色谱分析法
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色谱分析法概述
气相色谱法
流动相为气体，根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
液相色谱法
流动相为液体，根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
按分离机制分类
吸附色谱法
利用物质在固定相上的吸附作用进行分离。
分配色谱法
利用物质在固定相和流动相之间的分配平衡 进行分离。
离子交换色谱法
利用物质在固定相上的离子交换作用进行分 离。
缺点
01
02
03
04
样品处理要求高
在进行色谱分析之前，需要对 样品进行预处理，如提取、纯
化等，较为繁琐。
仪器成本高
色谱分析仪器通常较为昂贵， 需要较高的投资成本。
分析时间长
色谱分析法通常需要一定的时 间来完成分离和检测过程。
对操作人员要求高
色谱分析法的操作较为复杂色谱分析法的未来发展
03 色谱分析法的操作流程
样品前处理
01
02
03
样品收集
根据分析目的，选择合适 的采样方法，确保采集到 具有代表性的样品。
样品制备
将采集的样品进行破碎、 混合、稀释等操作，以便 于后续的分离和检测。
样品净化
去除样品中的杂质，降低 干扰，提高检测的准确性 和可靠性。
分离操作
固定相选择
根据待测组分的性质，选择合适的固定相，实现组分 的吸附或分离。
色谱分析法概述
目录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的分类 • 色谱分析法的操作流程 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的未来发展
01 色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混合物中各组分的方法，通过利用不同物质 在固定相和流动相之间的吸附、溶解等相互作用的不同，实现各组分的分离和 分析。
色谱分析法
色谱分析法色谱分析法色谱分析法是一种分离分析方法，是根据混合物中被分离物质的色谱行为差异，将各组分从混合物中分离后再选择性对被测组分进行分析的方法。
因此色谱分析法是分析混合物的最有力手段。
色谱分析法分为：1、依据分离方式分类：可分为纸色谱法、薄层色谱法、柱色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
2、依据分离原理分类：可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法与分子排阻色谱法（凝胶色谱法）等。
（一）高效液相色谱法（HPLC）1、方法的特点与适用范围：2、测定法定量测定时，可根据供试品或仪器的具体情况以峰面积或峰高计算。
目前大多数以峰面积计算。
常用两种方法如下：内标法：按各品种项下规定，精密称定药物对照品和内标物质，分别制成溶液，各精密量取适量，混合制成校正因子测定用的对照溶液。
取一定量注入仪器，记录色谱图。
分别测量药物对照品和内标物质色谱峰面积或峰高，按式子计算校正因子f：式中，AS为内标物质的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CS为内标物质的浓度；CR为对照品的浓度。
再取各品种项下含有内标物在的供试品溶液，进样，记录色谱图，测量供试品中被测物质和内标物质色谱峰的峰面积或峰高，按式子计算含量：式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；cX为供试品溶液的浓度；f为校正因子；A'S和c'S为内标物质的峰面积（或峰高）和浓度。
采用内标法，可避免因供试品前处理及进样体积误差对结果的影响。
外标法：按各品种项下的规定，精密称量对照品和供试品，制成溶液，分别精密取一定量，进样，记录色谱图，测量对照品溶液和供试品溶液中被测物质的峰面积（或峰高），按式子计算含量：式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CR为对照品的浓度。
外标法简便，但要求进样量准确及操作条件稳定。
由于微量注射器不易精确控制进样量，当采用外标法测定含量时，以手动进样器定量环或自动进样器进样为宜。
色谱分析法
基本理论
热力学理论：塔板理论 热力学理论：塔板理论——平衡理论 平衡理论
动力学理论：速率理论 动力学理论：速率理论——范第姆特方程 范第姆特方程
一、塔板理论
塔板模型： 塔板模型：将一根色谱柱视为一个精馏 即色谱柱是由一系列连续的、 塔，即色谱柱是由一系列连续的、相等 的水平塔板组成。 的水平塔板组成。每一块塔板的高度用 表示，称为塔板高度。 H表示，称为塔板高度。
第一节 色谱及分类
茨维特实验
固定相——CaCO3颗粒 CaCO 固定相 流动相——石油醚 流动相 石油醚
色带
一、色谱法
• 色谱法是一种分离分析技术。它是利用各 色谱法是一种分离分析技术。 物质在两相中具有不同的分配系数， 物质在两相中具有不同的分配系数，当两 相作相对运动时， 相作相对运动时，这些物质在两相中进行 多次反复的分配来达到分离的目的 。 • 色谱法以其具有高分离效能、高检测性能、 色谱法以其具有高分离效能、高检测性能、 分析时间快速而成为现代仪器分析方法中 应用最广泛的一种方法。 应用最广泛的一种方法。
分离过程
当流动相中携带的混合物流经固 定相时， 定相时，其与固定相发生相互作 用。由于混合物中各组分在性质 和结构上的差异， 和结构上的差异，与固定相之间 产生的作用力的大小、 产生的作用力的大小、强弱不同 ，随着流动相的移动，混合物在 随着流动相的移动， 两相间经过反复多次的分配平衡 ，使得各组分被固定相保留的时 间不同， 间不同，从而按一定次序由固定 相中流出。 相中流出。
色谱流出曲线的意义
色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 定性依据； 色谱保留值 定性依据 色谱峰高或面积——定量依据； 定量依据； 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 色谱柱分离效能评价指 色谱保留值或区域宽度 标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依 固定相或流动相选择是否合适的依 色谱峰间距 据。
第9章 色谱分析法
三、高效液相色谱仪
（四）检测系统
检测器实际上是一种换能装置，它将流动相中组 分含量的变化，转变成可测量的电信号(通常是电压)， 然后输入记录器。 检测器具有灵敏度高、重复性好、响应快、检测限低， 线性范围宽、应用范围广等性能。 紫外光度检测器、差示折光检测器、荧光检测器等
（5）记录系统（包括放大器、记录仪等）
9.1 气相色谱法
四、分析流程及操作条件
1、进样量的选择：进样量与固定相总量及检测器灵敏 度有关。最大允许进样量能过试验确定。 2、汽化室温度的选择：合适的汽化室温度既能保证样 品迅速完全汽化，又不引起样品分解。一般汽化室温度 比柱温高30~70℃或比样品组分中最高的沸点高30~50℃。 3、柱温的选择：通过试验选择最佳柱温，既要使物质 完全分离，保留时间适宜，又不致使峰形扩展、拖尾。 对于沸程范围较宽的试样，宜采用程序升温，使低沸点 及高沸点在各自适宜的温度下得到良好的分离。
二、高效液相色谱法与气相色谱法比较
不同点：
