第十六章 色谱分析法概论
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白酒分析
毒 韭 菜
有机磷（甲胺磷、毒死蜱、敌百虫、敌敌畏、甲 拌磷、久效磷、马拉硫磷、乐果、对硫磷等）
高晓松
➢掌握色谱的流出曲线及有关概念，包括保留 值，峰高，峰面积，色谱峰区域宽度，分离度
➢掌握分配系数，保留因子定义以及两者关系 ➢掌握分配系数和保留因子与保留时间的关系 ➢掌握塔板理论和速率理论 ➢熟悉色谱过程，四类基本类型色谱的分离机
1948年 Nobel 化学奖
1952年 Nobel 化学奖
吸附色谱与电泳
分配色谱
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多种纯度检查、定 性鉴别或含量测定的色谱方法;中国药典一部， 600多鉴别或含量测定的色谱方法。
➢ 高灵敏度——10-11～10-13g，适于痕量分析 ➢ 分析速度快——几～几十分钟完成分离
一次可以测多种样品 ➢ 应用范围广——气体，液体、固体物质
化学衍生化再色谱分离、分析
色谱法的特点
✓ 缺点： 对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
第一节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程 ➢色谱操作的基本过程： •装柱 •进样 •洗脱分离（色谱分离的核心和关键） •检测
一、色谱过程
• 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运 动的两相，固定相和流动相。
• 色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间 多次“分配”的过程。
吸附色谱过程
1.把含有A、B两组分的样品加到 色谱柱顶端,A、B均被吸附到固 定相上。 2.用适当的流动相冲洗色谱柱， 当流动相流过时,已被吸附在固定 相上的两种组分又溶解于流动相 中,而被解吸附,并随流动相向前 移进。 3.流动相中的组分遇到新吸附剂 颗粒,又再次被吸附。 4.随着流动相的不断冲洗,在色谱 柱上不断地发生吸附、解吸附、 再吸附、再解吸附……的过程。
3.色谱峰(peak)：流出曲线上的突起部分。 •峰高或峰面积（用于定量） •峰位（用于定性） •峰宽（用于衡量柱效）
正常色谱峰为对称形正态分布曲线，曲线有最高点， 以此点的横坐标为中心，曲线对称地向两侧快速、 单调下降。
4.对称因子（symmetry factor；fs） 正常峰（对称）——fs在0.95~1.05之间
国内色谱研究概况
国家色谱中心
色谱法定义、实质和目的
➢定义：根据各物质在两相中的分配系 数（表示溶解或吸附的能力）不同而 进行分离、分析的方法。
➢实质：分离、分析技术 ➢目的：定性分析或定量分析
色谱法的特点
✓优点：ห้องสมุดไป่ตู้三高”、“一快”、 ➢ “ 高选一择广性”——可将性质相似的组分分开
➢ 高效能——反复多次利用组分性质的差异 产生很好分离效果
➢ 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定 相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在 同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间 长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出 。
Tiselius, A.W.K. Martin, A.J.P. Synge, R.L.M.
信 进样 号
t0
即组分随流动相流经色谱柱所需要的时间。
2. 保留时间(retention time, tR)：试样从进样到柱后 出现峰极大点时所经过的时间。
信 进样 号
tR
定距洗脱（展开）：使所有组分都被洗脱通过 一定长度的色谱柱，记录各组分需要的时间。 定时洗脱（展开）：记录组分在同一展开时间 内的迁移距离。
3. 调整保留时间(adjusted retention time, tR´)
✓ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分 的调整保留时间，即 tR´= tR t0
✓ tR´实际上是组分在固定相中保留的总时间。
✓ 调整保留时间是色谱法定性的基本依据，但同 一组分的保留时间常受到流动相流速的影响， 因此有时用保留体积来表示保留值。
信 进样
号
t0
tR´
tR
4.死体积(dead volume, V0)
• 柱管内固定相颗粒间间隙、进样器至色谱柱间导 管的容积、柱出口导管及检测器内腔容积的总和。
色谱峰 非正常峰 前延峰 ——fs小于0.95 拖尾峰 ——fs大于1.05
对称因子
fs W 0 .0h52 A (A B )2 A
图16-3 对称因子的计算示意图
（二）保留值
1. 死时间（dead time, t0) 不被固定相吸附或溶解的物质（如空气、甲烷等） 进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间 称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。
动画
➢固定相——CaCO3颗 粒
➢流动相——石油醚
➢ 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动
的一相（固体或液体）称为固定相 （stationary
phase）;自上而下运动的一相（一般是气体或液体
）称为流动相 (mobile phase);装有固定相的管子（ 玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱 (column)。
• 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→吸附能力弱的组分先
流出； 的组分后流出。
吸附能力强
二、色谱流出曲线和有关概念
（一）色谱流出曲线和色谱峰
1.色谱流出曲线：是由检测器输出的电信号强度对 时间作图所绘制的曲线，又称为色谱图。
2.基线（baseline）：在操作条件下，没有组分流 出时的流出曲线（仅有纯流动相进入检测器时的 流出曲线）。基线反映仪器 (主要是检测器) 的噪 音随时间的变化。
制，固定相和流动相，影响保留行为的因素 ➢了解色谱法的分类及色谱法的发展
色谱法早在1903年由俄国植物学家茨 维特分离植物色素时采用。他在研究植物 叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒 入填有碳酸钙的直立玻璃管内，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。这种 方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应 用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已 失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。
