色谱基本知识入门

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色谱基础知识

色谱基础知识
紫外可见光检测器对环境温度、流速、流动相组成等的变化不敏感,可用于梯度洗脱,具有选 择性好、灵敏度高、噪声低等优点,再高效液相色谱中应用最广,几乎所有的液相色谱仪都配 备有紫外可见光检测器。部分仪器厂家还配备了双波长检测器。
紫外检测器使用前需要预热,待基线稳定后再进样,流通池与管路漏液或堵塞时应及时处理。 使用时应关闭检测器前面板,紫外检测器流通池耐压指标为12MPa(12μL),是所有液相检测 器中最高。,两台检测器串联使用时应先经过紫外检测器再串联其他检测器。氘灯的保证使用 时间是2000小时,使用时不要频繁开关,如果2000小时内氘灯故障可以联系厂家更换。如果使 用时间超过2000小时,氘灯能量正常还可以继剂效应:溶剂效应(solvent effect)亦 称“溶剂化作用”。指液相反应中,溶剂 的物理和化学性质影响反应平衡和反应速 度的效应。溶剂化本质主要是静电作用。 对中性溶质分子而言,共价键的异裂将引 起电荷的分离,故增加溶剂的极性,对溶 质影响较大,能降低过渡态的能量,结果 使反应的活化能减低,反应速度大幅度加 快。
荧光检测器具有极高的灵敏度和良好的选择性,比紫外检测器的灵敏度高两个数量级,特别适 用于痕量分析,在环境检测、药物分析、生化分析中有着广泛的用途。多环芳烃、霉菌毒素、 卟啉、儿茶酚氨等都可用荧光检测器检测。对于某些本身不发荧光的物质,如氨基酸、脂肪酸 可利用化学衍生技术使其生成荧光衍生物再进行检测。荧光检测器对温度、流量变化不敏感, 可以使用于梯度洗脱。
高效液相色谱柱相关知识
色谱柱通常安装再柱温箱内起到恒温恒压提高柱效延长柱寿命的目的,安装柱子时需要注意流 动相的方向,下进上出以排除气泡,根据分析的目的选择合适的色谱柱。
高效液相色谱柱相关知识
反相模式是第一选择,其中又以C18柱最为常见,反相离子对色谱和正向色谱是第二选择。 色谱柱连接时应避免产生死体积,常用的色谱连接头是peek接头,连接peek接头时如果peek接 头管线伸出的长度不够将产生缝隙,这就是柱外死体积;如果死体积产生再进样器出口处,上样体 积将增加,样品将展宽。如果死体积产生再色谱柱出口,本来分离的样品又混合了,一同进入检测 器,样品分离度将下降。死体积严重时甚至可能会导致漏液、色谱峰形劣化、重复性差。

色谱基础知识

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色谱基础知识•第一部分色谱基础知识1、色谱起源2、色谱定义色谱法:利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术流动相:携带样品流过整个系统的流体固定相:静止不动的一相,色谱柱3、色谱分类1、高效液相色谱High Performance Liquid Chromatography (HPLC)2、气相色谱 Gas Chromatography (GC)3、薄层色谱 Thin-Layer Chromatography (TLC)4、毛细管电泳 Capillary Electrophoresis(CE)4、色谱优点1、同时分析2、分离性能好3、灵敏度高 (ppm-ppb)4、进样量小 (1-100uL)HPLC vs GC液相色谱:以液体作为流动相的色谱分离方法1、适用于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分析2、流动相具有运载样品分子和选择性分离的双重作用气相色谱:以气体作为流动相的色谱分离方法1、适用于沸点较低、热稳定性好的中小分子化合物的分析2、流动相只起运载样品分子的能力5、HPLC分类1、正相模式 (NP-LC)2、反相模式 (RP-LC)3、反相离子对色谱 (IPC)4、离子交换色谱 (IEC)5、尺寸排阻色谱 (GPC / GFC)反相模式 (RP)填料:C18 (ODS)、C8 (octyl)、C4 (butyl)、苯基、TMS和氰基相互作用力:反相模式下流动相的选择:优化水相(缓冲液)和有机相的比例非常重要(甲醇,乙腈和THF 是常用的有机溶剂)在有缓冲液的情况下, 缓冲液的浓度和pH值非常重要增加流动相极性:固定相极性变化对分离的影响:固定相极性变化对分离的影响:离子对色谱离子对试剂·阴离子化合物:氢氧化四丁基铵、溴化四丁基铵·阳离子化合物:丁烷基磺酸钠(C4)、戊烷基磺酸钠(C5)、己烷基磺酸钠(C6)、庚烷基磺酸钠(C7)、辛烷基磺酸钠(C8)、癸烷基磺酸钠(C10)、十二烷基磺酸钠(SDS)离子对色谱影响因素·离子对试剂的类型·离子对试剂的浓度·流动相的pH正相色谱色谱柱:·硅胶柱:常用·氰基柱: 常用·氨基柱: 分析糖·二醇基柱: 分析蛋白质相互作用力氢键力·如果样品有–-COOH: 羧基–-NH2: 氨基–-OH: 羟基则氢键力强.·如果样品没有任何官能团,象碳水化合物·如果样品有大的基团, 由于空间障碍则氢键力弱.正相模式下流动相的选择:·主要试剂:烷烃(戊烷, 己烷, 庚烷, 辛烷)、芳香烃(苯, 甲苯, 二甲苯)、二氯甲烷–氯仿、四氯化碳·辅助试剂:甲基-t-丁基醚(MTBE)、乙醚、四氢呋喃(THF)、二氧杂环乙烷、嘧啶、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、异丙醇、乙醇、甲醇为了调整保留时间,可以选择主要试剂然后再加入辅助试剂。

