色谱理论基础
合集下载
分离科学-色谱基础理论
Cs −∆ µ ∆ µ ∆ G K= = ex p( ) ln K = − =− Cm R T R （1-5） T T R
0
0
0
∆G = ∆H −T∆S
0 0
0
−∆ H ∆ S ln K = + R T R
00Βιβλιοθήκη 相互作用力差 焓变） 别（焓变） 自由度的变 熵变） 化（熵变）
（1-6）
官能基团 分子大小和 空间排列
峰形预测 重叠峰定量解析 选择最佳分离方法
线性理想色谱。溶质的迁移决定于分配系数， （ 1） 线性理想色谱 。 溶质的迁移决定于分配系数， 迁移过程中谱带形状不变
Cs 1 2 Cs 1 2 Cm Cm
（ 2 ） 非线性理想色谱。 谱带不对称， 呈鲜明的前 非线性理想色谱 。 谱带不对称 ， 升或者拖尾
µs = µ +R lnαs T
0 s
µm = µ +R lnαm T
0 m
µ + R lnαs = µ + R lnαm T T
0 s 0 m
色谱体系中溶质量很小，一般做稀溶液处理： 色谱体系中溶质量很小，一般做稀溶液处理：
Cs 0 0 R ln T( ) = −(µs −µm) Cm
分配系数K 分配系数K
（5）假定流动相不是采取连续的方式前进，而是 跳跃式前进。设q和 p分别是柱的横截面积和在柱 横截面积中流动相所占据的截面积分数，那么一个 塔板上流动相所占据的空间体积为Hqp。当通过色 谱柱的流动相体积为V时，相当于流动相在整个柱 内每个塔板上跳动的次数为r=V/Hqp。 （6）全部样品开始都集中在第一块塔板上。 （7）分配系数不随组分浓度变化，即分配等温线 是线性的。
色谱理论基础
k = ws /wm = K·Vs/ Vm = K / 可见，k与组分的分配系数K和相比有关，但与流动相流速
无关。k值大小可直接从色谱图上测量。有关计算式如下：
k tr t0 Vr V0
t0
V0
恒流速 t0 的测定
基本保留方程 分离因子
tr = t0 (1＋k) Vr = F tr
Vr V0 (1 k) V0 KVs
t r2 K2 k2
t r1 K1 k1
色谱分离的特征之一是组分在色谱柱上有不同程度上 的滞留。由于色谱固定相面积很大、液膜很薄, 组分通 过色谱柱时, 它们在两相间的分配被认为是达到平衡的。 优先分配在固定相的组分在柱上的保留时间最长, 而分 配系数小的组分保留时间短。换句话说，溶质的保留行 为是其平衡分配性质的函数。组分之间平衡分配性质的 差异给色谱分离提供了可能性。
G为负值, 则柱温与分配系数成反比。一般温度上升,
K值下降, 这导致组分移动速度增加, 保留值下降。
对任何色谱过程, 分配系数对温度的变化率为：
d ln K H
dTc RTc
在气相色谱中, 组分从气相转移到液相, 其H值大,
常用控制柱温来调节分离；而在液相色谱中, 组分从
液相转移另一液相（固定相）, 其H值要小得多。所
以液相色谱对温度变化不太敏感, 一般在室温下操作。
对于气相色谱分析, 柱温上升20℃，K下降一半，
低温有利于分离，高温有利于分析速度。 同样，柱温的稳定性严重影响GC的保留值，商品
仪器的柱温控制精度为±0.2℃。
问题：在色谱分析中，温度除了对分离结果 有影响外，还有其它影响吗？
补充材料
GC中的温度控制
中, uX = u，即X谱带的迁移速度与流动相分子通过色 谱柱的速度一样。
无关。k值大小可直接从色谱图上测量。有关计算式如下：
k tr t0 Vr V0
t0
V0
恒流速 t0 的测定
基本保留方程 分离因子
tr = t0 (1＋k) Vr = F tr
Vr V0 (1 k) V0 KVs
t r2 K2 k2
t r1 K1 k1
色谱分离的特征之一是组分在色谱柱上有不同程度上 的滞留。由于色谱固定相面积很大、液膜很薄, 组分通 过色谱柱时, 它们在两相间的分配被认为是达到平衡的。 优先分配在固定相的组分在柱上的保留时间最长, 而分 配系数小的组分保留时间短。换句话说，溶质的保留行 为是其平衡分配性质的函数。组分之间平衡分配性质的 差异给色谱分离提供了可能性。
G为负值, 则柱温与分配系数成反比。一般温度上升,
K值下降, 这导致组分移动速度增加, 保留值下降。
对任何色谱过程, 分配系数对温度的变化率为：
d ln K H
dTc RTc
在气相色谱中, 组分从气相转移到液相, 其H值大,
常用控制柱温来调节分离；而在液相色谱中, 组分从
液相转移另一液相（固定相）, 其H值要小得多。所
以液相色谱对温度变化不太敏感, 一般在室温下操作。
对于气相色谱分析, 柱温上升20℃，K下降一半，
低温有利于分离，高温有利于分析速度。 同样，柱温的稳定性严重影响GC的保留值，商品
仪器的柱温控制精度为±0.2℃。
问题：在色谱分析中，温度除了对分离结果 有影响外，还有其它影响吗？
补充材料
GC中的温度控制
中, uX = u，即X谱带的迁移速度与流动相分子通过色 谱柱的速度一样。
色谱基础理论分配系数与分配比
1
1 分配系数
• 分配过程
物质在固定相和流动相（气相）之间发生的吸 附、脱附和溶解 、挥发的过程
• 分配系数
在一定的温度和压力下，组分在两相之间达到 分配平衡时的浓度比
2
1 分配系数
K cs
式中 ：
cM
•cs ：组分在固定相中的浓度； •cM：组分在流动相中的浓度；
气相色谱分析原理：
不同物质在两相间具有不同的分配系数 分配系数是色谱分离的依据
RS
w mM ms mM
1
1 ms / mM
1 1 k
7
3 分配系数分配比之间关系
假设色谱柱长为L
则组分和流动相通过色谱柱所需要的时间分别为：
tR
L us
由以上各式可得
tM
L u
tR tM (1 k)
k tR tM tR'
tM
tM
据上式可知：k可由实验测得
8
4 分配系数、分配比的应用
(
1)
(
k
)
式中 ： 4
k 1
•R：分离度；
•n：理论塔板数；
•α: 相对保留值；
•k：分配比；
根据上述关系以及实验对分离度的要求，可以通过改变
柱温、相比等条件，得到合适的分配比，从而达到实验
要求的分离度
10
4 分配系数、分配比的应用
3o 在液液分配色谱中的应用
与在气相色谱中的应用对比：
相同点：分离顺序取决于分配系数的大小，分配 系数大的组分保留值大 不同点：气相色谱中流动相的性质对分配系数影 响不大；而液液分配色谱中，流动相的种类对分 配系数有较大的影响
3
2 分配比
• 分配比（容量因子或容量比）
1 分配系数
• 分配过程
物质在固定相和流动相（气相）之间发生的吸 附、脱附和溶解 、挥发的过程
• 分配系数
在一定的温度和压力下，组分在两相之间达到 分配平衡时的浓度比
2
1 分配系数
K cs
式中 ：
cM
•cs ：组分在固定相中的浓度； •cM：组分在流动相中的浓度；
气相色谱分析原理：
不同物质在两相间具有不同的分配系数 分配系数是色谱分离的依据
RS
w mM ms mM
1
1 ms / mM
1 1 k
7
