色谱分析法概论
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第十七章 色谱分析法概论
在流动相和固定中具有不同的分配系数，分配系数的大小
反映了组分在固定相上的溶解-挥发 或 吸附-解吸的能力。
分配系数大的组分在固定相上溶解或吸附能
力强，因此在柱内的移动速度慢；分配系数小的
组分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱内 的移动速度快。
经过一定时间后，由于分配系数的差别，使
各组分在柱内形成差速移行，达到分离的目的。
空间总和）
当色谱柱载气流速为F0(ml／min)时，它与死时间的 关系为：
V0(M) = tM· 0 F
(VM 大，色谱峰展宽，柱效低)
4. 保留值：定性参数，是在色谱分离过程中，试样中各组分
在色谱柱内滞留行为的一个指标。 （它可用保留时间、保留体积和相对保留值等表示） （1）保留时间 tR （retention time）： 从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时（色谱峰顶点） 所需要的时间，称为该组分的保留时间。如图中tR(1)、 tR(2) 所示，
把这些色 带称为 “ 色谱图 ” （chromatography）, 相
应的方法叫作“色谱法”
色谱法是一种分离技术：
其中的一相固定不动，称为固定相 另一相是携带试样混合物流过此固 定相的流体（气体或液体），称为 流动相
各组分被分离后，可进一步进行定性和定量
分析： 经典：分离过程和其含量测定过程是离线的，即 不能连续进行 现代：分离过程和其含量测定过程是在线的，即 能连续进行
p tR tM t 'R k q tM tM
任一组分的 k 值可由实验测得，即为调整保留时间 tR’与 不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间tM 的比值。可将k 看
作色谱柱对组分保留能力的参数，k 值越大，保留时间越长。
色谱分析法概论
色谱分析法引论
§1.1 概述
色谱法也叫层析法，它是一种
高效能的物理分离技术，将它用于
分析化学并配合适当的检测手段，
就成为色谱分析法。
色谱法的最早应用是用于分 离植物色素，其方法是这样的： 在一玻璃管中放入碳酸钙，将含 有植物色素（植物叶的提取液） 的石油醚倒入管中。
此时，玻璃管的上端立即出现几 种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚 冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断 地向下移动，并逐渐分开成几个不同 颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得 各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。 色谱法也由此而得名。
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数（样品中单组份的最少个数）
色谱保留值（定性依据）
色谱峰高或面积（定量依据）
色谱保留值或区域宽度（色谱柱分离效
能评价指标）
色谱峰间距（固定相或流动相选择是否
合适的依据）
§1.3 色谱法基本原理
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离， 组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远， 两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定
h. 区域宽度：色谱峰的区域宽
度是色谱流出曲线的重要参数之一
，可用于衡量色谱柱的柱效及反映 色谱操作条件下的动力学因素。宽
度越窄，其效率越高，分离的效果
也越好。
区域宽度通常有三种表示法： 标准偏差：峰高0.607 倍处峰 宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切 线与基线的交点间的距离。W= 4
有关，与两相体积、
柱管特性和所用仪
器无关。
分配系数 K的讨论
试样一定时，K主要取决于固定相性质一定温
度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；每个组 分在各种固定相上的分配系数K不同；选择适宜的 固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不 同的K值是分离的基础；某组分的K=0时，即不被 固定相保留，最先流出。
§1.1 概述
色谱法也叫层析法，它是一种
高效能的物理分离技术，将它用于
分析化学并配合适当的检测手段，
就成为色谱分析法。
色谱法的最早应用是用于分 离植物色素，其方法是这样的： 在一玻璃管中放入碳酸钙，将含 有植物色素（植物叶的提取液） 的石油醚倒入管中。
此时，玻璃管的上端立即出现几 种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚 冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断 地向下移动，并逐渐分开成几个不同 颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得 各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。 色谱法也由此而得名。
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数（样品中单组份的最少个数）
色谱保留值（定性依据）
色谱峰高或面积（定量依据）
色谱保留值或区域宽度（色谱柱分离效
能评价指标）
色谱峰间距（固定相或流动相选择是否
合适的依据）
§1.3 色谱法基本原理
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离， 组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远， 两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定
h. 区域宽度：色谱峰的区域宽
度是色谱流出曲线的重要参数之一
，可用于衡量色谱柱的柱效及反映 色谱操作条件下的动力学因素。宽
度越窄，其效率越高，分离的效果
也越好。
区域宽度通常有三种表示法： 标准偏差：峰高0.607 倍处峰 宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切 线与基线的交点间的距离。W= 4
有关，与两相体积、
柱管特性和所用仪
器无关。
分配系数 K的讨论
试样一定时，K主要取决于固定相性质一定温
度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；每个组 分在各种固定相上的分配系数K不同；选择适宜的 固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不 同的K值是分离的基础；某组分的K=0时，即不被 固定相保留，最先流出。
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。
色谱分析法概论
流动相选择
02
03
分离条件优化
选择合适的流动相，控制待测组 分的吸附和解吸行为，提高分离 效果。
通过调整温度、压力、流速等参 数，优化分离过程，提高分离效 率和准确性。
检测过程
检测器选择
根据待测组分的性质和检测需求， 选择合适的检测器，如紫外可见 光检测器、荧光检测器、电化学 检测器等。
检测条件优化
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
优化检测器的参数，如波长、电 压、响应时间等，提高检测灵敏 度和准确性。
数据处理与分析
对检测数据进行处理、分析和解 释，得出待测组分的含量、分布 和变化规律等信息。
