高等色谱分析知识总结(超级完整版)

一、 色谱概论

色谱区别于其他分析方法的特点：一次进样完成分离与测定，同时进行多组分的定性定量测量。

1、 提高分离度R 的方法：

Ⅰ. 容量因子k(流动相流速，柱温)

在k=0-5时，利用保留作用提高R 是最有效的，一般要求不超过10，否则会大大延长分析时间。

1） LC 中最重要的是改变流动相的组成。

2） 调节柱温。有可能改变流出顺序。GC 中降低柱温可以提高k 。

3） GC 中可通过降低载气流速提高k

Ⅱ. 选择性α（流动相和固定相组成，柱温）

1） 改变流动相组成、种类和pH

2） 调节柱温

3） 改变固定相

4） 采用化学改性剂

Ⅲ. 柱效N （柱质量，柱长，温度，流动相）H=A+B/u+Cu

1） 涡流扩散项：

用粒度分布较窄的填料

用小的粒度（要适中）

小孔径柱子

减少排列的不紧密及死体积

2） 分子扩散项：（在LC 中作用小）

使用重载气

减小柱温

增大流速

3） 传质阻力项：

减小粒径

流动相粘度小、流速小

固定相膜涂薄、均匀、低粘度

升高柱温

''=

12

R R t t α

t t t t t k R

R -== 1 1 4 k k n R +-=

αα

轻载气

4）适当增加柱长

5）柱外体积小

Ⅳ. 柱外体积的影响（尤其是小内径柱子和HPLC上）

柱外效应：从进样系统到检测器之间色谱柱以外的流路部分，由于进样方式、柱后扩散等因素对柱效能产生的影响。

Ⅴ. 程序升温和梯度洗脱

程序升温：在分离过程中柱温随时间改变

（组成简单的样品最好用恒温分析，这样分析周期会短一些，特别是用填充柱时，恒温分析时色谱图的基线要比程序升温时稳定得多。对于组成复杂的样品，常需用程序升温分离，因为在恒温条件下，如果柱温较低，则低沸点组分分离得好，而高沸点组分流出时间会太长，造成峰展宽，甚至滞留在色谱柱中造成污染；反之，当柱温太高时，低沸点组分难以分离。）

梯度洗脱：在分离过程中流动相组成随时间改变

2、色谱理论新进展：Poppe Plot 理论阐明了粒度与分离时间、N和柱压降的关系

Ⅰ. 柱长↑，N↑，但是峰容量不一定大

Ⅱ. 填料粒度越小越好

1）柱压降&填料粒度、柱长、分析时间的关系：

粒度小→N高→R高→峰容量大

粒度小→柱压降大→柱长短→分析时间短

2）根据对N的要求选择粒径，同等N下粒径小会使分析时间大大增加

3、流动相：运载样品通过色谱柱的相

4、固相微萃取（SPE）:属液固分离，待测物质从液相被萃取到固相，再用很少的溶剂洗脱

下来，固相萃取柱的原理与色谱分离相同。不仅快速，且节约了溶剂，避免了浓缩步骤。

5、色谱定量需要用标准品的原因：绝大部分色谱检测器上，相同浓度的不同化合物在同一

分析条件下、同一检测器上得到的峰面积或峰高往往是不相等的，故必须用标准样品进行校准，方可得到准确的定量分析结果。

6、判断出峰顺序

PEG-20M（强极性）:环己烷，正辛烷，苯；丙酮、乙醇、异丙醇（氢键）

OV-1（非极性）：丙酮（56.5）、异丙醇（82）、异辛烷（99.2）

CZE pH3:苯胺、甲苯、苯甲酸；苯胺、苯甲酸乙酯、萘甲酸

C18：硫脲、对硝基氯苯、甲苯；硝基甲苯、氯苯、二甲苯

7、色谱的活的灵魂：寻找物质间的差异，必要时创造差异，并利用差异达到使物质分离的

目的。

二、GC

缺点：对未知物的定性比较困难。

解决办法：与其它分析方法联用（质谱、红外和电化学等）

1、GC的两种类型：填充柱和毛细管柱（按色谱柱分类）；气固色谱和气液色谱（按固定相

分类）；分配色谱和吸附色谱（按分离机理分类）。

Ⅰ. 毛细管柱的优缺点

1）优点：比填充柱分离效率更高（没有固体填料，气阻小，故可采用较长的柱子和较小的柱内径及较高的载气流速），消除了涡流扩散同时减小了纵向扩散造成的

谱带展宽。采用较薄的固定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。

2）缺点：柱容量小，且对进样技术要求高，载气流速的控制要求更精确，进样量过大易造成柱超载，因而对检测器灵敏度要求高。

3）对永久气体的分析，填充柱（包括填充毛细管柱）的分离能力更强。

Ⅱ.气固色谱——吸附机理：固体固定相，如多孔氧化铝高分子小球，主要用于永久性气体和M较低的有机化合物。

气液色谱——分配机理：液体固定相，90%以上分析基于此。

2、保留机理：

Ⅰ.强极性固定液（如PEG-20）

极性小的先出峰；极性相似的，沸点低的先出峰。

Ⅱ.弱极性固定液（如OV-1，OV101，SE-30）[注：OV的其他型号是有极性的]

沸点低的先出峰；沸点相近的分不开。

3、进样方式（应考虑的问题有：样品的稳定性；进样口对峰展宽的影响等）

Ⅰ.分流进样：操作简单，但有分流歧视，样品可能分解。

Ⅱ.不分流进样：操作复杂一些，但分析灵敏度高，常用于痕量分析。

Ⅲ.冷柱上进样：样品以液体状态直接进入色谱柱，无分流歧视问题。分析精度高，重现性好。适用于沸点范围宽或不稳定的样品，也常用于痕量分析（也可做柱上浓缩）。

Ⅳ.程序升温气化进样：分流/不分流进样与冷柱上进样的结合，适应性更强，灵活性更好。

Ⅴ.大体积进样：程序升温气化或冷柱上进样口，配合以溶液放空功能。

Ⅵ.顶空进样：通过样品基质上方的气体成分来测定这些组分在原样品中的含量，只取气相易挥发组分，大大减少了样品基质对分析的影响。

Ⅶ.裂解进样：在严格控制的高温下将不能气化或部分不能气化的样品裂解为可气化的小分子化合物，进而用GC分析，适用于聚合物样品。

对热不稳定的化合物，最好采用冷柱进样技术，对于热稳定的严谨，分流/不分流进样。

4、隔垫吹扫功能

原因：进样隔垫一般为硅橡胶材料制成，不可避免的含有一些残留溶剂和低分子聚合物；由于气化室高温的影响，硅橡胶会发生降解产生硅氧烷→鬼峰

5、分流歧视：指一定分流比条件下，不同样品组分的实际分流比是不同的。

Ⅰ.原因：

1）不均匀气化（主要原因）

2）不同样品组分在载气中的扩散速率不同，而扩散速率与温度成正比。

Ⅱ.消除方法：