3 分配系数分配比之间关系
假设色谱柱长为L
则组分和流动相通过色谱柱所需要的时间分别为：
tR
L us
由以上各式可得
tM
L u
tR tM (1 k)
k tR tM tR'
tM
tM
据上式可知：k可由实验测得
8
4 分配系数、分配比的应用
(
1)
(
k
)
式中 ： 4
k 1
•R：分离度；
•n：理论塔板数；
•α: 相对保留值；
•k：分配比；
根据上述关系以及实验对分离度的要求，可以通过改变
柱温、相比等条件，得到合适的分配比，从而达到实验
要求的分离度
10
4 分配系数、分配比的应用
3o 在液液分配色谱中的应用
与在气相色谱中的应用对比：
相同点：分离顺序取决于分配系数的大小，分配 系数大的组分保留值大 不同点：气相色谱中流动相的性质对分配系数影 响不大；而液液分配色谱中，流动相的种类对分 配系数有较大的影响
3
2 分配比
• 分配比（容量因子或容量比）
色谱理论基础
（动画）
09:14:25
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，色谱柱的理论塔 板数：n，则三者的关系为：
n=L/H 色谱峰的方差 与柱长或保留时间的关系为：
H
2 L
L
t2 L
t
2 R
理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
09:14:25
d2 f
d2 f
2.载气流速与柱效——最佳流速
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的主 要因素，流速，柱效。 载气流速低时： 分子扩散项成为影响柱效的 主要因素，流速,柱效 。 H - u曲线与最佳流速： 由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影 响使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度 对流速的一阶导数有一极小值。 以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速 即为最佳流速。
区域宽度──色谱过程的动力学因素。
色谱分离中的四种情况如图所示：
09:14:25
讨论：
色谱分离中的四种情况：
① 柱效较高，△K(分配系数)较大，完全分离。 ② △K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本分离。 ③柱效较低，△K较大，但分离的不好。 ④ △K小，柱效低，分离效果更差。
09:14:25
分离度的表达式：
09:14:25
例题2：
在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和 12.8s，计算分离度（柱长 1m，n=3600）。要达到完全 分离，即R=1.5，所需要的柱长。 解： t 4 12.2
Wb1 4
R1
3600 t R 2 4 12.8 Wb 2 4 0.8533 n 3600
09:14:25
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，色谱柱的理论塔 板数：n，则三者的关系为：
n=L/H 色谱峰的方差 与柱长或保留时间的关系为：
H
2 L
L
t2 L
t
2 R
理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
09:14:25
d2 f
d2 f
2.载气流速与柱效——最佳流速
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的主 要因素，流速，柱效。 载气流速低时： 分子扩散项成为影响柱效的 主要因素，流速,柱效 。 H - u曲线与最佳流速： 由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影 响使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度 对流速的一阶导数有一极小值。 以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速 即为最佳流速。
区域宽度──色谱过程的动力学因素。
色谱分离中的四种情况如图所示：
09:14:25
讨论：
色谱分离中的四种情况：
① 柱效较高，△K(分配系数)较大，完全分离。 ② △K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本分离。 ③柱效较低，△K较大，但分离的不好。 ④ △K小，柱效低，分离效果更差。
09:14:25
分离度的表达式：
09:14:25
例题2：
在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和 12.8s，计算分离度（柱长 1m，n=3600）。要达到完全 分离，即R=1.5，所需要的柱长。 解： t 4 12.2
Wb1 4
R1
3600 t R 2 4 12.8 Wb 2 4 0.8533 n 3600
气相色谱理论基础
敏感度：
线性：
1E-14A
1E-12g/s
1E7
空气入口 氢气入口
气相色谱仪的一般介绍5
热离子化检测器（NPD）介绍
原理：
在FID中加入一个用碱金属盐制成的玻璃珠 当样品分子含有在燃烧时能与碱盐起反应的
元素时，则将使碱盐的挥发度增大，这些碱
盐蒸气在火焰中将被激发电离，而产生新的
离子流，从而输出信号。
（二）色谱分析
1．日期： 2．样品：名称、物性。 3．分析条件:
A.仪器：型号、厂家。 C. 柱子：长度、内径、形状、材料。 E.温度：气化、检测、柱子和出口等处的温度。 G.其他：灵敏度档、衰减、进样量等。
（三）定性分析
B.检测器：类型、工作电流和电压。 D.柱填料：有关试剂名称、规格、用量等。 F.流速： N2、H2、空气或其他气体流速。
进样
时刻A 时刻B 时刻C 时刻D 时刻E 时刻F
气相色谱理论基础2
色谱柱
检测器 色 谱 图
气相色谱理论基础3
气相色谱原理的简述
气相色谱法的原理是利用混合物中各组份在流动相和固定相中具有不同的溶 解和解析能力（主要是指气液色谱），或不同的吸附和脱附能力（主要是指 气固色谱），或其他亲和性能作用的差异。当两相作相对运动时，样品各组 份在两相中反复多次（1000~1000000次）受到上述作用力的作用，从而使混 合物中的组份获得分离。 也就是说每种物质在固定相中的溶解和解析或吸附和脱附能力有差异，各物 质在色谱柱中的滞留时间也就不同，即它们在色谱柱中的运行速度不同。随 着载气的不断流过，各物质在柱中两相间经过了反复多次的分配与平衡过程， 当运行一定的柱长以后，样品中的各物质得到了分离。
INJ FID
色谱分析法理论基础
（1）用时间表示的保留值（二）_
