色谱分离过程
色谱法的分离原理
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色谱法的分离原理色谱法是一种用于分离混合物中成分的分析技术。
它基于不同成分在固定相和流动相之间的不同相互作用力而实现分离。
色谱法可以分为两大类:一类是液相色谱法(Liquid Chromatography, LC),另一类是气相色谱法(Gas Chromatography, GC)。
下面将分别从液相色谱法和气相色谱法的分离原理进行介绍。
液相色谱法分离原理:液相色谱法是基于样品与液相载体在固定相表面上的相互作用力而进行分离的。
液相色谱法涉及两种基本类型的分离机制:吸附色谱和分配色谱。
1.吸附色谱:吸附色谱利用物质在固定相表面吸附的差异实现分离。
固定相通常是多孔吸附剂,具有大量活性表面。
当样品溶液通过固定相时,各组分与固定相之间的相互作用力不同,导致各组分在固定相上的吸附速率不同。
吸附速率较快的组分会滞留更少的时间在固定相上,因此会更早地被洗出。
吸附色谱广泛应用于分离极性化合物。
2.分配色谱:分配色谱基于样品组分在两种不相溶的液体流动相之间的分配差异实现分离。
固定相是一种多孔材料,比如固定相经过表面改性的多孔硅胶柱。
当样品溶液通过柱子时,样品中的各组分会被分配到液相和固定相之间,各组分在两相中的分配系数不同,导致各组分的迁移速率差异。
分配色谱广泛应用于分离中性有机化合物。
气相色谱法分离原理:气相色谱法是一种基于样品在气相载体中迁移速率的不同实现分离的方法。
它是通过将样品蒸发成气体并通过固定相柱进行分离的。
气相色谱法涉及两种基本类型的分离机制:分布系数和不饱和反应。
1.分布系数:在气相色谱法中,物质在流动相(气态)和固定相(涂覆在柱子上的材料)之间的分布行为是分离的基础。
各组分的分布系数不同,导致了在固定相中的不同保留时间和分离。
2.不饱和反应:气相色谱法中还存在不饱和反应的分离机制。
不饱和反应是指样品组分与固定相表面之间发生的特定化学反应。
这种化学反应会影响组分的迁移速率,从而实现分离。
需要注意的是,色谱法的具体分离原理和分离机制会受到多种因素的影响,包括载体的特性、流动相和固定相的选择、操作条件等。
气相色谱分离原理
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色谱分离过程是被分离的样品(混合物),在两相间进行分配,其中一相固定不动的,称为固定相。
另一相是流动的,称为流动相或移动相。
混合物借助流动相的推动,顺流动相的流向而迁移。
混合物各组分迁移的速度取决于各组分在固定相和流动相之间的分配系数(对气-液分配色谱)或吸附能(气-固吸附色谱)。
分配系数大的或吸附能大的组分停留在固定相中时间长,从色谱柱中流出的时间晚。
分配系数或吸附能小的组分在固定相中停留时间短,先从柱中流出。
从而使混合物中各个组分得以分离。
为此,分配系数或吸附能的差异是色谱分离的前提。
在所确定的色谱体系,组分之间如果没有分配系数或吸附能的差异,这些组分就彼此不能分离。
重叠流出柱(即为一个色谱峰)。
各组分的分配系数或吸附能的差异越大,越容易分离,反之就难分离。
色谱方法的类型繁多,从流动相的状态分,可分为气相色谱和液相色谱两大类。
气相色谱多以小分子量的惰性气体作为流动相(如氮、氦、氩)。
固定相是液体或固体。
无论液体或固体固定液都是以担载在多孔固体物质表面的形式存在。
被分析样品在色谱柱迁移过程是气态或蒸气态。
适合分析气体或低沸点化合物。
采用适当的进样技术和程序升温技术,能分析较高沸点的化合物,配合裂解技术也可分析高聚物。
性能好的色谱仪柱箱温度可达到450℃,只要在这个温度范围内,蒸气压不小于0.2毫米汞柱,热稳定性好的化合物多都可以用气相色谱法分析。
从分离机理看又可以分为气-固吸附和气-液分配型两类。
液相色谱法的流动相是液体。
不同的分离机理,可选用不同的液体作为流动相,如不同极性的有机溶剂。
不同极性溶剂与水的混合溶液。
不同pH值的缓冲溶液等。
固定相有多孔吸附型固体、液体担载在固体基质或化学键合在固体基质微粒上、离子交换剂等微粒。
液相色谱可分析各种有机化合物、离子型无机化合物及热不稳定具有生物活性的生物大分子。
总之,气相色谱是一种能够快速分离复杂混合物中各个组分的技术。
分离过程是在气相中进行的,通过检测器将柱流出物转换成电信号,从这些电信号得到定性定量的信息。
天然药物化学第二章,第三节,色谱分离
![天然药物化学第二章,第三节,色谱分离](https://img.taocdn.com/s3/m/fb5f342f580216fc700afdf1.png)
薄层色谱的操作技术流程
铺
板
点
样
展
开
计算比移值
显色与定位
二、吸附色谱法
(五)操作技术 1.薄层色谱法 步骤:制板→点样→展开→显色→Rf值计算