05
色谱分析法的实验
技术
薄层色谱法
原理
薄层色谱法是一种基于吸附原理的色 谱技术，利用固定相吸附剂对不同组 分的吸附能力差异实现分离。
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。
色谱分析概论
第二节 色谱法的定义和分类
一、色谱法的定义 色谱法是一种物理化学的分离分析方法。它是利 色谱法是一种物理化学的分离分析方法。 用样品中各种组分在固定相与流动相中受到的作 用力不同， 用力不同，而将待分析样品中的各种组分进行分 离，然后顺序检测各组分含量的一种分离分析方 法。
第二节 色谱法的定义和分类
第三节 色谱的一些重要参数
三、时间保留值 时间保留值
组分在色谱柱中的保留时间 组分在色谱柱中的保留时间tr包含了组分随 保留时间 流动相通过柱子所需的时间和组分在固定相中 滞留所需的时间，所以t 滞留所需的时间，所以 r实际上是组分在固定 相中保留的总时间。 相中保留的总时间。 保留时间是色谱法定性的基本依据， 保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一 组分的保留时间常受到流动相流速的影响， 组分的保留时间常受到流动相流速的影响，因 此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。 此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。
第二节 色谱法的定义和分类
二、色谱法的分类 (一) 按两相物理状态分类
气相色谱（GC） 气体（载气） 气相色谱（GC）:气体（载气）为流动相的色谱 按固定相不同又可分为： 按固定相不同又可分为： 气固色谱（GSC） 气固色谱（GSC）：固定相是固体吸附剂 气液色谱（ GLC） 固定相是固定液（ 气液色谱 （ GLC ） ： 固定相是固定液 （ 附着在惰性 载体上的一薄层有机化合物液体） 载体上的一薄层有机化合物液体） 液相色谱（LC） 液相色谱（LC）：液体为流动相的色谱 按固定相不同又可分为： 按固定相不同又可分为： 液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。 液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。 超临界流体色谱（SFC） 超临界流体色谱（SFC）：超临界流体为流动相的色谱
色谱分析概论
分离因子和分离度 色谱中描述相邻组分分离状态的指标一般用分离因子 或分离度表示。
分离因子被定义为两种物质调整保留值之比，又称为 分配系数比或选择性系数，以α表示。
分离因子（选择性系数α）：
α
两个物质分离的前提： α≠1，即α＞1。
分离度（RS）
两个相邻色谱峰的分离度Rs（resolution）定义为两峰保 留时间差与两峰峰底宽平均值之商。
注：颗粒太小，柱压过高且不易填充均匀
填充柱——60~100目 空心毛细管柱（0.1~0.5mm），A=0，n理较高
速率理论
back
柱子规格： 30m× 0.32mm× 0.25μm
速率理论
(2). 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
扩散，即浓度趋向均一的现象。
扩散速度的快慢，用扩散系数衡量。
由于样品组份被载气带入色谱柱后，以“塞子”的形式存在色谱柱的很 小一段空间中，在“塞子”前后（纵向），存在浓度差，形成浓度梯度 ，导致运动着的分子产生纵向扩散。
涡流扩散项
传质阻抗项
纵向扩散项
(1). 涡流扩散项（多径扩散项）：A
产生原因： 载气携样品进柱，由于固定相填充不均匀，使 一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱， 引起峰扩张。
— 填充不规则因子
dp — 填充颗粒直径
影响因素：固体颗粒越小，填充越实，A项越小
讨论：λ↓，dp ↓ →A↓ →H↓ → n↑ → 柱效↑ λ↑ ，dp ↑ →A ↑ →H ↑ → n ↓ → 柱效↓
速率理论
C· u —传质阻力项
气液色谱 传质阻力包括气相传质阻力 Cg和液相传质阻力 CL，即： C = Cg + CL
色谱峰面积
色谱峰与基线间所包围的面积。
色谱分析法概论
调整保留体积 V'R =VR-V0= t'R·Fc ： V'R与流动相流速无关，是常用的色谱定性
参数之一。
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2013年8月13日
调整保留时间
t ；扣除死时间后的保留时间，即 R t R t R tO
' ' VR VR V0 t R F c
Moore Giddings Small Jorgenson等
发表凝胶过滤色谱的报告。
发明凝胶渗透色谱。 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，采用抑制型电导 检测的新型离子色谱法 创立了毛细管电泳法。
色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
年代 1937
色谱过程
• 组分的结构和理化性质微小差异 固定相作用差异 不等 差速迁移 与
随流动相移动的速度 色谱分离。
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2013年8月13日
二、色谱流线曲线和有关概念
（一）色谱流出曲线和色谱峰
1．色谱图
由检测器输出的信号强度对时间作图所绘制的曲线，以检 测器的信号强度（R）为纵坐标；流出时间为（t）横坐标。
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
空气峰 C
第十七章 色谱分析法概论-分析化学
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
16
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
xie 仪 器 分 析
第 十 七 章 色 谱 分 析 法 概 论
第十七章 色谱分析法概论
P
1
第一节 色谱法的分类和发展
xie 仪 器 分 析
第 十 七 章 色 谱 分 析 法 概 论
色谱分析法是一种物理或物理化学分离分 析方法。 始于20世纪初； 30与40年代相继出现了薄层色谱与纸色谱； 50年代气相色谱兴起、色谱理论、毛细管色 谱； 60年代气相色谱-质谱联用； 70年代高效液相色谱； 80年代末超临界流体色谱、高效毛细管电泳 色谱。
• R=1 4σ分离 • R=1.5 6σ分离 95.4% 99.7%
w1
w1
tR2－tR1
P
21
三、分配系数与色谱分离
xie 仪 器 分 析
第 十 七 章 色 谱 分 析 法 概 论
1、分配系数 在一定温度和压力下，达到分配平衡 时，组分在固定相和流动相中的浓度之比 CS K Cm 2、容量因子
m
X+
H+
SO3－R
S
X+ SO －R 3 H+
P
30
阳离子交换树脂
xie 仪 器 分 析
第十一章色谱分析法概论
4．显色
(1) 紫外灯照射法
(2) 碘蒸气法：
(3) 碳化法：
(4) 专属显色剂显色法：
5．Rf值的计算
仪器和试剂
载玻片，烘箱，烧杯，点样毛细管，层析缸，铅笔 硅胶G，1%偶氮苯对照品溶液，0.01%对-二甲氨基偶 氮苯对照品溶液，偶氮苯和对-二甲氨基偶氮苯样品溶 液 展开剂（四氯化碳：氯仿=7：3）
（二）分配色谱法
利用被分离的各个组分在互不相溶 的固定相与流动相中的溶解度不同 而使试样组分在两相间不断产生分 配平衡。
分配系数
Cs X s Vs K Cm X m Vm
Vs为固定相的体积 Vm为流动相的体积
C s为溶质分子在固定相中 的浓度 Cm为溶质分子在流动相中 的浓度
注：K与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质 以及柱温有关
（一）基本原理