调整保留时间 t ‘的R：保指留扣时除间了，死如时图间中 的A'B。
即：t'R = tR－ tM
注意：当固定相一 定，在确定的实验条 件下，任何物质都有 一定的保留时间，它 是色谱分析法的基本 参数。
（2）用体积表示的保留值
保留体积VR：指从进样 到柱后出现待测组分浓 度极大值时所通过的载 气体积。
区域宽度（三）
（3）峰基宽度Wb：即通 过流出曲线的拐点所作的 切线在基线的截距，如图 I J所示。 Wb与σ的关系：
Wb ＝4σ
7.2.2 色谱法中的主要参数和关系式
分配系数Kp和容量因子K '
（1）分配系数Kp：定温定压下物质在固定相和流动相中的 浓度比。 KP＝[A]s / [A]m （s－固定相； m－流动相）
• R＝ 0.59R'
7.2.5 分离效率的表示方法－分离度（四）
关于R、n有效、r2.1、H有效、L柱长间关系如下：
R= r 2.1 1
r 2.1
n有效 16
n有效＝16R2
r
r 2.1 2.1
1
2
L＝16R2
r 2.1 2 r 2.1 1
H有效
H有效=L / n有效
对于一定的色谱柱和一定的难分离物质对，在一定
❖扩散的严重与否，关键是取决于流动相的线速 度。
7.2.4 影响色谱柱效能的因素 ——速率理论（五）
C － 固定相传质阻力项 D － 流动相传质阻力项 (非平衡状态作用)
此两项对色谱峰的影响均与流速成正比。在流速很 高的情况下，由于没有足够的时间建立平衡，偏离更为 严重。
对于一定的色谱体系，速率方程中A、B、C、D其 值为一定。速率方程描述了流动相的平均线速度对柱 效能的影响。
色谱基本理论
色谱基本理论第一节色谱图及基本参数一、谱图：色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图，其纵标为信号强度(mv)，横坐标为保留时间(min)。
二、关术语：色谱峰(Peak)：色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信号的微分曲线。
峰底(Peak Base)：峰的起点与终点之间连接的直线。
峰高h(Peak Height)：峰最大值到峰底的距离。
峰(底)宽W(Peak Width)：峰两侧拐点处所作切线与峰底相交两点之间的距离.就是从色谱峰两侧的转折点(拐点)作切线，在基线上的截距叫峰底宽；简称峰宽；峰高一半处色谱峰的宽度叫半峰宽。
由于色谱峰顶呈圆孤形，色谱峰的半峰宽并不等于峰底宽的一半半(高)峰宽W1/2(Peak Width at Half Height)：通过峰高的中点作平行于峰的直线，其与峰两侧相交两点之间的距离。
峰面积(Peak Area)：峰与峰底之间的面积，又称响应值。
标准偏差(σ)(Standard Error)：峰高的0.607倍处所对应峰宽的一半。
拖尾峰(Tailing Peak)：后沿较前沿平缓的不对称峰。
前伸峰(Leading Peak)：前沿较后沿平缓的不对称峰。
鬼峰(Ghost Peak)：不是试样所产生的峰，亦称假峰。
基线(Baseline)：在正常操作条件下,仅由流动相所产生的响应信号的曲线。
基线飘移(Baseline Drift)：基线随时间定向的缓慢变化。
基线噪声(N) (Baseline Noise)；由各种因素所引起的基线波动。
谱带扩展（Band Broadening）：由于纵向扩散，传质阻力等因素的影响，使组分在色谱柱内移动过程中谱带宽度增加的现象。
三、保留值的基本参数保留时间(t R)(Retention time)：组分从进样到出现峰最大值所需的时间。
死时间(t M)(Dead time)：不被固定相滞留的组分从进样到出现峰最大值所需的时间调整保留时间(t’R )：t R’= t R-t M，即扣除了死时间的保留时间。
色谱理论基础知识
2) 区域扩宽的速度应小于区域分离的速度， 即色谱柱的柱效要高。 3) 在保证快速分离的前提条件下，色谱柱 应足够长。
气相色谱实验技术
气相色谱仪
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
（一）载气系统
载气系统
{
气源 净化干燥管 载气流速控制装臵 检测器
常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气 载气选择依据
固体吸附剂应用
吸附剂 活性碳 石墨化炭 黑 硅胶 氧化铝 分子筛 主要成 分 C C Tmax 性质 度 300 500 非极性 非极性 氢键型 弱极性 极性 分离对象 永久气体，非极性烃 永久气体，高沸点化合 物 永久气体，非极性烃， 气体硫化物 烃，有机异构体 永久气体，惰性气体
SiO2· 2 400 XH O Al2O3 硅铝酸 盐 400 400
毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱：
涂壁空心柱：将固定液均匀地涂在内径0.10.5毫米的毛细管内壁而成。 多孔层空心柱（PLOT）：在管壁涂渍一层多 孔吸附剂颗粒，不涂固定液，实际上毛细 管气固色谱柱。
毛细管柱的优点：
毛细管内没有固体填料，气阻比填充柱小的多， 可以采用较长的柱管和较小的内径，以及较高的 载气流速，既没有涡流扩散，又减小了纵向扩散 造成的谱带展宽。较薄的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。
液相传质阻力
固定液粘度及液膜厚度越小 液相传质阻力越小
4) 流动相线速度对板高的影响
四 分离度
定义：
tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
R=1.5 完全分离
五 基本色谱分离方程式
对于难分离相邻两组分：
气相色谱实验技术
气相色谱仪
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
（一）载气系统
载气系统
{
气源 净化干燥管 载气流速控制装臵 检测器
常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气 载气选择依据
固体吸附剂应用
吸附剂 活性碳 石墨化炭 黑 硅胶 氧化铝 分子筛 主要成 分 C C Tmax 性质 度 300 500 非极性 非极性 氢键型 弱极性 极性 分离对象 永久气体，非极性烃 永久气体，高沸点化合 物 永久气体，非极性烃， 气体硫化物 烃，有机异构体 永久气体，惰性气体
SiO2· 2 400 XH O Al2O3 硅铝酸 盐 400 400
毛细管柱
毛细管柱又叫空心柱：
涂壁空心柱：将固定液均匀地涂在内径0.10.5毫米的毛细管内壁而成。 多孔层空心柱（PLOT）：在管壁涂渍一层多 孔吸附剂颗粒，不涂固定液，实际上毛细 管气固色谱柱。
毛细管柱的优点：