43
操作步骤
(1)软板的制备
软板:直接将吸附剂(我们有哪些吸咐剂)铺在玻璃板上制 成,不加粘合剂 要求:厚度→随分离要求而定,一般0.25~0.5mm 玻璃棒推动速度不宜过快、也不应停顿→影响厚度均一性
5
植物色素分离图示
一、分离原理和基本概念:
色谱法: 是利用混合物中各成分在 流动相和固定相之间的 作用力和亲和力(吸附, 分配,离子交换、分子 筛)的不同,在两相中 作相对移动时,混合物 中各种成分随流动相运 动速度不同,从而达到 相互分离的方法。
7
8
色谱分离
慢 中等 快
淋洗液
Temporal course
适用范围
酸性成分:氨基酸、有机酸; 对酸稳定的中性成分 生物碱、甾体、强心苷
备注
不适用:醛、 酮、酯、内酯 类成分
中性成分:醛、酮、皂苷、萜 中性 6.5~7.5 类
★
27
常用吸附剂
2.硅胶(应用最多★) 吸附能力决定于硅羟基数,吸附活性取决于含水量。
OH Si O O Si O O O O O OH Si O Si O O Si O O O OH Si O Si O O Si O O O OH Si O Si O O O OH Si O Si O O O
炭。
二、吸附色谱法
(二)吸附剂(固定相) 选择合适的吸附剂是吸附色谱法成功的关键。★ 良好的吸附剂应具备: ①不与样品及流动相发生化学反应 ②不溶于流动相 ③具有较大的表面积和一定的吸附能力。 ④具有一定的细度,颗粒要均匀。
色谱分离的技术
![色谱分离的技术](https://img.taocdn.com/s3/m/39a603e78bd63186bcebbc80.png)
7.1.2.2 按固定相形状不同分类
(1)柱色谱
进样量大,回收容易。 除用于分析外,还广泛用于生物样品 的制备和工业生物产品的分离与纯化。
(2)纸上色谱 广泛用于定性与定量分析,不用于制备和生产。
(3)薄层色谱
主要用于分析,也可用于小量样品的制备。
7.1.2.3 其他分类方法
(1) 根据流动相的物态分类 气相色谱 、液相色谱和超临界色谱
Ve Vo K d Vi
或
(7-29) (7-30)
Ve Vo Kd Vi
Kd=1,溶质分子完全不被排阻, 可自由进入所有凝胶颗粒微孔。 Kd=0,溶质分子完全被排阻于凝胶颗粒微孔之外,最先被洗脱。 对于中等分子,能进入部分凝胶空间,0<Kd<1。 当具有不同分子量物质的混合液流经凝胶柱时,其Kd值的大小就 决定了物质的流出顺序,即Kd值小的先流出,Kd值大的后流出。
7.1.4.2 吸附色谱
吸附色谱分离就是根据吸附剂(固定相)对不同物质的吸 附力不同而使混合物分离的。
离子交换色谱和亲和色谱也可归类于吸附色谱,前者主要 是静电引力的作用,而后者是生物专一亲和力的作用。
在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附 方程式来表示:
Ka A B A B Kd
极高的分辨率;
1944年 出现纸层析;
色谱分离
![色谱分离](https://img.taocdn.com/s3/m/523145d43186bceb19e8bbf2.png)
高效液相色谱仪
高效液相色谱(HPLC)流程示意图
离子交换色谱
• 离子交换色谱中的固定相是一些带电荷的基团, 这些带 电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。如果 流动相中存在其他带相反电荷的离子,按照质量作用定律, 这些离子将与结合在固定相上的反离子进行交换。固定相 基团带正电荷的时候,其可交换离子为阴离子,这种离子 交换剂为阴离子交换剂;固定相的带电基团带负电荷,可 用来与流动相交换的离子就是阳离子,这种离子交换剂叫 做阳离子交换剂。阴离子交换柱的功能团主要是-NH2, 及-MH3+ :阳离子交换剂的功能团主要是-SO3H及- COOH。其中-NH3+离子交换柱及-SO3H离子交换剂属于 强离子交换剂,它们在很广泛的pH范围内都有离子交换 能力;-NH2及-COOH 离子交换柱属于弱离子交换剂,只 有在一定的pH值范围内,才能有离子交换能力。离子交 换色谱主要用于可电离化合物的分离,例如,氨基酸自动 分析仪中的色谱柱,多肽的分离、蛋白质的分离,核苷酸、 核苷和各种碱基的分离等。
色谱法的发展历程
◆ 1903年 Tswett创立色谱法(在碳酸钙上分离了叶绿素)。 由Tswett创立的色谱法分离效率低,分离时间长,根据样品的不同, 一般分离需要几小时至几天。 ◆20世纪40年代至50年代初,先后出现了纸色谱(paper chromatography,PC)和薄膜色谱法(thin-layer chromatography,TLC)。 特点:较经典色谱法简单、分离时间短,样品量要求小。 ◆1952年,James和Martin提出了气相色谱法(gas chromatography,GC) 特点: 以气体作为流动相。应用范围广泛受到人们重视。但对不 易气化和热不稳定性差的化合物难以分离。 ◆ 20世纪60年代后期由于新型色谱柱填料的,高压输液泵和高灵 敏度的监测器的出现,发展出了高效液相色谱(High performance liquid chromatograghy,HPLC)。
