到基线的距离，一般用cm为单位 色谱峰最高点到基线的距离，一般用 为单位 色谱峰最高点到基线的距离
分类
1.1 色谱法
（2）按使用的形式分类 ） ·薄层色谱法 薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) 薄层色谱法 薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形 成薄层， 成薄层，然后用与纸色谱法类似的方法操作以达到分离目 的。
1.1 色谱法
分类
（3）按分离机理分类 ） 吸附色谱法： 吸附色谱法：利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而 使之分离的色谱法称为吸附色谱法。 使之分离的色谱法称为吸附色谱法。适于分离不同种类的化合 例如，分离醇类与芳香烃）。常用硅胶和氧化铝为吸附剂。 ）。常用硅胶和氧化铝为吸附剂 物（例如，分离醇类与芳香烃）。常用硅胶和氧化铝为吸附剂。 分配色谱法： 分配色谱法：利用固定相对不同组分分配性能的差别而使之分离的 色谱法称为分配色谱法。 色谱法称为分配色谱法。
1.2 色谱法的重要参数
★★★死体积 ★★★死体积(V0)： 死体积 ： 不与固定相作用的组分从进样到柱后出现浓度最大值所需 要的载气体积。若载气的体积流速为F 要的载气体积。若载气的体积流速为 0，则死体积为 V0=F0.t0 ★★★保留体积 ★★★保留体积(VR): 保留体积 从进样开始到柱后出现浓度最大值所需要的载气体积： 从进样开始到柱后出现浓度最大值所需要的载气体积： VR=F0.tR ★★★调整保留体积 ★★★调整保留体积(VR’):扣除死体积后的保留体积 调整保留体积 扣除死体积后的保留体积 VR’=F0.tR’
K = ρs / ρm
组分在固定相 中的质量浓度 (g/ml) 组分在流动相中 的质量浓度(g/ml) 的质量浓度
K↑，溶解度或吸附能力↑ ，组分在固定相中的量↑ ，在
流动相中的量↓ 流动相中的量↓。
↑ ，进入固定相的组分↑ ，组分在固定相中滞留的时间 ↑ ，流出色谱柱所需的时间也就↑ 。
K
1.2 色谱法的重要参数
分配比(k) ★★★分配比 定义：分配比是在一定温度、压力下，组分在两相间达到分 定义：分配比是在一定温度、压力下， 配平衡时，两相间组分的质量比： 配平衡时，两相间组分的质量比： k=ms/mm
吸附过程
1.1 色谱法
砷离子色谱曲线
分类
（3）按分离机理分类 ）
离子交换色谱法： 离子交换色谱法：利用离子交换原理和液相色谱技术的结 合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法， 合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法， 利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异 来实现分离。 来实现分离。 离子交换色谱主要是用来分离离子或可离解的化合物。 离子交换色谱主要是用来分离离子或可离解的化合物。它 不仅广泛地应用于无机离子的分离， 不仅广泛地应用于无机离子的分离，而且广泛地应用于 有机和生物物质，如氨基酸、核酸、蛋白质等的分离。 有机和生物物质，如氨基酸、核酸、蛋白质等的分离。
基线
没有试样进入检测器时，记录仪记录的是一条直线，这条直线称为基线 没有试样进入检测器时，记录仪记录的是一条直线，这条直线称为基线 （baseline) 噪音(noise)：使基线发生细小的波动的现象 ： 噪音 基线是在实验操作条件下 反映检测器系统噪音随时间变化的曲线， 基线是在实验操作条件下，反映检测器系统噪音随时间变化的曲线， 实验操作条件 噪音随时间变化的曲线
色谱法在分离工程中的地位
1.2 色谱法的重要参数
色谱图(chromatogram ) 色谱图(
各组分的浓度随流出时间而分布的曲线常称为色谱曲线图或色谱图 各组分的浓度随流出时间而分布的曲线常称为色谱曲线图或色谱图 浓度随流出时间而分布 (elution profile)
1.2 色谱法的重要参数
γ2，1值越大，两组分的色谱峰相距越远，分离得越好 值越大，两组分的色谱峰相距越远，
1.2 色谱法的重要参数
★★★分配系数与分配比
组分在固定相和流动相之间发生的吸附与脱附或者溶解与 挥发的过程叫分配过程。 挥发的过程叫分配过程。
凝胶渗透色谱的分离过程
1.2 色谱法的重要参数
分配系数（ ） ★★★分配系数（K） 当组分在流动相和固定相两相中达到分配平衡时， 当组分在流动相和固定相两相中达到分配平衡时，组分在 之比，称为分配系数（ ）： 两相中的浓度之比，称为分配系数（ K）：
1.2 色谱法的重要参数
★★★相对保留值 ， ： ★★★相对保留值(γ2，1)： 相对保留值 表示组分2的调整保留值与组分 的调整保留值之比 表示组分 的调整保留值与组分1的调整保留值之比： 的调整保留值与组分 的调整保留值之比：
t' R ,2 V ' R ,2 = γ 2， = 1 t' R ,1 V ' R ,1
1.1 色谱法
分类
（3）按分离机理分类 ） 尺寸排阻色谱法： 尺寸排阻色谱法：是按分子大小顺序进行分离的一种色谱 方法，体积大的分子不能渗透到凝胶孔穴中去而被排阻， 方法，体积大的分子不能渗透到凝胶孔穴中去而被排阻， 较早的淋洗出来；中等体积的分子部分渗透； 较早的淋洗出来；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， 完全渗透入内，最后洗出色谱柱。这样，样品分子基本 按其分子大小先后排阻，从柱中流出。 按其分子大小先后排阻，从柱中流出。 被广泛应用于大分子 质量的分布。 质量的分布。
1.1 色谱法
分类
（3）按分离机理分类 ） 亲和色谱法： 亲和色谱法：相互间具有高度特异亲和性的二种物质之 一作为固定相，利用与固定相不同程度的亲和性， 一作为固定相，利用与固定相不同程度的亲和性， 使成分与杂质分离的色谱法。 使成分与杂质分离的色谱法。
1.1 色谱法简介
优点
（1）分析范围广，速度快 ）分析范围广， （2）高效能 ） 数量级， （3）高灵敏度 10-6～10-9数量级，检出限量 ） ～ 数量级 检出限量1011g的物质，适于微量和痕量分析 的物质， 的物质 缺点 对未知物的定性较困难 解决方法：与其他方法联用（与质谱、红外，电化学等） 解决方法：与其他方法联用（与质谱、红外，电化学等）