色谱分析概论
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2色谱分析概论
（一） 色谱流出曲线和色谱峰
色谱峰Байду номын сангаас
正态分布曲线 拖尾峰、前延峰 对称因子、拖尾因子 0.95～1.05
（二） 保留值：色谱定性参数
时间 保留时间 tR 死时间 t0 从进样开始到某个组分的色谱峰顶点的 时间间隔
调整保留时间 tR`= tR-t0 不被固定相滞留的组分从进 样开始、通过色谱柱，到出 现最大值所需要的时间，亦 即流动相到达检测器所需的 时间 某组分由于和固定相作用，比不作用的 组分在柱中多停留的时间
第16章 色谱分析法概论
Chromatography
有机化学实验：薄层色谱、纸色谱 分析化学实验：气相色谱、高效液相色谱
概 述
固定相（stationary phase）
流动相（mobile phase）
色谱分离原理：利用物质在 固定相与流动相之间的分配系 数差异而实现分离。 色谱法与光谱法的主要区别： 色谱法具有分离、分析两种功能
rB , A
' t RB
t
' RA
(t RB t 0 ) (t RA
25.0 2.0 1.77 t 0 ) 15.0 2.0
kA
' t RA
t0
15.0 2.0 6 .5 2 .0
' t RB t RB t0 25.0 2.0 23.0(min)
C溶解能力大的组分
D溶解能力小的组分
练习
1. 色谱法作为分析方法的最大优点是： A 进行定性分析 C 分离混合物 B 进行定量分析 D 分离混合物并分析之
练习
2. 衡量色谱柱效能的参数为（ A 分离度 C 半峰宽 B 容量因子 D 分配系数 ）。
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。
色谱分析概论1-卢佩章院士
样品保存
为保证样品的稳定性和可靠性，应选 择适当的保存方法和条件，如低温、 避光、干燥等。
样品的预处理
分离
将目标组分从样品中分离 出来，去除杂质和干扰物 质。
浓缩
对目标组分进行浓缩，提 高其浓度，以便于后续的 分析和检测。
衍生化
通过化学反应将目标组分 转化为适合色谱分析的形 式。
样品的分析与检测
色谱分析概论
目录
• 色谱分析简介 • 色谱分析的种类 • 色谱分析的仪器 • 色谱分析的样品处理 • 色谱分析的实验技术 • 色谱分析的未来发展
01 色谱分析简介
色谱分析的定义
总结词
色谱分析是一种分离和分析复杂混合 物中各组分的方法。
详细描述
色谱分析是一种基于不同物质在固定 相和流动相之间分配平衡的差异，实 现各组分分离和分析的化学分析技术。
利用微加工技术在芯片上集成 微小流路，实现样品在微小空
间内的快速分离和检测。
纳流控芯片技术
在微流控芯片的基础上，进一 步减小流路尺寸，提高分离效 率和灵敏度。
新型固定相和填料
研发新型的固定相和填料，提 高色谱柱的分离性能和选择性 。
联用技术
将色谱分析与质谱、光谱等检 测技术联用，实现复杂样品的
高效分离和鉴定。
灵敏度和检测限
提高检测方法的灵敏度和检测限，满 足痕量分析的需求。
快速分析
缩短分析时间和提高分离效率，实现 快速分离和鉴定。
智能化和自动化
研发智能化的色谱分析仪器和系统， 实现自动化操作和分析。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03 色谱分析的仪器
色谱柱
作用
色谱柱是色谱分析的核 心部件，用于分离和纯 化混合物中的各组分。
为保证样品的稳定性和可靠性，应选 择适当的保存方法和条件，如低温、 避光、干燥等。
样品的预处理
分离
将目标组分从样品中分离 出来，去除杂质和干扰物 质。
浓缩
对目标组分进行浓缩，提 高其浓度，以便于后续的 分析和检测。
衍生化
通过化学反应将目标组分 转化为适合色谱分析的形 式。
样品的分析与检测
色谱分析概论
目录
• 色谱分析简介 • 色谱分析的种类 • 色谱分析的仪器 • 色谱分析的样品处理 • 色谱分析的实验技术 • 色谱分析的未来发展
01 色谱分析简介
色谱分析的定义
总结词
色谱分析是一种分离和分析复杂混合 物中各组分的方法。
详细描述
色谱分析是一种基于不同物质在固定 相和流动相之间分配平衡的差异，实 现各组分分离和分析的化学分析技术。
利用微加工技术在芯片上集成 微小流路，实现样品在微小空
间内的快速分离和检测。
纳流控芯片技术
在微流控芯片的基础上，进一 步减小流路尺寸，提高分离效 率和灵敏度。
新型固定相和填料
研发新型的固定相和填料，提 高色谱柱的分离性能和选择性 。
联用技术
将色谱分析与质谱、光谱等检 测技术联用，实现复杂样品的
高效分离和鉴定。
灵敏度和检测限
提高检测方法的灵敏度和检测限，满 足痕量分析的需求。
快速分析
缩短分析时间和提高分离效率，实现 快速分离和鉴定。
智能化和自动化
研发智能化的色谱分析仪器和系统， 实现自动化操作和分析。
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03 色谱分析的仪器
色谱柱
作用
色谱柱是色谱分析的核 心部件，用于分离和纯 化混合物中的各组分。
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
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
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。
第十七章色谱分析法概论课件
色谱分析法是一种物理化学分离方法，具有高分离效能、高 灵敏度、高选择性等优点，广泛应用于化学、生物、医药、 环保等领域。
色谱分析法的原理
01
固定相和流动相
色谱分析法中，混合物样品在固定相和流动相之间进行分配，由于不同
组分在两相之间的分配系数不同，从而实现各组分的分离。
02 03
吸附与解吸
在吸附色谱中，组分在固定相上的吸附和解吸能力不同，从而实现了组 分的分离。在分配色谱中，组分在固定相和流动相之间的分配系数不同 ，也实现了组分的分离。
