色谱分离
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 茨维特的色谱实验 将一植物色素的石油醚溶液从一根主要填有碳酸钙吸附剂的直立
玻璃管上端倒入，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分 互相分离形成各种不同颜色的谱带。当时Tswett把这种色带叫做“色谱” （Chromatography），在这一方法中把玻璃管叫作“色谱柱”，碳酸钙叫 作“固定相”，纯净的石油醚叫作“流动相”。
固定相，在经典柱色谱中也称为柱填料。通常是一些具有特定的分 离性质，具有一定粒度和刚性的颗粒均匀的多孔物质，如吸附剂、 离子交换剂、反相填料等。减少固定相粒度，可提高分离柱效，但 流动阻力增加，需要加压流动相才能过柱。
流动相有气体和液体两种。在经典柱色谱中流动相也称为洗脱剂， 液相色谱的流动相通常由混合溶剂以及一些添加剂（如无机盐、酸 等）组成。流动相对样品组分要有一定的溶解度；粘度小，易流动； 纯度要高。
色谱分离应根据被分离物质的结构和性质，选择合适的固定相和流 动相，使分配系数K值适当，以实现定量分离的目的。因此，固定相 和流动相的选择是色谱分离的关键。
4、分配系数
• 在色谱分离时，溶质随着流动相向前迁移，在这 个过程中，它既能进入固定相，又能进入流动相， 即在两相之间进行分配。分配系数定义为 ：
柱色谱：将固定相颗粒装填在金属或玻璃柱内 进行色谱分离。
纸色谱：利用滤纸作为固定相进行色谱分离。 薄层色谱：把吸附剂粉末做成薄层作为固定相 进行色谱分离。
按色谱过程的机理分类
吸附色谱：利用各组分在吸附剂与洗脱剂之间的吸 附和溶解（解吸）能力的差异而达到分离的。 分配色谱：利用各组分在两种互不混溶溶剂间的溶 解度差异来达到分离的。 离子交换色谱：利用不同组分对离子交换剂亲和力 的不同而达到分离的一种色谱方法。 凝胶色谱（排阻色谱）：利用惰性多孔物，如凝胶， 对不同组分分子的大小而产生不同的滞留作用，以 达到分离的色谱方法。 亲和色谱：利用生物大分子和固定相表面存在某种 特异亲和力，进行选择性分离的一种方法。
2、方法原理
• 色谱分离过程：当含有不同化合物的试液加样后，它们在同 一时刻进入色谱柱上端，同时在固定相和流动相之间分配。 分配在流动相的样品组分随流动相流动，而分配在固定相的 样品组分则滞留不动。当混合物样品被流动相携带通过色谱 柱时，它们在两相之间进行反复多次（通常在100次以上）分 配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了 保留能力明显差异的分离效果，造成不同组分在色谱柱的移 动速度不同。经过一定长度的色谱柱后，彼此分离开来，最 后按一定顺序流出色谱柱。
对于确定的色谱体系，K值在低浓度和一定温 度下是个常数，它的大小取决于的溶质的溶解、 吸附、离子交换等性质。
在色谱分离过程中，K值大的溶质，在固定相 的停留时间长，移动速度慢。两个化合物之间的K 值相差越大，越容易分离。
5、分类
按流动相种类分类
气相色谱 液相色谱 超临界流体色谱
按固定相所处的状态分类
色谱法
气相色谱法
液相色谱法
超临界流体色谱法
气
气
液
固
色
色
谱
谱
法
法
平板色谱法
柱色谱法
离
薄 层 色 谱 法
分吸子 排 亲
纸
配附交 阻 和
色
色色换 色 色
谱
谱谱色 谱 谱
法
法法谱 法 法
法
6.2 柱色谱法
柱色谱（Column Chromatography）是最常见的色谱分离形 式，茨维特的色谱实验是一个典型例子。它具有高效、简便 和分离容量较大等特点，常用于复杂样品分离和精制化合物 的纯化。
• 色谱分离原理小结
● 不同组分性质上的微小差别是色谱分离的必要条件 ● 不同组分在两相中进行成千上万次的质量交换（分配） 是色谱分离的充分条件
3、固定相和流动相
色谱分离体系有两个相构成，固定的一相称为固定相（stationary phase），移动的一相称为流动相（mobile phase）。
主要内容
色谱法概述 柱色谱 纸色谱 薄层色谱 现代色谱分离技术
