色谱分析法概论

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色谱分析法概述

色谱分析法与其他技术的结合
色谱-质谱联用
通过将色谱的分离能力和质谱的鉴定能力相结合，实现对复杂混合物的高效分离和鉴定。
色谱-光谱联用
利用光谱技术对色谱分离后的组分进行深入的结构分析，提高分析的准确性和可靠性。
色谱-电化学检测
结合电化学检测的灵敏度和选择性，实现对痕量物质的检测，尤其在环境监测和食品安全领域具有广泛应用。
02 色谱分析法的分类
按固定相分类
液相色谱法
固定相为液体，根据物质在固定相中的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
气相色谱法
固定相为固体或液体，根据物质在固定相中的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
薄层色谱法
固定相为固体或液体，根据物质在固定相中的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
按流动相的状态分类
色谱分析法在生命科学领域的应用前景
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生物分子相互作用研究
利用色谱技术分离和鉴定生物分子，研究分子间的相互作用和识别机制，有助于深入了解生命过程和疾病机制。
药物代谢与药代动力学研究
通过色谱技术对药物在体内的代谢产物和药物浓度进行监测，为药物研发和临床用药提供重要依据。
蛋白质组学和代谢组学研究
流动相选择
选择合适的流动相，控制组分的洗脱速度和分离效果。
分离条件优化
通过调整温度、压力、流速等参数，提高分离效率和分离效果。

色谱分析法概论

csVs 组分在固定相中的质量 ms k 组分在流动相中的质量 m m cmVm
其其中VmV0，Vs为固定相体积
分配比 k 的求算：
k也等于组分的校正保留时间与死时间的比
值
tR k t0
因此，k可通过实验测得。由此也可知道，k
可表示出组分在柱中停留时间的长短。k越大，停
'
留时间也就越长。
在一定条件下，各种物质的K是不同
的。K较小的组分在色谱分析中每次分配
后在气相中的浓度较大，因此较早流出色
谱柱。K较大的组分每次分配后在气相中
浓度较小，因此较晚流出色谱柱。
2. 分配比k：
在一定温度和压力下，组份在两相间的分配
达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比，
称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。也叫容量因子或容量比。
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二、色谱流出曲线

色谱分析法概论

⾊谱分析法概论

第⼀章⾊谱分析法概论

第⼀节概述

⾊谱分析法简称⾊谱法或层析法(chromatography)，是⼀种物理或物理化学分离分析⽅法。从本世纪初起，特别是在近50年中，由于⽓相⾊谱法、⾼效液相⾊谱法及薄层扫描法的飞速发展，⽽形成⼀门专门的科学——⾊谱学。⾊谱法已⼴泛应⽤于各个领域，成为多组分混合物的最重要的分析⽅法，在各学科中起着重要作⽤。历史上曾有两次诺贝尔化学奖是授予⾊谱研究⼯作者的：1948年瑞典科学家Tiselins因电泳和吸附分析的研究⽽获奖，1952年英国的Martin和Synge因发展了分配⾊谱⽽获奖；此外在1937～l972年期间有12次诺贝尔奖的研究中，⾊谱法都起了关键的作⽤。

⾊谱法创始于20世纪初，1906年俄国植物学家Tsweet将碳酸钙放在竖⽴的玻璃管中，从顶端倒⼊植物⾊素的⽯油醚浸取液，并⽤⽯油醚冲洗。在管的不同部位形成⾊带，因⽽命名为⾊谱。管内填充物称为固定相(stationary phase)，冲洗剂称为流动相(mobile phase)。随着其不断发展，⾊谱法不仅⽤于有⾊物质的分离，⽽且⼤量⽤于⽆⾊物质的分离。虽然“⾊”已失去原有意义，但⾊谱法名称仍沿⽤⾄今。

30与40年代相继出现了薄层⾊谱法与纸⾊谱法。50年代⽓相⾊谱法兴起，把⾊谱法提⾼到分离与“在线”分析的新⽔平，奠定了现代⾊谱法的基础，l957年诞⽣了⽑细管⾊谱分析法。60年代推出了⽓相⾊谱—质谱联⽤技术(GC-MS)，有效地弥补了⾊谱法定性特征差的弱点。70年代⾼效液相⾊谱法(HPLC)的崛起，为难挥发、热不稳定及⾼分⼦样品的分析提供了有⼒⼿段。扩⼤了⾊谱法的应⽤范围，把⾊谱法⼜推进到⼀个新的⾥程碑。80年代初出现了超临界流体⾊谱法(SFC)，兼有GC与HPLC的某些优点。80年代末飞速发展起来的⾼效⽑细管电泳法(high performance capillary electrophoresis，HPCE)更令⼈瞩⽬，其柱效⾼，理论塔板数可达l07m-1。该法对于⽣物⼤分⼦的分离具有独特优点。