将固定相涂布在玻璃板或 塑料板上进行分离，具有 快速、简便的特点。
按分离原理分类
吸附色谱法
离子交换色谱法
利用吸附剂对不同物质的吸附能力差 异进行分离。
利用离子交换剂对不同离子的交换能 力差异进行分离。
分配色谱法
利用不同物质在固定相和流动相之间 的分配系数差异进行分离。
03
色谱分析法的历史与发 展
色谱分析法的起源
1903年，俄国植物 学家茨维特（Tswett ）首次提出分离植物 色素的色谱法。
1930年代，随着化 学工业的发展，色谱 法开始应用于工业生 产。
1906年，茨维特使 用吸附剂分离植物色 素，并命名为“色谱 法”。
色谱分析法的技术发展
1940年代，气相色谱法（GC）的发明，使得气体混合物的分离和分析成为可能。
化学反应监测
色谱分析法可用于监测化学反应进 程，确定反应条件和产物，提高化 学反应的效率和选择性。
在医学领域的应用
药物分析
色谱分析法用于药物的分离、纯 化和结构鉴定，确保药物质量和
安全有效性。
生物样品分析
通过色谱分析法可以对生物体内 的药物代谢物、毒素、营养素等 进行定性和定量分析，为医学诊
色谱分析法的原理
01
固定相和流动相
色谱分析法中，混合物样品在固定相和流动相之间进行分配，由于不同
组分在两相之间的分配系数不同，从而实现各组分的分离。
02 03
吸附与解吸
在吸附色谱中，组分在固定相上的吸附和解吸能力不同，从而实现了组 分的分离。在分配色谱中，组分在固定相和流动相之间的分配系数不同 ，也实现了组分的分离。
将固定相涂布在玻璃板或 塑料板上进行分离，具有 快速、简便的特点。
按分离原理分类
吸附色谱法
离子交换色谱法
利用吸附剂对不同物质的吸附能力差 异进行分离。
利用离子交换剂对不同离子的交换能 力差异进行分离。
分配色谱法
利用不同物质在固定相和流动相之间 的分配系数差异进行分离。
03
色谱分析法的历史与发 展
色谱分析法的起源
1903年，俄国植物 学家茨维特（Tswett ）首次提出分离植物 色素的色谱法。
1930年代，随着化 学工业的发展，色谱 法开始应用于工业生 产。
1906年，茨维特使 用吸附剂分离植物色 素，并命名为“色谱 法”。
色谱分析法的技术发展
1940年代，气相色谱法（GC）的发明，使得气体混合物的分离和分析成为可能。
化学反应监测
色谱分析法可用于监测化学反应进 程，确定反应条件和产物，提高化 学反应的效率和选择性。
在医学领域的应用
药物分析
色谱分析法用于药物的分离、纯 化和结构鉴定，确保药物质量和
安全有效性。
生物样品分析
通过色谱分析法可以对生物体内 的药物代谢物、毒素、营养素等 进行定性和定量分析，为医学诊
16章色谱分析法概论
k =（ms/mm） =csVs/cmVm
3、分配系数和保留因子的关系
k=K(Vs/ Vm )
（二）分配系数和保留因子与保留时间的关系
R =υ /u = t0/tR
， ，
R = tm /(tR +tn) = Nm/(Nm+Nn) = cmVm/(cmVm+csVs)
R = 1/(1+k) 1/R = 1+k tR =t0(1+k) k = (tR-t0)/t0=t R/t0 tR=t0(1+KVs/Vm)
第二节 基本类型色谱方法及其分离机制
一、色谱法有分类 1、按流动相与固定相的分子聚集状态分类： 2、按操作形式分类： 3、按色谱过程的分离机制分类：
二、分配色谱法
1、分离机制 利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别， 即在两相的分配系数的差别而实现分离。 K=cs/cm=(Xs/Vs)/(Xm/Vm) 2、固定相与流动相 Xm Xs 3、洗脱顺序:由溶解大小决定
（二）流出曲线方程
以组分A在柱出口处的质量分数对N作图，得如图的流出 曲线。当板数很大时，流出曲线趋于正态分布曲线。
由正态分布方程式可以得到组分流出色谱柱的浓度变化
色谱流出曲线方程 t=tR时c有极大值cmax（即流出曲线的峰高h）:
流出曲线方程式常用形式： t≠tR时，c恒小于cmax，c 随时间t向峰两侧对称下降， 下降速度取决于σ ，σ 越小， 峰越锐。
, ， ，
（三）色谱分离的前提
色谱分离的前提若使两组分达到分离,则它们的 迁移速度必须不同,即保留时间不等.
tRA=t0(1+KAVs/Vm)
tRB=t0(1+KBVs/Vm) Δ tR=tRA-tRB=t0 (KA-KB) VS/Vm Δ tR=t0 (kA-kB) ≠0
色谱分析法概论(5版)
4
3. 色谱法的分类：
• 按流动相和固定相的物态分类： 气相色谱法 gas chromatography, GC 液相色谱法 liquid chromatography, LC 超临界流体色谱法 supercritical fluid , SFC
• 按固定相的物态分类： 气-固色谱法(GSC)，气-液色谱法(GLC) 液-液色谱法(LLC)，液-固色谱法(LSC)
37
二、 速率理论-影响柱效的因素
1. 速率方程（也称范.弟姆特方程式） H = A + B/u + C·u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？
38
A─涡流扩散项 eddy diffusion
A = 2λdp
40
B ·u —传质阻力项
（动画）
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）
k为容量因子； Dg 、DL为扩散系数。Df为固定液的液膜厚度 降低液膜厚度，可降低传质阻力。
41
2.载气流速与柱效——最佳流速
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的
主要因素，流速，柱效。 载气流速低时：
32
第四节 色谱法基本理论
一.塔板理论（plate theory）
半经验理论； 将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续
的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复 （类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；