气相色谱法的分离和检测过程示意图当样品
![气相色谱法的分离和检测过程示意图当样品](https://img.taocdn.com/s3/m/8d9ec128b307e87100f69628.png)
Wb2
)
(Wb1 Wb2 )
分离度(R)反映了相邻两个组分色谱峰之间的距离大
小,实质表明了相邻的两个组分被分离的程度。分
离度越大,相邻两个组分色谱峰之间的距离就越大,
表明相邻二组分分离得越好。当 R = 1.5 时,两相
邻组分可认为已完全分离。
色谱峰所能提供的重要信息
1 样品中所含组分的最少个数 2 保留值---定性分析 3 色谱峰面积(或峰高)---定量分析 4 色谱峰的保留值和区域宽度---评价色谱柱的分离效能 5 根据相邻色谱峰之间的距离来选择合适的色谱分离条 件
(5)、相对保留值(1,2 )
相对保留值(1,2 )是指在一定的实验条件下组分1和组
分2的调整保留时间之比:
1,2
tR 1 tR 2
1,2仅与柱温及组分和固定相的性质有关,而与其它操
作条件如柱长、柱内填充情况、载气的流速等无关。
以上参数(2)~(5)都是与色谱峰的峰位(亦即出峰的 时间)相关的参数,又与气相色谱分离过程的热力学 性质密切相关。因此,色谱峰的峰位是反映被测组 分的热力学性质的重要参数,是气相色谱法进行定 性分析的主要依据。
由于不同组分的分配系数 K 值的大小不同,即组分在 固定相中的溶解和解析能力,或吸附和脱附能力有差异, 各组分在柱中的滞留时间就不同,在色谱柱中的运行速 度也就不同。分配系数 K 值越大,溶解或吸附就越强, 脱附或解析就越弱,在固定相滞留的时间就越长,在色 谱柱中前移的速度就越慢。随着载气的不断流过,各组 分在色谱柱中两相间经过反复多次地分配和平衡,当运 行了一定的柱长后,不同的组分就会拉开距离被分离开 来,最终随流动相(载气)分先后流出色谱柱,从而达到分 离的目的(如图中 t1~t4 所示)。在色谱柱后配以检测器 对各组分的流出时间和流出量进行检测,就可以对组分 进行定性和定量的分析。
有机化学实验薄层色谱法分离原理解析
![有机化学实验薄层色谱法分离原理解析](https://img.taocdn.com/s3/m/c0ad359077a20029bd64783e0912a21614797f3f.png)
有机化学实验薄层色谱法分离原理解析有机化学实验薄层色谱法是一种经典的分离、结构鉴定和结构表征有机化合物的有效方法。
该方法主要是利用色谱分离技术,将有机物分离出来,从而实现结构特征的鉴定。
薄层色谱法主要包括两个步骤:第一步是用有机溶剂将目标物质溶解,然后把溶剂及溶解物的混合液均匀的均匀地涂布在薄层色谱板上;第二步是将薄层色谱板放入到色谱室内,室内的空气带有所需的吸收剂。
当控制空气流速时,吸收剂所携带的有机物会从高温到低温,从而形成一层层的梯度,有效实现对溶解物质的分离。
薄层色谱法的优点:
1、分离效率较高:薄层色谱法可以有效地将有机物的混合物分离成各种物质,可以满足高效率的分离要求。
2、质量检测准确:由于色谱的原理,可以准确的测量各种物质的含量,从而快速、精确地检验各种物质的质量。
3、操作方便:薄层色谱对于分析师来说,操作简单,只需把溶解物均匀的涂在色谱板上,便可快速实现物质的分离。
薄层色谱的缺点:
1、耗时长:由于要求空气流速的控制,色谱室的空气流速控制仍需要更多时间,时间上的浪费还不少。
2、受温度的影响较大:色谱室的温度影响。
色谱分离过程最终版ppt课件
![色谱分离过程最终版ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c3ca96160508763230121253.png)
R
)2 16( tR )2
n=L/H
Y1/ 2
其中L为色谱柱的柱长; H为理论板高度。
Wb
;.
24
考虑到组分在死时间内不参与柱内分配,用调整保留时间代替保留时间,得有 效塔板数和有效塔板高度:
n 5.54( tR )2
Y1/ 2
n有效
5.54(
t
' R
)2
Y1/ 2
16(
t
' R
)2
Wb
H 有效
;.
45
高效液相色谱仪
✓ 高效液相色谱是20世纪60年代末发展的一种以液体为流动相的色谱技术。
✓ 特点如下: ✓ 高压 一般可达(150~350)×105 Pa ✓ 高速 一般可达1~10mL/min ✓ 高效 ✓ 高灵敏度 ✓ 分析时使用样品少 一般仅几毫升
;.