（四） 气相色谱一般都在较高的温度下进行分离分析，而 液相色谱通常在室温条件下操作 （五） 柱外效应:由于液体的扩散性比气体的小105倍，因此， 溶质在液相中的传质速率慢，HPLC的柱外效应就显得特别 重要；而在气相色谱中，柱外区域扩张可以忽略不计。 （六） 制备:液相色谱不仅可用于分离分析，还可用于制备 纯样品。液相色谱的馏分比气相色谱易于收集。回收样品也 比较容易，而且回收是定量的，适合于大量制备样品。 （七）液相色谱尚缺乏通用的检测器，仪器比较复杂，价格 昂贵。在实际应用中，这两种色谱技术是互相补充的。
气固色谱的固定相是多孔性的固体吸附剂。气固色谱分 离主要基于固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力不同。
气液色谱的固定相是由担体（用来支持固定液的、惰性 的多孔性固体物质）表面涂固定液（高沸点的有机物）所 组成。气液色谱分离主要基于固定液对试样中各组分的溶 解度不同。
色谱分析法
29
9.分配系数K与分配比k的关系
ms cs Vs Vm K k k cm m m Vs Vm
其中β称为相比率。 相比率是反映色谱柱柱型特点的又一个参数。例如，对 填充柱，其β值一般为6~35，对毛细管柱，其β值一般 为60~600。
11:19
30
10. 分配比与保留时间的关系
11:19
37
• 但由于死时间tM包含在tR中，而tM并不参加柱 内的分配，所以理论塔板数、理论塔板高并不 能真实地反映色谱柱的好坏。为此： • 常用有效塔板数或有效塔板高度作衡量柱效能 的指标。计算式如下：
' ' tR t 2 R 2 n有 效 5.54( ) 16( ) Y1 Y 2
H有效
第六章
色谱分析法
11:19
1
第一节 概述
一、色谱法简介 u 色谱法是由1906年俄国植物学家茨维特最早创立的。
11:19
2
石油醚
植物叶石 油醚溶液
CaCO3
11:19
3
色谱法中: 起分离作用的分离柱称为色谱柱。 固定在柱内的填充物称固定相。 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。
L n H
n称为理论塔板数。
11:19
35
(2)
以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续
进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积。
(3) 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试
样沿轴（纵）向扩散可忽略。
(4) 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某
一塔板上的量无关。
11:19
36
塔板理论指出：
i．保留时间tR：指被测组分从进样开始到出现色 谱峰最高点时所需的时间，如图15－6中的O΄B 所示。
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。
第6章 色谱分析法
为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。
如果进样量很小， 浓度很低，在吸附等 温线（气固吸附色谱） 或分配等温线（气液 分配色谱）的线性范 围内，则色谱峰是对 称的。
（二）基线(baseline)
在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流 出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线。
基线漂移(baseline drift): 基线噪声(baseline noise):
因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。
（一）分配系数K和分配比k
1. 分配系数(partition coefficient) K
分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之 间反复多次的分配过程，而吸附色谱的分离是基于反 复多次的吸附-脱附过程。
这种分离过程经常用样品分子在两相间的分配来描述， 而描述这种分配的参数称为分配系数K。
某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留
时间，即 tR´= tR tM
由于组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随流动相通 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tR实际上是组分在固定相中保留的总时间。
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，因此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。
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= tR Fo 6. 调整保留体积(adjusted retention volume) 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 Fo
7. 相对保留值r21 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1
如果进样量很小， 浓度很低，在吸附等 温线（气固吸附色谱） 或分配等温线（气液 分配色谱）的线性范 围内，则色谱峰是对 称的。
（二）基线(baseline)
在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流 出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线。
基线漂移(baseline drift): 基线噪声(baseline noise):
因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。
（一）分配系数K和分配比k
1. 分配系数(partition coefficient) K
分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之 间反复多次的分配过程，而吸附色谱的分离是基于反 复多次的吸附-脱附过程。
这种分离过程经常用样品分子在两相间的分配来描述， 而描述这种分配的参数称为分配系数K。
某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留
时间，即 tR´= tR tM
由于组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随流动相通 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tR实际上是组分在固定相中保留的总时间。
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，因此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。