毛细管内没有固体填料，气阻比填充柱小的多， 可以采用较长的柱管和较小的内径，以及较高的 载气流速，既没有涡流扩散，又减小了纵向扩散 造成的谱带展宽。较薄的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。
液相传质阻力
固定液粘度及液膜厚度越小 液相传质阻力越小
4) 流动相线速度对板高的影响
四 分离度
定义：
tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
R=1.5 完全分离
五 基本色谱分离方程式
对于难分离相邻两组分：
色谱分析理论基础
d
2 p
Dg
容量因子
液相传质阻力项CL u
试样组分从固定相表面移动到固定相内部的过程中， 由于质量交换过程需要一定时间（即传质阻力）而使分 子有滞留倾向。在此过程中，部分组分分子先离开固定 相表面，发生分子超前，引起色谱峰扩展。
C L
2 3
k (1 k)2
d
2 f
DL
液膜厚度
液相扩 散系数
气相色谱中的速率方程
1 2
(Y1
Y2
)
R1/ 2
tR(2) tR(1)
1 2
(Y1/ 2(1)
Y1/ 2(2) )
R越大，说明两组分分离得越好。 由于该定义综合了色谱动力学和热力学因素，可作为色 谱柱的总分离效能指标。
(2) 色谱分离基本方程（Purnell方程）
公式推导
tR
L uS
，tM
L u
tM tR
• 分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关系， 增加塔板数，有利于提高分离度。
• 增加柱长可增加N，改善分离，但分析时间将 大大延长，峰产生扩展。
• 减小塔板高度H：
– 根据速率方程的启示制备一根性能优良的色谱柱是 十分重要的。
– 根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。
K的影响，如何改变k？
• 分离度与容量因子有关，容量因子越大，分离越好。
• 优点：应用简便，不需要其他仪器。 • 缺点：定性结果的可信度不高。
➢ 提高可信度的方法：双柱、双体系定性
文献值对照定性分析 （GC）
• 实现方法
➢ 测定相对保留值ri,s ➢ 测定保留指数I
• 优点：无需纯物质；保留指数具有较好的重现 性和精密度；只与固定相和柱温有关。
色谱法基本理论PPT课件
阐述本ppt课件的目的，即帮助学习者 系统了解和掌握色谱法的基本原理、 技术和应用，提高分析问题和解决问 题的能力。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
感谢您的观看
分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
感谢您的观看
分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
色谱基础理论
离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱：
比较简单的色谱方法
凝胶色谱法：测聚合物分子量分布
超临界色谱: CO2流动相。
高效毛细管电泳(0.05mm内径的毛 细管,采用了高达数千伏的电压) 九十年代快速发展、特别适合 生物试样分析分离的高效分析仪器
一、分配系数K和分配比k
1．分配系数K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
溶质在固定相中的浓度 Cs K 溶质在流动相中的浓度 Cm
分配系数是色谱分离的依据。
2—3 色谱法分析的基本原理
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。
2-2 色谱流出曲线及有关术语
一．流出曲线和色谱峰
二、基线
是柱中仅有流动相通过时，检测器响应 讯号的记录值，即图中O—t线．稳定的基线 应该是一条水平直线．
பைடு நூலகம்
三、峰高
色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h 表示，如图中B′A
四、保留值
1．死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱 时，从进样到出现峰极大值所需的时间称 为死时间，如图中 O′A′。因为这种物质不 被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与 流动相的流动速度相近．
色谱分析法导论-(3)
要参数。
k K VS tR' VM tM
相比β
色谱柱内固定相和流动相体积之比
VM K
VS k
是柱型及结构的重要特征。
4. 色谱相关术语
❖ 关于色谱峰 ❖ 关于保留值 ❖ 关于分配平衡
关于色谱峰的术语
标准偏差σ
峰 峰高
峰面 积
半峰宽
峰宽
基线
色谱峰宽（区域宽度） 峰底宽 Wb 在色谱峰两边的转折点所画的切线 与基线 相交的截距。 标准偏差σ 拐点间距离的一半 0.607h
对柱型研究和发展的影响（2）
➢ B=0? ➢ 溶质在液体中的扩散系数DL≈10-5cm2/s ➢ 溶质在气体中的扩散系数Dg≈10-1cm2/s ➢ DL 《 Dg ➢ 当采用液体作流动相时 B→0 ➢ 液体作流动相时可用更细的固定相，A ↓ ➢ HPLC柱效比GC要高2~3个数量级
操作条件对柱效的影响（1）
茨维特的实验
因此
❖ 色谱法是一种分离方法。
它的特点是：有两相，一是固定相，一是流动相， 两相作相向运动。
❖ Chromatography
❖ 将色谱法用于分析中，则称为色谱分析。
色谱分析是一种分离、分析法。
2、色谱法分离原理
❖ 当流动相中所携带的混合物流过固定相 时，就会和固定相发生作用(力的作用)。 由于混合物中各组分在性质和结构上有 差异，与固定相发生作用的大小也有差 异。因此在同一推动力作用下，不同组 分在固定相中的滞留时间有长有短，从
时间将大大延长。因此，k的最佳范围是1<k<10。
❖ 改变容量因子的方法有：
改变柱温 改变相比，即改变固定相的量和改变柱死体积，
其中死体积对k/(k+1)的影响很大，使用死体积 大的柱子，分离度将受到很大损失。 在高效液相色谱中改变流动相的配比是最简便、 最有效的方法
气相色谱仪基础知识培训
He
N2
H2
H2
H2
Air Air
2) 对TCD敏捷度最高，而 且可保护W丝
3) 注意安全问题
• 过滤系统: • 除氧. • 活性炭除碳氢化合物。 • 分子筛除水
气体进口及连接
• 两级旳气体压力调整器. • 低压端可从0到100 psig.
• 注意：不要用不洁净旳管路
载气的进口压力 燃烧气的进口压力
著名旳范德母特（Van Deemter）方程
• 综合上述三个峰展宽旳因数
• HEPT : 理论塔板高度 (Height Equivalent to a Theoretical Plate)： HETP = A + B / + C
这里：
A = 涡流扩散 B = 纵向扩散 = 载气旳线流量
