第十九章平面色谱法
分析化学-平面色谱法
二、平面色谱法的分类和原理
三、薄层色谱法 四、纸色谱法
一、概述
在平面上进行分离的一种色谱方法，主要包括 薄层色谱法和纸色谱法。
特点： 1. 方便、快速、成本较低，易于推广 2. 样品的预处理比较简单 3. 应用范围广 4. 展开剂选择范围宽
历史简介
1938年，俄国人Izmailov和Shraiber首先实现了在氧 化铝薄膜上分离一种天然产物。 1949年，两位美国化学家报导了用薄层色谱法成功地 分离了精油中的萜烯。
CH2
聚酰胺可分离极性和非极性物质
如黄酮、酚类、醌类、有机酸、生物碱、萜类、甾体、苷类、糖 类、氨基酸衍生物、核苷类等。尤其是对黄酮、酚类、醌类等物 质的分离，远比其他方法优越。
2、展开剂(流动相)
同吸附柱色谱
极性强的溶剂洗脱能力强
常用溶剂的极性强弱顺序：
水＞酸＞吡啶＞甲醇＞乙醇＞正丙醇＞丙酮＞乙 酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞二氯甲烷＞甲苯＞苯＞三氯乙 烷＞四氯化碳>环己烷>石油醚。
水或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇或缓冲溶液。
（二）纸色谱法的实验条件
展开剂的选择 增加展开剂中极性溶剂的比例量，
可以增大Rf值；增加展开剂中非极性溶剂的比例量， 可以减少Rf值。
常用的展开剂 水饱和的有机溶剂，如水饱和的正
丁醇、正戊醇、酚等
操作步骤
点样、展开、显色、定性定量分析
小 结
比移值及其与K和k的关系、相对比移值
硅胶
活度与含水量的关系：含水量高，活性级高，活度低。
活化：加热至100℃左右，除去吸附水提高活度。（注 意温度不可过高）
分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。
平面色谱LXL
D. 点样与展开
E. 定性与定量分析方法
(一)定性分析方法 定性鉴别主要依靠比移值或相对比移值的 测定。 常采用己知物对照法。 (二)定量分析方法 1.洗脱后测定法 2.直接测定法： 目视比较法 薄层扫描法
薄层色谱法应用 1：判断合成反应进行的程度 例如，判断普鲁卡因合成反应的终点。 色谱条件: 吸附剂：硅胶-CMC； 展开剂：环己烷—苯—二乙胺(8:2:0.4)； 显色剂：碘化铋钾溶液。 2：药品的鉴别和纯度检查 3：天然药物成分的鉴别和定量测定
1：比移值( Rf ) 说明:
由于组分被保留在薄层固定相上，它的迁移速度总 是小于展开剂的迁移速度， u＜u0， 组分的迁移距离也总是小于展开剂的迁移距离， l＜l0， 因此，Rf≤1。(不被固定相保留的组分Rf =1)。
实践中，Rf值的最佳范围是0.3～0.5，可用范围是 0.2～0.8。
1、比移值( Rf ) 比移值的影响因素
(3): 面效参数
1、理论塔板数
2、塔板高度
1、理论塔板数
理论塔板数是反映组分在固定相 和流动相中动力学特性的技术 参数，是代表色谱分离效能的 指标。
n=16(L/W)2
L：原点到斑点中心的距离 W：组分斑点的纵向宽度 平面色谱法中,理论塔板数主要取决 于色谱系统的物理特性，如固定相 的粒度、均匀度、活度及展开剂的 流速及展开方式等.