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= tR Fo 6. 调整保留体积(adjusted retention volume) 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 Fo
7. 相对保留值r21 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1
色谱分析方法
色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。
谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程，不同的物质在两相之间的分配会不同，这使其随流动相运动速度各不相同，随着流动相的运动，混合物中的不同组分在固定相上相互分离。
根据物质的分离机制，又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。
1、气固色谱法气固色谱法中的固定相是一种具有表面活性的吸附剂，当样品随着载气流过色谱柱时，由于吸附剂对各组分吸附能力不同，经过反复多次吸附与解吸附分配过程最后彼此分离。
吸附能力小的先随着载气流出色谱柱，吸附能力大的后流出柱。
物质在吸附剂表面的吸附情况可用吸附等温线描述，吸附等温线是在恒温下测定平衡状态时物质在吸附剂(固定相)和载气(流动相)中的浓度而绘出的曲线，它反映两相中物质浓度变化的规律。
在气固色谱中吸附等温线一般有三种类型见图2-1，它为三种吸附等温线及相对应的色谱峰图。
A．为线性吸附等温线，这种吸附情况可以得到对称的色谱峰A，这种理想情况较少见。
B．为朗格缪型吸附色谱等温线，其对应的色谱峰拖尾是气固色谱中较常见的类型。
C．为朗格繆等温线，其响应的色谱峰前沿平缓，后沿陡峭，为后倾峰。
从图中可见当二相中浓度都很低的情况下，三种吸附等温线都可接近线性，因此控制适当条件(样品量不太大，柱温不要太高以免影响吸附作用)气固色谱是可以得到对称色谱峰的。
气固色谱法中固定相一般都是活性碳，硅胶，氧化铝，分子筛等。
种类不多且一般在高温有催化活性，使气固色谱应用范围受到限制，很少用于高沸点物质分析，较适用宜永久性气体的分析。
2、气液色谱法气液色谱法是在色谱中装入一种具有一定粒度惰性的多孔固体物质(称为担体或载体)其表面涂有一层很薄的不易挥发的高沸点有机化合物(固定液)当载气把被分析的气体混合物带入色谱柱后，由于各气体组成在载气和固定液膜的气液两相中的分配(在一定的压力、温度条件下、物质在两相中溶解度的比值)不同，所以在载气向前流动时，样品各组分从固定液中解析的能力就不同。
第十二章色谱分析法
分类，该实验属于__________色谱；按色谱分离机
理分类，该实验属于________色谱。
（北师大）
三、气相色谱分离过程及有关术语
(一) 气相色谱分离过程
A+B 色谱柱 检测器 记录仪
(1)载气试样
B A
(2)载气试样
A+B B
A
(3)载气试样
B A
(4)载气试样
B
(5)载气试样
图12.2 气相色谱分离过程示意图
存在的空间。
分离原理:
不同的物质在互不相溶的两相中，具有不同 的分配系数，当两相做相对移动时，物质就会在 两相间进行反复多次的分配，从而在移动速度上 产生差异，最后使得各组分得以分离。
二．色谱法的分类
1．按两相的状态分： 流动相 固定相 类型 液体 固体 液-固色谱 液体 液体 液-液色谱 气体 固体 气-固色谱 气体 液体 气-液色谱
第十二章
色谱分析法
第一节 概述
一．色谱法简介
创立:
1903年俄国的植物学家茨维特研究植物叶片中的色素成分时 首先提出来的。分离色素装置如图示。
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
固定相和流动相:
固定相是相对于仪器位置固定不动的一相，
流动相是相对于固定相不断运动的一相，
两相一定要有相对运动，且互不相溶， 固定相和流动相为色谱分离中的样品提供了一个
t ' R (2) t 'R (1)
R (2)
V 'R (2) V 'R (1)
1
t 'R (1) )
相对保留值仅与柱温和固定相性质有关，而与 载气流量等其它实验条件无关，因此，它是色谱定性 分析的重要参数之一。 相对保留值还可以用来表示色谱柱的选择性。 R2,1值越大，两组分的tR 值相差越大，越容易实现分 离，当R2,1 =1 时，两组分色谱峰重叠。
理分类，该实验属于________色谱。
（北师大）
三、气相色谱分离过程及有关术语
(一) 气相色谱分离过程
A+B 色谱柱 检测器 记录仪
(1)载气试样
B A
(2)载气试样
A+B B
A
(3)载气试样
B A
(4)载气试样
B
(5)载气试样
图12.2 气相色谱分离过程示意图
存在的空间。
分离原理:
不同的物质在互不相溶的两相中，具有不同 的分配系数，当两相做相对移动时，物质就会在 两相间进行反复多次的分配，从而在移动速度上 产生差异，最后使得各组分得以分离。
二．色谱法的分类
1．按两相的状态分： 流动相 固定相 类型 液体 固体 液-固色谱 液体 液体 液-液色谱 气体 固体 气-固色谱 气体 液体 气-液色谱
第十二章
色谱分析法
第一节 概述
一．色谱法简介
创立:
1903年俄国的植物学家茨维特研究植物叶片中的色素成分时 首先提出来的。分离色素装置如图示。
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
固定相和流动相:
固定相是相对于仪器位置固定不动的一相，
流动相是相对于固定相不断运动的一相，
两相一定要有相对运动，且互不相溶， 固定相和流动相为色谱分离中的样品提供了一个
t ' R (2) t 'R (1)
R (2)
V 'R (2) V 'R (1)
1
t 'R (1) )
相对保留值仅与柱温和固定相性质有关，而与 载气流量等其它实验条件无关，因此，它是色谱定性 分析的重要参数之一。 相对保留值还可以用来表示色谱柱的选择性。 R2,1值越大，两组分的tR 值相差越大，越容易实现分 离，当R2,1 =1 时，两组分色谱峰重叠。
第15章-色谱分析法导论
k mS mM
k 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的
容量大，因此又称分配容量。 它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。
k 值也取决于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、
柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关。
23
3、分配系数和分配比之间的关系
k cSVS cMVM
17
§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相） 色谱柱
色带
2
植物色素分离图示
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个 词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
2）死时间( tM )： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。
因为这种物质不被固定相吸附 或溶解，故其流动速度将与流动相 的流动速度相近。
测定流动相平均线速度u0时， 可用柱长 L 与 tM 的比值计算。
uu0 L tM
29
3）调整保留时间( tR ' )：