塔板理论的假设： (1) 在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅 速达到； (2) 将载气看作成脉动（间歇）过程； (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略； (4) 每次分配的分配系数相同。
3. 色谱法的分类：
• 按流动相和固定相的物态分类： 气相色谱法 gas chromatography, GC 液相色谱法 liquid chromatography, LC 超临界流体色谱法 supercritical fluid , SFC
• 按固定相的物态分类： 气-固色谱法(GSC)，气-液色谱法(GLC) 液-液色谱法(LLC)，液-固色谱法(LSC)
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二、 速率理论-影响柱效的因素
1. 速率方程（也称范.弟姆特方程式） H = A + B/u + C·u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？
38
A─涡流扩散项 eddy diffusion
A = 2λdp
40
B ·u —传质阻力项
（动画）
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）
k为容量因子； Dg 、DL为扩散系数。Df为固定液的液膜厚度 降低液膜厚度，可降低传质阻力。
41
2.载气流速与柱效——最佳流速
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的
主要因素，流速，柱效。 载气流速低时：
32
第四节 色谱法基本理论
一.塔板理论（plate theory）
半经验理论； 将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续
的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复 （类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；
塔板理论的假设： (1) 在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅 速达到； (2) 将载气看作成脉动（间歇）过程； (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略； (4) 每次分配的分配系数相同。
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〕
第十六章色谱分析法概论PPT课件
tRA
t0( 1
K
A
Vs Vm
)
tRB t0 ( 1
tR tRA
KtRBBVVms t)0(KAKB)V Vm s
tRt0(kAkB)
20
例：在1m长的填充色谱柱上，某镇静药物A及其异构体B 的保留时间分别为5.80min和6.60min；峰底宽度分别为 0.78min及0.82min，空气通过色谱柱需1.10min。
10
保留值
相对保留值
2,1
tR2 tR1
VR 2 VR 1
（ 难 分 离物 2， 1）质 用
（只与柱温及固定相的性质有关）
保留指数
Ix100znllgtgtR R ((z xn ))llgtgtR R ((zz))
Ix为待测组分的保留指数 z与z n为 正 构 烷 烃 对 的 碳数原 子
11
第十七章 色谱分析法概论
Chromatography
第一节 第二节 第三节
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
1
色谱法是一种分离分析方法 各物质在两相中具有不同的分配系数，当
两相作相对运动时，在两相中进行多次反 复的分配达到分离。
2
薄 层 色 谱
柱色谱
纸色谱
第一节 色谱过程和基本原理
计算：载气的平均线速度；组分B的分配比；A及B的分 离度。
解： (1) l 100 90.90cmmin1
t0 1.10
( 2 )k tR (6.601.10) 5.00
t0
1.10
( 3)R 2( tR2 tR1 ) 2(6.605.80) 1.00
W1 W2
0.780.82
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
色谱分析法概论.课件
7.3色谱分离的基本理论>>
分配系数与保留行为的关系
➢ 推导色谱过程方程：
容量因子：k csVs K Vs ，
cmVm
Vm
保留时间：tR t0 1 k ，
色谱过程方程：t R＝t 0
1
K
Vs Vm
Vs固定相的体积 Vm流动相的体积
K↑,tR↑,组分后出柱 K＝0， 组分不保留 K→∞,组分完全保留
年代 1937 1938 1939 1950 1951 1955 1958 1961
1970
1972
表7-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
获奖学科
获奖研究工作
化学
胡萝卜素化学，维生素A和B
化学
胡萝卜素化学
化学
聚甲烯和高萜烯化学
生理学医学 性激素化学及其分离、肾皮素化学及其分离
化学
超铀元素的发现
3. 按 分 离 机 制 分类
分配色谱： 利用分配系数的不同 吸附色谱： 利用物理吸附性能的差异 离子交换色谱：利用离子交换原理 空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同
7.2色谱过程与术语
色谱过程 基本术语
7.2色谱过程与术语>>
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。在混合物中，若两个组分的分配系数不等， 则被流动相携带移动的速率不等，即形成差速迁移 而被分离。如图所示。
1.色谱 2.保留值 3.分配系数(K)和容量因子(k) 4.分离参数