C. 薄层板的制备
要求:吸附剂涂铺均匀，表面光滑，厚度一致。 1：载板的准备 2：粘合薄层板(硬板)的铺制 (1) 粘合剂 (2) 倾注法制板 (3) 平铺法制板 (4) 机械涂铺法制板 3:活化 自然晾干→(105-110℃)活化0.5-1h→ 冷至室温→干燥器中存放
D. 点样与展开
分析化学习题十九
分析化学习题⼗九第⼗九章⾊谱法概论⼀.单项选择题（类型说明：每⼀道试题下⾯有A、B、C、D四个备选答案，请从中选择⼀个最佳答案。
）1.在⾊谱分析中，组分在固定相中停留的时间为（）A.死时间B.保留时间C. 调整保留时间D.分配系数2.在⾊谱分析中，要使两个组分完全分离，分离度应是（）A. 0.1B. 0.5C. 1.0D. 〉1.53.衡量⾊谱柱柱效能的指标是（）A. 相对保留值B. 分离度C. 容量⽐D. 塔板数4.在液-液分配⾊谱中，保留时间实际上反映的是下列哪些物质分⼦间的相互作⽤⼒（）A. 流动相和固定相B. 组分与流动相和固定相C.组分与载体.固定相D. 组分与流动相5.⾊谱过程中，固定相对物质起着下列哪种作⽤（）A.运输作⽤B.滞留作⽤C.平衡作⽤D.分解作⽤6.某⾊谱峰，其峰⾼0.607倍处⾊谱峰宽度为4mm，半峰宽为（）A. 4.71mmB. 6.66mmC. 9.42mmD. 3.33mm7.在⾊谱流出曲线上，相邻两峰间距离决定于（）A. 两组分分配系数B. 扩散系数C. 理论塔板数D. 塔板⾼度8.⾊谱法中，调整保留时间实际上反映了（）分⼦间的相互作⽤A. 组分与载⽓B. 组分与流动相C. 组分与组分D. 组分与固定相9.VA.n D.E.E.mtE.r ⽅程式主要阐述了（）A. ⾊谱流出曲线的形状B. 组分在两相间的分配情况C. ⾊谱峰扩张.柱效降低的各种动⼒学因素D. 塔板⾼度的计算10.柱效率⽤理论塔板数n或理论塔板⾼度h表⽰，柱效率越⾼，则（）A.n越⼤，h越⼩B.n越⼩，h越⼤C.n越⼤，h越⼤D.n越⼩，h越⼩11.⾊谱法中，对组分定性的参数为（）A. 保留值B. 峰⾯积C. 峰⾼D.峰数12.有A、B、C、D、四种组分，在⼀定⾊谱条件下，其分配平衡常数K分别为0.25，0.5，0.75，1，试判断那个组分先出柱（）A. A组分B. B组分C. C组分D. D组分13.根据Van deemter⽅程，⾊谱峰扩张、板⾼增加的主要原因是（）A.当u较⼩时，分⼦扩散项B.当u较⼩时，涡流扩散项；C.当u⽐较⼩时，传质阻⼒项D.当u较⼤时，分⼦扩散项14.下列因素对理论塔板⾼度没有影响的是（）A. 填充物的颗粒B. 载⽓的流速C. 载⽓的种类D.⾊谱柱的柱长15.下列⾊谱按照分离机理进⾏分类的是（）A. 柱⾊谱B. 平⾯⾊谱C. ⽓相⾊谱法D.吸附⾊谱16.下列说法是吸附⾊谱的分离机理的是（）A.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。
19章平面色谱法
固定相是以吸着在纤维上的水作固定相，而纸纤维则 起到一个惰性载体的作用。
3、展开剂的选择
展开剂的选择要根据欲分离组分在两相中的溶解度和展 开剂的极性来考虑。 纸色谱最常用的展开剂是含水的有机溶剂，为了防止弱 酸、弱碱的离解，也可加入少量的酸或碱 三、纸色谱的操作步骤 纸色谱的操作步骤，点样、展开、显色、定性定量几 个步骤。 纸色谱中不可使用腐蚀性的显色剂显色。
（三）定量分析
1、洗脱法
2、直接定量法
(1)目视比较法:ห้องสมุดไป่ตู้定量方法
(2)薄层扫描法
五、薄层扫描法基本原理简介
第三节
纸色谱法
一、纸色谱法的分离原理 纸色谱过程可以看成是以纸为载体的平面色谱法，溶 质在固定相和流动相之间连续萃取的过程，依据溶质在两 相间分配系数的不同而达到分离的目的。属于分配色谱范 畴。
二、吸附薄层色谱法的吸附剂和展开剂 （一）吸附剂 1、硅胶 硅胶是多孔性无定形粉未，其表面带有硅醇基 呈酸性。 活化：硅胶吸附水分形成水合硅醇基而失去吸 附能力，但将硅胶在105-110℃加热时，可失去水分 而提高活度，增加吸附能力，这一过程称为活化。 硅胶的分离效率的高低与其粒度、孔径、表面 积等几何结构有关。 硅胶表面的pH=5，一般适合酸性和中性物质的 分离. 常用硅胶有硅胶H、硅胶G、硅胶GF254，此外还 有硅胶HF254、硅胶HF254+366等。