tR' = tR － tM
30
k 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的
容量大，因此又称分配容量。 它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。
k 值也取决于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、
柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关。
23
3、分配系数和分配比之间的关系
k cSVS cMVM
17
§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相） 色谱柱
色带
2
植物色素分离图示
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个 词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
2）死时间( tM )： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。
因为这种物质不被固定相吸附 或溶解，故其流动速度将与流动相 的流动速度相近。
测定流动相平均线速度u0时， 可用柱长 L 与 tM 的比值计算。
uu0 L tM
29
3）调整保留时间( tR ' )：
tR' = tR － tM
30
色谱分析法简述
4.检测器 检测器用来检测色谱柱后流出的组分，并
以电压或电流信号显示出来，常用检测器有 热导；氢焰检测器；电子捕获式和火焰光度 式检测器等。
5.数据记录和处理系统 将检测器输出的信号记录下来，进行定性，
定量分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便
结构：FID的电离室由金 属圆筒作外罩，底座中心 有喷嘴;喷嘴附近有环状 金属圈(极化极，又称发 射极)，上端有一个金属 圆简(收集极)，两者间加 90～300V的直流电压， 形成静电场 。
（3）薄板层析色谱：液体通过毛细作用运 动；
（4）毛细管高效电泳：以电场为推动力， 对蛋白质等生化试样有很高的分离效率 。
三.色谱法的特点
1.高灵敏度： 检测器的发展，可检出10-11-10-13克的物质，可作
超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析。 2.高选择性：
可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和 各种同位素。 3.高效能：
色谱分析法
一.色谱法的原理
色谱法源自于对植物色素分离和提纯， 现代色谱法的原理如下：
混合试样中各组份在流动相和固定相间 的分配系数不同，随着流动相在色谱柱中运 行，各组份就在两相间进行反复多次分配。
由于固定相对各
组份的吸附或溶解 能力不同，因此各 组份在色谱柱中的 运行速度就不同， 经过一定的色谱柱 后，便彼此分离， 按顺序离开色谱柱 进入检测器，产生 的离子流讯号经放 大后，在记录器上 描绘出各组份的色 谱峰。
2.进样器和汽化室 (1)进样工具常有定量阀（六通阀）和注射器。 (2)汽化室的作用是将液 体或固体样品瞬间汽 化为蒸汽。
3. 色谱柱 色谱柱至于柱室中，一般常用不锈钢管
或铜管，填充固定相构成，管子成U型或螺旋 形。柱管内径为2—8mm，还有内径更小的称 为毛细管色谱柱， 柱管长度一般为1-4m或更 长。
以电压或电流信号显示出来，常用检测器有 热导；氢焰检测器；电子捕获式和火焰光度 式检测器等。
5.数据记录和处理系统 将检测器输出的信号记录下来，进行定性，
定量分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便
结构：FID的电离室由金 属圆筒作外罩，底座中心 有喷嘴;喷嘴附近有环状 金属圈(极化极，又称发 射极)，上端有一个金属 圆简(收集极)，两者间加 90～300V的直流电压， 形成静电场 。
（3）薄板层析色谱：液体通过毛细作用运 动；
（4）毛细管高效电泳：以电场为推动力， 对蛋白质等生化试样有很高的分离效率 。
三.色谱法的特点
1.高灵敏度： 检测器的发展，可检出10-11-10-13克的物质，可作
超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析。 2.高选择性：
可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和 各种同位素。 3.高效能：
色谱分析法
一.色谱法的原理
色谱法源自于对植物色素分离和提纯， 现代色谱法的原理如下：
混合试样中各组份在流动相和固定相间 的分配系数不同，随着流动相在色谱柱中运 行，各组份就在两相间进行反复多次分配。
由于固定相对各
组份的吸附或溶解 能力不同，因此各 组份在色谱柱中的 运行速度就不同， 经过一定的色谱柱 后，便彼此分离， 按顺序离开色谱柱 进入检测器，产生 的离子流讯号经放 大后，在记录器上 描绘出各组份的色 谱峰。
2.进样器和汽化室 (1)进样工具常有定量阀（六通阀）和注射器。 (2)汽化室的作用是将液 体或固体样品瞬间汽 化为蒸汽。
3. 色谱柱 色谱柱至于柱室中，一般常用不锈钢管
或铜管，填充固定相构成，管子成U型或螺旋 形。柱管内径为2—8mm，还有内径更小的称 为毛细管色谱柱， 柱管长度一般为1-4m或更 长。
色谱分析法
载气入口
接色谱柱
加热块
接色谱柱
2)气体进样器：六通阀
载气状态
进样状态
3.分离系统
色谱柱:色谱仪的核心部件,其作用是分离样品。
主要有两类：填充柱和毛细管柱。
1）填充柱 填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装
固定相，一般内径为2～4 mm，长1～ 3m。填充柱 的形状有U型和螺旋型二种.
2）毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、多 孔层和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定 液均匀地涂在内径0.l～0.5 mm的毛细管内 壁而成，毛细管材料可以是不锈钢，玻璃或 石英。 与填充往相比，其分离效率高、分析 速度块、样品用量小，但柱容量低、要求检 测器的灵敏度高，并且制备较难。
0.000 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 分钟 6.00
2.926
甲 - 4.053
0.020
甲酯 - 4.018
AU
0.10 0.05 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00
1.945
4.00
4.870
5.00
6.00 分钟
丁酯 - 8.941
9.00
已知标样图
色谱分析法
1.色谱法基础
2.气相色谱法
3.液相色谱法
1. 色谱法基础 描述: 色谱法是一种分离技术。 混合物最有效的分离、分析方法。
色谱法分离发生在色谱柱上。
1.1 概述
1906年,俄国植物学家茨维特
对植物叶的色素成分进行研究
时,使用右图装置: 将植物叶子的萃取物倒入 填有碳酸钙的直立玻璃管内,然 后加入石油醚使其自由流下,结 果色素中各组分互相分离形成 各种颜色的谱带.这种分离物质 的方法因此得名为色谱法.