低旳 HETP= 高旳色谱柱效率
43
0.5
11
530
ml/min cm/sec
2.8
21
3.4
26
0.9
7
❖ 气体
作用：
• 1）载气：作为色谱旳流动 相
• 2）检测器旳工作气体。
载气：
p 惰性：He, Ar, N2, H2. p 根据检测器, 价格及以便程度来决定 p 采用压力调整器以取得恒定旳仪器
输入压力 p 控制流量来得到恒定旳流速
• 热稳定性 • - 分析时所使用旳温度不应致使色谱柱材质受到破坏 • 化学稳定性 • - 在一定温度下，色谱柱材质不受分析物旳影响
p 注意：用色谱级、洁净旳材料。
填充柱
玻璃、特氟珑及不锈钢材质 (惰性).
填充柱尺寸
材质
内径
不锈钢
2 mm
玻璃
第二章第2节 色谱理论基础
2 × (12.8 − 12.2) = 0.72 分离度： R = 0.8533 + 0.8133
塔板数增加一倍，分离度增加多少？
2010/3/29
⎛ R2 ⎞ ⎛ 1.5 ⎞ ⎜ ⎟ × L1 = ⎜ L2 = ⎜ ⎟ ⎟ × 1 = 4.34 m ⎝ 0.72 ⎠ ⎝ R1 ⎠
2
2
2010/3/29
பைடு நூலகம்
令Wb(2)=Wb(1)=Wb（相邻两峰的峰底宽近似相等），引 入相对保留值和塔板数，可导出下式：
R= = 2(t R ( 2 ) − t R (1) ) Wb( 2 ) + Wb(1) ( r21 − 1) t 'R ( 2 ) t 'R (1)
2
=
t 'R ( 2 ) − t 'R (1) Wb
2010/3/29
例题2：
在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和 12.8s，计算分离度（塔板数为3600）。要达到完全分离，即 R=1.5 ，所需要的柱长。
解：
t R1 4 × 12.2 Wb1 = 4 = = 0.8133 n 3600 t R 2 4 × 12.8 Wb 2 = 4 = = 0.8533 n 3600
' tR − tM tR k= = tM tM
2010/3/29
三、塔板理论-柱分离效能指标
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为： n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
tR 2 tR 2 n = 5.54( ) = 16( ) Y1/ 2 Wb
2010/3/29
2010/3/29
2010/3/29
液相色谱基础理论
检测器的清洁和维护
定期清洁和维护检测器，确保其正常运行和 准确性。
仪器设备的日常检查和维护
定期对仪器设备进行检查和维护，确保其正 常运行和使用效果。
04
液相色谱的应用
在化学分析中的应用
分离和纯化有机化合物
药物分析
液相色谱可用于分离和纯化有机化合 物，如芳香烃、醇类、羧酸等。
液相色谱可用于药物分析，对药物进 行定性和定量分析，确保药物的质量 和安全性。
液相色谱的分类
按固定相的物理状态分类
液固色谱法（利用不溶于水的固体高分子涂层作固定相） 和液液色谱法（利用互不相溶的两种液体作固定相）。
按分离机理分类
吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法 和亲和色谱法等。
按色谱柱的形式分类
填充柱和毛细管柱。填充柱是将固定相填充在不锈钢或玻 璃管内，而毛细管柱则是将固定相涂敷于多空细玻璃或石 英纤维上，制成毛细管色谱柱。
液相色谱的背景是基于不同的物质在固定相和流动相之间的分配系数不 同而实现分离的。通过选择合适的固定相和流动相，可以实现对不同物 质的分离。
液相色谱的简介
01
液相色谱是一种基于流动相和固定相 之间分配平衡的分离技术。其基本原 理是利用不同物质在固定相和流动相 之间的分配系数不同，从而实现各组 分的分离。
流动相和固定相
流动相
是携带样品通过色谱柱的液体，也称为淋洗液。流动相的选择对于液相色谱分 离效果至关重要，需要根据不同的分离需求选择合适的流动相。
固定相
是色谱柱中的填料，是液相色谱分离的核心部分。不同物质在固定相和流动相 之间的分配系数存在差异，从而实现分离。常用的固定相包括硅胶、氧化铝、 活性炭、聚合物等。
液相色谱基础理论
分析化学—色谱分析法第三节色谱理论基础
以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速即
为最佳流速。
5. 速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。
(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载 气流速可提高柱效。
Y1/ 2
Wb
n有效
5.54(
t
' R
)2
Y1/ 2
16( tR' Wb
)2
H 有效
L n有效
塔板理论的特点和不足：
(1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高 ，所得色谱峰越窄。
(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效 塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明 测定物质。
n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
n 5.54( tR )2 16( tR )2
Y1/ 2
Wb
有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 • 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔
板数和有效塔板高度：
n 5.54( tR )2 16( tR )2
塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分 离程度。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综 合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素；
区域宽度──色谱过程的动力学因素。 色谱分离中的四种情况如图所示：
① 柱效较高，△K (分配系数)
为最佳流速。
5. 速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。
(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载 气流速可提高柱效。
Y1/ 2
Wb
n有效
5.54(
t
' R
)2
Y1/ 2
16( tR' Wb
)2
H 有效
L n有效
塔板理论的特点和不足：