色谱基础知识

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色谱基础知识1.名词狭义:色谱—1903俄国科学家茨维特提出,色谱就是色带。

广义:色谱系统—采用固定相和流动相分离混合物的系统。

载气-气体流动相carrier gas担体-色谱柱中的固定相,可以是颗粒物质,毛细管的管壁也可以起到担体的作用。

支持固定液or分离作用。

DEGS,硅藻土、固定液-涂布在担体表面的高沸点有机物。

OV225并不是每个色谱柱都需要担体和(或)固定液。

柱容量:色谱柱能一次有效分离的物质最大量。

决定了进入色谱柱的样品量。

内因由物质的种类决定,外因主要由色谱柱横断面上分离作用组分的量决定。

脉冲式进样器:分流装置:保留时间:(Rt reserve time)物质在色谱柱中的停留时间。

影响因素:一是固定液或者担体与被分析的物质之间作用力;二是色谱条件,包括使用的温度、载气种类及流速、升温方式(程序升温或者恒温条件);Porapak Q2m,N2,30ml/min,110℃,140℃。

2.色谱分类固定相:纸色谱,薄层色谱,柱色谱,流动相:液相色谱liquid chromatograph(离子色谱),气相色谱gas chromatograph,电色谱,磁色谱,超临界流体色谱气固色谱-气体流动相和固定相(担体)组成的色谱系统gas solid chromatograph,GSC,担体的极性决定色谱柱的极性。

吸附色谱气液色谱-气体流动相、(担体和)固定液组成的色谱系统gas liquid chromatograph,GLC,固定液的极性决定色谱柱的极性。

分配色谱超临界流体色谱-介于气相色谱和液相色谱之间的一种色谱。

电色谱-毛细管电泳,凝胶电泳磁色谱-有待开发3.几种色谱柱径流效应:分离度:两种物质被分离开的程度。

分子结构相似度(内因),色谱条件(外因):柱种类,温度,气体,柱长毛细管色谱柱-内径很小的色谱柱(一般在0.20mm,0.25mm,0.32mm,0.52mm左右),对上样操作要求比较高;把固定液直接涂布在色谱柱的(内)管壁上,固定液(se30)厚度一般在微米(0.25µm)数量级。

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分离系统:色谱柱
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分子筛柱: 主要用于分离分离永久气体,如He、H2、O2+Ar、N2、CH4、CO等
400000 300000
CH4 O2
MS 6/4 4m MS 1/8" 3m
200000
N2
H2
100000
CO
0
Minutes
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
-100000
色谱基础知识
色谱基础知识
几个基本概念: Chromatography:色谱法,一种分离和分析的方法 Chromatograph: 色谱仪,以色谱法为原理的分析仪器 Chromatogram: 色谱图,色谱仪生成的分析结果
色谱基础知识
Chromatography 色谱法:
色谱法是一种分离和分析方法,又叫层析法,它利 用不同物质在不同相态间的选择性分配,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。
7
S2
10
6
R2
9
IN2
ANALYSIS
D
OUT2
B
OUT1
TCD DETECTOR
S2
S1
R2
R1
E
A – 参比气入口 B – 参比气出口 C – 测量气入口 D – 测量气出口 E – 测量室
C
IN2
A
IN1
热导检测器 Thermal Conductive Detector
色谱基础知识
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保留时间是色谱法定性的依据。