色谱分析方法
4、 保留体积（VR）Retention Volume
•组分从进样到出现峰最大值所需的载气体积。 VR= tR.FC （ml/min）。 FC－载气流速
5、 柱效能Colume efficiency
色谱柱在色谱分离过程中主要由动力学因素（操作参数）所决定的分离效能。 通常用理论板高或有效板数表示。 ①、理论板数（n）Number of theoretical plate •表示柱效能的物理量，可由下式计算 •n=5.54(tR/W)2=16()2 ②、理论板高（H）Height equivalent to a theoretical plate •单位理论板的长度。H=L/n ③ 有效板数（neff）Number of effective plate
峰与峰底之间的面积（见图3中的CHEJDC）。
标准偏差（ɑ）Standard error
0.607倍峰高处所对应峰宽之一半。
•基线Baseline
在正常操作条件下，仅有载气通过检测器系统时所产生的响应信号的曲线。
•基线漂移Baseline drift
基线随时间定向的缓慢变化。
•基线噪声（N）Baseline noise
Ei――标准样中组分i的含量；
AE――标准样中组分i的峰面积。 该方法的优点是操作简单和计算方便。缺点是仪器和操作条件对分析结果影响很大， 不像归一化和内标法定量操作中可以互相抵消。因此，标准曲线使用一段时间后应 当校正。
3、 内标法
当分析样品不能全部出峰，不能用归一法定量时，可考虑用内标法定量。 方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为预测组分的参比物，也称内标物。加入 一定量的内标物，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比按下式 求组分的含量; xi(%)=×100 式中 xi---试样中组分I的百分含量； ms---加入内标物的质量； As---内标物的峰面积； m---试样的质量 Ai---组分I的峰面积；fsi=fi/fs。
色谱分析法
.
（2）应用：
蛋白质类、肽类和多聚核苷酸类等基因工 程药物，如促红细胞省长苏、干扰素、白介素、 集落刺激因子、组织型纤溶酶原激活剂、单克 隆抗体等；酶类如溶菌酶、核糖核酸酶、超氧 化物歧化酶等；天然药物成分如多糖类、低聚 糖等；合成肽和其他生化药物如细胞色素、前 列腺素等，应用灌注色谱法进行分离纯化和分 析结果均满意。
以C8C18烷基硅烷键合相为柱填料，以甲醇-水、 乙腈-水或甲醇、乙腈与缓冲液组成的溶液为流 动相，以紫外监测器、荧光检测器或电化学监 测器为检测手段，这种色谱体系在肽类、氨基 酸、蛋白质和多糖等定量分析中应用广泛。
.
示例 生白能的RP-HPLC法测定
活性成分为重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因 子，一种蛋白质。 磷酸缓冲溶液：Na2HPO43.55g加水400ml，溶 解后用稀磷酸调pH到7.0加水至500ml，摇匀。 色谱条件、计算 (见书P331) 讨论：tR21.236min峰为生白能的主成分， tR13.639min峰为人血白蛋白（生白能添加剂） 主成分与添加剂的分离度R>2.0。采用梯度洗 脱，，流动相中加入三氟乙酸，增大了对蛋白 质的洗脱力，且使主成分锋形尖锐、对称。
.
3、高效毛细管电泳法 HPCE ：在多肽分离方 面具有高效、快速等优点。 原理：根据带电组分在管中由于其所带电荷和分 子量的大小，即荷质比不同产生不同的迁移速 度而进行分离。
.
毛细管电泳技术提供了与HPLC法完全不同的选择 性，用HPLC法分离的肽图只有2~3个峰，而用 HPCE法可分离出六个峰，分辨率高，同时在 自动化程度、样品的用量、试剂的消耗及分析 周期短等方面具有独特之处。
.
（2）高效离子交换色谱法（HPIEC）：
是蛋白质、多肽分离分析常见的方法，具有 以下特点：
（2）应用：
蛋白质类、肽类和多聚核苷酸类等基因工 程药物，如促红细胞省长苏、干扰素、白介素、 集落刺激因子、组织型纤溶酶原激活剂、单克 隆抗体等；酶类如溶菌酶、核糖核酸酶、超氧 化物歧化酶等；天然药物成分如多糖类、低聚 糖等；合成肽和其他生化药物如细胞色素、前 列腺素等，应用灌注色谱法进行分离纯化和分 析结果均满意。
以C8C18烷基硅烷键合相为柱填料，以甲醇-水、 乙腈-水或甲醇、乙腈与缓冲液组成的溶液为流 动相，以紫外监测器、荧光检测器或电化学监 测器为检测手段，这种色谱体系在肽类、氨基 酸、蛋白质和多糖等定量分析中应用广泛。
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示例 生白能的RP-HPLC法测定
活性成分为重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因 子，一种蛋白质。 磷酸缓冲溶液：Na2HPO43.55g加水400ml，溶 解后用稀磷酸调pH到7.0加水至500ml，摇匀。 色谱条件、计算 (见书P331) 讨论：tR21.236min峰为生白能的主成分， tR13.639min峰为人血白蛋白（生白能添加剂） 主成分与添加剂的分离度R>2.0。采用梯度洗 脱，，流动相中加入三氟乙酸，增大了对蛋白 质的洗脱力，且使主成分锋形尖锐、对称。
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3、高效毛细管电泳法 HPCE ：在多肽分离方 面具有高效、快速等优点。 原理：根据带电组分在管中由于其所带电荷和分 子量的大小，即荷质比不同产生不同的迁移速 度而进行分离。
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毛细管电泳技术提供了与HPLC法完全不同的选择 性，用HPLC法分离的肽图只有2~3个峰，而用 HPCE法可分离出六个峰，分辨率高，同时在 自动化程度、样品的用量、试剂的消耗及分析 周期短等方面具有独特之处。
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（2）高效离子交换色谱法（HPIEC）：
是蛋白质、多肽分离分析常见的方法，具有 以下特点：
环境仪器分析：第2章 色谱分析法
(v) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相） 选择是否合适的依据。
第二节 气相色谱理论基础
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的，即与 色谱过程的热力学性质有关。但是两峰间虽有一定距 离，如果每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分 开。这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散 行为决定的，即与色谱过程的动力学性质有关。因此， 要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。
对A、B两组分的选择因子，用下式表示：
α= tR(B)/tR(A)= k(A)/k(B)=K(A)/K(B)
通过选
择因子α把实验测量值k与热力学性质的分配系数K直接联系起来，
α对固定相的选择具有实际意义。如果两组分的K或k值相等，则
α=1，两个组分的色谱峰必将重合，说明分不开。两组分的K或k
值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是
它不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体 积有关。
k = ms/mm =CsVs/CmVm
式中cs,cm分别为组分在固定相和流动相的浓度；Vm为柱中流 动相的体积，近似等于死体积。Vs为柱中固定相的体积，在各种 不同类型的色谱中有不同的含义。
例如：在分配色谱中，Vs表示固定液的Байду номын сангаас积；在尺寸排阻色谱中， 则表示固定相的孔体积。
➢基线漂移（baseline drift）：基线随时间定向的缓慢变化。