毒 韭 菜
有机磷（甲胺磷、毒死蜱、敌百虫、敌敌畏、甲 拌磷、久效磷、马拉硫磷、乐果、对硫磷等）
高晓松
➢掌握色谱的流出曲线及有关概念，包括保留 值，峰高，峰面积，色谱峰区域宽度，分离度
➢掌握分配系数，保留因子定义以及两者关系 ➢掌握分配系数和保留因子与保留时间的关系 ➢掌握塔板理论和速率理论 ➢熟悉色谱过程，四类基本类型色谱的分离机
1948年 Nobel 化学奖
1952年 Nobel 化学奖
吸附色谱与电泳
分配色谱
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多种纯度检查、定 性鉴别或含量测定的色谱方法;中国药典一部， 600多鉴别或含量测定的色谱方法。
➢ 高灵敏度——10-11～10-13g，适于痕量分析 ➢ 分析速度快——几～几十分钟完成分离
一次可以测多种样品 ➢ 应用范围广——气体，液体、固体物质
化学衍生化再色谱分离、分析
色谱法的特点
✓ 缺点： 对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
第一节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程 ➢色谱操作的基本过程： •装柱 •进样 •洗脱分离（色谱分离的核心和关键） •检测
一、色谱过程
• 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运 动的两相，固定相和流动相。
• 色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间 多次“分配”的过程。
吸附色谱过程
1.把含有A、B两组分的样品加到 色谱柱顶端,A、B均被吸附到固 定相上。 2.用适当的流动相冲洗色谱柱， 当流动相流过时,已被吸附在固定 相上的两种组分又溶解于流动相 中,而被解吸附,并随流动相向前 移进。 3.流动相中的组分遇到新吸附剂 颗粒,又再次被吸附。 4.随着流动相的不断冲洗,在色谱 柱上不断地发生吸附、解吸附、 再吸附、再解吸附……的过程。
3.色谱峰(peak)：流出曲线上的突起部分。 •峰高或峰面积（用于定量） •峰位（用于定性） •峰宽（用于衡量柱效）
正常色谱峰为对称形正态分布曲线，曲线有最高点， 以此点的横坐标为中心，曲线对称地向两侧快速、 单调下降。
4.对称因子（symmetry factor；fs） 正常峰（对称）——fs在0.95~1.05之间
国内色谱研究概况
国家色谱中心
色谱法定义、实质和目的
➢定义：根据各物质在两相中的分配系 数（表示溶解或吸附的能力）不同而 进行分离、分析的方法。
➢实质：分离、分析技术 ➢目的：定性分析或定量分析
色谱法的特点
✓优点：ห้องสมุดไป่ตู้三高”、“一快”、 ➢ “ 高选一择广性”——可将性质相似的组分分开
➢ 高效能——反复多次利用组分性质的差异 产生很好分离效果
➢ 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定 相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在 同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间 长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出 。
Tiselius, A.W.K. Martin, A.J.P. Synge, R.L.M.
信 进样 号
t0
即组分随流动相流经色谱柱所需要的时间。
2. 保留时间(retention time, tR)：试样从进样到柱后 出现峰极大点时所经过的时间。
信 进样 号
tR
定距洗脱（展开）：使所有组分都被洗脱通过 一定长度的色谱柱，记录各组分需要的时间。 定时洗脱（展开）：记录组分在同一展开时间 内的迁移距离。
3. 调整保留时间(adjusted retention time, tR´)
✓ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分 的调整保留时间，即 tR´= tR t0
✓ tR´实际上是组分在固定相中保留的总时间。
✓ 调整保留时间是色谱法定性的基本依据，但同 一组分的保留时间常受到流动相流速的影响， 因此有时用保留体积来表示保留值。
信 进样
号
t0
tR´
tR
4.死体积(dead volume, V0)
• 柱管内固定相颗粒间间隙、进样器至色谱柱间导 管的容积、柱出口导管及检测器内腔容积的总和。
色谱峰 非正常峰 前延峰 ——fs小于0.95 拖尾峰 ——fs大于1.05
对称因子
fs W 0 .0h52 A (A B )2 A
图16-3 对称因子的计算示意图
（二）保留值
1. 死时间（dead time, t0) 不被固定相吸附或溶解的物质（如空气、甲烷等） 进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间 称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。
动画
➢固定相——CaCO3颗 粒
➢流动相——石油醚
➢ 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动
的一相（固体或液体）称为固定相 （stationary
phase）;自上而下运动的一相（一般是气体或液体
）称为流动相 (mobile phase);装有固定相的管子（ 玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱 (column)。
• 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→吸附能力弱的组分先
流出； 的组分后流出。
吸附能力强
二、色谱流出曲线和有关概念
（一）色谱流出曲线和色谱峰
1.色谱流出曲线：是由检测器输出的电信号强度对 时间作图所绘制的曲线，又称为色谱图。
2.基线（baseline）：在操作条件下，没有组分流 出时的流出曲线（仅有纯流动相进入检测器时的 流出曲线）。基线反映仪器 (主要是检测器) 的噪 音随时间的变化。
制，固定相和流动相，影响保留行为的因素 ➢了解色谱法的分类及色谱法的发展
色谱法早在1903年由俄国植物学家茨 维特分离植物色素时采用。他在研究植物 叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒 入填有碳酸钙的直立玻璃管内，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。这种 方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应 用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已 失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。