2、K，k与Rf值之间的关系
R’为单位时间内一个分子在流动相中出现的几率 （即在流动相中停留的时间分数）。
（1-R’）/R’=（csVs/cmVm）=K（Vs/Vm） R’= 1/(1+k) Rf = a/c=ut/u0t=R’ Rf = 1/(1+k)
平面色谱法(山西医科大学)
第十九章平面色谱法平面色谱法（plane chromatography）是组分在以平面为载体的固定相和流动相之间吸附或分配平衡而进行的一种色谱方法。
该法具有操作简单，不需要昂贵的仪器设备，分析速度快，结果直观，并有较高的分离能力。
平面色谱法主要包括薄层色谱法（thin layer chromatography；TLC）和纸色谱法（paper chromatograph）。
纸色谱法出现于20世纪的40年代，主要用于微量分析，特别在生化和医药分析中的应用十分广泛。
但色谱纸的机械强度较差，传质阻力大，使该法的应用和推广受到了限制。
20世纪60年代，薄层色谱法的发展和普及，使得纸色谱法的应用逐渐减少。
20世纪80年代出现了仪器化薄层色谱法（instrumental thin layer chromatography），薄层色谱的每一步骤均由仪器来代替以往的手工操作，再配以薄层扫描仪，这样就使在较长时期内被认为只能用来定性和半定量的薄层色谱法定量结果的重现性和准确度大大提高，成为一种有价值的分离分析方法。
第一节平面色谱法的分类和原理一、平面色谱法的分类平面色谱法按操作方式可分为：1．薄层色谱法薄层色谱法是把固定相均匀地涂布在玻璃板、塑料板或铝箔上形成厚薄均匀的薄层，在此薄层上进行混合组分分离的色谱法。
按照薄层色谱法的分离机制不同，薄层色谱法又可分为吸附薄层色谱法、分配薄层色谱法和分子排阻薄层色谱法。
2．纸色谱法纸色谱法的固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为与水互不相溶的有机溶剂，根据被分离混合组分在水和有机溶剂中的溶解能力不同，在色谱纸上产生差速迁移而得到分离的方法。
纸色谱分离原理属于分配色谱的范畴。
3．薄层电泳法 薄层电泳法是带电荷的被分离物质（蛋白质、核苷酸、多肽、糖类等）在纸、醋酸纤维素、琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶等惰性支持体上，以不同速度向其电荷相反的电极方向泳动，产生差速迁移而得到分离的方法。
平面色谱法
Rf值越小。
固定相：烷基化学键合相 流动相：水或水-有机溶剂的混合溶剂
22
（三）高效薄层色谱法（HPLC）
参 数
板尺寸(cm) 颗粒直径(μm) 颗粒分布 点样量(μl) 原点直径(mm) 展开后斑点直径(mm) 展开距离(cm) 展开时间(min) 精密度RSD(%) 最小检测量：吸收(ng) 荧光(pg)
14
2. 分离数(SN)
在相邻两斑点分离度为1.177时，
在Rf=0和Rf=1两组分斑点之间所能容纳的色谱斑点
数
L0 SN 1 (W1/ 2 )0 (W1/ 2 )1
（W1/2）0、（W1/2）1：薄层扫描所得的Rf=0和Rf=1 的组分的半峰宽
经典薄层板的分离数为7～10，高效薄层板的分离数在 10～20范围内。
Rf为0 的组分，K与k为，表示该组分停留在原
点，完全被固定相所保留。
12
（三）面效参数
1．理论塔板数（n）：反映组分在固定相和流动相 中动力学特性的色谱技术参数。 代表色谱分离效能的指标，主要取决于色谱系 统的物理特性。 n=16（L/W）2 L：原点到斑点中心的距离 W：斑点的宽度
2．塔板高度（H）：
高、使用方便，但不能用浓硫酸作显色剂。
34
