第1节色谱法概述

2011-9-8
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
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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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(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。
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。
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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。
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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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：
♠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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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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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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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
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，
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
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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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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