46
高效液相色谱仪流程(图)
1.贮液罐(滤棒,可滤去颗粒状物质) 2.高压泵(输液泵) 3.进样装置 4.色谱柱——分离 5.检测器——分析 6.废液出口或组分收集器 7.记录装置
❖ 调整保留时间(t R '):t R'= t R-t M
;.
21
❖ 分离度
❖ 峰宽Wb:色谱峰拐点处的两条 切线与基线的两个交点之间的距 离;
❖ 半峰宽Y1/2:峰高一半处对应的 峰宽,为2.35 ;
❖ 相邻色谱峰峰顶之间的距离除以 此二色谱峰的平均宽度。用R表 示:
t t R
r2 r1
2tr
;.
32
优点: ❖ 设备简单、操作方便、运行费用低; ❖ 分离时间短,工作效率高; ❖ 展开剂选择范围广,展开方式多样; ❖ 显色方便,检测手段丰富; ❖ 既可分析,又可制备; ❖ 试样一般不需要经过严格预处理即可分离。
色谱分离过程
![色谱分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/c51ccdebaeaad1f346933fd1.png)
• 流动相流速:
– 体积流速 (F): ml/min – 线性流速 (v): cm/min (mm/min)
• 两种描述溶质 “保留”的方法
– 保留时间, tr – 保留体积, Vr
• Vr = Ftr
• 分配系数 K = Cs/Cm
– C = 组分浓度 – s = 固定相 – m = 流动相
• Vs = 固定相体积 • Vm = 流动相体积
HB = B/v : B = 常数, v = 流速 V增大时 HB 减小
边界扩散的原因
• 传质阻力 (RMT):
流动相 缓慢的平衡. 固定相 宽度 宽度
HC = Cv : C = 常数, v = 流速 V减小时 HC减小
边界扩散的原因
• 涡流扩散 (非简单扩散):
时间
HA = A;A = 常数, 取决于颗粒大小
=v
1 1 + k′
色谱基础
• 保留时间, tr: 溶质从入柱到出柱所花费的 时间。
tr = v
L tr = 溶质流动速率 L 1 Vs 1+K Vm
柱长
tm = L v
色谱基础
• 保留时间, tr:
tr = tm (
Vs 1+K ) = tm (1+k’) Vm
保留体积, Vr: 保留时间乘以体积流率, F
– 有机溶质在火焰中燃烧产生 CH 基团 ,最终产生 CHO+
. + O.→ – CH
CHO+ + e-
– CHO+ 在阴极被收集, 产生电流作为响应
检测器
• 火焰离子检测器 (FID):
– 有机物 (使碳原子数减少) – 破坏性 – 线性范围 (>107) – 检测极限 ≈ 2 pg
气相色谱仪的分离原理
![气相色谱仪的分离原理](https://img.taocdn.com/s3/m/cea7070cb207e87101f69e3143323968011cf481.png)
气相色谱仪的分离原理
气相色谱仪的分离原理是基于样品在气相流动下通过固定相柱的分离作用。
在气相色谱仪中,样品首先被蒸发并注入进入流动相(载气)中,然后由流动相输送到柱子。
柱子通常被填充或涂覆了固定相,样品在固定相上发生吸附、分配或化学反应,达到分离的目的。
具体的分离原理有以下几种:
1. 吸附色谱:在吸附色谱中,固定相通常是一种多孔的固体材料,样品成分通过物理吸附在固定相上进行分离。
不同成分在固定相上的吸附能力不同,因此在柱子中停留时间不同,最终实现分离。
2. 分配色谱:在分配色谱中,固定相是一种液体,称为液态固定相或液相。
样品成分在液态固定相和气相之间进行分配,根据不同成分在两相间的分配系数不同来实现分离。
3. 离子交换色谱:在离子交换色谱中,固定相通常是带电的,称为离子交换树脂。
样品溶液中的带电成分与离子交换树脂表面的离子进行交换,实现分离。
4. 亲水色谱:在亲水色谱中,固定相通常是亲水性的材料,样品中的水溶性成分与固定相上的水分子之间进行分配,实现分离。
不同的分离原理适用于不同类型的样品和分离目的。
通过选择
适当的固定相和操作条件,可以实现对复杂混合物的高效分离和定量分析。
气相色谱分离过程
![气相色谱分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/4e6b81646edb6f1aff001fca.png)
例如,苯加氢生成环己烷的反应,由于苯和环己 烷的沸点只相差0.6 ℃,一般的蒸馏方法很难分离, 所以采用萃取蒸馏的方法分离。而用填充柱气相 色谱法,半米长的丁二酸乙二醇聚酯固定相填充 柱上,二者可以实现很好的分离,因为他们在这 种固定相上的分配系数差异较大,即使用其他的 固定相,只要延长色谱柱的长度,也能够实现很 好的分离。
与适当的柱后检测方法 结合,实现混合物中各组 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。
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,被固定 相溶解或吸附; 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; 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; 随着载气的流动,溶解、挥发,或吸附、脱附的过程反 复地进行。
Chromatography:
海底的通道就如同色谱柱一样,只 对兴趣的人有保留作用,这样达到 选择性保留溶质的效果,而保留差 别的大小决定了分离的基础。
换作另外一个通道,比如是植物类的, 例如花,那么又对另外一类人有吸引力, 那么在海底通道上没有差别的人群也许 在这个花的通道上能够看出差别,总之, 只要他们之间有差别,总能够找到这个 差别把他们区分开。