（气相色谱，HPLC，超临界流体色谱）
6.1 色谱法概述
1、基本概念 色谱法（Chromatography）又称层析法、色层法，是一种高 效分离方法，能把各种性质相似的物质彼此分离。 色谱法是一种多级分离技术，基于被分离物质分子在两相 （固定相，流动相来自百度文库中分配系数的微小差别进行分离。当两相 作相对移动时，被测物质在两相间进行反复多次分配，微小差 别放大，使各组分分离。
柱色谱主要有吸附色谱和分配 色谱两类。前者常用氧化铝或 硅胶为柱填料。后者以硅胶、 硅藻土和纤维素为支持剂，以 吸收一定量的特殊液体作为固 定相。
1 、吸附柱色谱法分离原理
吸附柱色谱法是利用各组分在吸附剂与洗脱剂之间 的吸附和溶解（解吸）能力的差异而达到分离的。当组 分分子到达吸附剂表面时，由于吸附剂表面和组分分子 的相互作用，使组分分子吸附在吸附剂表面。当洗脱剂 连续通过吸附剂表面时，由于洗脱剂对组分分子的作用 力，组分分子会被洗脱剂溶解下来，在一定的温度下， 吸附和溶解达到平衡。但由于洗脱剂不断地移动，这种 吸附和溶解过程会反复发生并建立新的平衡，组分分子 就随洗脱剂移动，移动速度与组分分子的平衡常数和洗 脱剂的流速有关。当流速一定时，各组分就依据吸附平 衡常数的不同而得到分离。
色谱法已发展为专门学科，经典的液相色谱法，包括柱色谱、 纸色谱和薄层色谱。
气相色谱和高效液相色谱已成为仪器分析的重要分支。
• 色谱法创立者的是俄国植物学家茨维特（Michael Tswett，1872-1919）。 1903年3月21日，他在华沙自然科学学会生物学会议上发表了"一种新 型吸附现象及其在生化分析上的应用"研究论文，介绍了一种应用吸附 原理分离植物色素的新方法，即著名的茨维特的色谱实验。1906年他 又在德国植物学杂志发表文章，首次将分离后色带命名为色谱图，称 此方法为色谱法（Chromatography）。
2 、吸附色谱柱填料
在吸附色谱色谱中，为了使试样中各种在吸附能力稍 有差异的组分能够分开，必须选择适当的固定相（吸附剂） 和流动相（洗脱剂）。吸附剂的选择主要根据吸附剂性质 和分析要求通过实验来现在。
对吸附剂的一般要求：
玻璃管上端倒入，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分 互相分离形成各种不同颜色的谱带。当时Tswett把这种色带叫做“色谱” （Chromatography），在这一方法中把玻璃管叫作“色谱柱”，碳酸钙叫 作“固定相”，纯净的石油醚叫作“流动相”。
固定相，在经典柱色谱中也称为柱填料。通常是一些具有特定的分 离性质，具有一定粒度和刚性的颗粒均匀的多孔物质，如吸附剂、 离子交换剂、反相填料等。减少固定相粒度，可提高分离柱效，但 流动阻力增加，需要加压流动相才能过柱。
流动相有气体和液体两种。在经典柱色谱中流动相也称为洗脱剂， 液相色谱的流动相通常由混合溶剂以及一些添加剂（如无机盐、酸 等）组成。流动相对样品组分要有一定的溶解度；粘度小，易流动； 纯度要高。
色谱分离应根据被分离物质的结构和性质，选择合适的固定相和流 动相，使分配系数K值适当，以实现定量分离的目的。因此，固定相 和流动相的选择是色谱分离的关键。
4、分配系数
• 在色谱分离时，溶质随着流动相向前迁移，在这 个过程中，它既能进入固定相，又能进入流动相， 即在两相之间进行分配。分配系数定义为 ：
柱色谱：将固定相颗粒装填在金属或玻璃柱内 进行色谱分离。
纸色谱：利用滤纸作为固定相进行色谱分离。 薄层色谱：把吸附剂粉末做成薄层作为固定相 进行色谱分离。
按色谱过程的机理分类
吸附色谱：利用各组分在吸附剂与洗脱剂之间的吸 附和溶解（解吸）能力的差异而达到分离的。 分配色谱：利用各组分在两种互不混溶溶剂间的溶 解度差异来达到分离的。 离子交换色谱：利用不同组分对离子交换剂亲和力 的不同而达到分离的一种色谱方法。 凝胶色谱（排阻色谱）：利用惰性多孔物，如凝胶， 对不同组分分子的大小而产生不同的滞留作用，以 达到分离的色谱方法。 亲和色谱：利用生物大分子和固定相表面存在某种 特异亲和力，进行选择性分离的一种方法。
