第1节色谱法概述

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二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 填充柱色谱 分离机理不同。 分离机理不同。 气固(液固 色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 气固 液固)色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 液固 色谱的固定相: 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液(液液 色谱的固定相 担体和固定液所组成。 气液 液液)色谱的固定相 由 担体和固定液所组成。 液液 色谱的固定相: 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理: 气固色谱的分离机理 吸附与脱附的不断重复过程; 吸附与脱附的不断重复过程; 气液色谱的分离机理: 气液色谱的分离机理: 气液(液液 两相间的反复多次分配过程 气液 液液)两相间的反复多次分配过程。 液液 两相间的反复多次分配过程。
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2.色谱法分类 2.色谱法分类
流动相为气体( (1)气相色谱:流动相为气体(称为载气)。 气相色谱 流动相为气体 称为载气) 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按固定相的不同又分为: 按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱
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液相色谱
(2)液相色谱 流动相为液体 也称为淋洗液)。 (2)液相色谱:流动相为液体(也称为淋洗液)。 液相色谱 流动相为液体( 按固定相的不同分为:液固色谱和液液色谱。 按固定相的不同分为:液固色谱和液液色谱。 离子色谱:液相色谱的一种, 离子色谱 液相色谱的一种,以特制的离子交换树脂 液相色谱的一种 为固定相,不同pH值的水溶液为流动相。 为固定相,不同pH值的水溶液为流动相。 pH值的水溶液为流动相
第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
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第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
色谱法的特点、 一、 色谱法的特点、 分类和作用
characteristic ,classification actuation of chromatograph
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据。 分配系数是色谱分离的依据。
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分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K= 组分在流动相中的浓度
♠ 一定温度下,组分的分配系数 越大,出峰越慢; 一定温度下,组分的分配系数K越大 出峰越慢; 越大,
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色谱法的发展过程
1906年—茨维特发现最初的色谱柱 年 茨维特发现最初的色谱柱 1944年—Martin提出薄层色谱法和柱色谱法 年 提出薄层色谱法和柱色谱法 1952年—马丁和辛格成功研制了气 液色谱法,提出塔板理 年 马丁和辛格成功研制了气 液色谱法, 马丁和辛格成功研制了气-液色谱法 论概念, 论概念,获得诺贝尔奖 1957年—戈雷发明了毛细管柱,分离效率显著提高 年 戈雷发明了毛细管柱 戈雷发明了毛细管柱, 50年代末 霍尔姆斯,GC-MS,近代分析发展的重要标志 年代末—霍尔姆斯, , 年代末 霍尔姆斯 1962年—Porath,葡聚糖凝胶分离水溶性高分子,凝胶渗 年 ,葡聚糖凝胶分离水溶性高分子, 透色谱法 60年代末 高压技术、高效固定相、检测技术的发展,高效 年代末—高压技术 高效固定相、检测技术的发展, 年代末 高压技术、 液相色谱的发展 70年代 高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代—高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代
二、气相色谱分离过程
separation process of gas chromatograph
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
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一、 色谱法的特点、分类和作用 色谱法的特点、
1.概述 1.概述
混合物最有效的分离、分析方法。 混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置: 1906年使用的装置 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置: 色谱原型装置,如右图所示。 色谱原型装置,如右图所示。 ♦ 色谱法是一种分离技术, 色谱法是一种分离技术, ♦ 试样混合物的分离过程也就是试样中各组 分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的 分配过程。 分配过程。 ♦ 其中的一相固定不动,称为固定相 固定相; 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 气体或液体),称为流动相 ),称为流动相。 体(气体或液体),称为流动相。
分配比也称: 分配比也称:
容量因子(capacity factor);容量比 容量因子 ;容量比(capacity factor); ; 1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质 有关的常数,随分离柱温度、柱压的改变而变化。 有关的常数,随分离柱温度、柱压的改变而变化。 2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数,数值越大,该组分的保留时间越长。 参数,数值越大,该组分的保留时间越长。 3. 分配比可以由实验测得。 分配比可以由实验测得。
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气固(液固 色谱和气液 液液)色谱 气固 液固)色谱和气液 液液 色谱,两者的 液固 色谱和气液(液液 色谱,
1. 气相色谱分离过程
♥ 当试样由载气携带进入色 谱柱与固定相接触时, 谱柱与固定相接触时 , 被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的不断通入, 随着载气的不断通入 , 被 溶解或吸附的组分又从固定相 中挥发或脱附; 中挥发或脱附; ♥ 挥发或脱附下的组分随着 载气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的流动 , 溶解 、 随着载气的流动, 溶解、 挥发, 或吸附、 脱附的过程反 挥发 , 或吸附 、 复地进行。 复地进行。 动画) (动画)