色谱图是用来观察色谱行为和研 究色谱理论的重要标尺;可以根 据保留时间对未知化合物进行定 性,根据色谱图上测得的峰高或 峰面积进行定量,根据各峰不同 位置及峰宽变化状态,可以对色 谱柱的分离效率进行评价,并根 据色谱图的状态来判断操作条件 的优劣。
二、相关名词
色谱峰:色谱柱流出组分通过检测器系统时 所产生的响应信号的微分曲线。
•脱尾峰:后沿较前沿平缓的不对称峰。
•前伸峰:前沿较后沿平缓的不对称峰。
简述色谱分离的基本原理
![简述色谱分离的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ddddbdd305a1b0717fd5360cba1aa81144318f0e.png)
简述色谱分离的基本原理色谱分离是一种常见的分离技术,它可以将物质分离成不同的组分。
为了更好的理解色谱分离的基本原理,本文将从以下几个方面进行分析和解释。
一、色谱分离的定义和分类色谱分离是指将混合物中的组分按照它们在某种介质中的不同迁移速度,将它们逐一分离出来的过程。
色谱可以根据介质不同而分为液相色谱和气相色谱,也可根据色谱柱形状不同而分为柱型色谱和纸层色谱。
二、液相色谱的基本原理液相色谱的基本原理是:将样品置于柱床填充的固定相(色谱柱),以液相作为流动相,在固定相表面进行分离,最终获得所需化合物。
固定相的类型和性质直接影响某种物质在流动相中的滞留或分离规律,从而完成不同物质的分离。
液相色谱相比较于气相色谱,具有更广泛的适应性,对于大多数化合物都有很好的分离效果。
同时它具有分离出来的样品洁净、精确的特点。
三、气相色谱的基本原理气相色谱的基本原理是:将待分离混合物分子经加热,挥发成气态,在某种选择的流动相作用下,分子在固定相中扩散移动,最终分离出单种成分。
气相色谱的流动相是气体,固定相则是指填充在管柱中的吸附剂,因为不同物质在固定相中的吸附特征不同,所以才能够实现它们之间的分离并进行检测。
四、色谱分离是如何实现的色谱分离过程的实现是通过不同的机制来完成的。
这些机制可以大致分为吸附、离子交换、凝胶过滤、排斥层析和分子筛分等多种方式。
例如,在固定相中气体分子通过吸附、速度或大小的差异而被分离,而在聚合物珠或纤维等物质中,离子交换机制起着决定性作用。
凝胶过滤在分离多种蛋白质或 DNA 分子时特别有用,一些相似分子的间隔可以通过排斥层化机制进行分离,在示踪剂实验中常常运用分子筛分机制。
五、分离研究中的关键因素进行分离试验时,每个输入流中的样品量(size)和混合物数量(loading amount)都是相当重要的因素。
同时,固定相、流动相和分析仪器等都对分离效果产生了重要影响。
六、结论本文简述了色谱分离技术的基本原理。
色谱分离的实验报告(3篇)
![色谱分离的实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/0ed0086d7dd184254b35eefdc8d376eeafaa177b.png)
第1篇一、实验目的1. 了解色谱分离的基本原理和方法。
2. 掌握色谱仪器的操作方法和注意事项。
3. 学会使用色谱分离技术对混合物进行分离和鉴定。
二、实验原理色谱分离是利用混合物中各组分在固定相和流动相之间的分配系数不同,使各组分在固定相和流动相之间反复进行分配、迁移,从而实现分离的方法。
根据固定相和流动相的不同,色谱分离技术主要分为气相色谱、液相色谱和薄层色谱等。
本实验采用高效液相色谱(HPLC)技术,利用固定相和流动相之间的相互作用,对混合物中的各组分进行分离。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:高效液相色谱仪、色谱柱、流动相泵、检测器、进样器、计算机等。
2. 试剂:混合物样品、固定相(如C18、ODS等)、流动相(如乙腈、水等)、洗脱剂、标准品等。
四、实验步骤1. 样品制备:准确称取一定量的混合物样品,溶解于适当的溶剂中,配制成一定浓度的溶液。
2. 色谱柱的准备:将色谱柱安装在色谱仪上,按照仪器说明书进行色谱柱的平衡。
3. 流动相的准备:配制适当的流动相,用0.45μm滤膜过滤,然后装入流动相泵。
4. 进样:将配制好的样品溶液用进样器注入色谱柱。
5. 洗脱:启动色谱仪,根据实验需要设置流动相的流速、检测器的波长等参数。
6. 检测:记录色谱图,分析各组分的保留时间、峰面积等信息。
7. 结果分析:根据保留时间、峰面积等数据,对混合物中的各组分进行鉴定。
五、实验结果与分析1. 色谱图分析根据实验得到的色谱图,可以观察到混合物中各组分的峰形、保留时间等特征。
通过比较标准品的保留时间和峰面积,可以鉴定混合物中的各组分组分。
2. 结果讨论实验结果表明,通过高效液相色谱技术,成功实现了混合物中各组分的分离和鉴定。
实验过程中,色谱柱的选择、流动相的配比、流速等参数对分离效果有较大影响。
因此,在实际操作中,需要根据实验需求和样品特性,优化实验条件,以提高分离效果。
六、实验总结1. 本实验通过高效液相色谱技术,成功实现了混合物中各组分的分离和鉴定。
环境仪器分析:第2章 色谱分析法
![环境仪器分析:第2章 色谱分析法](https://img.taocdn.com/s3/m/a16398b628ea81c759f5784f.png)
第二节 气相色谱理论基础
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离,组 分要达到完全分离,两峰间的距离必须足够远。两峰 间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的,即与 色谱过程的热力学性质有关。但是两峰间虽有一定距 离,如果每个峰都很宽,以致彼此重叠,还是不能分 开。这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散 行为决定的,即与色谱过程的动力学性质有关。因此, 要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。