色谱分析法概论

原理
基于不同物质在两相之间的吸附或溶解能力差异，实现各组分的分离。固定相和流动相的选择性差异是色谱分离的基础。
发展历程与现状
发展历程
自1906年俄国植物学家茨维特发明了色谱法以来，该技术不断发展并广泛应用于各个领域。随着技术的进步，出现了许多新型色谱技术，如高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等。
现状
色谱分析法已成为实验室常规分析手段，尤其在生命科学、药物研发、环境监测等领域具有不可替代的作用。随着仪器自动化和智能化的发展，色谱分析法的应用前景更加广阔。
色谱分析法的分类
根据流动相的不同
液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱等。
根据分离原理的不同
体积排阻色谱、亲和色谱、环糊精色谱等。
根据固定相的不同
毛细管电泳法
原理
毛细管电泳法利用电场力对带电分子的作用实现分离。
应用
适用于氨基酸、蛋白质、DNA 等生物分子的分离和分析。
优点
高分离效能、高灵敏度、分析速度快。
缺点
电渗流的控制较为困难，对某些复杂样品分离效果有限。
06
色谱分析法的未来
发展与挑战
新技术的应用与开发
纳米技术
利用纳米材料和纳米结构在色谱分析中的应用，提高分离效率和灵敏度。
操作流程
样品制备
样品收集
根据分析目的，选择合适的样品收集方法，确保样品的代表性和可靠性。

第十六章色谱分析法概论

5.保留体积VR
( Fc，ml/min为流动相流速)
指从进样到出现某组分色谱峰最大值时所通过的载气体积。
VR =tR · Fc
6.调整保留体积 VR′ 指扣除死体积后的保留体积。 VR′= VR- V0 = tR′· Fc 7. 相对保留值r2，1
指在相同操作条件下，某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。即
( x ) lg tR (z) lg tR I X 100[ z n ] ( z n ) lg tR (z) lg tR
㈢色谱峰高和峰面积
1.峰高h 是组分在柱后出现浓度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的距离。
2.峰面积A 色谱曲线与基线间包围的面积。
㈣分离度（分辨率）R
曲线形状与分离效果关系。
塔板理论将色谱柱假想为一个精馏塔。
即色谱柱（柱长L）是由一系列连续的、相等
的水平塔板组成，每一块塔板高度为H，在每一块塔板上，溶质在两相间很快达到分配平衡，然后随流动相按一个一个塔板的方向向前移动。
塔板理论的基本假设为：
1）色谱柱内存在许多塔板，组分在塔板间隔（即塔板高度）内完全服从分配定律，并很快达到分配平衡。 2）样品加在第0号塔板上，样品沿色谱柱轴方向的扩散可以忽略。 3）流动相在色谱柱内间歇式流动，每次进入一个塔板体积 4）在所有塔板上分配系数相等，与组分的量无关。

10色谱分析法概论

的峰宽之半。 σ的大小表示组分被带出色谱柱的
分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。
2.半峰宽 (W1/2)：峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.355σ 3.峰宽 (peak width；W)：色谱峰两侧拐点作切线在基线上所截得的距离。
W=4σ
或W=1.699W1/2
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（五）分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相邻两色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
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组分B(kB=0.5)在n=5的色谱柱内及出口的分布 N r 0 1 2 3 4 柱出口 0 1 0 0 0 0 0 1 0.333 0.667 0 0 0 0 2 0.111 0.444 0.445 0 0 0 3 0.037 0.222 0.444 0.296 0 0 4 0.012 0.099 0.269 0.395 0.198 0 5 0.004 0.041 0.164 0.329 0.329 0.132 6 0.001 0.016 0.082 0.219 0.329 0.219 7 0 0.006 0.038 0.128 0.256 0.219 8 0 0.002 0.017 0.068 0.170 0.170 9 0 0 0.007 0.033 0.102 0.114 10 0 0 0.002 0.016 0.056 0.068
7
LU
B