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按固定相的性质分类: 按固定相的性质分类: 柱色谱法: 柱色谱法: 填充柱色谱:将固定相装于色谱住内;内径为 填充柱色谱:将固定相装于色谱住内;内径为2-6mm,长几 , 米; 开管毛细管柱色谱:将固定液涂于毛细管内壁上, 开管毛细管柱色谱:将固定液涂于毛细管内壁上,内径为 0.2—0.5 m; ; 薄层色谱;将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 薄层色谱;将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 纸色谱法:以纸为载体,以纤维上吸附的水为固定相。 纸色谱法:以纸为载体,以纤维上吸附的水为固定相。
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色谱分类
按色谱过程的机理分类: 按色谱过程的机理分类: 吸附色谱:以吸附剂为固定相, 吸附色谱:以吸附剂为固定相,利用吸附剂对不同组分吸附 力的强弱差异进行分离的过程; 力的强弱差异进行分离的过程; 分配色谱:以液体作为固定相, 分配色谱:以液体作为固定相,根据各组分在两相中溶解度 的不同进行分离的过程; 的不同进行分离的过程; 离子交换色谱:用一种能交换离子的材料作为固定相,根据 离子交换色谱:用一种能交换离子的材料作为固定相, 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程; 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程;用于无 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离; 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离; 凝胶色谱:固定相为一种分子筛或凝胶, 凝胶色谱:固定相为一种分子筛或凝胶,根据各组分分子的 大小差异进行分离的方法。 大小差异进行分离的方法。
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3.分配比 3.分配比 (partion radio)k ) 在实际工作中,也常用分配比来表征色谱分配 在实际工作中, 平衡过程。分配比是指,在一定温度下, 平衡过程。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质量比: 相间分配达到平衡时的质量比:
组分在固定相中的质量 ms k= = 组分在流动相中的质量 mM
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色谱法
当流动相中携带的混合物流经固定相时, 当流动相中携带的混合物流经固定相时,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, 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, 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, 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, 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 流出。 流出。 与适当的柱后检测方 法结合, 法结合,实现混合物中各 组分的分离与检测。 组分的分离与检测。 ♦ 两相及两相的相对运 动构成了色谱法的基础
♠试样一定时,K主要取决于固定相性质; 试样一定时, 主要取决于固定相性质 主要取决于固定相性质; 试样一定时 ♠每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; ♠选择适宜的固定相可改善分离效果; 选择适宜的固定相可改善分离效果; 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 值是分离的基础; 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础; ♠某组分的 = 0时,即不被固定相保留,最先流出。 某组分的K 某组分的 时 即不被固定相保留,最先流出。
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分配系数( 2. 分配系数( partion factor) K )
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附,或溶解、 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附,或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下, 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下,组分在两相间 分配达到平衡时的浓度(单位: 称为分配系数, 分配达到平衡时的浓度(单位:g / mL)比,称为分配系数, ) 表示, 用K 表示,即:
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3.色谱法的特点 3.色谱法的特点
(1)分离效率高 ) 复杂混合物,有机同系物、异构体。手性异构体。 (2) 灵敏度高 可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。 (3) 分析速度快 ) 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。 (4) 应用范围广 气相色谱:沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱:高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 不足之处: 不足之处: 被分离组分的定性较为困难。
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Hale Waihona Puke Baidu
(3)其他色谱方法 (3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱: 薄层色谱和纸色谱: 比较简单的色谱方法 凝胶色谱法:测聚合物分子 凝胶色谱法 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 超临界色谱: 流动相。 高效毛细管电泳: 高效毛细管电泳: 九十年代快速发展、 九十年代快速发展、特 别适合生物试样分析分离的 高效分析仪器。 高效分析仪器。
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色谱分类
在色谱分析中,有固定相和流动相。 在色谱分析中,有固定相和流动相。 流动相:指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 流动相:指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 固定相: 固定相:指色谱过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂 渍在载体表面上的液体。 渍在载体表面上的液体。 按两相状态分类: 按两相状态分类: 固色谱: 液-固色谱:流动相为液体,固定相为具有吸附活性的固体; 固色谱 流动相为液体,固定相为具有吸附活性的固体; 液色谱: 液-液色谱:流动相为液体,固定相为附于载体表面的液体; 液色谱 流动相为液体,固定相为附于载体表面的液体; 固色谱: 气-固色谱:流动相为气体,固定相为具有吸附活性的固体; 固色谱 流动相为气体,固定相为具有吸附活性的固体; 液色谱: 气-液色谱:流动相为气体,固定相为附于载体表面的液体。 液色谱 流动相为气体,固定相为附于载体表面的液体。
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