(1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高 ，所得色谱峰越窄。
(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效 塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明 测定物质。
n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
n 5.54( tR )2 16( tR )2
Y1/ 2
Wb
有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 • 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔
板数和有效塔板高度：
n 5.54( tR )2 16( tR )2
塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分 离程度。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综 合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素；
区域宽度──色谱过程的动力学因素。 色谱分离中的四种情况如图所示：
① 柱效较高，△K (分配系数)
色谱理论基础
塔板数：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1 / 2 Wb
上式中， tR 为保留时间； W1/2 为半峰宽（以时间
为单位）；Wb 为峰底宽度（以时间为单位）。可
见，理论塔板数n由组分保留值和峰宽决定。
若柱长为L，则每块理论塔板高度H为：
L H n
由上述两式知道，理论塔板数 n 越多、理论塔 板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。 上述两式包含死时间 t0 ，它与组分在柱内的分
§15-3
色谱理论基础
色谱分析的基本要求是实现混合物中各组分的分 离。色谱分离的首要条件是相邻两组分的保留值存在 一定差别，两组分的色谱峰间距足够远。由各组分在 两相间的分配系数决定，即由色谱过程的热力学性质 决定。另一条件是每个组分色谱峰区域宽度足够窄。 由组分在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程 动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动 力学两方面进行。
散，使谱峰展宽。其大小 B = 2 Dm
— 弯曲因子，表示固定相几何形状对自由分子扩 散的阻碍情况；
Dm—组分在流动相中的扩散系数。
B = 2Dm
讨论
流动相分子量大，Dg小，即B小 ( Dg 1 / M 流动相 ) Dg 随柱温升高而增加，随柱压降低而减小； u 增加，组分停留时间短，纵向扩散小；（B/u）
4.流速u
③塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过
程，导出流出曲线的数学模型，解释了流出曲线形 状和位置，提出了计算和评价柱效的参数。
但该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩
散因素、其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它 不能解释： 峰形为什么会扩张？ 影响柱效的动力学因素是什么？
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1 / 2 Wb
上式中， tR 为保留时间； W1/2 为半峰宽（以时间
为单位）；Wb 为峰底宽度（以时间为单位）。可
见，理论塔板数n由组分保留值和峰宽决定。
若柱长为L，则每块理论塔板高度H为：
L H n
由上述两式知道，理论塔板数 n 越多、理论塔 板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。 上述两式包含死时间 t0 ，它与组分在柱内的分
§15-3
色谱理论基础
色谱分析的基本要求是实现混合物中各组分的分 离。色谱分离的首要条件是相邻两组分的保留值存在 一定差别，两组分的色谱峰间距足够远。由各组分在 两相间的分配系数决定，即由色谱过程的热力学性质 决定。另一条件是每个组分色谱峰区域宽度足够窄。 由组分在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程 动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动 力学两方面进行。
散，使谱峰展宽。其大小 B = 2 Dm
— 弯曲因子，表示固定相几何形状对自由分子扩 散的阻碍情况；
Dm—组分在流动相中的扩散系数。
B = 2Dm
讨论
流动相分子量大，Dg小，即B小 ( Dg 1 / M 流动相 ) Dg 随柱温升高而增加，随柱压降低而减小； u 增加，组分停留时间短，纵向扩散小；（B/u）
4.流速u
③塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过
程，导出流出曲线的数学模型，解释了流出曲线形 状和位置，提出了计算和评价柱效的参数。
但该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩
散因素、其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它 不能解释： 峰形为什么会扩张？ 影响柱效的动力学因素是什么？
- 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)。
相对保留值绝对不是两个组份保留 时间或保留体积之比。
分离度、柱效、理论塔板数、有 效塔板数的概念在“色谱基本理论”介 绍。
色谱有关术语
选择因子
在定性中，通常固定一个色谱峰作为 标准（s），然后再求其它峰（i）对这 个峰的相对保留值。将它们的相对保留 值作为重要参数，可用符号α表示：
t R2 t R1
色谱概述和色谱理论基础
色谱法历史 色谱法分类 色谱有关术语 色谱基本理论 气相色谱流程
色谱法的历史
色谱法的历史
1903年，Tswett 发表了吸附色谱分离植物 色素的论文，并于1906年正式提出色谱法。 1931年，Ledeer的工作，色谱技术受到重视。 1938年,Izomailov 和Shraiber 薄层色谱， 同年，Taylor和 Uray用离子交换色谱分离了 锂和钾同位素 1944年，美国橡树岭实验室和衣阿华州大学 分离和鉴定了稀土元素。 1941年，Martin和Synge发展了分配色谱。