➢基线噪声（baseline noise）：指各种因素所引起的基线起 伏。
3. 峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。
4. 保留值 (1) 死时间 tM 不被固定相吸附或溶解的物质（如空气、甲烷）
第二节 气相色谱理论基础
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的，即与 色谱过程的热力学性质有关。但是两峰间虽有一定距 离，如果每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分 开。这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散 行为决定的，即与色谱过程的动力学性质有关。因此， 要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。
对A、B两组分的选择因子，用下式表示：
α= tR(B)/tR(A)= k(A)/k(B)=K(A)/K(B)
通过选
择因子α把实验测量值k与热力学性质的分配系数K直接联系起来，
α对固定相的选择具有实际意义。如果两组分的K或k值相等，则
α=1，两个组分的色谱峰必将重合，说明分不开。两组分的K或k
值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是
它不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体 积有关。
k = ms/mm =CsVs/CmVm
式中cs,cm分别为组分在固定相和流动相的浓度；Vm为柱中流 动相的体积，近似等于死体积。Vs为柱中固定相的体积，在各种 不同类型的色谱中有不同的含义。
例如：在分配色谱中，Vs表示固定液的Байду номын сангаас积；在尺寸排阻色谱中， 则表示固定相的孔体积。
➢基线漂移（baseline drift）：基线随时间定向的缓慢变化。
➢基线噪声（baseline noise）：指各种因素所引起的基线起 伏。
3. 峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。
4. 保留值 (1) 死时间 tM 不被固定相吸附或溶解的物质（如空气、甲烷）
化学中的色谱分析方法
化学中的色谱分析方法色谱分析是一种在化学领域中广泛应用的分析技术，通过分离混合物中的成分并对其进行定量或定性分析。
色谱分析方法主要包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）和超高效液相色谱（Ultra-high Performance Liquid Chromatography, UHPLC）等。
本文将重点介绍这几种色谱分析方法的原理、应用及特点。
一、气相色谱（Gas Chromatography, GC）气相色谱是一种在气相流动条件下进行分离的色谱技术。
其原理是利用气相载气将样品混合物分离成单独的组分，然后通过检测器进行检测和定量分析。
气相色谱广泛应用于食品、环境、药物、石油化工等领域。
气相色谱的主要特点包括分离效果好、分析速度快、灵敏度高、分辨率高等。
在实际应用中，气相色谱常用于分析挥发性有机物、气体成分、药物、食品添加剂等。
二、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）液相色谱是一种在液相流动条件下进行分离的色谱技术。
其原理是利用固定相和流动相之间的相互作用将样品混合物分离成单独的组分，然后通过检测器进行检测和定量分析。
液相色谱广泛应用于生物、药物、环境、食品等领域。
液相色谱的主要特点包括适用性广、分离效果好、灵敏度高、分辨率高等。
在实际应用中，液相色谱常用于分析生物样品、药物、天然产物、环境污染物等。
三、超高效液相色谱（Ultra-high Performance Liquid Chromatography, UHPLC）超高效液相色谱是一种高效、快速的液相色谱技术。
其原理是利用超高压力将样品混合物快速分离成单独的组分，然后通过检测器进行检测和定量分析。
超高效液相色谱广泛应用于生物、药物、环境、食品等领域。
超高效液相色谱的主要特点包括分离效果好、分析速度快、灵敏度高、分辨率高等。
在实际应用中，超高效液相色谱常用于分析生物样品、药物、天然产物、环境污染物等。
15-色谱分析法
§ 2 色谱图及色谱基本参数
一、色谱图 混合物样品（A+B）→色谱柱中分离→检测器→记录 下来。组分从色谱柱流出时，各个组分在检测器上所 产生的信号随时间变化，所形成的曲线叫色谱图。 记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出 曲线.
二、色谱图中的基本术语
1、基线
在实验操作条件下，仅有纯载气通过色
由高压泵输出）；如果有两个或以上泵，调节各
吸附能力)，用纯石油醚洗脱（淋洗）。
色素受两种作用力影响:
（1）一种是CaCO3 吸附，使色素在柱中停滞下来
（2）一种是被石油醚溶解，使色素向下移动
各种色素结构不同，受两种作用力大小不同， 经过一段时间洗脱后，色素在柱子上分开，形成 了各种颜色的谱带，这种分离方法称为色谱法。
色谱法中共使用两相 固定相—固定不动的相 CaCO3 流动相—推动混合物流动的液体
（3）相对保留值r21
组分2与组分1调整保留值之比：
r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1
相对保留值只与柱温和固定相性质有关， 与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相 对这两种组分的选择性。
三、分配平衡
在一定温度下，组分在流动相和固定相之间所达到的 平衡叫分配平衡，组分在两相中的分配行为常采用分配 比 k 来表示 . 分配比是指，在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的分配量比:
f i m i /A i m i A s f f s m s /A s m s A i
' i
3.常用的几种定量方法
（1）归一化法：
mi ci % 100 m1 m2 mn f i ' Ai
' ( f i Ai ) i 1 n
12 色谱分析法
仪器分析
1、基线—在实验操 作条件下，色谱 柱中只有流动相 通过（没有组分 流出时）的曲线 叫基线。 稳定情况下：一条 水平直线。 基线上下波动称为 噪音。
仪器分析
2、色谱峰的高度h
峰高h —色谱峰最高点与基线之间的距离，可用 mm，mV，mA表示。峰的高低与组分浓度有关， 峰越高越窄越好。
h
仪器分析
1.涡流扩散项 A A = 2λdp
（1）影响因素： ①λ：填充物的不规则程度。λ↓，A↓。 ②dP：填充物的平均颗粒直径。 dP ↓，A↓。
（2）减小A的方法：
①填充色谱柱时要均匀、紧密；
②使用适当细度、颗粒均匀的填充物。
仪器分析
2. 分子扩散项 B / u 以GC为例： B / u = 2γ Dg / u （1）影响因素： ①γ：弯曲因子，填充物对分子扩散的障碍因素， γ ↓，B↓，(B/u)↓。 ②Dg：组分在流动相中的扩散系数。 Dg ↓，B↓， (B/u)↓。 影响Dg的因素： 与载气分子量的平方根成反比； 随T柱↓而↓，随P柱↑而↓。
仪器分析
(2)保留时间tR —— —组分流经色谱 柱时所需时间。 进样开始到柱后 出现最大值时所 需的时间。操作 条件不变时，一 种组分对应有一 个tR定值。
仪器分析
（3）调整保留时间t’R
扣除了死时间的保 留时间。 t’R=tR-t0 t’R 体现的是组分在 柱中被吸附或溶解 的实际时间。
VR kVg KVl
VR KVl Vg
仪器分析
（二）塔板理论
把色谱柱比作一个精馏塔，将连续的色 谱分离过程分割成多次的平衡过程的重 复，同时引入理论塔板数作为衡量柱效 率的指标。 对一个色谱柱来说，若色谱柱长度L固 定，每一块塔板的高度用H表示，称为 塔板高度。