(二)点样 1.样品溶液的制备 一般选用易挥发，与展开剂极性相似的有机溶剂， 如甲醇、丙酮、乙醇等。配制样品液浓度为 0.01% ～ 0.1%。 目的：使点样后溶剂能迅速挥发，减少色斑的扩散。 2.点样工具: •手动点样：点样毛细管，微量注射器。 •自动点样：半自动点样仪或全自动点 样仪
开多个试样；
分离能力较强，分析结果直观； 试样预处理简单，对被分离组分性质没有限制； 上样量较大； 仪器简单，操作方便。
分析化学--平面色谱法教材
k
R’为保留比
2020/4/15
面效参数
1、理论塔板数 n=16(L/W)2 L:原点到斑点中心的距离 W：组分斑点的纵向宽度
2、塔板高度 H=L0/n L0：原点到展开剂前沿的距离 n越大，H越小。
2020/4/15
分离参数
1、分离度(resolution; R) 两相邻斑点中 心的距离与两斑点平均宽度的比值 R=2(L2-L1)/(W1+W2)=2d/(W1+W2)
2020/4/15
4. 三者关系图示： 组分 极性
非(弱)极性
吸附剂 活性小 活性大
流动相 极性 非极性或弱极性
2020/4/15
（三）吸附剂的选择 根据被测物极性和吸附剂的吸附能力 被测物极性强——弱极性吸附剂 被测物极性弱——强极性吸附剂
（四）展开剂的选择（同液固吸附色谱流动相的选择） 根据被测组分、吸附剂和展开剂本身的极性
2．操作过程： 铺板 →活化 →点样 → 展开 →定位(定性)/洗脱(定量) 3．分离机制：吸附（分配，离子交换，空间排阻） 4．特点：分析快速、灵敏、显色方便 5．应用：药物杂质检查、纯度测定
2020/4/15
(一)吸附色谱
固定相：固体吸附剂为，如硅胶、氧化铝等，较常使 用的是5～10μm的硅胶吸附剂； 多孔、微粒状物质
2020/4/15
1. 硅胶（SiO2·H2O） 适用：分析酸性或中性物质
结构：内部——硅氧交联结构→多孔结构 表面——有硅醇基→氢键作用→吸附活性中心
特性： 1）与极性物质或不饱和化合物形成氢键
物质极性↑，吸附能力↑→强极性吸附中心，不易洗脱 吸附活性次序：活泼型>束缚型>游离型 2）吸水→失活
第十九章平面色谱法习题答案
第十九章 平面色谱法习题（P 423—P 424）7、答：六种染料的R f 值次序为：偶氮苯 ＞ 对甲氧基偶氮苯 ＞ 苏丹黄 ＞ 苏丹红 ＞ 对氨基偶氮苯 ＞ 对羟基偶氮苯因为以硅胶为吸附剂的薄层色谱，原理为吸附色谱，极性小的物质R f 值大，极性大的物质R f 值小，由于它们均具有偶氮苯的基本母核，根据取代基的极性大小，它们的极性为：偶氮苯 ＜ 对甲氧基偶氮苯 ＜ 苏丹黄 ＜ 苏丹红 ＜ 对氨基偶氮苯 ＜ 对羟基偶氮苯苏丹黄、苏丹红及对羟基偶氮苯均带有羟基官能团，但苏丹黄、苏丹红上的羟基上的氢原子易与相邻氮原子形成分子内氢键，而使它们的极性大大下降，其极性降低至对氨基偶氮苯之后；苏丹红的极性大于苏丹黄，是因为苏丹红的共轭体系比苏丹黄长。
8、解：① R f （A ）= L/L 0 = 7.6/16.2 = 0.469≈0.47② ∵ L/L 0 = L /14.3 = R f （A ） = 0.47∴ L = 14.3×0.47 = 6.72 cm9、解：由 87.033.0/10.05.011/11=⨯+=+=m s f V KV R 15.033.010.05.0=⨯==m s V V K k 10、解：由 u v ut vt L L R f ===0 u R v f =∴ 故 m i n / 070.015.047.0)(cm u R v A f A =⨯==m i n / 096.015.064.0)(cm u R v B f B =⨯==11、解：由 86.157.083.0)6.59.6(2)(2=+-⨯=+-=B A B A W W L L R R f （A ） = L A /L 0 = 6.9/16.0 = 0.43 ，R f （B ） = L B /L 0 = 5.6/16.0 = 0.3512、解：由 R f （A ） = L A /L 0 =0.45 （1）R f （B ） = L B /L 0 = 0.63 （2）L B - L A = 2 （3）解方程，得：L A = 5.0 cm ， L 0 = 11.1 cm ， L B = 7.0 cm ; 又∵ 前沿至滤纸条顶端距离d ＞1.5 cm∴ 滤纸条的长度至少为13 cm 。
