中药分离工程 4色谱(分析)

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•对称因子fs (symmetry factor) ： •衡量色谱峰的对称性
fs W 0.05 h / 2 A ( A B) / 2 A
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定性参数1
保留时间(retention time;tR)：从进样到某组分
在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
附力越强。
④分子中取代基的空间排列
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三、离子交换色谱法
分离原理
利用被分离组分离子交换能力的 差别而实现分离。 分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
交换 再生 交换 再生 + RSO 3 Na++ H
+ Cl + OH RNR3
RSO3
H++
Na+
阴离子交换：
离子交换通式：
则R=1.5时，99.7%面积(tR ±3σ)被分开，
∆ tR =6 σ ，称 6 σ分离 。
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三、分配系数与色谱分离
(一) 分配系数和容量因子
分配系数 (distribution coefficient；K)
是在 一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分 在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度 (C) 之比。
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吸附色谱法
固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。
硅胶表面硅醇基为吸附中心。 经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶 高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅
胶和堆积硅珠。 气相色谱：高分子多孔微球等
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吸附色谱法
流动相
有机溶剂（硅胶为吸附剂） 洗脱能力：主要由其极性决定。 强极性流动相占据吸附中心的能力强， 洗脱能力强，使k值小，保留时间短。 Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示 洗脱能力。o值越大，固定相对溶剂的 吸附能力越强，即洗脱能力越强。
K↑，tR↑ ，组分后出柱
K=0，组分不保留
K→∞ ，组分完全保留
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结论：色谱分离前提→各组分分配系数不等
B tR
Vs t R t t t 0 (K A K B ) Vm K A K B t R 0
A R B R
Vs t 0 (1 K B ) Vm
W=4σ
或W=1.699W1/2
返回
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总分离效能指标
分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相邻两色
谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
R＝
t R 2 t R1 (W1 W 2 ) / 2
＝
2 (t R 2 t R 1 ) W1 W 2
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分离度
设正常峰，W1≈W2= 4σ ，
注意：VR’是定值，tR’与FC成反比 •相对保留值(r) ：两组分的调整保留值之比
r2 ,1
' tR 2
t
' R1

V R' 2 V R' 1
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定量参数
峰高(peak height；h)：组分在柱后出现浓度极
大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的距离。
峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间包围
的面积。
返回
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柱效参数
标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流出
曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处的 峰宽之半。 σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。
半峰宽 (W1/2)：峰高一半处的峰宽。
W1/2=2.355σ 峰宽 (peak width；W)：色谱峰两侧拐点作切 线在基线上所截得的距离。
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分配色谱法
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分配色谱法
洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解
度的相对大小而决定。
正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。
（库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
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二、吸附色谱法
分离原理
利用被分离组分对固定相
表面吸附中心吸附能力的差别而实现 分离。
吸附过程是试样中组分的分子(X)与流
m k m
s
m
CV Vs K CV谱柱上相对移行速度
组分在色谱柱中迁移速度 u R R' 组分在流动相中迁移速度 u 0
L t R t0 定距洗脱保留比 R ' ( R ' 1) L t0 t R
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（二）tR与K的关系：
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空间排阻色谱法
流动相
要求：能溶解试样、润湿凝胶，粘度要低 水溶性试样选择水溶液为流动相(称为凝胶过
滤色谱gel filtration chromatography； GFC)；
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分配色谱法
固定相 又称固定液（涂渍在惰性载体颗粒上的一薄层
液体；化学键合相（通过化学反应将各种有机 基团键合到载体上形成的固定相）。
流动相
气液分配色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液液分配色谱法：与固定相不相溶的液体。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定相的极性。
留强，后被洗脱，Ka小的组分在吸附剂上保
留弱，先被洗脱。
Ka与组分的性质（极性、取代基的类型和数
目、构型）有关。
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以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强。
①饱和碳氢化合物为非极性化合物，不被吸附。
②基本母核相同，引入的取代基极性越强，则 分子的极性越强，吸附能力越强；极性基团越 多，分子极性越强 (但要考虑其他因素的影响) 。 ③不饱和化合物的吸附力强，双键数越多，吸
死时间 (t0)：分配系数为零的组分，即不被固
定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间 (tR )：某组分由于溶解（或被
'
吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）
的组分在柱中多停留的时间。
t ＝ tR t0
' R
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定性参数2

保留体积(VR)：从进样开始到某个组分在柱 后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动 相体积。 V R t R Fc 固定相占有的空间。
动相分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心
的过程，即为竞争吸附过程 。
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X m + nY a
Ka = [X a ][Y m ] n [X m ][Y a ] n
X a + nY m
[X a ] X a / S a Ka [X m ] X m / V m
吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。
死体积(V0)：由进样器至检测器的流路中未被
固定相颗粒间间隙、导管的容积、检测器内
腔容积的总和。
V 0＝ t 0 Fc
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定性参数3
调整保留体积
' R
(adjusted retention volume)： 由保留体积扣除死体积后的体积 V
' V R' V R V 0 t R Fc
Cs K = Cm
分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质 及温度（和压力）有关。是组分的特征常数。
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分配系数与色谱分离
容量因子(capacity factor；k)：在一定温度和压力
下，达到分配平衡时，组分在固定相和流 动相中的质量(m)之比。 又称为质量分配系数或分配比。 还与固定相和流动相的体积有关。 容量因子与分配系数的关系
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GSC
气相色谱法 （GC）
柱色谱法
GLC 纸色谱法 平面色谱法 薄层色谱法 （TLC） LLC LLC LLC
色 谱 法
LSC
液相色谱法 （LC）
柱色谱法
LSC SEC IEC BPC
毛细管电泳法 （CE） 超临界流体色谱法 （SFC）
毛细管电色谱法 （CEC）
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二、色谱法的发展
（一）色谱法的历史 （二）色谱法的现状和发展趋势
第四章
色谱分离工程
色谱分析法概论
Chromatography
1
色谱法的分类和发展 色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制
色谱法基本理论
2
3
色谱法的特点:
高分离效能、高灵敏度、高选择性、
分析速度快、
应用范围广
4
色谱学的重要作用
诺贝尔化学奖：
1948年，瑞典Tiselins，电泳和吸附分析； 1952年，英国马丁 (Martin)和辛格(Synge)， 分配色谱。 应用的科学领域： 生命科学、材料科学、环境科学等。 药学（药物分析）： 各国药典收载了许多色 谱分析方法。中国 药典二部，700多，纯度检查、定性鉴别或 含量测定，一部，600多鉴别或含量测定。
RNR3+OH- + Cl
R
B + A
R
A + B
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四、空间排阻色谱法
分离原理
根据被分离组分分子的线团尺寸 进行分离。
也称为分子排阻色谱法。
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空间排阻色谱法
根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔内
外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
渗透系数： Kp =Xs/Xm
组分在色谱柱中迁移速 度 u R L t R t 0 R' 组分在流动相中迁移速 度 u 0 L t0 t R
t0 组 分 在 固 定 相 中 的 停 留时 间 t R R'
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VS 色谱过程方程 t R t 0 (1 K ) Vm