7.2色谱过程与术语>>
基本术语>>1.色谱
➢ 检测色谱分离后组分的响应信号对时间作图得到的 曲线称为色谱图。
信号 A
2
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
色谱分析法概论
色谱分析法概论色谱分析法概论1色谱分析法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。
2色谱过程：组分的分子在流动相和固定相间多次分配的过程。
若两个组分的分配系数存在微小的差异，经过反复多次的分配平衡，使微小的差异积累起来，其结果就使分配系数小的组分被先洗脱，从而使两组分得到分离。
色谱分离的前提是分配系数或保留因子不等。
3色谱流出曲线是由检测器输出的电信号对时间作图所绘制的曲线，又称为色谱图。
4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、分子排阻色谱法。
①分配色谱法机制：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别，即分配系数的差别而实现分离。
②吸附色谱法机制：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别，即吸附系数的差别而实现分离。
常见化合物的吸附能力顺序：烷烃＜烯烃＜卤代烃＜醚＜硝基化合物＜叔胺＜酯＜酮＜醛＜酰胺＜醇＜酚＜伯胺＜羧酸③离子交换色谱法机制：利用分离组分离子交换能力的差别即选择性系数的差别而实现分离。
④分子排阻色谱法：根据被分离组分分子的线团尺寸，即渗透系数的差别而进行分离。
5流动相线速对塔板高度的影响：在较低线速度时，纵向扩散起主要作用，线速度升高，塔板高度降低，柱效升高；在较高线速度时，传质阻抗起主要作用，线速度升高，塔板高度增高，柱效降低。
6说明保留因子的物理含意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？答：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=KV s／／V m，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之比有关。
保留因子越大的组分在色谱柱中的保留越强，t R =t0 （1+k）或t＇R =kt0 ，由于在一定色谱条件下t0为定值，如果两组分的k相等，则他们的t＇R一定相等，t R相等，即不能分离。
色谱分析-第一章 概论
第一章概论本章主要介绍气相色谱分析法。
同时也适当介绍液相色谱法。
气相色谱法的基本理论和定性定量方法也适用于液相色谱法。
其不同之处在液相色谱法中介绍。
第一节色谱发展概况将一滴含有混合色素的溶液滴在一片纸上，随着溶液的展开可以观察到一个个同心圆环出现，俄国植物学家Tswett首先认识到这种层析现象在分离分析方面的重大应用价值。
Tswett关于色谱分离方法的研究始于1901年，两年后他发表了他的研究成果"一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用"，提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。
他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的石油醚萃取液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三种不同颜色的5个谱带,然后按谱带的颜色进行分离鉴定分析。
这种方法因此得名为色谱法。
以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。
在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（碳酸钙）称为固定相，自上而下运动的一相（石油醚）称为流动相；装有固定相的玻璃管或不锈钢管称为色谱柱。
1906年Tswett把这种分离方法正式命名色谱法(Chromatography)。
显然色谱法(Chromatography)这个词是由颜色(chrom)和图谱(graph)这两个词根组成的，派生词有chromatograph(色谱仪)，chromatogram(色谱图)，chromatographer(色谱工作者)等。
遗憾的是这一对科学事业作出的重要贡献，竟被遗忘了25年。
由于Tswett的开创性工作，因此人们尊称他为"色谱学之父"，而以他的名字命名的Tswett奖也成为了色谱界的最高荣誉奖。
色谱法发明后的最初二三十年发展非常缓慢。
液-固色谱的进一步发展有赖于瑞典科学家Tiselius(1948年Nobel Chemistry Prize获得者)和Claesson的努力，他们创立了液相色谱的迎头法和顶替法。
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V0 t0FC
注V ： 0为定值 F c无 ， 关 t0与 ； F 1C
精品课件
6.调整保留体积VR'：保留体积与死体积之差，即 组分停留在固定相时所消耗流动相的体积
V R ' V RV0tR ' F C
注V ： R '与 Fc无关 tR ' ； F 1c
7.相对保留值ri,s(选择性系数)：调整保留值之
精品课件
二、色谱流出曲线和有关概念
㈠色谱流出曲线和色谱峰
图17－2
➢流出曲线(色谱图)：电信号强度随时间变化曲线 ➢基线： 无样品时的电信号，反映仪器噪音的情况 ➢色谱峰：流出曲线上突起精部品课分件
续前
色谱峰
正常峰（对称）——
fs=0.95~1.05
非正常峰
前沿峰——fs<0.95
拖尾峰
——fs>1.05
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二、色谱法的起源
1．创立：1906年，俄国植物学家Tsweet 植物色素分离见图示
2．现状：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析,还