将固定相（吸附剂）均匀地涂抹在光洁表面上， 将待测试样点在一端的起始线上，再把点样后 的薄层板放进密闭容器中，使薄层板的底端浸 入适当的溶剂进行展开。 借助薄层板上吸附剂的毛细管作用，溶剂会载 带分离组分向前移动展开，因各组分吸附能力 不同，所以组分移动速率不同，一定时间后各 组分彼此分离，在板上形成不同距离的斑点
• 与固定相作用差异 • 随流动相移动的速度不等 • • 差速迁移 色谱分离
色谱过程
实现色谱操作的基本条件是必须具备相
对运动的两相，固定相(stationary phase)
和流动相(mobile phase)。
色谱过程是组分的分子在流动相和固定
相间多次“分配”的过程。
第一节
色谱法发展与分类
一、什么是色谱法 色谱分析法简称色谱法 (chromatography) ，是一种物理 或物理化学分离分析方法。 1906年，植物色素分离，色带
色谱
cS K cm
cs —固定相中组分的浓度 cm —流动相中组分的浓度 K — 分配系数仅与组分、固定相和流动相的 性质有关。在一定条件（固定相、流动相、 温度）下，是组分的特征常数。
2. 保留因子（质量分配系数或分配比）
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，
组分在流动相与固定相中的质量之比。
ms k mm
(四) 色谱峰区域宽度 １.标准偏差（σ） σ是正态分布曲线上两拐点间距离之半。 柱效参数
2. 半峰宽(W1/2 或Ｙ1/2)
峰高一半处的峰宽。
W1/2 = 2.355σ
柱效参数
3.峰宽 (基线宽度) Ｗ（Ｙ） 通过色谱峰两侧拐点作切线在基线上 的截距称为峰宽。
W = 4σ
W = 1.699W1/2
柱效参数
（五）分离度 (R)
R t R2 t R1 (W1 W2 ) / 2 2(t R2 t R1 ) W1 W2
tR1, tR2 -------成分１，２的保留时间 W1, W2 ---------成分１，２的峰宽 R=1，两峰略有重叠 R=1.5，两峰完全分离（基线分离） 定量时，要求R≥1.5
16.2 色谱法的基本原理 一.色谱过程 吸附→解吸→再吸附→再解吸 两种组分的理化性质原本存在着微小的差 异，经过反复多次地吸附→解吸→再吸附→再 解吸的过程使微小差异累积起来，结果使吸附 能力弱的组分先流出色谱柱，吸附能力强的组 分后流出色谱柱，从而使各个组分得到了分离。
色谱过程
二、色谱流出曲线和有关概念
二.色谱法的分类
1．按固定相与流动相的分子聚集状态分类
气-固色谱法 （GSC）
气相色谱法
气-液色谱法（GLC）
液-固色谱法（LSC）
cs —固定相中组分的浓度 cm —流动相中组分的浓度 K — 分配系数仅与组分、固定相和流动相的 性质有关。在一定条件（固定相、流动相、 温度）下，是组分的特征常数。
2. 保留因子（质量分配系数或分配比）
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，
组分在流动相与固定相中的质量之比。
ms k mm
(四) 色谱峰区域宽度 １.标准偏差（σ） σ是正态分布曲线上两拐点间距离之半。 柱效参数
2. 半峰宽(W1/2 或Ｙ1/2)
峰高一半处的峰宽。
W1/2 = 2.355σ
柱效参数
3.峰宽 (基线宽度) Ｗ（Ｙ） 通过色谱峰两侧拐点作切线在基线上 的截距称为峰宽。
W = 4σ
W = 1.699W1/2
柱效参数
（五）分离度 (R)
R t R2 t R1 (W1 W2 ) / 2 2(t R2 t R1 ) W1 W2
tR1, tR2 -------成分１，２的保留时间 W1, W2 ---------成分１，２的峰宽 R=1，两峰略有重叠 R=1.5，两峰完全分离（基线分离） 定量时，要求R≥1.5
16.2 色谱法的基本原理 一.色谱过程 吸附→解吸→再吸附→再解吸 两种组分的理化性质原本存在着微小的差 异，经过反复多次地吸附→解吸→再吸附→再 解吸的过程使微小差异累积起来，结果使吸附 能力弱的组分先流出色谱柱，吸附能力强的组 分后流出色谱柱，从而使各个组分得到了分离。
色谱过程
二、色谱流出曲线和有关概念
二.色谱法的分类
1．按固定相与流动相的分子聚集状态分类
气-固色谱法 （GSC）
气相色谱法
气-液色谱法（GLC）
液-固色谱法（LSC）
第十六章 色谱分析法概论
1、色谱柱作为分析方法的最大特点是什么？色谱法以高超的分离能力为特点，具有高灵敏度、高选择性、高效能、分析速度快及应用范围广等优点。
2、一个组分的色谱峰可用哪些参数描述？这些参数各有何意义？一个组分的色谱峰可用三项参数即峰高或峰面积（用于定量）、峰位（用保留值表示，用于定性）、峰宽（用于衡量柱效）来说明。
峰高：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。
峰面积：某色谱峰曲线与基线间包围的面积。
保留时间：是从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔，即从进样开始到某个组分的色谱峰顶点的时间间隔。
死时间：是分配系数为零的组分，即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间：是某组分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组分在柱中多停留的时间。
峰宽：是通过色谱峰两侧拐点做切线在基线上所截得的距离。
标准差：是正态色谱流出曲线上两拐点间距离之半，或0.607倍峰高处的峰宽之半。
半峰宽：是峰高一半处的峰宽。
W 1/2=2.355σ W=4σ W=1.699 W1/23、说明保留因子的物理含义及与分配系数的关系。
为什么保留因子（或分配系数）不等是分离的前提？保留因子k是在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中的质量之比，故又称为质量分配系数。
而分配系数K是组分在固定相和流动相中的浓度之比。
二者的关系是k=KVs/Vm，可见保留因子除与固定相、流动相、组分三者的性质有关外，还与固定相和流动相的体积比有关。
保留因子越大的组分在色谱柱中的保留越强，tR =t(1+k)，由于在一定色谱条件下t为定值，如果两组分的k相等，则它们的tR 也相等，即不能分离。
要使两组分分离，即tR不等，则他们的k(K)必须不等，即保留因子（或分配系数）不等是分离的前提。
4、各类基本类型色谱的分离原理有何不同？分配色谱法：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别，即在两相间的分配系数的差别而实现分离的。
16-色谱分析法概论
第十六章色谱分析法概论1.在分配色谱中，被分离组分分子与固定液分子的性质越相近，则他们之间的作用力（越大），该组份在柱中停留的时间越（长），越（后）流出色谱柱。
2.气液色谱法的流动相是（气体），固定相在操作温度下是（液体），组分与固定相间的作用机制是（分配或溶解）。
3.液固吸附色谱法的流动相是（液体），固定相是（固体吸附剂），组分与固定相的作用机制是（吸附）。
4.分配系数K是固定相和流动相中的溶质浓度之比。
待分离组分的K值越大，则保留值（越大），各组分的K值相差越大，则他们（越容易）分离。
5.色谱定性的依据是（保留值），定量的依据是（峰高或峰面积）。
6.某色谱峰的标准偏差是1.49mm，则该色谱峰的峰宽为（5.96mm），半峰宽为（3.51mm）。
7.气相色谱由如下五个系统组成：8.在GC中，分配系数越大的组分，分配在在其中的浓度越（低），保留时间（越长）。
9.如被测混合物中既有非极性组分，又有极性组分，则通常选择（极性）固定液。
10.载体钝化的方法有（），（），（），目的是（减弱载体表面的吸附活性）11.对内标物的要求是：内标物应当是被测样品中不存在的组分、保留时间与被测组分接近但完全分离、纯物质、加入量与被测组分量接近。
12.在正相健合色谱法中，极性强的组分的保留因子（大），极性强的流动相使组分的保留因子（小）。
13.根据疏溶剂理论，反相色谱中，组分的极性越弱，其疏水性越（强），受溶剂分子的排斥力越（强）。
14.分析性质相差较大的复杂试样时须采用（梯度）洗脱。
15.判断两组分能否用平面色谱法分离的依据是（比移值），其值相差愈（大），分离效果愈好。