对A、B两组分的选择因子,用下式表示:
α= tR(B)/tR(A)= k(A)/k(B)=K(A)/K(B)
通过选
择因子α把实验测量值k与热力学性质的分配系数K直接联系起来,
α对固定相的选择具有实际意义。如果两组分的K或k值相等,则
α=1,两个组分的色谱峰必将重合,说明分不开。两组分的K或k
值相差越大,则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是
它不仅随柱温、柱压变化而变化,而且还与流动相及固定相的体 积有关。
k = ms/mm =CsVs/CmVm
式中cs,cm分别为组分在固定相和流动相的浓度;Vm为柱中流 动相的体积,近似等于死体积。Vs为柱中固定相的体积,在各种 不同类型的色谱中有不同的含义。
例如:在分配色谱中,Vs表示固定液的Байду номын сангаас积;在尺寸排阻色谱中, 则表示固定相的孔体积。
➢基线漂移(baseline drift):基线随时间定向的缓慢变化。
➢基线噪声(baseline noise):指各种因素所引起的基线起 伏。
3. 峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离,以(h)表示。
4. 保留值 (1) 死时间 tM 不被固定相吸附或溶解的物质(如空气、甲烷)
柱色谱分离实验过程
![柱色谱分离实验过程](https://img.taocdn.com/s3/m/726b58890875f46527d3240c844769eae109a335.png)
柱色谱分离实验过程嘿,朋友!咱今天来聊聊柱色谱分离实验这回事儿。
你知道吗,柱色谱分离就像是一场精细的寻宝之旅。
想象一下,一堆乱七八糟的宝贝混在一起,咱得把它们一个个挑出来,是不是得有点窍门?先说准备工作吧。
柱子就像是我们的寻宝通道,得选对材质和尺寸。
柱子太细,宝贝们挤得慌,不好分开;柱子太粗,又浪费材料和时间。
这就好比你出门挑鞋子,尺码不对,走路能舒服吗?然后是吸附剂,这可是关键的角色。
它就像是个有偏好的筛选器,只让特定的宝贝吸附上去。
吸附剂选不好,那整个分离过程就乱套啦!就像你交朋友,交不对人,麻烦可不少。
接下来是装柱。
这可得小心翼翼,就像搭积木一样,要一层一层稳稳当当的。
要是装得不均匀,有缝隙,那宝贝们不就趁机乱跑啦?样品上柱也有讲究。
样品溶液不能太浓,不然就像一群人挤在一个小房间,谁都动不了;也不能太稀,不然找宝贝都费劲。
这和做饭放盐是一个道理,多了齁得慌,少了没味道。
洗脱剂的选择更是重要。
它就像是一阵风,把我们想要的宝贝轻轻吹下来。
选不对洗脱剂,宝贝们可就赖在柱子上不走啦。
在洗脱的过程中,要时刻留意流出液。
这就像盯着锅里的汤,一不小心煮过头可就坏了。
看到不同的组分出来,那心情,简直比挖到宝藏还激动。
整个实验过程,得有耐心,还得细心。
稍微一马虎,可能前面的功夫都白费了。
这和绣花差不多,一针一线都不能出错。
总之,柱色谱分离实验可不是一件轻松的事儿,但只要咱们用心,掌握好每个步骤,就能像个聪明的探险家,成功找到那些隐藏的宝贝!你说是不是这个理儿?。
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(2)吸附剂的类别 ) 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、 ①有机类 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、纤维素等 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 ②无机类 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 硅藻 土等
流动相 (1)要求 ) 应使用较纯试剂, ①应使用较纯试剂,含杂质会影响洗脱能力 ②与样品或吸附剂不发生化学反应 能溶解样品中各成分,且各被分离组分有不同的K值 ③能溶解样品中各成分,且各被分离组分有不同的 值 粘度小, ④粘度小,易流动
层析柱——径高比(10:1—1:100)、材质(玻璃、有 径高比(10: )、材质 层析柱 径高比 1 100)、材质(玻璃、 机玻璃、PVC、不锈钢等)、耐压(0.05- MPa )、耐压 Pa) 机玻璃、PVC、不锈钢等)、耐压(0.05-10 MPa) 等
工业用的层析柱 实验室用的层析柱
——恒速 压力(蠕动泵等) 恒速、 泵——恒速、压力(蠕动泵等)
tR 2 或 n = 16( ) W
tR 2 n = 5.54( ) Wh
2
有效塔板数(neff)
neff
t 'R 2 t 'R 2 = 5.54( ) = 16( ) wh / 2 w
来评价柱的效能比较符合实际。 用有效塔板数(neff)来评价柱的效能比较符合实际。
五、 色谱的分类
1)、按两相所处的状态分类 )、按两相所处的状态分类 )、
色谱流程及 主要部件
操作术语: 操作术语: 洗脱剂——作为流动相的液体。 作为流动相的液体。 ①洗脱剂 作为流动相的液体 ②层析剂——分离技术中的固定相 层析剂 分离技术中的固定相 展开——加入洗脱剂而使各组分分层的操作。 加入洗脱剂而使各组分分层的操作。 ③展开 加入洗脱剂而使各组分分层的操作 色谱图——展开后各组分的分布情况。 展开后各组分的分布情况。 ④色谱图 展开后各组分的分布情况 洗脱液——洗脱时从柱中流出的溶液。 洗脱时从柱中流出的溶液。 ⑤洗脱液 洗脱时从柱中流出的溶液