色谱基础知识

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目前色谱法是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、 食品科学/安全、法庭科学以及航天科学等研究领域的重要手段。 各种色谱仪器已经成为各类研究室、实验室极为重要的仪器设备。
色谱的优点
★ 分离效率高 ★ 分析速度快 ★ 应用范围广 ★ 样品用量少 ★ 灵敏度高 ★ 分离和测定同步完成 ★ 易于自动化,可在工业流程中使用
高分子多孔微球:新型的有机合成固定相(苯乙烯/二乙烯苯共聚)。 适用于水、气体及低级醇的分析。
②气液色谱:溶质在固定相和流动相中进行分配,通过分子间作用力
(色散力、静电力、诱导力、氢键)的差异实现分离。
固定相=载体+固定液
对载体的要求:√具有化学惰性
√具有热稳定性
√具有一定的机械强度 √具有适当的比表面
ECD1A, ECD1A, 前部信号(HP5-ECD\STD-50PPB.D)
归一化 325
相交的两点之间的距离,W=1.698644× W ECD1A,ECD1A,前部信号(HP5-ECD\STD-50PPB.D)
300
1/2
归一化
275
800 700
250
600
225
500
200
W1/2
h
400 300
色谱的发展历程
1931年,Kuhn和Lederer重复了Tswett的实验,用氧化铝和碳 酸钙做固定相分离出了3中胡萝卜素(α、β、γ),此后用这种方法 分离了60多种这类色素。
1940年,Martin和Synge提出液液分配色谱法。 1941年, Martin和Synge提出用气体代替液体做流动相的可能。 此后的11年内,James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气 液色谱方法,因而获得了1952年的诺贝尔化学奖。 1956年,Van Deemter提出速率理论。1965年Giddings对其进 行了总结和发展。 1957年,Golay开创了毛细管柱气相色谱法。

色谱基础知识简介

色谱基础知识简介
• 编制本教材的任务是给车间员工进行培训。 且已经有对应的模版了,模板中所涉及的大 纲你到教材中都需要体现出来,如:目的、 原理、规范操作(送样、取样、看分析结 果等方面的)、操作存在的风险(取样操 作如何取出具有代表性的样品等方面)。 总体而言,你到这份讲义的侧重点应该 在如何规范取样、送样、看分析结果。这 些的前天是需要对GC、LC有相关的了解。 可以结合一些图片说明。
质分析。对于任何方法都必须进行验证
1.专一性 专一性(specificity)又称为特效性,是指在可能存在诸 多干扰组分时方法明确确定被分析组分的能力,分析含 有和不含有干扰组分的样品,比较分析结果,其差异即 是方法偏差(bias)。如果结果没有差异,则说明方法 具有专一性。 HPLC方法的专一性可以通过检查色谱峰 纯度来验证。采用多波长紫外检测器时,同时在两个波 长下检测色谱峰,如果测得该峰在两波长之处的吸收之
1.产生机理 质谱法是将样品置于高真空中(<10-3 Pa),
并受到高速电子流或强电场等作用,失去外层
电子而生成分子离子,或化学键断裂生成各种
碎片离子,然后将分子离子和碎片离子引入到
一个强的正电场中,使之加速,加速电位通常
用到6~8kV,此时可认为各种带正电荷的离子都
(intra-day)、不同实验批(intra-assay)、不同分析
者、不同仪器间的一致程度。再现性是不同实验室间的
一致程度。 在HPLC分析中,如果只用对照品(或样品)溶液重复 进样测定精密度,这只表示色谱系统的精密度。而方法 的精密度的验证应该对均一的真实(QC)样品进行包 括样品处理在内的全过程操作,用接近最低、中间和最 高浓度的三个样品浓度进行随机分析。日间精密度还应 该连续测定8天,每个样品每天至少测定2次。

色谱基本知识入门

色谱基本知识入门

现在的色谱法是指含义更为广泛的分 离方法:它是利用混合物中各组分在互不 相溶的两相中分配系数的差异,当两相作 相对运动时,混合物各组分在两相中反复 分配达到分离,然后分别测定,是一种分 离与检测相结合的方法。
气体 固定相 固体 液体
流动相
液体 超临界流体
色谱分离基本原理
利用外力使含有样品的流动相通过一固定于柱或平板 上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两
10-9-10-3
—— 可以 可以
10-6-10-3
—— 可以 可以
10-7-10-13
-9-10-3 10-9-10-1 10 进样量
1.3.3色谱法与其他方法的比较
(1)与经典的化学法比较
化学法:根据某种物质具有某种独特的 化学性质来进行分析. 色谱法:不受限制,可使化学性质相同 的复杂组分互相分离.
CE
固定相
固体吸 固体吸 固体吸 附剂 附剂 附剂 键合分 键合分 键合分 子层 子层 子层 粘稠液 体
0.1~10 有 0.5~5 有 0.1~5 有
胶束、 添加剂 等
膜厚 (um)
1mm 有
—— 有
分子间作 用力
色谱 方法 气体 液体 固体 (g )
GC
HPLC
SFC
TLC
CE
样品适应性 可以 可以 可以 —— 可以 可以 —— 可以 可以
第一章 色谱分离法概述
1.1色谱法的产生和发展
1.1.1 色谱分析法的历史 色谱法是1906年俄国植物学家M.Tswett创立 叶绿素分离动画 实验现象:混合物被分成不同颜色的区域 色谱带, 所以命名为色谱法(色层法、层析法). 不同色素的运动距离s=v×t
M.Tswett 实验的实质: CaCO3——固定相 } 两相作相对运动 石油醚——流动相 混合物随流动相在柱中流动,吸附 脱附 再吸附 再脱附 分离

色谱基本理论

色谱基本理论

色谱基本理论第一节色谱图及基本参数一、谱图:色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图,其纵标为信号强度(mv),横坐标为保留时间(min)。