16.展开剂的极性（小），固定相的极性（大），称为正相薄层色谱；展开剂的极性（大），固定相的极性（小），称为反相薄层色谱，17.在吸附薄层色谱中，常以（硅胶）为固定相，（有机溶剂）为流动相，极性小的组分在板上移行的速度较（快），比移值较（大）。
18.薄层色谱板的活化作用是（去除水分）、（增加吸附力）。
第16章 色谱分析法概论(共82张PPT)
KAVs Vm
)
tR B
t0
(1
KBVs Vm
)
tR
tR A
tR B
t0(KA
KB
)
Vs Vm
t0(kA kB)
色谱别离的前提
——组分在两相间分配系数 K 不同或分配
第三节 色谱别离机制
一、吸附色谱法 二、分配色谱法
三、 离子交换色谱法 四、空间排阻色谱法
一、吸附色谱法
✓ 别离机制： ✓ 利用吸附剂对不同组分吸附能力差异实现别离
诺贝尔化学奖： 1948年，瑞典Tiselins，电泳和吸附分析 1952年，英国Martin和Synge，分配色谱。
展望：
新型固定相和检测器 联用仪器：GC-MS，HPLC-MS 智能化开展
第一节 概 述
一、定义
色谱法(chromatography)： 对于液相色谱，因Dm 较小，B 项可勿略。
三、色谱法的特点
✓ 缺点：
对未知物分析的定性专属性差
需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
第二节 色谱法的根本原理
实现色谱分析的根本条件
相对运动的两相——流动相、固定相
各组分与固定相的作用存在差异
一、色谱过程
色谱过程是物质分子在相对运动的两相分配 “平衡〞的过程。
两个组分被流动相携带移动的速度不同
物质对别离的两种情况
C
C
t
t
提高别离度R
增加tR
பைடு நூலகம்
减小w
第四节 色谱理论根底
组分保存时间：色谱过程的热力学因素控制； 〔组分和固定液的结构和性质〕
色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；
〔两相中的运动阻力，扩散〕
色谱概论
R 1.0 完全未分开
5．相平衡参数
分配系数K ： K CS Cm
容量因子k（容量比，分配比）：指在一定温度和压 力下，组分在色谱柱中达分配平衡时，在固定相 与流动相中的质量比——更易测定。
k Ws CsVs K Vs t'R V 'R
Wm CmVm
Vm t0 V0
6. tR与K和k的关系
设R'为单位时间内一个分子 在流动相中出现的几率 设1 R'为单位时间内一个分子 在固定相中出现的几率
1 R' CSVS K VS
R' CmVm
Vm
(R' 1)
1 1 K VS
R'
Vm
R'
组分在色谱柱中迁移速度 流动相的迁移速度
v u
二、等温线：指一定温度下，某组分在两相中分
配达平衡时，在两相中1．的线浓度性关等系温曲线线（理。想）
对称峰 斜率=K
固定相表面活性吸附中心未达饱 和，K一定，与溶质浓度无关。
Sa Vm
[ X a ]为溶质分子在吸附剂表面的浓度 Sa为吸附剂表面面积 [ X m ]为溶质分子在流动相中的浓度 Vm为流动相的体积
注：Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及温度有关 next
吸附色谱分离示意图
分离机制： 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心； 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离。 吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开。 back
高灵敏度：10-11~10-13g，适于痕量分析； 分析速度快：几~几十分钟完成分离一次可以测多种样品； 应用范围广：气体、液体、固体物质以及化学衍生化再色
5．相平衡参数
分配系数K ： K CS Cm
容量因子k（容量比，分配比）：指在一定温度和压 力下，组分在色谱柱中达分配平衡时，在固定相 与流动相中的质量比——更易测定。
k Ws CsVs K Vs t'R V 'R
Wm CmVm
Vm t0 V0
6. tR与K和k的关系
设R'为单位时间内一个分子 在流动相中出现的几率 设1 R'为单位时间内一个分子 在固定相中出现的几率
1 R' CSVS K VS
R' CmVm
Vm
(R' 1)
1 1 K VS
R'
Vm
R'
组分在色谱柱中迁移速度 流动相的迁移速度
v u
二、等温线：指一定温度下，某组分在两相中分
配达平衡时，在两相中1．的线浓度性关等系温曲线线（理。想）
对称峰 斜率=K
固定相表面活性吸附中心未达饱 和，K一定，与溶质浓度无关。
Sa Vm
[ X a ]为溶质分子在吸附剂表面的浓度 Sa为吸附剂表面面积 [ X m ]为溶质分子在流动相中的浓度 Vm为流动相的体积
注：Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及温度有关 next
吸附色谱分离示意图
分离机制： 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心； 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离。 吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开。 back
高灵敏度：10-11~10-13g，适于痕量分析； 分析速度快：几~几十分钟完成分离一次可以测多种样品； 应用范围广：气体、液体、固体物质以及化学衍生化再色
第五章-色谱分析法概论
VM = Fc·tM
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
03-色谱概论-研究生
若R=1， 4σ分离， 两峰基本分开。 若R=1.5，6σ 分离，两峰完全分开(基 线分离)。
2.基本分离方程式 （1）柱色谱
k2 n 1 R ( )( ) 4 1k2
a
b
c
b 柱 选 择 项
a 柱 效 项
c 柱 容 量 项
a项取决于柱效，n↑，a项↑ b、c项相关
说明乙酸正丁酯的保留行为，相当于 7.756个碳的正构烷烃的保留行为。
三、柱效参数
（一）
色谱峰区域宽度
deviation；σ)
1．标准差(standard
是正态色谱流出曲线上两拐 点间距离之半。 σ 越大，组分越分散；反之越集 中。
2．半峰宽
(peak width at half height；W1/2) 是峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.355σ 3．峰宽 (peak width；W) 是通过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
2.在薄层色谱法中的定义和含义
L SN 1 b0 b1
L R 1 及 R 0 两 组 分 斑 点 重 心 间 距 离 f f （ 薄 层 扫 描 峰 顶 间 距 离 ） ， 近 似 为 原 点 至 溶 剂 前 沿 的 距 离 。
b R 的 斑 点 的 半 峰 宽 0 f 0
例1
若RZ+1/Z=6，R*＝1.5，则 SV=3. 说明在含有Z与Z+1个碳的同系 物的色谱峰间能容纳3个色谱峰。 例2 若RZ+1/Z=6，R*＝1.0，则 SV=5. 说明在含有Z与Z+1个碳的同系 物的色谱峰间能容纳5个色谱峰。
2.在薄层色谱法中的定义和含义
2.基本分离方程式 （1）柱色谱
k2 n 1 R ( )( ) 4 1k2
a
b
c
b 柱 选 择 项
a 柱 效 项
c 柱 容 量 项
a项取决于柱效，n↑，a项↑ b、c项相关
说明乙酸正丁酯的保留行为，相当于 7.756个碳的正构烷烃的保留行为。
三、柱效参数
（一）
色谱峰区域宽度
deviation；σ)
1．标准差(standard
是正态色谱流出曲线上两拐 点间距离之半。 σ 越大，组分越分散；反之越集 中。
2．半峰宽
(peak width at half height；W1/2) 是峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.355σ 3．峰宽 (peak width；W) 是通过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