可以进行制备 固定相——除了固体，还可以是液体
流动相——液体或气体 色谱柱——各种材质和尺寸 被分离组分——不再仅局限于有色物质
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1906年，Tsweet 发现色谱分离现象
狭义分配系数
K Cs Xs Vs Cm Xm Vm
Cs为溶质分子在固定的 相浓 中度 Vs为固定相的体积 Cm为溶质分子在流动的 相浓 中度 Vm为流动相的体积
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next
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图示
✓ 分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分
三、分配系数与色谱分离
㈠分配系数和容量因子：相平衡参数
1.分配系数K(平衡常数)：指在一定温度和压力下， 组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与流动 相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）
注：K为热力学常数
K CS Cm
与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关
实验条件固定，K仅与组分性质有关 精品课件
离 连续萃取过程 back
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2.固定相和流动相
✓ 要求： 固定相→机械吸附在惰性载体上的液体,常用的固
定液有水、稀硫酸、甲醇、甲酰胺等强极性溶剂 载 体→惰性物质，无吸附性性质稳定，不与固
定相和流动相发生化学反应常用的有吸水硅胶、 纤维素、多孔硅藻土等。
流动相→必须与固定相不为互溶石油醚、醇类、 酮类、酯类、卤代烷及苯等。
✓ 对称因子
fs W 0 .0h 52 A (A B )2 A
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（二）保留值：色谱定性参数
1.保留时Байду номын сангаас（tR)：从进样开始到组分出现浓度极 大点时所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时 间
2.死时间（t0）：不被固定相溶解或吸附的组分的 保留时间。即，分配系数为零的组分。
3.调整保留时间（ tR’）：组分的保留时间与死时间
微填充柱色谱法的优点 21世纪 色谱科学将在生命科学等的前沿发挥他不
可替代的重要作用
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2、展望
⑴新型固定相和检测器
手性固定相、浸透限制性固定相、灌注色谱固 定相、生物色谱固定相等；蒸发光散射检测器
⑵色谱新方法的研究
超临界流体色谱法、毛细管电咏法、毛细管电 色谱法
⑶色谱联用技术 GC-MS、LC-MS、GC-FTIR
➢ 根据色谱法的作用机制不同，有多种类型色谱方 法，以下列四种为基本类型：
一、分配色谱法 二、吸附色谱法 三、离子交换色谱法 四、空间排阻色谱法
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一、分配色谱法
1.分离原理：将液体均匀地涂渍在惰性物质(载 体)表面上作为固定相，利用被分离组分在固定 相与流动相中的溶解度差别所造成的分配系数差 别而被分离。见图示
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.经过吸附、解吸、再吸附、
再解吸……最后混合物得到分离.见图示
吸附平衡
Xm + nYa→Xa + nYm
吸附系数
Ka
[[X Xm a]][Y[Ym a]]nn
Xa Xm
Sa Vm
[Y （ 常流 数动 ）相的量很大，[ Y
m a
]n ]n
[Xa]为溶质分子在吸面 附的 剂浓 表度 Sa为吸附剂表面面积 [Xm]为溶质分子在流的 动浓 相度 中 Vm为流动相的体积
2.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
k ms CsVs mm CmVm
3.分配系数与容量因子的关系
k CsVs KVs
CmVm
Vm
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（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系 保留比R'：衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度
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
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图示
m
a:吸附剂 m:流动相 Xm:流动相中的组分分子 Xa:固定相中组分的分子 Ym:流动相分子 Ya:固定相中溶剂分子
吸附过程是试样中组分分子与流动相 分子争夺吸附剂表面活性中心的过程。
back
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2.固定相及其选 择
比
r2， 1 ttR 'R ' 12
VVRR''12
k2 k1
r2， 1
K2 K1
k2 k1
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8.保留指数Ix
指将待测物的保留行为换算成相当于正构烷 烃的保留行为(已知范围内组分的定性参数)
Ix10[z0nllggttR 'R '(z( xn ))llggttR 'R '(z()z)]
之差值，即组分在固定相中滞留的时间
tR ' tRt0