a:吸附剂 a:吸附剂
m:流动相 m:流动相
Xm: Xm: 流动相中的组分分子
Xa: Ym: Ya: Xa: 固定相中组分的分子 Ym:流动相分子 Ya:固定相中溶剂分子
吸附过程是试样中组分分子与流动相分子争夺吸附剂表 面活性中心的过程。 面活性中心的过程。
固定相 固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂, 固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂,常用 吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。经典液相 吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。 柱色谱和薄层色谱使用一般硅胶, 柱色谱和薄层色谱使用一般硅胶,高效液相色谱 常用球型或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。 常用球型或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。 (1)对吸附剂的要求 ) 有大的表面积和足够的吸附能力; ①有大的表面积和足够的吸附能力; 对不同的化学成分有不同的吸附力, ②对不同的化学成分有不同的吸附力,能较好地 把混合物分开; 把混合物分开; 与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应; ③与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应; 在所用的溶剂及流动相中不溶解; ④在所用的溶剂及流动相中不溶解; 颗粒均匀,操作过程中不会碎裂。 ⑤颗粒均匀,操作过程中不会碎裂。
伯乐公司(BIO-RAD)柱层析系统
发玛西亚公司(Pharmacia)柱层析系统
国产柱层析系统
二、 色谱分离过程的基本原理
1 分离原理 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异。 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异。 以吸附色谱为例见图示 吸附→ 解吸→再吸附 再解吸 反复多次洗脱 反复多次洗脱→ 吸附 解吸 再吸附 →再解吸 →反复多次洗脱 被测组分分配系数不同→ 被测组分分配系数不同 差速迁移 → 分离
加样, 加样,洗脱剂冲洗 各组分与固定相无作用力——与 与 各组分与固定相无作用力 洗脱剂一起流动,得不到分离; 洗脱剂一起流动,得不到分离; 各组分与固定相有一定作用力— 各组分与固定相有一定作用力 —移动速率低于流动相。 移动速率低于流动相。 移动速率低于流动相 各组分与固定相的作用力大小不 移动速率不同, 同——移动速率不同,作用力大, 移动速率不同 作用力大, 移动慢,各组分得到分离。 移动慢,各组分得到分离。
B.纸色谱法(paper chromatography) 纸色谱法( 纸色谱法 ) 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体, 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体,把试样点 在滤纸上,然后用溶剂展开, 在滤纸上,然后用溶剂展开,各组分在滤纸的不 同位置以斑点形式显现, 同位置以斑点形式显现,根据滤纸上斑点位置及 大小进行定性和定量分析。 大小进行定性和定量分析。
第11章 色谱分离过程 章 chromatography
一、 概述
定义: 定义: 色谱是根据混合物中, 色谱是根据混合物中,溶质在互不混溶的两相 之间分配行为的差别, 之间分配行为的差别,引起移动速度的不同而进 行分离的方法。 行分离的方法。
典型的柱层 析分离设备
起源
几个概念 色谱柱:进行色谱分离用的细长管。 色谱柱:进行色谱分离用的细长管。 固定相:管内保持固定、起分离作用的填充物。 固定相:管内保持固定、起分离作用的填充物。 流动相:流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。 流动相:流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
分配系数的微小差异→ 分配系数的微小差异 吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异 微小差异积累 较大差异 →吸附能力弱的组分先流出; 吸附能力弱的组分先流出; 吸附能力弱的组分先流出 吸附能力强的组分后流出
2 固定相(色谱柱填料 固定相(色谱柱填料) 硅胶衍生的固定相 离子交换树脂 大孔吸附树脂 凝胶 手性固定相
2)、 按固定相的几何形式分类 )、 A 柱色谱法 B 纸色谱法 C 薄层色谱法
A.柱色谱法 (column chromatography) 柱色谱法 柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将 固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱, 固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱,试样从柱 头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法。 头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法。