2.在薄层色谱法中的定义和含义
L SN 1 b0 b1
L R 1 及 R 0 两 组 分 斑 点 重 心 间 距 离 f f （ 薄 层 扫 描 峰 顶 间 距 离 ） ， 近 似 为 原 点 至 溶 剂 前 沿 的 距 离 。
b R 的 斑 点 的 半 峰 宽 0 f 0
例1
若RZ+1/Z=6，R*＝1.5，则 SV=3. 说明在含有Z与Z+1个碳的同系 物的色谱峰间能容纳3个色谱峰。 例2 若RZ+1/Z=6，R*＝1.0，则 SV=5. 说明在含有Z与Z+1个碳的同系 物的色谱峰间能容纳5个色谱峰。
2.在薄层色谱法中的定义和含义
色谱分析法概论(讲义)
=
Xa / Sa X m / Vm
吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。
X a + nYm
32
2、固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。 硅胶表面硅醇基为吸附中心。
• 经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶 • 高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅
胶和堆积硅珠。 • 气相色谱：高分子多孔微球等
tR=t0(1+K
Vs Vm
)
k
=
t R
−t 0
=
t' R
tt
0
0
色谱过程方程
23
（三）色谱分离的前提
• KA≠KB 或kA≠kB 是色谱分离的前提。
推导过程：
tV
=
RA
t0(1+KA
s
Vm
)
t R B=
t0(1+KB
Vs ) Vm
ΔtR=
t0
(KA－KB)
Vs Vm
ΔtR≠0
KA≠KB kA≠kB
18
（四）色谱峰区域宽度（柱效参数）
1、标准差(standard deviation；σ)：是正态色谱流出 曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的峰
宽之半。σ的大小表示组分被洗脱出色谱柱的分散 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
30
三、吸附色谱法
1、分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸附中 心吸附能力的差别而实现分离。 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相分子(Y) 争夺吸附剂表面活性中心的过程，即为竞争吸附过 程。
31
大专本科分析化学第十七章色谱分析法概论
A
s
）
m
Vs ） = t （ 1+ K B tRB 0 Vm
Vs tR= t0 （KA－KB） Vm
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
二、基本类型色谱法的分离机制
• 分配色谱法
• 吸附色谱法
• 离子交换色谱法 • 分子排阻色谱法
（一）分配色谱法
分离原理
•
利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别而实 现分离。
也称为空间排阻色谱法、凝胶色谱法。 • 分为凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography；
GPC）和凝胶过滤色谱法（gel filtration chrom源自tography；GFC）
分子排阻色谱法
• 根据空间排阻（理论，孔内外同等大小的溶质分子处于
扩散平衡状态。
渗透系数
• 高效液相色谱发：球型或无定型全多孔硅胶 和堆积硅珠。 • 气相色谱法：高分子多孔微球等
吸附色谱法 • 流动相 气-固吸附色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液-固吸附色谱法：有机溶剂。
• 洗脱能力主要由流动相极性决定。强极性流动相占据吸附
中心的能力强，洗脱能力强。 • Snyder溶剂强度0：吸附自由能，表示洗脱能力。0值越
• 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
色素的提取液，然后不断加入石油醚冲洗。
植物色素慢慢地向下移动并逐渐分散成数条不同颜色 的色带。
（0＜Kp＜1 ）
s
）
m
Vs ） = t （ 1+ K B tRB 0 Vm
Vs tR= t0 （KA－KB） Vm
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
二、基本类型色谱法的分离机制
• 分配色谱法
• 吸附色谱法
• 离子交换色谱法 • 分子排阻色谱法
（一）分配色谱法
分离原理
•
利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别而实 现分离。
也称为空间排阻色谱法、凝胶色谱法。 • 分为凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography；
GPC）和凝胶过滤色谱法（gel filtration chrom源自tography；GFC）
分子排阻色谱法
• 根据空间排阻（理论，孔内外同等大小的溶质分子处于
扩散平衡状态。
渗透系数
• 高效液相色谱发：球型或无定型全多孔硅胶 和堆积硅珠。 • 气相色谱法：高分子多孔微球等
吸附色谱法 • 流动相 气-固吸附色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液-固吸附色谱法：有机溶剂。
• 洗脱能力主要由流动相极性决定。强极性流动相占据吸附
中心的能力强，洗脱能力强。 • Snyder溶剂强度0：吸附自由能，表示洗脱能力。0值越
• 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
色素的提取液，然后不断加入石油醚冲洗。
植物色素慢慢地向下移动并逐渐分散成数条不同颜色 的色带。
（0＜Kp＜1 ）
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37
三、离子交换色谱法
分离原理
利用被分离组分离子交换能力的 差别而实现分离。 分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
RSO3
H+ +
交换
Na+
再生 交换
+ RSO 3 Na+ + H
阴离子交换：
+ RNR3 OH- + Cl
再生
RNR+ Cl 3
+ OH
离子交换通式：
R B+ A R A + B
' tR2 V' 2 R r,1 = ' = ' 2 tR V 1 R 1
17
定量参数
峰高(peak height； 峰高(peak height；h)：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。 峰面积(peak area； 峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间 包围的面积。
'
t ＝ −t0 tR
' R
15
定性参数2 定性参数2
保留体积( 保留体积(VR)：从进样开始到某个组分在柱 后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动 相体积。
V =tR ⋅F R c
死体积(V0)：由进样器至检测器的流路中未被 固定相占有的空间。 固定相颗粒间间隙、导管的容积、检测器内腔 容积的总和。
C X V s K ＝ = s s C X V m m m
Байду номын сангаас
•溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动相 中溶解度越小，则K越大。在LLC中K主要与流 动相的性质 (种类与极性) 有关；在GLC中K与 固定相极性和柱温有关。
28