色谱分析法概论

生理学、医学关于神经元触处迁移物质的研究
1972
生理学、医学抗体结构的研究
色谱分析法简介
色谱分析法是一种物理或物理化学分离、分析方法。它是根据混合物中各组分在两相分配系数的不同进行分离，而后逐个分析。
它是分析复杂混合物最有利的手段。
色谱法的特点
(1)分离效率高复杂混合物，同系物、异构体、手性异构体。 (2) 灵敏度高
（五）分离度
• 总分离效能指标
• 分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相邻两色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
R＝ t R 2 t R1 (W1 W2 ) / 2 ＝ 2(t R 2 t R1 ) W1 W2
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返回
2013年8月13日
R / mV
进样
A
E G C I
Baidu Nhomakorabea2
F H D J 返回 0.607 h
空气峰
h
Y
t
t / min
2013年8月13日
O
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W 2、半峰宽：是指峰高一半处对应的色谱峰宽度，图中 GH。它与标准偏差的关系为：
1 2
W 1 2 2 ln 2 2.355
2
A 进样 E R / mV G 空气峰 C

第十七章色谱分析法概论-分析化学

第十七章色谱分析法概论
• 色谱理论分为热力学和动力学理论两方面。热力学理论是从相平衡观点来研究分离过程，以塔片理论为代表。动力学理论是从动力学观点来研究各种动力学
P
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因素对柱效的影响，以VanDeemter方程
色谱过程方程： tR=t0(1+KVS/Vm)
P
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色谱过程方程的意义
xie 在色谱柱（或薄层板）一定时，Vs与Vm一定；若仪流速、温度一定，则t0一定。这样，tR取决与分器配系数K，K大的组分tR长。K与组分、流动相和固分析
第十七章色谱分析法概论
定相的性质及温度有关。因此，在实验条件一定
I X 100 [Z n
' ' lg t R lg t ( x) R( z )
lg t
' R( z n)
lg t
' R( z )
]
Ix为待测组分的保留指数，z 与 z+n 为
正构烷烃对的碳原子数。
P
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乙酸正丁酯的保留指数测定
xie 仪器分析
第十七章色谱分析法概论
• R=1 4σ分离 • R=1.5 6σ分离 95.4% 99.7%
w1
w1
tR2－tR1
P

第9章色谱分析法概论

称为有效塔板高度（H有效）。
n有效
' ' tR t 5.54( ) 2 16( R ) 2 Y1/2 Wb
H 有效
L n有效
例9-2】已知气相色谱柱长2.0m，固定相为白色硅藻土上涂渍的5%OV-17，
柱温125℃，载气（N2）流速为30mL/min，记录纸速为2.0cm/min。测定
——利用某些凝胶（固定相）对分子大小、形状不同的组分所产生的阻滞作用不同而进行分离
9.2 色谱常用术语
1.色谱过程：色谱过程是物质分子在相
对运动的两相间分配“平
衡”的过程。混合物中，若各个组分被流动相携带移动的速率不相等，则形成差速迁移而被分离。
2.色谱图：
色谱分析时，混合物中各组分
t R t0 (1 k ) t0 (1 K
3.相对保留值(relative retention value，r) 又称为选择性因子（selectivity factor, α），在相同操作条件下，后出峰的组分2与先出峰的组分1的调整保留值之比：
(2) VR (2) k2 tR K2 r (1) VR (1) k1 K1 tR
1.塔板理论基本假设：（1）色谱柱是由一系列连续、等距的水平塔板组成。在柱子的每层塔板内部，组分能够在流动相和固定相两相中很快地达到平衡。（2）流动相通过色谱柱时呈间歇式前进运动状态，每次前进一个塔板体积。（3）样品和流动相同时加在第1个塔板上，且样品垂直于前进方向的扩散（即纵向扩散）可以忽略。（4）分配系数在各塔板上是常数。这些假设实际上是把组分在两相间的连续转移过程，分解为间歇地在单个塔板中的分配平衡过程。也就是用分离过程的分解动作来说明色谱过程。

第16章色谱分析法概论(共82张PPT)