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图片
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4.大保点留时体所积消（耗VR的）流：动从相进的样体开积始到组分出现浓度极
VR tRFc 注V ： R为定值 F c无 ， 关 tR 与 ； F 1C
5.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。
色谱分析概论
第一节 色谱法概述
一、色谱法的定义和用途 二、色谱法的特点 三、色谱法的起源 四、色谱法的分类 五、色谱法的发展
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一、色谱法的定义及用途
➢定义：色谱法 (chromatography)，是一种物理 或物理化学的分离分析方法。
➢原理：利用物质在固定相和流动相中的分配系数 不同，使混合物中的各组分分离。
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（五）分离度R(分辨率)
相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍,衡 量色谱分离条件优劣的参数
保 R
留峰值宽之和差之（半 ） 峰 W t顶 R12间 W tR12
距
2
R 2(tR2 tR1) W1 W2
讨论：
R1.0tR 4 基 本 分
R1.5tR 6 完 全 分
R1.0完 全 未 分 开 精品课件
固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂， 常用吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。经典液相柱 色谱和薄层色谱使用一般硅胶，高效液相色谱常用球型 或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。
（1）对吸附剂的要求
①有大的表面积和足够的吸附能力；
②对不同的化学成分有不同的吸附力，能较好地把 混合物分开；
③与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应；
⑷色谱专家系统 术
是一种色谱－计算机联用技
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第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程、分离原理及特点 二、色谱流出曲线和有关概念 三、分配系数与色谱分离
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一、色谱过程、分离原理及特点
㈠色谱过程 指被分离组分在两相中的“分配”平衡过
程 ✓ 以吸附色谱为例见图示
吸附→ 解吸→再吸附 →再解吸 →反 复多次洗脱→被测组分分配系数不同→ 差速迁移 → 分离
④在所用的溶剂及流动相中不溶解； ⑤颗粒均匀，操作过程中不会碎裂。
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（2）吸附剂的类别 ①有机类 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、纤维素等
②无机类 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 硅藻土等
（3）吸附剂的活度 因含水使吸附剂活度，含水量，活性(活度) 级别，活性
1.标准差σ：正态分布色谱曲线两拐点距离的一 半 σ→对应0.607h处峰宽的一半 注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高
2.半峰宽W1/2：峰高W1一2半处2.3所5对5应的峰宽
3.峰宽W：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相 交的截距
W4 W1.69W 912
注：除了用于衡量精柱品课效件 ，还可以计算峰面
图示
精品课件
图示
分配系数的微小差异→吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先
流出；吸附能力强的组精品分课件后流出back
续前
㈡色谱分离原理 ▪ 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异 ▪ 平衡分配可以用分配系数和分配比来衡量
㈢色谱分离特点 1．不同组分通过色谱柱时的迁移速度不等 →提供了分离的可能性 2．各组分沿柱子扩散分布→峰宽 →不利于不同组分分离
1．按两相分子的聚集状态分类
流动相 类型
液体
液体
固体 液体
固定相 液-固色谱 液相色谱 液-液色谱
气体 气体
固体 液体
气-固色谱 气相色谱 气-液色谱
超临界流体色谱法——流动相为超临界流体
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色谱法分类（续前）
2．按固定相的固定方式分类
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
纸色谱
平面色谱 薄层色谱
高分子薄膜色谱 毛细管电泳
碳酸钙 （固定相）
注V ： 0为定值 F c无 ， 关 t0与 ； F 1C
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6.调整保留体积VR'：保留体积与死体积之差，即 组分停留在固定相时所消耗流动相的体积
V R ' V RV0tR ' F C
注V ： R '与 Fc无关 tR ' ； F 1c
7.相对保留值ri,s(选择性系数)：调整保留值之
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二、色谱流出曲线和有关概念
㈠色谱流出曲线和色谱峰