第十九章 平面色谱法
定量方法 外标两点法定量
共三十六页
第三节 纸色谱法
以纸做载体的色谱法，分离原理(yuánlǐ)属于液-液分配色谱法， 操作与薄层法类似。
✓ 固定相：纸纤维吸附的水
✓ 流动相：与水不互溶的有机溶剂（饱和正丁醇）
✓ 分离机制：同液-液分配色谱(sèpǔ)
✓ 定性参数：
1
Rf
1KVS
（5μm或10μm），用喷雾法制成高效薄层板。常用的有硅胶、氧化铝、 纤维素和化学键合相预制薄层板。
共三十六页
六、薄层(báo cénɡ)扫描法 薄层扫描法是用一定强度光束照射薄层上的斑点，用仪器测
量照射前后(qiánhòu)光束强度的变化，从而求得物质含量的方 法。
检测方法 吸收测定法和荧光测定法 测量方法 投射法和反射法
讨论 （1）参考物与被测组分(zǔfèn)在完全相同条件下展开
可以消除系统误差，大大提高重现性和可靠性；
（2）参考物可以是后加入纯物质，也可是样品中已知组分 （3）相对比移值Rr与组分、参考物性质及色谱条件有关，
范围可以大于或小于1
共三十六页
例1：化合物A在薄层板上从原点迁移7.6cm，溶剂前沿(qiányán)距原点 16.2cm，（1）计算化合物A的Rf。（2）在相同的薄层色谱展开系统 中，溶剂前沿(qiányán)距原点14.3cm，化合物A的斑点应在此薄板何处？
性维生素等； 中性氧化铝(pH7.5)——分离酸性及对碱不稳定的化合物；
酸性氧化铝(pH4.0)——酸性化合物的分离。 含水量越高，活性越弱。
共三十六页
（二）展开剂 常用的有：
石油醚<环己烷<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烷<苯<甲苯(jiǎ běn)<二氯甲 烷<乙醚<氯仿<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇<吡啶<酸<水
《仪器分析》——平面色谱法
10
（三）高效薄层法（high performance thin layer chromatography；HPTLC）
• 在现代色谱理论指导下，以经典薄层色谱法为基 础发展起来的一种薄层色谱技术。
• 特点
分离效率高 分析速度快 检测灵敏度高等
高效薄层色谱法与经典薄层色谱法比较见表19-3
11
二、吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂
(2)吸附剂
不活泼
活泼
B’ B
非极性
A’ A
极性
(3)展开剂 C
C’
非极性
极性
(1)被分离物质
18
三、薄层色谱操作方法
（一）薄层板的制板 选择 5cm 20cm 、10cm 20cm、 20cm 20cm
涂布 活化
不加粘合剂 加粘合剂如5~15%石膏 或 0.25~0.75%CMC-Na
涂布
晾干
0.2～0.3mm
光物质；在254nm波长紫外光下呈强烈黄绿色荧光 背景
16
（二）展开剂
展开剂的选择
根据被分离物质的极性、吸附剂的活度和展开 剂的极性三者的相对关系进行选择
先用单一溶剂展开，然后根据分离效果进行调 整，经常使用混合展开剂
分离酸碱组分时，展开中加入少量酸、碱
常用混合展开剂 表19-3
17
化合物极性、吸附剂活度和展开剂极性间的 关系
2. 相对比移值（Rr）
R =R /R =L /L
r
f(i)
f(s)
is
定性参数
纯物质加入试样中
同样条件下测定
或试样中某已知组分
i
s
Li Ls
s＋i
在一定程度上消除系统误差
平面色谱法
1.5-2.0cm
1 , 2样品
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3 标准品
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四、定性和定量分析