分配色谱法
固定相 又称固定液（涂渍在惰性载体颗粒上的一薄层 液体；化学键合相（通过化学反应将各种有机 基团键合到载体上形成的固定相）。 流动相 气液分配色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液液分配色谱法：与固定相不相溶的液体。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定相的极性。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定相的极性。
三、分配系数与色谱分离
(一) 分配系数和容量因子
分配系数 (distribution coefficient；K) 是在 coefficient； 一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分 在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度 (C) 之比。 中的浓度 之比。
C K= s C m
分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质 及温度（和压力）有关。是组分的特征常数。
V s ∆tR= t0 (KA－KB) V m
∆tR≠0
KA≠KB kA≠kB
25
第三节 基本类型色谱方法及其分 离机制
分配色谱法 吸附色谱法 离子交换色谱法 空间排阻色谱法
26
一、分配色谱法
27
分配色谱法 分离原理 利用被分离组分在固定相或流 动相中的溶解度差别而实现分离。 动相中的溶解度差别而实现分离。
12
•对称因子fs 对称因子 •(symmetry factor) ：
•衡量色谱峰的对称性
f = 005 /2 W. h A s =(A B /2 + ) A
13
到19页 到20页 14
定性参数1 定性参数1
保留时间( 保留时间(retention time;tR)：从进样到某组分 time;t 在柱后出现浓度极大时的时间间隔。 死时间 (t0)：分配系数为零的组分，即不被固 定相吸附或溶解的组分的保留时间。 调整保留时间 (t )：某组分由于溶解（或被 )： R 吸 附）于固定相，比不溶解（或不被吸附） 的组分在柱中多停留的时间。
5
第一节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等 按固定相的分子聚集状态分类: GSC、GLC、LSC、LLC等 按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等 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、 空间排阻色谱法、毛细管电泳法等
36
以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强。 ①饱和碳氢化合物为非极性化合物，不被吸附。 ②基本母核相同，引入的取代基极性越强，则 分子的极性越强，吸附能力越强；极性基团越 多，分子极性越强 (但要考虑其他因素的影 响) 。 ③不饱和化合物的吸附力强，双键数越多，吸 附力越强。 ④分子中取代基的空间排列
34
表 17-1 一些溶剂在硅胶上的εo值
溶剂 溶剂强度 （εo） 0.00 0.00 0.26 0.40 0.43 溶剂 溶剂强度 （ε o ） 0.48 0.48 0.52 0.60 0.70
35
正戊烷 正己烷 氯仿 二氯甲烷 乙醚
甲基特丁基醚
醋酸乙酯 乙腈 异丙醇 甲醇
吸附色谱法
洗脱顺序 ka=KaSa/Vm 在色谱柱（S 在色谱柱（Sa与Vm一定）时，Ka大的组分保 一定）时，K 留强，后被洗脱，K 留强，后被洗脱，Ka小的组分在吸附剂上保 留弱，先被洗脱。 Ka与组分的性质（极性、取代基的类型和数 目、构型有关）。
返回 18
柱效参数
标准差(standard deviation； 标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流出 曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的 曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的 峰宽之半。 σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。 半峰宽 (W1/2)：峰高一半处的峰宽。
2tR2 −tR ) ( 1 R ＝ ＝ ( 1 + 2)/2 W+ 2 W W 1 W
tR2 −tR 1
20
分离度
设正常峰，W 设正常峰，W1≈W2= 4σ ， 4σ 则R=1.5时，99.7%面积(tR ±3σ)被分开， =1.5时，99.7%面积( ∆ tR =6 σ ，称 6 σ分离 。
21
31
X +na Y m
[ a] Y ]n X [ m K= a [ m] Y ]n X [ a
Y X +n m a
[ a] X /S X K= = a a a [ m] X /V X m m
吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。
32
吸附色谱法 固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。 硅胶表面硅醇基为吸附中心。 硅胶表面硅醇基为吸附中心。 经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶 高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅 胶和堆积硅珠。 气相色谱：高分子多孔微球等
38
四、空间排阻色谱法
分离原理 根据被分离组分分子的线团尺寸 进行分离。 进行分离。
也称为分子排阻色谱法。
39
空间排阻色谱法
根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔内 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔内 外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
渗透系数： 渗透系数： Kp =[Xs]/[Xm]
V＝ ⋅ F t0 c 0
16
定性参数3 定性参数3
调整保留体积(adjusted 调整保留体积(adjusted retention volume; V )：由保留体积扣除死体积 )：由保留体积扣除死体积 后的体积 V' = R − 0 =tR ⋅ F V V ' c R
' R
注意：VR’是定值，tR’与FC成反比 •相对保留值(r) ：两组分的调整保留值之比
m C V V k= = =K m CV V
s
s s
s
m
m m
m
23
分配系数与色谱分离
（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系
v R= u
'
v=L/tR u=L/t0
'
t0 R= tR
'
tm N CV m m m R= = = tm +ts N +N C V +CV m S m m s s
'
1 R= 1 k +
9
10
色谱过程
组分的结构和性质微小差异 相作用差异 等 与固定
随流动相移动的速度不 色谱分离。
差速迁移
11
二、色谱流出曲线和有关概念
色谱流出曲线 是由检测器输出的电信 号强度对时间作图所绘制的曲线，又称 为色谱图。 基线 是在操作条件下，没有组分流出 时的流出曲线。基线反映仪器 (主要是 检测器) 检测器) 的噪音随时间的变化。 色谱峰 是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
二、色谱法的发展
（一）色谱法的历史 （二）色谱法的现状和发展趋势
1．新型固定相和检测器的研制 2．色谱新方法的研究 3．色谱联用技术 4．色谱专家系统
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第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