二、关术语:色谱峰(Peak):色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信号的微分曲线。

峰底(Peak Base):峰的起点与终点之间连接的直线。

峰高h(Peak Height):峰最大值到峰底的距离。

峰(底)宽W(Peak Width):峰两侧拐点处所作切线与峰底相交两点之间的距离.就是从色谱峰两侧的转折点(拐点)作切线,在基线上的截距叫峰底宽;简称峰宽;峰高一半处色谱峰的宽度叫半峰宽。

由于色谱峰顶呈圆孤形,色谱峰的半峰宽并不等于峰底宽的一半半(高)峰宽W1/2(Peak Width at Half Height):通过峰高的中点作平行于峰的直线,其与峰两侧相交两点之间的距离。

峰面积(Peak Area):峰与峰底之间的面积,又称响应值。

标准偏差(σ)(Standard Error):峰高的0.607倍处所对应峰宽的一半。

拖尾峰(Tailing Peak):后沿较前沿平缓的不对称峰。

前伸峰(Leading Peak):前沿较后沿平缓的不对称峰。

鬼峰(Ghost Peak):不是试样所产生的峰,亦称假峰。

基线(Baseline):在正常操作条件下,仅由流动相所产生的响应信号的曲线。

基线飘移(Baseline Drift):基线随时间定向的缓慢变化。

基线噪声(N) (Baseline Noise);由各种因素所引起的基线波动。

谱带扩展(Band Broadening):由于纵向扩散,传质阻力等因素的影响,使组分在色谱柱内移动过程中谱带宽度增加的现象。

三、保留值的基本参数保留时间(t R)(Retention time):组分从进样到出现峰最大值所需的时间。

死时间(t M)(Dead time):不被固定相滞留的组分从进样到出现峰最大值所需的时间调整保留时间(t’R ):t R’= t R-t M,即扣除了死时间的保留时间。

色谱理论基础知识

色谱理论基础知识
2) 区域扩宽的速度应小于区域分离的速度, 即色谱柱的柱效要高。 3) 在保证快速分离的前提条件下,色谱柱 应足够长。
气相色谱实验技术
气相色谱仪
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
(一)载气系统
载气系统
{
气源 净化干燥管 载气流速控制装臵 检测器
常用载气:氮气、氦气、氢气及氩气 载气选择依据
固体吸附剂应用
吸附剂 活性碳 石墨化炭 黑 硅胶 氧化铝 分子筛 主要成 分 C C Tmax 性质 度 300 500 非极性 非极性 氢键型 弱极性 极性 分离对象 永久气体,非极性烃 永久气体,高沸点化合 物 永久气体,非极性烃, 气体硫化物 烃,有机异构体 永久气体,惰性气体
SiO2· 2 400 XH O Al2O3 硅铝酸 盐 400 400
毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱:
涂壁空心柱:将固定液均匀地涂在内径0.10.5毫米的毛细管内壁而成。 多孔层空心柱(PLOT):在管壁涂渍一层多 孔吸附剂颗粒,不涂固定液,实际上毛细 管气固色谱柱。
毛细管柱的优点:
毛细管内没有固体填料,气阻比填充柱小的多, 可以采用较长的柱管和较小的内径,以及较高的 载气流速,既没有涡流扩散,又减小了纵向扩散 造成的谱带展宽。较薄的液膜又在一定程度上抵 消了由于载气流速增大引起的传质阻力增大。
液相传质阻力
固定液粘度及液膜厚度越小 液相传质阻力越小
4) 流动相线速度对板高的影响
四 分离度
定义:
tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
R=1.5 完全分离
五 基本色谱分离方程式
对于难分离相邻两组分:

色谱学堂知识点总结图

色谱学堂知识点总结图

色谱学堂知识点总结图一、色谱分析的基本原理1. 色谱基本原理色谱是通过样品和固定相之间的相互作用来进行分离的一种方法。

在色谱中,样品首先与移动相(气相或液相)一起通过色谱柱,其中移动相被固定相吸附或分配,从而实现了分离。

通过控制固定相和移动相的性质,可以实现对不同成分的选择性分离。

2. 色谱柱选择色谱柱是色谱分析中的重要组成部分,不同的色谱柱具有不同的分离机制和适用范围。

常见的色谱柱类型包括气相色谱柱、液相色谱柱和超高效液相色谱柱。

选择合适的色谱柱对于获得良好的分离效果非常重要。

3. 色谱分离机理色谱分离是通过样品成分与固定相之间的相互作用来实现的。

常见的色谱分离机理包括吸附色谱、分配色谱和离子交换色谱。

不同的分离机理适用于不同类型的样品和分析需求。

二、色谱技术1. 气相色谱技术气相色谱是一种常用的色谱分析技术,它适用于易挥发性和热稳定的样品。

在气相色谱中,样品首先以气体状态注入色谱柱,然后通过气相载气移动,最终被固定相吸附或分配,从而实现分离。

2. 液相色谱技术液相色谱是一种应用广泛的色谱分析技术,它适用于非挥发性和热敏感的样品。

在液相色谱中,样品首先以溶液状态注入色谱柱,然后通过液相流动,最终被固定相吸附或分配,从而实现分离。

3. 超高效液相色谱技术超高效液相色谱是一种高效的色谱分析技术,它利用超高压将样品溶液通过色谱柱,从而实现快速、高分辨率的分离。

4. 色谱联用技术色谱联用是指将色谱分离技术与其他分析技术(如质谱、光谱等)结合起来,从而进行更为全面和准确的分析。

常见的色谱联用技术包括气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、气相色谱-光谱联用等。

三、色谱分析方法1. 样品前处理样品前处理是色谱分析中的重要步骤,它包括样品的提取、浓缩、净化等过程,旨在提高分析的灵敏度和准确性。

2. 色谱条件优化色谱条件的优化对于获得良好的分离效果非常重要。

包括固定相的选择、移动相的配比和流速、色谱柱温度等因素的优化。

色谱的基础知识

色谱的基础知识

有关色谱图的概念图5-11给出了色谱图示意图,有关术语列于表5-1-1(/books/C/773/0.html)。

2.有关保留值的术语色谱最常用的保留值是保留时间。

在填充柱GC中,特别是测定物化参数时,常用保留体积的概念。

表5-1-2列出了各种保留值的定义(参见图5-1-1)。

表5-1-2 有关保留值的术语(/books/C/774/0.html)表5-1-2涉及到一个压力校正因子j。

因为色谱柱中各处的压力不同,故载气体积流量也不同,j就是用来校正色谱柱中压力梯度的,其定义为式中,pi为柱入口处压力,即柱前压;po为柱出口压力,一般情况下(除使用MS外)为大气压力。

还有一个载气流速的问题。

通常用皂膜流量计测得的是检测器或柱出口处的温度和压力条件下的载气体积流量F0,扣除水的蒸气压,并经温度校正后,就得到柱出口处的实际载气流量F∞:Fe为色谱柱中载气的平均流速。

由于气体是可压缩的,虽然单位时间通过色谱柱中任一横截面的载气质量是不变的,但由于柱中各处载气压力不同,密度不同,故体积流速也不同。

为求得色谱柱中载气的平均流速,还需对F∞进行压力校正:毛细管气相色谱中更多采用的是载气平均线性流速u。

当Fe不变时,载气通过色谱柱的线速度随柱内径不同而不同。

为此采用载气线性流速(简称线流速)’ 来描述载气在色谱柱中的前进速度。

3.有关分离的参数(1)相对保留值αα又叫选择性或选择性因子。

即在一定的分离条件下,保留时间大的组分B与保留时间小的组分A的调整保留值之比:这是一个很常用的色谱参数。

当固定相和流动相一定时,一对物质的α可以认为只是温度的函数,故α常用于色谱峰的定性,在动力学分离理论中,α用来描述一对物质的分离程度优劣。

(2)分配系数K 其定义为在平衡状态时,某一组分在固定液(CL)与流动相(CC)中的浓度之比:(3)容量因子k 也叫分配比或分配容量。

它定义为平衡状态时,组分在固定相与流动相中的质量之比:(4)分离度R 表示相邻两个色谱峰分离程度的优劣,其定义为(参见图5-1-1):当两峰的峰高相差不大,且峰形接近时,可认为WA=WB,这时R=△tR/W。

色谱知识

色谱知识

1、色谱分离基本原理:在色谱法中存在两相,一相是固定不动的,我们把它叫做固定相;另一相则不断流过固定相,我们把它叫做流动相。

色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。

使用外力使含有样品的流动相(气体、液体)通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。

当流动相中携带的混合物流经固定相时,混合物中的各组分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,与固定相之间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,从而按一定次序由固定相中先后流出。

与适当的柱后检测方法结合,实现混合物中各组分的分离与检测。

2.、色谱分类方法:色谱分析法有很多种类,从不同的角度出发可以有不同的分类方法。

从两相的状态分类:色谱法中,流动相可以是气体,也可以是液体,由此可分为气相色谱法(GC)和液相色谱法(LC)。

固定相既可以是固体,也可以是涂在固体上的液体,由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。

气相色谱仪的基本构造有两部分,即分析单元和显示单元。

前者主要包括气源及控制计量装置﹑进样装置﹑恒温器和色谱柱。

后者主要包括检定器和自动记录仪。

色谱柱(包括固定相)和检定器是气相色谱仪的核心部件。

六大系统(1)载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。

整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。

(2)进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。

(3)分离系统分离系统的核心是色谱柱,它的作用是将多组分样品分离为单个组分。

色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。

(4)检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号,经放大后,由记录仪记录成色谱图。

(5)信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。

色谱基础理论

色谱基础理论

色谱基础课程第一课色谱法概述色谱法是一种重要的分离分析方法,它是利用不同物质在两相中具有不同的分配系数(或吸附系数、渗透性),当两相作相对运动时,这些物质在两相中进行多次反复分配而实现分离。