烷烃非极性，不被吸附；不饱和化合物比饱和化合物的吸附能力强；
根本母核相同，取代基极性越强，吸附能力越强
二、分配色谱法
✓ 别离机制
✓ 利用组分在流动相和固定相间溶解度差异实现别离
连续萃取过程
X
为固定相表面溶质分子
a
X
为流动相中溶质分子
m
狭义分配系数
K Cs Xs Vs Cm Xm Vm
Vs为固定相的V体 m为积流动相的体积 K与组分性质、流动相性质、固定相性质及柱温有关
差异为依据而建立起来的各种别离分析方法。三、离子交换色谱法
智能化开展反相分配色谱：——极性强的组分先出柱调整保存时间：tR′= tR -t0 组份的保存时间扣除死时间后的保存时间，是组份在固定相中的滞留时间 ——差速迁移，两组分被别离 5, R增加不大)
二、色谱法分类
1.按流动相和固定相分子聚集状态分类
〔三〕峰高和峰面积
峰高：h 色谱峰顶点与基线的距离。峰面积：A 色谱曲线与基线间包围的面积
〔四〕色谱峰柱效参数
以区域宽度表征
标准差：σ 正态分布曲线上两拐点间距离的一半
0.607倍峰宽处的一半
半峰宽：峰高一半处的峰宽 W1/2=2.355σ
峰宽：(W) W=4σ 或 W=1.699W1/2
色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离
1

色谱分析法理论基础

02
色谱法基本理论
吸附与解吸过程
吸附过程
01
溶质在固定相上的吸附作用，与固定相表面性质、溶质性质及
流动相性质有关。
解吸过程
02
被吸附的溶质在一定条件下从固定相上解吸下来，进入流动相
中。
吸附与解吸平衡
03
在一定条件下，吸附和解吸达到动态平衡，此时溶质在固定相
和流动相中的浓度不再发生变化。
分配平衡原理
操作步骤及注意事项
操作步骤 1. 打开色谱仪电源，启动工作站软件。
2. 设置色谱条件，包括流动相组成、流速、柱温等。
操作步骤及注意事项
3. 平衡色谱柱，直至基线稳定。
5. 分析色谱图，计算各组分的含量。
4. 进样，记录色谱图。
操作步骤及注意事项
注意事项 1. 在使用前应对色谱柱进行充分的平衡，以确保分离效果和重现性。
不同类型的色谱柱具有不同的分离原理和选择性。
02 03
进样系统
进样系统用于将待测样品引入色谱柱，包括进样针、进样阀、进样环等部件。进样时应确保样品量准确、重现性好，并避免样品在进样过程中发生分解或吸附。
检测系统
检测系统用于检测色谱柱流出物中各组分的浓度或质量，将色谱图转换为电信号进行记录和处理。常见的检测器有紫外-可见光检测器、荧光检测器、电化学检测器等。
结果分析与评价指标

大专本科分析化学第十七章色谱分析法概论

•
由保留体积扣除死体积后的体积。
VR'
注意：VR’是定值，tR’与Fc成反比
保留指数（retention index;I）
• 在GC中，以正构烷烃系列作为组分相对保留值的标准，
用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分，这个相对值称为保留指数，又称Kovats指数，定义式：
I x = 100[z + n
上。机械强度高，耐高压，不溶胀，传质快，柱效高。
离子交换色谱法
•
流动相择性。
一定pH和离子强度的缓冲溶液，有时也加入
少量有机溶剂，如乙醇、四氢呋喃、乙腈等，以提高选
•
洗脱顺序受组分离子的电荷和水合离子半径、离子交换剂的性质、流动相的组成和pH等影响。
离子交换色谱法 • 离子价态低，KA/B值小，先被洗脱出柱。
按操作形式分类
• 柱色谱法、平面色谱法、逆流色谱法等
按色谱过程的分离机制分类 • 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、化学键合相色谱法、空间排阻色谱法、亲和色谱法等
按流动相的驱动力分类
• 气相色谱法、液相色谱法（经典液相色谱法、高效液相
色谱法和超高效液相色谱法）、毛细管电泳法、毛细管电色谱法等
• 色谱法与光谱法的主要不同点:
色谱法具有分离和分析两种功能光谱法不具备分离功能
• 色谱法创始于20世纪初，俄国植物学家M.S.Tswett 在研究植物叶子中的色素组成时做了一个著名的实验: 将碳酸钙粉末放在竖立的玻璃管中，从顶端注入植物

色谱分析法概论

色谱分析法概述

色谱分析法概论

色谱分析法概论

色谱分析法概论

第十六章色谱分析法概论

10色谱分析法概论

色谱分析法概论

第十七章 色谱分析法概论-分析化学

第9章 色谱分析法概论

第16章 色谱分析法概论(共82张PPT)

色谱分析法理论基础

大专本科分析化学第十七章色谱分析法概论

第十七章色谱分析法概论-分析化学

第9章色谱分析法概论

第16章色谱分析法概论(共82张PPT)