实现色谱操作的基本条件是必须具备相对 运动的两相，固定相(stationary phase)和流 运动的两相，固定相(stationary phase)和流 动相(mobile phase)。 动相(mobile phase)。 色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间 多次“分配” 多次“分配”的过程。
色谱分析法概论
chromatography
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色谱法的分类和发展 色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制 色谱法基本理论
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色谱法的特点:
高分离效能、高灵敏度、高选择性、 分析速度快、 应用范围广
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色谱学的重要作用
诺贝尔化学奖：1948年 瑞典Tiselins， 诺贝尔化学奖：1948年，瑞典Tiselins，电 泳和 吸附分析；1952年 吸附分析；1952年，英国马丁 (Martin) 和辛格 (Martin)和辛格 (Synge)，分配色谱。 (Synge)，分配色谱。 应用的科学领域：生命科学、材料科学、 应用的科学领域：生命科学、材料科学、环 境科 学等。 科学的科学） 学等。（科学的科学） 药学（药物分析） 药学（药物分析）：各国药典收载了许多色 谱分 析方法。中国药典二部，700多 析方法。中国药典二部，700多，纯 度检查、 定性鉴别或含量测定，一部， 定性鉴别或含量测定，一部， 600 多 鉴 别 或 含 量测定。 量测定。
三、离子交换色谱法
分离原理
利用被分离组分离子交换能力的 差别而实现分离。 分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
RSO3
H+ +
交换
Na+
再生 交换
+ RSO 3 Na+ + H
阴离子交换：
+ RNR3 OH- + Cl
再生
RNR+ Cl 3
+ OH
离子交换通式：
R B+ A R A + B
' tR2 V' 2 R r,1 = ' = ' 2 tR V 1 R 1
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定量参数
峰高(peak height； 峰高(peak height；h)：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。 峰面积(peak area； 峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间 包围的面积。
'
t ＝ −t0 tR
' R
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定性参数2 定性参数2
保留体积( 保留体积(VR)：从进样开始到某个组分在柱 后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动 相体积。
V =tR ⋅F R c
死体积(V0)：由进样器至检测器的流路中未被 固定相占有的空间。 固定相颗粒间间隙、导管的容积、检测器内腔 容积的总和。
C X V s K ＝ = s s C X V m m m
Байду номын сангаас
•溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动相 中溶解度越小，则K越大。在LLC中K主要与流 动相的性质 (种类与极性) 有关；在GLC中K与 固定相极性和柱温有关。
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分配色谱法
固定相 又称固定液（涂渍在惰性载体颗粒上的一薄层 液体；化学键合相（通过化学反应将各种有机 基团键合到载体上形成的固定相）。 流动相 气液分配色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液液分配色谱法：与固定相不相溶的液体。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定相的极性。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定相的极性。
三、分配系数与色谱分离
(一) 分配系数和容量因子
分配系数 (distribution coefficient；K) 是在 coefficient； 一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分 在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度 (C) 之比。 中的浓度 之比。
C K= s C m
分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质 及温度（和压力）有关。是组分的特征常数。
V s ∆tR= t0 (KA－KB) V m
∆tR≠0
KA≠KB kA≠kB
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第三节 基本类型色谱方法及其分 离机制
分配色谱法 吸附色谱法 离子交换色谱法 空间排阻色谱法
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一、分配色谱法
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分配色谱法 分离原理 利用被分离组分在固定相或流 动相中的溶解度差别而实现分离。 动相中的溶解度差别而实现分离。
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•对称因子fs 对称因子 •(symmetry factor) ：
•衡量色谱峰的对称性
f = 005 /2 W. h A s =(A B /2 + ) A
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到19页 到20页 14
定性参数1 定性参数1
保留时间( 保留时间(retention time;tR)：从进样到某组分 time;t 在柱后出现浓度极大时的时间间隔。 死时间 (t0)：分配系数为零的组分，即不被固 定相吸附或溶解的组分的保留时间。 调整保留时间 (t )：某组分由于溶解（或被 )： R 吸 附）于固定相，比不溶解（或不被吸附） 的组分在柱中多停留的时间。
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第一节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等 按固定相的分子聚集状态分类: GSC、GLC、LSC、LLC等 按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等 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、 空间排阻色谱法、毛细管电泳法等
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以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强。 ①饱和碳氢化合物为非极性化合物，不被吸附。 ②基本母核相同，引入的取代基极性越强，则 分子的极性越强，吸附能力越强；极性基团越 多，分子极性越强 (但要考虑其他因素的影 响) 。 ③不饱和化合物的吸附力强，双键数越多，吸 附力越强。 ④分子中取代基的空间排列