4．保留体积 VR 指从进样开始到被测组份在柱后出现
浓度极大点时所通过的流动相体积。保 留体积与保留时间tR的关系如下：
VR = tR·F0
色谱有关术语
5．死体积 VM
指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所 剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间 以及检测器的空间的总和．当后两项很小而可 忽略不计时，死体积可由死时间与流动相体积 流速F0（mL／min）计算：
色谱法分类
最近，又有一种新分离技术，利用不同组 分与固定相（固定化分子）的高专属性 亲和力不同进行分离的技术称为亲和色 谱法，常用于蛋白质的分离
按固定相的外形分类 固定相装于柱内的色谱法，称为柱色
谱。固定相呈平板状的色谱法，称为平 板色谱，它又可分为薄层色谱和纸色谱。
色谱有关术语
色谱有关术语
基线 是柱中仅有流动相通过时，检测 器响应信号的记录值，稳定的基线应该是 一条水平直线。 保留值 1.保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现 峰极大点时所经历的时间，称为保留时间。 2.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物 质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值 所需的时间称为死时间。
从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： (l）根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组 分的最少个数。 （2）根据色谱峰的保留值，进行定性分析。 (3) 根据色谱峰的峰面积或峰高，进行定量分析。 （4）色谱峰的保留值及其区域宽度（峰高、峰 面积），是评价色谱柱分离效能的依据。 （5）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流 动相)选择是否合适的依据。
VM = tM·F0
6．调整保留体积VR′
某组份的保留体积扣除死体积后，称该组 份的调整保留体积，即
VR′ = VR- VM
色谱有关术语
7．相对保留值γ2.1 某组份2的调整保留值与组份1的调
整保留值之比，称为相对保留值：
2.1
t R 2
t
Hale Waihona Puke R1VR2 VR1
色谱有关术语
注意： 由于相对保留值只与柱温及固定 相的性质有关，而与柱径、柱长、填充 情况及流动相流速无关，是气相色谱中 广泛使用的定性数据。
tR2′为后出峰的 调整保留时间， 所以这时α总是 大于1的
色谱有关术语
峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距 离，以h表示。 区域宽度（峰宽、半峰宽）
色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中 谱带扩张的函数，它反映了色谱操作条 件的动力学因素．度量色谱峰区域宽度 通常有三种方法: 1. 标准偏差σ
即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半， 如上图中EF距离的一半。
色谱有关术语
3．调整保留时间tR′ 某组份的保留时间扣除死时间后称为
该组份的调整保留时间，即 tR′ = tR-tM
组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随 流动相通过柱子所需的时间和组分在固定
相中滞留所需的时间。保留时间可用时间 单位（s）或距离单位（cm）表示。
色谱有关术语
注意：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等 参数进行定性。
色谱法分类
按两相状态分类
气体为流动相的色谱称为气相色谱 （GC），根据固定相是固体吸附剂还是固 定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化 合物液体），又可分为气固色谱（GS C） 和气液色谱（GLC）．液体为流动相的色 谱称液相色谱（LC）。同理，液相色谱亦 可分为液固色谱（LSC）和液液色谱 （LLC）．超临界流体为流动相的色谱称 为超临界流体色谱（SFC）。
色谱法分类
按分离机理分类
利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力 强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色 谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶 解度不同而达到分离的方法称为分配色谱 法。利用组分在离子交换剂（固定相）上 的亲和力大小不同而达到分离的方法，称 为离子交换色谱法。利用大小不同的分子 在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的 方法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
色谱基本理论
概述 分配系数K和分配比k 塔板理论 速率理论 分离度 基本色谱保留式
色谱基本理论
概述
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。
色谱有关术语
2. 半峰宽W1/2 即峰高一半处对应的峰宽，如前图中
GH间的距离．它与标准偏差σ的关系是：
W1/2 = 2.354σ 3.基线宽度W
即色谱峰两侧拐点上的切线在基线 上的截距，如前图中IJ的距离．它与标准 偏差σ的关系是： W = 4σ 峰面积：A=1.065XW1/2bXh
色谱有关术语
色谱法的历史
1944年，Martin发展了纸色谱 1952年，Martin和 James发展了气-液分配色 谱，气相色谱问世。 1956年，Van Deemter等发表了速率理论。 1957年，制作了离子色谱交换氨基酸分析仪。 1959年，凝胶过滤色谱。 Giddings 于1963年奠定色谱理论。 1969年，现代液相色谱，1975年，离子色谱法。 1981年，毛细管电泳。
分离度、柱效、理论塔板数、有 效塔板数的概念在“色谱基本理论”介 绍。
色谱有关术语
选择因子
在定性中，通常固定一个色谱峰作为 标准（s），然后再求其它峰（i）对这 个峰的相对保留值。将它们的相对保留 值作为重要参数，可用符号α表示：
t R2 t R1
色谱概述和色谱理论基础
色谱法历史 色谱法分类 色谱有关术语 色谱基本理论 气相色谱流程
色谱法的历史