图17－2
➢流出曲线(色谱图)：电信号强度随时间变化曲线 ➢基线： 无样品时的电信号，反映仪器噪音的情况 ➢色谱峰：流出曲线上突起精部品课分件
续前
色谱峰
正常峰（对称）——
fs=0.95~1.05
非正常峰
前沿峰——fs<0.95
拖尾峰
——fs>1.05
精品课件
二、色谱法的起源
1．创立：1906年，俄国植物学家Tsweet 植物色素分离见图示
2．现状：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析,还
可以进行制备 固定相——除了固体，还可以是液体
流动相——液体或气体 色谱柱——各种材质和尺寸 被分离组分——不再仅局限于有色物质
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1906年，Tsweet 发现色谱分离现象
狭义分配系数
K Cs Xs Vs Cm Xm Vm
Cs为溶质分子在固定的 相浓 中度 Vs为固定相的体积 Cm为溶质分子在流动的 相浓 中度 Vm为流动相的体积
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next
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图示
✓ 分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分
三、分配系数与色谱分离
㈠分配系数和容量因子：相平衡参数
1.分配系数K(平衡常数)：指在一定温度和压力下， 组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与流动 相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）
注：K为热力学常数
K CS Cm
与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关
实验条件固定，K仅与组分性质有关 精品课件
离 连续萃取过程 back
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2.固定相和流动相
✓ 要求： 固定相→机械吸附在惰性载体上的液体,常用的固
定液有水、稀硫酸、甲醇、甲酰胺等强极性溶剂 载 体→惰性物质，无吸附性性质稳定，不与固
定相和流动相发生化学反应常用的有吸水硅胶、 纤维素、多孔硅藻土等。
流动相→必须与固定相不为互溶石油醚、醇类、 酮类、酯类、卤代烷及苯等。
✓ 对称因子
fs W 0 .0h 52 A (A B )2 A
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（二）保留值：色谱定性参数
1.保留时Байду номын сангаас（tR)：从进样开始到组分出现浓度极 大点时所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时 间
2.死时间（t0）：不被固定相溶解或吸附的组分的 保留时间。即，分配系数为零的组分。
3.调整保留时间（ tR’）：组分的保留时间与死时间
微填充柱色谱法的优点 21世纪 色谱科学将在生命科学等的前沿发挥他不
可替代的重要作用
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2、展望
⑴新型固定相和检测器
手性固定相、浸透限制性固定相、灌注色谱固 定相、生物色谱固定相等；蒸发光散射检测器
⑵色谱新方法的研究
超临界流体色谱法、毛细管电咏法、毛细管电 色谱法
⑶色谱联用技术 GC-MS、LC-MS、GC-FTIR
➢ 根据色谱法的作用机制不同，有多种类型色谱方 法，以下列四种为基本类型：
一、分配色谱法 二、吸附色谱法 三、离子交换色谱法 四、空间排阻色谱法
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一、分配色谱法
1.分离原理：将液体均匀地涂渍在惰性物质(载 体)表面上作为固定相，利用被分离组分在固定 相与流动相中的溶解度差别所造成的分配系数差 别而被分离。见图示
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.经过吸附、解吸、再吸附、
再解吸……最后混合物得到分离.见图示
吸附平衡
Xm + nYa→Xa + nYm
吸附系数
Ka
[[X Xm a]][Y[Ym a]]nn
Xa Xm
Sa Vm
[Y （ 常流 数动 ）相的量很大，[ Y
m a
]n ]n
[Xa]为溶质分子在吸面 附的 剂浓 表度 Sa为吸附剂表面面积 [Xm]为溶质分子在流的 动浓 相度 中 Vm为流动相的体积
2.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
k ms CsVs mm CmVm
3.分配系数与容量因子的关系
k CsVs KVs
CmVm
Vm
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（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系 保留比R'：衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度
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
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图示
m
a:吸附剂 m:流动相 Xm:流动相中的组分分子 Xa:固定相中组分的分子 Ym:流动相分子 Ya:固定相中溶剂分子
吸附过程是试样中组分分子与流动相 分子争夺吸附剂表面活性中心的过程。
back
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2.固定相及其选 择
比