在色谱技术中,流动相为气体的叫气相色谱,流动相为液体的叫液相色谱。

固定相可以装在柱内也可以做成薄层。

前者叫柱色谱,后者叫薄层色谱。

根据色谱法原理制成的仪器叫色谱仪,目前,主要有气相色谱仪和液相色谱仪。

色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。

1905年,他将从植物色素提取的石油醚提取液倒人一根装有碳酸钙的玻璃管顶端,然后用石油醚淋洗,结果使不同色素得到分离,在管内显示出不同的色带,色谱一词也由此得名。

这就是最初的色谱法。

后来,用色谱法分析的物质已极少为有色物质,但色谱一词仍沿用至今,在50年代,色谱法有了很大的发展。

1952年,詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物并提出了塔板理论。

1956年范第姆特总结了前人的经验,提出了反映载气流速和柱效关系的范笨姆特方程,建立了初步的色谱理论。

同年,高莱(Golay)发明了毛细管拄,以后又相继发明了各种检测器,使色谱技术更加完善。

50年代末期,出现了气相色谱和质谱联用的仪器,克服了气相色谱不适于定性的缺点。

则年代,由于检测技术的提高和高压泵的出现,高效液相色谱迅远发展,使得色谱法的应用范围大大扩展。

目前,由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用,使得色谱法已成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。

在这里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。

第二课气相色谱仪典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气,将汽化的样品由汽化室带入色谱柱,在色谱柱中不同组分得到分离,并先后从色谱柱中流出,经过检测器和记录器,这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。

色谱仪通常由下列五个部分组成:载气系统(包括气源和流量的调节与测量元件等)1.进样系统(包括进样装置和汽化室两部分)2.分离系统(主要是色谱柱)3.检测、记录系统(包括检测器和记录器)4.辅助系统(包括温控系统、数据处理系统等)第三课气相色谱仪-载气系统载气通常为氮、氢和氢气,由高压气瓶供给。

色谱学堂知识点总结

色谱学堂知识点总结

色谱学堂知识点总结一、色谱的分类色谱可以根据不同的分离原理和方法进行分类,常见的色谱包括气相色谱(GC)、液相色谱(LC)、超高效液相色谱(UPLC)、离子色谱(IC)、等等。