蠕动泵
馏分收集仪
自动馏分收集仪(国产) 自动馏分收集仪(进口)
检测仪 通用型—示差折光 介电常数、 示差折光、 1) 通用型 示差折光、介电常数、电导等 专用型—紫外 荧光、 紫外、 2) 专用型 紫外、荧光、放射性检测器等 记录仪、 工作站—色谱参数的选择和设定 色谱参数的选择和设定、 记录仪 、 工作站 色谱参数的选择和设定 、 自动化 操作、色谱数据的采集和存储,并作实时处理、 操作、色谱数据的采集和存储,并作实时处理、 数据后处理、 数据后处理、自动打印出一套完整的色谱分析数 据……
3 色谱柱及柱技术 色谱柱的装填方法: 色谱柱的装填方法: 高压均浆填充 干法填充 径向压缩法 轴向压缩法 环形压缩技术
三、色谱分离过程和色谱图
图1 色谱过程
图2 色谱图
1 色谱图(chromatogram) 色谱图( ) 试样中各组分经色谱柱分离后,按先后次序经过检测器时, 试样中各组分经色谱柱分离后,按先后次序经过检测器时, 检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号, 检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号, 由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号 时间曲线或信号——流动相 由记录仪所记录下的信号 时间曲线或信号 流动相 体积曲线,称为色谱流出曲线,或色谱图。如图2 体积曲线,称为色谱流出曲线,或色谱图。如图 常用术语: 常用术语: 1. 基线 在操作条件下,仅有纯流动相进入检测器时的流出 在操作条件下, 曲线。 曲线。 2. 色谱峰 当组分随流动相进入检测器时,其响应信号大小 当组分随流动相进入检测器时, 随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。 随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。 3. 峰高:色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高 峰高:色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高(peak height)。用h表示。 表示。 。 表示 4. 峰面积:峰与峰底之间的面积称为峰面积 峰面积:峰与峰底之间的面积称为峰面积(peak area),用 , A表示。 表示。 表示
洗脱顺序 流动相的洗脱能力主要由其极性决定, 流动相的洗脱能力主要由其极性决定,极性强的流动相分 子占据极性中心的能力强,洗脱能力就强。 子占据极性中心的能力强,洗脱能力就强。流动相的选择 要依据样品的极性、吸附剂的活性而定。 要依据样品的极性、吸附剂的活性而定。吸附弱的组分先 被洗脱,吸附强的组分后被洗脱。 被洗脱,吸附强的组分后被洗脱。吸附的强弱与组分的性 极性、 质(极性、取代基的类型和数目、构型)有关。 极性 取代基的类型和数目、构型)有关。 一般规律是: 一般规律是: 非极性化合物,吸附弱。 ①非极性化合物,吸附弱。 基本母核相同,分子中取代基的极性越强, ②基本母核相同,分子中取代基的极性越强,或极性基团越 分子极性越强(但要考虑其他因素的影响 但要考虑其他因素的影响), 多,分子极性越强 但要考虑其他因素的影响 ,吸附能力 越强。 越强。 分子中双键数越多,则吸附力越强。 ③分子中双键数越多,则吸附力越强。 能形成分子内氢键的化合物,其吸附能力降低。 ④能形成分子内氢键的化合物,其吸附能力降低。
1.吸附色谱法 ( adsorption chromatography ) 吸附色谱法 利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别 而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。 而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。
分离原理 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心,利 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利 用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离. 用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离 经过吸附、解吸、再吸附、再解吸……最后混合物 经过吸附、解吸、再吸附、再解吸 最后混合物 得到分离. 得到分离
四、色谱分离过程基础理论
1保留值 保留值 试样中各组分在色谱柱中停留时间值或将组分带出色谱柱 所需流动相的体积值称为保留值。 所需流动相的体积值称为保留值。 1) 保留时间 :从进样至被测组分出现浓度最大值时所需时 间 tR。 保留体积: 2) 保留体积:从进样至被测组分出现最大浓度时流动相通过 的体积, 的体积,VR。 死时间:不被固定相滞留的组分, 3) 死时间:不被固定相滞留的组分,从进样至出现浓度最大 值时所需的时间称为死时间(dead time), 值时所需的时间称为死时间(dead time),tM。 死体积: 不被固定相滞留的组分, 4) 死体积: 不被固定相滞留的组分,从进样至出现浓度最大 值时流动相通过的体积称为死体积(dead 值时流动相通过的体积称为死体积(dead volume) ,VM。