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气液色谱：固定相是用高沸点的有机物 涂渍在惰性载体上．由于可供选择的固定 液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。
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第十二章 色谱分析法(2)
§ 12(2)-2 气相色谱仪
1
10
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第十二章 色谱分析法(2)
图4 102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪（常用于学生实验）
Fourier红外光谱(GC－FTIR）联用、气相色谱与原
子发射光谱（GC－AES）联用。
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第十二章 色谱分析法(2)
气相色谱法的特点：三高一快一广
1.高选择性—能分离性质极为接近的物质
如：同位素，异构体等
2. 高效能—在很短的时间内就能分离测定性质极为复 杂的混合物
3. 高灵敏度—分离微量、痕量组分
第十二（2）章 气相色谱法
Gas Chromatography
1
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第十二章 色谱分析法(2)
2
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第十二章 色谱分析法(2)
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第十二章 色谱分析法(2)
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第十二章 色谱分析法(2)
§12(2)-1 概述
Tc：柱温； Tr ：柱后温度
压力校正因子
j
3 2
[( (
pi pi
/ /
po )2 po )3
1] 1
柱温、柱压、柱内载气的平均流速：
Fc
Fo
p0 pw p0
Tc Tr
3 [( pi / 2 ( pi /
po po
)2 )3
1] 1
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第十二章 色谱分析法(2)
三. 进样系统— 进样装置和汽化室
对不宜汽化的高分子，热稳定性差、 化学性质极为活泼或强腐蚀性物质不能 用GC测定。应用范围受到限制，在所有 的有机物分析中只有15~20%能用GC进 行分离分析。
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第十二章 色谱分析法(2)
• 气相色谱法又可分为:气固色谱（GSC） 气液色谱（GLC）：
气固色谱：是用多孔性固体为固定相， 分离的对象主要是一些永久性的气体和低 沸点的化合物.
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第十二章 色谱分析法(2)
（2）毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层
和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀 地涂在内径0. l～0. 5mm的毛细管内壁而成， 毛细管材料可以是不锈钢或石英。毛细管色谱 柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做到长 几十米。与填充柱相比，其分离效率高（理论 塔板数可达106）、分析速度快、样品用量小， 但柱容量低、要求检测器的灵敏度高，并且制 备较难。
第十二章 色谱分析法(2)
四.分离系统
—把混合物样品中各组分进行分离的装置
分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心部件， 其作用是分离样品。色谱柱主要有两类：填充柱和毛 细管柱。
（1）填充柱 填充柱由不锈钢, 玻璃或聚四氟乙烯等 材料制成，内装固定相，一般内径为2～6 mm，长1～ 5m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。柱内填充固 定相，制作简单，柱容量大，操作方便，分离效果足 够高，n在102~103之间，应用普遍
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第十二章 色谱分析法(2)
图7 6890 气相色谱仪
图8 毛细管柱色谱
（美国安捷伦科技公司 Agilent)
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第十二章 色谱分析法(2)
一.气路系统
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第十二章 色谱分析法(2)
• 气路系统—载气连续运行的密闭管路系统
• 用高灵敏度的检测器可测出样品中10 -11~ 10-13 g组分
• 样品用量少：
液体0.几L
气体1mL
固体几g
可测粮食、蔬菜中农药残留量，动植物体内药残留量
4.分析速度快—样品准备好后，几分钟~几十分钟即可
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第十二章 色谱分析法(2)
5. 应用范围广
在柱温条件下有一定蒸气压且稳定性好的样品 都能测定，只要在 –196 ~ 450 ℃温度范围内有27 ~1330 Pa蒸气压且不分解的物质原则上都能测定， 不论它是气体、液体和固体
• 气相色谱法（GC）是英国生物化学家马丁等人在研 究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极 有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混 合物。
• 目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测 器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度 快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。
• 气相色谱与质谱（GC－MS）联用、气相色谱与
对于挥发性低和受热易分解的物质，若能通过 化学衍生方法使其转化为挥发性大、热稳定性好 的衍生物，同样可用气相色谱分离和分析
GC 专长：同系物（其它方法无法测定）
GC 主要用于分离和定量，可广泛应用在环保、 临床、药物、农药、食品、污染物等方面的测定
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第十二章 色谱分析法(2)
1. 对气路的要求：
气密性好
载气要纯净、且稳定
2. 气路结构
单柱单气路，简单 适于恒温分析
双柱双气路 适于程序升温
3. 流速的测定和校正
载气流速采用
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转子流量计—给出载气流速的相对值 不能反映柱内真实流速
皂膜流量计—测柱后的流速，进行校 正后得到柱温下的流速
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第十二章 色谱分析法(2)
1. 进样装置 • 液体：0.5、1、
5、10、25、50 L (一般进样 0.1~10 L） • 气体：0.25~5 mL 注射器或六 通阀 (一般进样 0.1~10 mL） 2. 汽化室
汽化室：可控温度 为50~400℃，一般 比柱温高30~70 ℃
•样品在汽化室汽化，并 很快被带入色谱柱
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泰山学院化学系分析化学教研室
第十二章 色谱分析法(2)
图5 GC-7泰山学院化学系分析化学教研室
第十二章 色谱分析法(2)
图6 GC-7890气相色谱仪
外观