气相色谱是指在气相载体的条件下进行分离和分析的色谱方法。

气相色谱广泛应用于石油、化工、医药等领域,适用于分析低沸点、易挥发的样品。

液相色谱是指在液相载体的条件下进行分离和分析的色谱方法。

液相色谱适用于分析高沸点、不易挥发的样品,广泛应用于制药、食品安全、环境监测等领域。

超高效液相色谱是指利用超高压进行分离和分析的色谱方法。

相比传统液相色谱,超高效液相色谱具有分离效率高、分析速度快、分辨率高等优点,适用于分析复杂样品。

离子色谱是指利用离子交换树脂对带电离子进行分离和分析的色谱方法。

离子色谱广泛应用于环境监测、生物医药等领域,主要用于分析水样中的有机和无机阴离子、阳离子。

二、色谱的原理色谱的分离原理主要包括物理吸附、化学吸附、离子交换、分配、凝聚等。

其中,最常用的是分配作用。

色谱分离的关键在于样品成分在色谱柱填料与流动相之间的分配行为。

分配系数与流动相种类及柱温度有关。

在分配作用下,样品成分受到填料的相互作用而被不同程度地阻滞在填料中。

色谱的分离效果受到多种因素的影响,例如填料类型、填料粒径、流动相性能、柱温等。

填料类型不同,选择性也有所不同。

粒径较小的填料分离效率高,但压力较大。

流动相性能影响溶质在填料中的运动速度,与柱温共同影响分配系数。

在设备方面,色谱柱的温度调节对色谱结果的影响尤为重要。

三、色谱的应用色谱在医药、食品安全、环境监测等领域都有着广泛的应用。

在医药领域,色谱被用于药物的分离、纯化和分析。

例如,通过色谱技术可以对药物中的杂质进行检测和分离,确保药物的质量和安全性。

在食品安全领域,色谱可以用于检测食品中的添加剂、农药残留、重金属等有害物质。

色谱技术可以帮助监管部门及时发现问题食品,保障食品安全。

在环境监测领域,色谱可以用于检测环境中的有机污染物、重金属等有害物质。

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(2)应用范围广
几乎可以用于所有化合物的分离和测定。 不论是无机物、有机物、低分子化合物或高 分子化合物、甚至有生物活性的生物大分子 也可以进行分离测定。分析试样可以是液体、 也可以是气体或固体。
(3)分析速度快
一个复杂样品可以在几分钟到几十 分钟内完成分析。若与质谱联用,则可 以完成一个复杂样品中100多个组分的 分离和定性。
连用成功,使色谱鉴定能力弱的缺点得到 克服。
20世纪60年代末,高压泵和化学键合相 用于液相色谱,出现了高效液相色谱 (HPLC)。 20世纪80年代初,超临界流体色谱(SFC) 得到发展,在90年代得到广泛的应用。 20世纪80年代初发展起来的毛细管电泳 (CZE),在90年代得到广泛的发展和应用。
现在的色谱法是指含义更为广泛的分 离方法:它是利用混合物中各组分在互不 相溶的两相中分配系数的差异,当两相作 相对运动时,混合物各组分在两相中反复 分配达到分离,然后分别测定,是一种分 离与检测相结合的方法。
气体 固定相 固体 液体
流动相
液体 超临界流体
色谱分离基本原理
利用外力使含有样品的流动相通过一固定于柱或平板 上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两
第一章 色谱分离法概述
1.1色谱法的产生和发展
1.1.1 色谱分析法的历史 色谱法是1906年俄国植物学家M.Tswett创立 叶绿素分离动画 实验现象:混合物被分成不同颜色的区域 色谱带, 所以命名为色谱法(色层法、层析法). 不同色素的运动距离s=v×t
M.Tswett 实验的实质: CaCO3——固定相 } 两相作相对运动 石油醚——流动相 混合物随流动相在柱中流动,吸附 脱附 再吸附 再脱附 分离
主要参考资料
色谱技术丛书(第二版)(共23册),化工出版社,2005
色谱文献:Journal of Chromatography A/B, Journal of
Capillary Electrophoresis, Analytical Chemistry等
中国色谱网:/
扩散系数 1~10-2 10-5-10-6 (cm/s) 使用压力 0.2-1.0 (MPa)
5~40
常压 有 ——
常压 有 ——
分子间作 无~微 用力
升温 可以
有 可以
弱 可以
驱动方式 压力差 压力差
压力差 毛细现象 电渗流
色谱方法
GC
HPLC
SFC
TLC 硅胶、 氧化铝 键合分 子层 纤 固体吸 附剂 附剂 附剂 键合分 键合分 键合分 子层 子层 子层 粘稠液 体
0.1~10 有 0.5~5 有 0.1~5 有
胶束、 添加剂 等
膜厚 (um)
1mm 有
—— 有
分子间作 用力
色谱 方法 气体 液体 固体 (g )
GC
HPLC
SFC
TLC
CE
样品适应性 可以 可以 可以 —— 可以 可以 —— 可以 可以
1941年,英国学者Martin和Synge设计 了由40个容器组成的萃取仪器。将蛋白水 解产物乙酰化氨基酸从水相萃取到有机相 而使其离析出来。 分离乙酰化氨基酸混合物时采用
水分饱和的硅胶——固定相 含乙醇的氯仿—— 流动相 液-液分配色谱
同时提出了用气体代替液体作流动相的 可能性。
1952年,James、Martin和Synge在惰 性载体表面涂布一层薄而均匀的有机化合物 液膜,并用气体作冲洗剂,成功分离脂肪酸 和脂肪胺系列。 气液色谱法产生。 同时对气液色谱法的理论与实践做了精 确的叙述,提出塔板理论,因而Martin和 Synge获得1952年的诺贝尔化学奖。
液相色谱
超临界流体色谱(SFC)
1.2.2 按固定相的形式分类
(1) 柱色谱
填充柱:固定相填满色谱柱管. 开管柱:固定相涂于柱管内壁,在柱管中 心留有流动相通过的通道。
色谱柱管:通常是由玻璃、石英或不锈钢制成的圆管。
WCOT
PLOT