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表 17-1 一些溶剂在硅胶上的εo值
溶剂 溶剂强度 （εo） 0.00 0.00 0.26 0.40 0.43 溶剂 溶剂强度 （ε o ） 0.48 0.48 0.52 0.60 0.70
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正戊烷 正己烷 氯仿 二氯甲烷 乙醚
甲基特丁基醚
醋酸乙酯 乙腈 异丙醇 甲醇
吸附色谱法
洗脱顺序 ka=KaSa/Vm 在色谱柱（S 在色谱柱（Sa与Vm一定）时，Ka大的组分保 一定）时，K 留强，后被洗脱，K 留强，后被洗脱，Ka小的组分在吸附剂上保 留弱，先被洗脱。 Ka与组分的性质（极性、取代基的类型和数 目、构型有关）。
返回 18
柱效参数
标准差(standard deviation； 标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流出 曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的 曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的 峰宽之半。 σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。 半峰宽 (W1/2)：峰高一半处的峰宽。
2tR2 −tR ) ( 1 R ＝ ＝ ( 1 + 2)/2 W+ 2 W W 1 W
tR2 −tR 1
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分离度
设正常峰，W 设正常峰，W1≈W2= 4σ ， 4σ 则R=1.5时，99.7%面积(tR ±3σ)被分开， =1.5时，99.7%面积( ∆ tR =6 σ ，称 6 σ分离 。
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X +na Y m
[ a] Y ]n X [ m K= a [ m] Y ]n X [ a
Y X +n m a
[ a] X /S X K= = a a a [ m] X /V X m m
吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。
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吸附色谱法 固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。 硅胶表面硅醇基为吸附中心。 硅胶表面硅醇基为吸附中心。 经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶 高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅 胶和堆积硅珠。 气相色谱：高分子多孔微球等
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四、空间排阻色谱法
分离原理 根据被分离组分分子的线团尺寸 进行分离。 进行分离。
也称为分子排阻色谱法。
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空间排阻色谱法
根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔内 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔内 外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
渗透系数： 渗透系数： Kp =[Xs]/[Xm]
V＝ ⋅ F t0 c 0
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定性参数3 定性参数3
调整保留体积(adjusted 调整保留体积(adjusted retention volume; V )：由保留体积扣除死体积 )：由保留体积扣除死体积 后的体积 V' = R − 0 =tR ⋅ F V V ' c R
' R
注意：VR’是定值，tR’与FC成反比 •相对保留值(r) ：两组分的调整保留值之比
m C V V k= = =K m CV V
s
s s
s
m
m m
m
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分配系数与色谱分离
（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系
v R= u
'
v=L/tR u=L/t0
'
t0 R= tR
'
tm N CV m m m R= = = tm +ts N +N C V +CV m S m m s s
'
1 R= 1 k +
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色谱过程
组分的结构和性质微小差异 相作用差异 等 与固定
随流动相移动的速度不 色谱分离。
差速迁移
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二、色谱流出曲线和有关概念
色谱流出曲线 是由检测器输出的电信 号强度对时间作图所绘制的曲线，又称 为色谱图。 基线 是在操作条件下，没有组分流出 时的流出曲线。基线反映仪器 (主要是 检测器) 检测器) 的噪音随时间的变化。 色谱峰 是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
二、色谱法的发展
（一）色谱法的历史 （二）色谱法的现状和发展趋势
1．新型固定相和检测器的研制 2．色谱新方法的研究 3．色谱联用技术 4．色谱专家系统
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第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
实现色谱操作的基本条件是必须具备相对 运动的两相，固定相(stationary phase)和流 运动的两相，固定相(stationary phase)和流 动相(mobile phase)。 动相(mobile phase)。 色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间 多次“分配” 多次“分配”的过程。
色谱分析法概论
chromatography
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色谱法的分类和发展 色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制 色谱法基本理论
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色谱法的特点:
高分离效能、高灵敏度、高选择性、 分析速度快、 应用范围广
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色谱学的重要作用
诺贝尔化学奖：1948年 瑞典Tiselins， 诺贝尔化学奖：1948年，瑞典Tiselins，电 泳和 吸附分析；1952年 吸附分析；1952年，英国马丁 (Martin) 和辛格 (Martin)和辛格 (Synge)，分配色谱。 (Synge)，分配色谱。 应用的科学领域：生命科学、材料科学、 应用的科学领域：生命科学、材料科学、环 境科 学等。 科学的科学） 学等。（科学的科学） 药学（药物分析） 药学（药物分析）：各国药典收载了许多色 谱分 析方法。中国药典二部，700多 析方法。中国药典二部，700多，纯 度检查、 定性鉴别或含量测定，一部， 定性鉴别或含量测定，一部， 600 多 鉴 别 或 含 量测定。 量测定。