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内部结构
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第十二章 色谱分析法(2)
图7 GC-9A气相色谱仪 日本 东京 Shimadzu
校正载气流速：
• 载气在柱后的真实流速： 皂膜流量计测得载气流速
Fo
Fo ( po po
pw )
室温时水的饱和蒸气压
出口载气流速 经过水蒸气校正的流速
柱出口压力，即大气压力
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第十二章 色谱分析法(2)
载气平均流速：
• FC = FO ′ • Ti • j • 温度校正因子 Ti =TC / Tr
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§ 12(2)-2 气相色谱仪
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图4 102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪（常用于学生实验）
Fourier红外光谱(GC－FTIR）联用、气相色谱与原
子发射光谱（GC－AES）联用。
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第十二章 色谱分析法(2)
气相色谱法的特点：三高一快一广
1.高选择性—能分离性质极为接近的物质
如：同位素，异构体等
2. 高效能—在很短的时间内就能分离测定性质极为复 杂的混合物
3. 高灵敏度—分离微量、痕量组分
第十二（2）章 气相色谱法
Gas Chromatography
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§12(2)-1 概述
Tc：柱温； Tr ：柱后温度
压力校正因子
j
3 2
[( (
pi pi
/ /
po )2 po )3
1] 1
柱温、柱压、柱内载气的平均流速：
Fc
Fo
p0 pw p0
Tc Tr
3 [( pi / 2 ( pi /
po po
)2 )3
1] 1
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三. 进样系统— 进样装置和汽化室
对不宜汽化的高分子，热稳定性差、 化学性质极为活泼或强腐蚀性物质不能 用GC测定。应用范围受到限制，在所有 的有机物分析中只有15~20%能用GC进 行分离分析。
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第十二章 色谱分析法(2)
• 气相色谱法又可分为:气固色谱（GSC） 气液色谱（GLC）：
气固色谱：是用多孔性固体为固定相， 分离的对象主要是一些永久性的气体和低 沸点的化合物.
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（2）毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层
和涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀 地涂在内径0. l～0. 5mm的毛细管内壁而成， 毛细管材料可以是不锈钢或石英。毛细管色谱 柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做到长 几十米。与填充柱相比，其分离效率高（理论 塔板数可达106）、分析速度快、样品用量小， 但柱容量低、要求检测器的灵敏度高，并且制 备较难。
第十二章 色谱分析法(2)
四.分离系统
—把混合物样品中各组分进行分离的装置
分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心部件， 其作用是分离样品。色谱柱主要有两类：填充柱和毛 细管柱。
（1）填充柱 填充柱由不锈钢, 玻璃或聚四氟乙烯等 材料制成，内装固定相，一般内径为2～6 mm，长1～ 5m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。柱内填充固 定相，制作简单，柱容量大，操作方便，分离效果足 够高，n在102~103之间，应用普遍
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图7 6890 气相色谱仪
图8 毛细管柱色谱
（美国安捷伦科技公司 Agilent)
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一.气路系统
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• 气路系统—载气连续运行的密闭管路系统
• 用高灵敏度的检测器可测出样品中10 -11~ 10-13 g组分
• 样品用量少：
液体0.几L
气体1mL
固体几g
可测粮食、蔬菜中农药残留量，动植物体内药残留量
4.分析速度快—样品准备好后，几分钟~几十分钟即可
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5. 应用范围广
在柱温条件下有一定蒸气压且稳定性好的样品 都能测定，只要在 –196 ~ 450 ℃温度范围内有27 ~1330 Pa蒸气压且不分解的物质原则上都能测定， 不论它是气体、液体和固体
• 气相色谱法（GC）是英国生物化学家马丁等人在研 究液液分配色谱的基础上，于1952年创立的一种极 有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混 合物。
• 目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测 器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度 快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。
• 气相色谱与质谱（GC－MS）联用、气相色谱与
对于挥发性低和受热易分解的物质，若能通过 化学衍生方法使其转化为挥发性大、热稳定性好 的衍生物，同样可用气相色谱分离和分析
GC 专长：同系物（其它方法无法测定）
GC 主要用于分离和定量，可广泛应用在环保、 临床、药物、农药、食品、污染物等方面的测定
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第十二章 色谱分析法(2)
1. 对气路的要求：
气密性好
载气要纯净、且稳定
2. 气路结构
单柱单气路，简单 适于恒温分析
双柱双气路 适于程序升温
3. 流速的测定和校正
载气流速采用
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转子流量计—给出载气流速的相对值 不能反映柱内真实流速
皂膜流量计—测柱后的流速，进行校 正后得到柱温下的流速
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1. 进样装置 • 液体：0.5、1、
5、10、25、50 L (一般进样 0.1~10 L） • 气体：0.25~5 mL 注射器或六 通阀 (一般进样 0.1~10 mL） 2. 汽化室
汽化室：可控温度 为50~400℃，一般 比柱温高30~70 ℃
•样品在汽化室汽化，并 很快被带入色谱柱
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校正载气流速：
• 载气在柱后的真实流速： 皂膜流量计测得载气流速
Fo
Fo ( po po
pw )
室温时水的饱和蒸气压
出口载气流速 经过水蒸气校正的流速
柱出口压力，即大气压力
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• FC = FO ′ • Ti • j • 温度校正因子 Ti =TC / Tr