Packed GC column
Capillary GC column
离子交换色谱:不同组分在离子交换剂上的亲 和力不同而分离.
分子排阻色谱:利用分子的大小不同而在多孔
物质中的选择性渗透而分离。
电色谱(电泳):利用带电粒子在电场中的电
效应而分离.
1.2.4 按色谱动力学过程分类
前沿法(迎头法)
样品本身是流动相,开始时 各组分留在柱上,柱饱和后流出 色谱柱,与固定相作用力小的先 流出。 吸附或溶解能力:1<2<3 流出顺序:1,1+2,1+2+3 台阶的位置:组分定性 台阶的高度:各组分定量 应用:简单混合物的分离、纯化.
(2)平面色谱 纸色谱: 滤纸上结合的水分或弱/ 非极性溶剂作固定相. 薄层色谱: 将粉末状的固定相 铺成薄层作固定相
1.2.3 按分离过程的原理分类
吸附色谱:固定相表面对不同组分的吸附性 能差异而分离. 分配色谱:不同组分在固定液中的溶解度不 同而分离 。 正相色谱:流动相的极性小于固定相 反相色谱:流动相的极性大于固定相
顶替法(置换法)
样品从色谱柱一端加 入,再将一种吸附力或溶 解力比各组分均大的置换 剂加入柱中,将各组分置 换出来。
吸附或溶解能力:1<2<3
流出顺序: 1,1+2,2,2+3,3, 3+置换剂 应用:适于族的分离
淋洗法
先把试样加入色谱柱 中,再用一种对固定相的 作用力比样品弱的流动相 洗脱,各组分沿柱下行的 速度受三个互相作用因素 (组分-溶剂-固定相) 的制约,每种组分都可以 单独洗脱。 应用:适于分析目的
相中进行不同程度的作用。
与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢; 与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。 由于流出的速度的差异,使得混合组份最终形成各个单组
份的“带(band)”或“区(zone)”,对依次流出的各个
单组份物质可分别进行定性、定量分析。
色谱法于1906年创立后一直被遗忘,直到了1931年, 德籍奥地利化学家库恩(R.Kuhn)利用茨维特的方法在
10-9-10-3
—— 可以 可以
10-6-10-3
—— 可以 可以
10-7-10-13
-9-10-3 10-9-10-1 10 进样量
1.3.3色谱法与其他方法的比较
(1)与经典的化学法比较
化学法:根据某种物质具有某种独特的 化学性质来进行分析. 色谱法:不受限制,可使化学性质相同 的复杂组分互相分离.
(2)色谱技术问题
色谱技术的进展: 进样技术(特别是毛细管色谱); 色谱柱制备技术; 固定相和流动相的选择技术; 多维色谱系统组分转换技术; 流出组分检测技术; 程序升温技术和梯度洗脱技术;
复杂样品衍生化技术; 高纯流出组分制备技术; 多组分样品分析方法联用技术; 色谱系统与化学反应技术; 色谱程序控制和数据处理技术; 色谱专家系统的计算机技术.
1956年Van Deemter 等在前人研究的
基础上发展了描述色谱过程的速率理论,
提出了速率理论方程。1965年Giddings总 结和扩展了前人的色谱理论,为色谱的发 展奠定了理论的基础。
1957年,Golya发明了开口管毛细管
柱,使气相色谱的分离能力大大提高。同
年,霍姆斯等人首次把气相色谱与质谱仪
(2)与光谱、质谱法比较
发射光谱、红外光谱、质谱法:主要是定性 分析的工具(要先分离出纯物质). 可见光谱、紫外光谱、原子吸收、荧光法: 主要用于定量分析. 色谱法:主要是分离与分析的工具. 优点:擅长分离分析多组分的复杂混合物 缺点:定性能力差.
(3)与分馏法比较
色谱分离过程比分馏法快,得到的 纯物质的纯度比分馏法高,但每次处理 的样品量少是色谱法的弱点。
纤维状氧化铝和碳酸钙的吸附柱上,将过去一个世纪以来公
认为单一的结晶状胡萝卜素分离成a 和b两个同分异构体, 并由所取得的纯胡萝卜素确定出了其分子式。随后他还发 现了八种新类胡萝卜素,并把它们制成纯品,进行了结构 分析。 同年,库恩又把注意力集中在维生素的研究上,确定 了维生素A 的结构。
1933年库恩从35000升脱脂牛奶中分离出1g核黄素 (即维生素B2),制得结晶,并测定了它的结构。 此外,他还用色谱法从蛋黄中分离出了叶黄素; 1938年,库恩因在维生素和胡萝卜素的离析与结构 分析中取得了重大研究成果被授予诺贝尔化学奖。 从此,色谱法迅速为各国科学工作者注意和应用, 并广泛用于各种天然有机化合物的分离
1.2.5 按色谱技术分类
根据色谱辅助技术不同,可分为:反应 色谱法、裂解色谱法、多维色谱法、顶空色 谱法、程序升温色谱法等。
按组分的分离目的和分离能力,又可分为制 备色谱、分析色谱、微量色谱等。
1.3 色谱分析法的特点
1.3.1 色谱分析法的一般特点
(1)分离效能高 可分离性质极为相似的物质及复杂的混 合物. 高效液相色谱柱效为 3万塔板/米 气相色谱柱效约为 2千塔板/米 毛细管色谱柱效约为7~12万/20~50米
(3)色谱仪器进展
按使用领域可分为:分析色谱仪、制备色 谱仪、工业流程色谱仪等。 按主要方法可分为:气相色谱仪、液相 色谱仪、薄层色谱仪、离子色谱仪、氨基酸 分析仪、凝胶渗透色谱仪等。
1.2 色谱法的分类
1.2.1 按两相物理状态分类
气相色谱
{ {
气-固色谱(GSC) 气-液色谱(GLC) 液-固色谱(LSC) 液-液色谱(LLC)
1.1.2 色谱分析法的现代发展
20世纪初叶:色谱法产生,基本停滞30年后复苏 40年代:有突破性发展 50年代:有广度性的发展 60年代:有普遍性和广泛性的发展 70年代:有深入的高阶段发展 80年代:有突飞猛进、全面的高层次发展 90年代后 :基础理论研究、色谱方法应用、色谱 仪器进化都日新月异。
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