色谱法的历史
1903年，Tswett 发表了吸附色谱分离植物 色素的论文，并于1906年正式提出色谱法。 1931年，Ledeer的工作，色谱技术受到重视。 1938年,Izomailov 和Shraiber 薄层色谱， 同年，Taylor和 Uray用离子交换色谱分离了 锂和钾同位素 1944年，美国橡树岭实验室和衣阿华州大学 分离和鉴定了稀土元素。 1941年，Martin和Synge发展了分配色谱。
4．保留体积 VR 指从进样开始到被测组份在柱后出现
浓度极大点时所通过的流动相体积。保 留体积与保留时间tR的关系如下：
VR = tR·F0
色谱有关术语
5．死体积 VM
指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所 剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间 以及检测器的空间的总和．当后两项很小而可 忽略不计时，死体积可由死时间与流动相体积 流速F0（mL／min）计算：
色谱法分类
最近，又有一种新分离技术，利用不同组 分与固定相（固定化分子）的高专属性 亲和力不同进行分离的技术称为亲和色 谱法，常用于蛋白质的分离
按固定相的外形分类 固定相装于柱内的色谱法，称为柱色
谱。固定相呈平板状的色谱法，称为平 板色谱，它又可分为薄层色谱和纸色谱。
色谱有关术语
色谱有关术语
基线 是柱中仅有流动相通过时，检测 器响应信号的记录值，稳定的基线应该是 一条水平直线。 保留值 1.保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现 峰极大点时所经历的时间，称为保留时间。 2.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物 质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值 所需的时间称为死时间。
从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： (l）根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组 分的最少个数。 （2）根据色谱峰的保留值，进行定性分析。 (3) 根据色谱峰的峰面积或峰高，进行定量分析。 （4）色谱峰的保留值及其区域宽度（峰高、峰 面积），是评价色谱柱分离效能的依据。 （5）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流 动相)选择是否合适的依据。
VM = tM·F0
6．调整保留体积VR′
某组份的保留体积扣除死体积后，称该组 份的调整保留体积，即
VR′ = VR- VM
色谱有关术语
7．相对保留值γ2.1 某组份2的调整保留值与组份1的调
整保留值之比，称为相对保留值：
2.1
t R 2
t
Hale Waihona Puke R1VR2 VR1
色谱有关术语
注意： 由于相对保留值只与柱温及固定 相的性质有关，而与柱径、柱长、填充 情况及流动相流速无关，是气相色谱中 广泛使用的定性数据。
tR2′为后出峰的 调整保留时间， 所以这时α总是 大于1的
色谱有关术语
峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距 离，以h表示。 区域宽度（峰宽、半峰宽）
色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中 谱带扩张的函数，它反映了色谱操作条 件的动力学因素．度量色谱峰区域宽度 通常有三种方法: 1. 标准偏差σ
即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半， 如上图中EF距离的一半。
色谱有关术语
3．调整保留时间tR′ 某组份的保留时间扣除死时间后称为
该组份的调整保留时间，即 tR′ = tR-tM
组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随 流动相通过柱子所需的时间和组分在固定
相中滞留所需的时间。保留时间可用时间 单位（s）或距离单位（cm）表示。
色谱有关术语
注意：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等 参数进行定性。
色谱法分类
按两相状态分类
气体为流动相的色谱称为气相色谱 （GC），根据固定相是固体吸附剂还是固 定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化 合物液体），又可分为气固色谱（GS C） 和气液色谱（GLC）．液体为流动相的色 谱称液相色谱（LC）。同理，液相色谱亦 可分为液固色谱（LSC）和液液色谱 （LLC）．超临界流体为流动相的色谱称 为超临界流体色谱（SFC）。
色谱法分类
按分离机理分类
利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力 强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色 谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶 解度不同而达到分离的方法称为分配色谱 法。利用组分在离子交换剂（固定相）上 的亲和力大小不同而达到分离的方法，称 为离子交换色谱法。利用大小不同的分子 在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的 方法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
色谱基本理论
概述 分配系数K和分配比k 塔板理论 速率理论 分离度 基本色谱保留式
色谱基本理论
概述
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。
色谱有关术语
2. 半峰宽W1/2 即峰高一半处对应的峰宽，如前图中
GH间的距离．它与标准偏差σ的关系是：
W1/2 = 2.354σ 3.基线宽度W
即色谱峰两侧拐点上的切线在基线 上的截距，如前图中IJ的距离．它与标准 偏差σ的关系是： W = 4σ 峰面积：A=1.065XW1/2bXh
色谱有关术语
色谱法的历史
1944年，Martin发展了纸色谱 1952年，Martin和 James发展了气-液分配色 谱，气相色谱问世。 1956年，Van Deemter等发表了速率理论。 1957年，制作了离子色谱交换氨基酸分析仪。 1959年，凝胶过滤色谱。 Giddings 于1963年奠定色谱理论。 1969年，现代液相色谱，1975年，离子色谱法。 1981年，毛细管电泳。