2、方法原理
• 色谱分离过程：当含有不同化合物的试液加样后，它们在同 一时刻进入色谱柱上端，同时在固定相和流动相之间分配。 分配在流动相的样品组分随流动相流动，而分配在固定相的 样品组分则滞留不动。当混合物样品被流动相携带通过色谱 柱时，它们在两相之间进行反复多次（通常在100次以上）分 配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了 保留能力明显差异的分离效果，造成不同组分在色谱柱的移 动速度不同。经过一定长度的色谱柱后，彼此分离开来，最 后按一定顺序流出色谱柱。
对于确定的色谱体系，K值在低浓度和一定温 度下是个常数，它的大小取决于的溶质的溶解、 吸附、离子交换等性质。
在色谱分离过程中，K值大的溶质，在固定相 的停留时间长，移动速度慢。两个化合物之间的K 值相差越大，越容易分离。
5、分类
按流动相种类分类
气相色谱 液相色谱 超临界流体色谱
按固定相所处的状态分类
色谱法
气相色谱法
液相色谱法
超临界流体色谱法
气
气
液
固
色
色
谱
谱
法
法
平板色谱法
柱色谱法
离
薄 层 色 谱 法
分吸子 排 亲
纸
配附交 阻 和
色
色色换 色 色
谱
谱谱色 谱 谱
法
法法谱 法 法
法
6.2 柱色谱法
柱色谱（Column Chromatography）是最常见的色谱分离形 式，茨维特的色谱实验是一个典型例子。它具有高效、简便 和分离容量较大等特点，常用于复杂样品分离和精制化合物 的纯化。
• 色谱分离原理小结
● 不同组分性质上的微小差别是色谱分离的必要条件 ● 不同组分在两相中进行成千上万次的质量交换（分配） 是色谱分离的充分条件
3、固定相和流动相
色谱分离体系有两个相构成，固定的一相称为固定相（stationary phase），移动的一相称为流动相（mobile phase）。
主要内容
色谱法概述 柱色谱 纸色谱 薄层色谱 现代色谱分离技术
（气相色谱，HPLC，超临界流体色谱）
6.1 色谱法概述
1、基本概念 色谱法（Chromatography）又称层析法、色层法，是一种高 效分离方法，能把各种性质相似的物质彼此分离。 色谱法是一种多级分离技术，基于被分离物质分子在两相 （固定相，流动相来自百度文库中分配系数的微小差别进行分离。当两相 作相对移动时，被测物质在两相间进行反复多次分配，微小差 别放大，使各组分分离。
柱色谱主要有吸附色谱和分配 色谱两类。前者常用氧化铝或 硅胶为柱填料。后者以硅胶、 硅藻土和纤维素为支持剂，以 吸收一定量的特殊液体作为固 定相。
1 、吸附柱色谱法分离原理
吸附柱色谱法是利用各组分在吸附剂与洗脱剂之间 的吸附和溶解（解吸）能力的差异而达到分离的。当组 分分子到达吸附剂表面时，由于吸附剂表面和组分分子 的相互作用，使组分分子吸附在吸附剂表面。当洗脱剂 连续通过吸附剂表面时，由于洗脱剂对组分分子的作用 力，组分分子会被洗脱剂溶解下来，在一定的温度下， 吸附和溶解达到平衡。但由于洗脱剂不断地移动，这种 吸附和溶解过程会反复发生并建立新的平衡，组分分子 就随洗脱剂移动，移动速度与组分分子的平衡常数和洗 脱剂的流速有关。当流速一定时，各组分就依据吸附平 衡常数的不同而得到分离。
色谱法已发展为专门学科，经典的液相色谱法，包括柱色谱、 纸色谱和薄层色谱。
气相色谱和高效液相色谱已成为仪器分析的重要分支。
• 色谱法创立者的是俄国植物学家茨维特（Michael Tswett，1872-1919）。 1903年3月21日，他在华沙自然科学学会生物学会议上发表了"一种新 型吸附现象及其在生化分析上的应用"研究论文，介绍了一种应用吸附 原理分离植物色素的新方法，即著名的茨维特的色谱实验。1906年他 又在德国植物学杂志发表文章，首次将分离后色带命名为色谱图，称 此方法为色谱法（Chromatography）。
2 、吸附色谱柱填料
在吸附色谱色谱中，为了使试样中各种在吸附能力稍 有差异的组分能够分开，必须选择适当的固定相（吸附剂） 和流动相（洗脱剂）。吸附剂的选择主要根据吸附剂性质 和分析要求通过实验来现在。
对吸附剂的一般要求：