r2， 1 ttR 'R ' 12
VVRR''12
k2 k1
r2， 1
K2 K1
k2 k1
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8.保留指数Ix
指将待测物的保留行为换算成相当于正构烷 烃的保留行为(已知范围内组分的定性参数)
Ix10[z0nllggttR 'R '(z( xn ))llggttR 'R '(z()z)]
之差值，即组分在固定相中滞留的时间
tR ' tRt0
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图片
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4.大保点留时体所积消（耗VR的）流：动从相进的样体开积始到组分出现浓度极
VR tRFc 注V ： R为定值 F c无 ， 关 tR 与 ； F 1C
5.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。
色谱分析概论
第一节 色谱法概述
一、色谱法的定义和用途 二、色谱法的特点 三、色谱法的起源 四、色谱法的分类 五、色谱法的发展
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一、色谱法的定义及用途
➢定义：色谱法 (chromatography)，是一种物理 或物理化学的分离分析方法。
➢原理：利用物质在固定相和流动相中的分配系数 不同，使混合物中的各组分分离。
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（五）分离度R(分辨率)
相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍,衡 量色谱分离条件优劣的参数
保 R
留峰值宽之和差之（半 ） 峰 W t顶 R12间 W tR12
距
2
R 2(tR2 tR1) W1 W2
讨论：
R1.0tR 4 基 本 分
R1.5tR 6 完 全 分
R1.0完 全 未 分 开 精品课件
固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂， 常用吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。经典液相柱 色谱和薄层色谱使用一般硅胶，高效液相色谱常用球型 或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。
（1）对吸附剂的要求
①有大的表面积和足够的吸附能力；
②对不同的化学成分有不同的吸附力，能较好地把 混合物分开；
③与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应；
⑷色谱专家系统 术
是一种色谱－计算机联用技
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第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程、分离原理及特点 二、色谱流出曲线和有关概念 三、分配系数与色谱分离
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一、色谱过程、分离原理及特点
㈠色谱过程 指被分离组分在两相中的“分配”平衡过
程 ✓ 以吸附色谱为例见图示
吸附→ 解吸→再吸附 →再解吸 →反 复多次洗脱→被测组分分配系数不同→ 差速迁移 → 分离
④在所用的溶剂及流动相中不溶解； ⑤颗粒均匀，操作过程中不会碎裂。
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（2）吸附剂的类别 ①有机类 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、纤维素等
②无机类 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 硅藻土等
（3）吸附剂的活度 因含水使吸附剂活度，含水量，活性(活度) 级别，活性
1.标准差σ：正态分布色谱曲线两拐点距离的一 半 σ→对应0.607h处峰宽的一半 注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高
2.半峰宽W1/2：峰高W1一2半处2.3所5对5应的峰宽
3.峰宽W：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相 交的截距
W4 W1.69W 912
注：除了用于衡量精柱品课效件 ，还可以计算峰面
图示
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图示
分配系数的微小差异→吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先
流出；吸附能力强的组精品分课件后流出back
续前
㈡色谱分离原理 ▪ 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异 ▪ 平衡分配可以用分配系数和分配比来衡量
㈢色谱分离特点 1．不同组分通过色谱柱时的迁移速度不等 →提供了分离的可能性 2．各组分沿柱子扩散分布→峰宽 →不利于不同组分分离
1．按两相分子的聚集状态分类
流动相 类型
液体
液体
固体 液体
固定相 液-固色谱 液相色谱 液-液色谱
气体 气体
固体 液体
气-固色谱 气相色谱 气-液色谱
超临界流体色谱法——流动相为超临界流体
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色谱法分类（续前）
2．按固定相的固定方式分类
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
纸色谱
平面色谱 薄层色谱
高分子薄膜色谱 毛细管电泳
碳酸钙 （固定相）