定性分析——利用Rf值，与对照品的Rf值比较 ，同时在一块薄层板上进行。也可采用相对比 移值定性。 定量分析——洗脱法，薄层扫描法
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五、高效薄层色谱法
• 高效薄层色谱法（high performance thin layer chromatography；HPTLC)所用的吸附剂颗粒很小 （5μm或10μm），用喷雾法制成高效薄层板。常用的有 硅胶、氧化铝、纤维素和化学键合相预制薄层板。
方便。
5．应用：药物杂质检查、纯度测定、定量 next
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一、主要类型
• （一）吸附薄层色谱 固定相为吸附剂的薄层色谱。利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……最后混合物得到分离.K大，Rf值小，移动慢； K小，Rf大，移动快。 • （二）分配薄层色谱 固定相为液体，吸留在载体上的薄层色谱。利用被分离 组分在固定相与流动相中的分配系数不同而被分离。常 用的是反相薄层色谱法，固定相是烷基化学键合相，展 开剂是水及与水相溶的有机溶剂。
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参考书及文献
1.《分析化学》（第四版）下册，孙毓庆主编，人民卫生出版社 2．周同惠等．纸色谱和薄层色谱。分析化学丛书．第三卷．第 五册．北京：科学出版社，1989． 3．林珍安等译．高效薄层色谱．上海：上海科技出版社， 1984． 4.孙毓庆主编．薄层扫描法及其在药物分析中的应用．北京，人 民卫生出版社，1990． 5.Fried Band Sherma J．Thin-layer Chromatography．New York： Marcel Dekker lnc，1982． 6. Grinberg N．Modern Thin-layer Chromatography．New York： Marcel Dekker lnc，1990。 7.Sherma J and Fried B．Handbook of Thin-Layer Chromatography. New York：Marcel Dekker lnc，1991.
平面色谱法
与待分离 组分无作 用？
纸色谱是以滤纸为载体的液-液分配色谱。滤纸由纤维素 制成，其分子中具有很多羟基，有较强的亲水性，能吸收 20~25%的水分，其中6%左右的水分通过氢键与纤维素上 的羟基相结合形成的固定相。 正相色谱
若要分离非极性物质可用适当的低级性液体如石蜡油、硅
油等处理滤纸。反相色谱
流动相（展开剂）：与水不相溶（或部分相溶）的溶剂
薄层材料（3）
载板
具有一定机械强度、化学惰性、耐一定温度、表面平整、厚度
均匀、价格便宜
玻板：5cm10cm、10cm20cm、20cm20cm
光滑、平整、洗净后不附水珠、干燥
薄层材料（4）
粘结剂
加强固定相颗粒的附着力，增加薄层板润湿性，改善色谱分离
无机粘结剂：煅石膏
硅胶G：含1315%煅石膏
制备硅胶G：含30%煅石膏 氧化铝G：含9%煅石膏 硅胶H：不含粘结剂
有机粘结剂：羧甲基纤维素钠（CMC）
0.8%CMC溶液配均浆涂铺的薄层板强度高，色谱分离性能好
注意：不适合浓硫酸显色、易霉变降解
薄层材料（5）
荧光指示剂
适当波长激发光照射下可产生均匀的荧光背景，清晰显示化合物暗斑
用量：1.52.0%
滤纸或薄层板的处理
样品制备 色谱前衍生化
点样
滤纸或薄层板预平衡
展开 定位
定性 定量
3-1 概述（6）
薄层色谱法的基本材料及设备
滤纸及薄层板（自制或市售） 涂布器 点样器（定性：普通毛细管；定量：微量注射器或微量定量毛细管） 展开室 显色器
薄层扫描仪
3-2 薄层色谱系统
薄层材料
平面色谱法（TLC）
3-1 概述 3-2 薄层色谱系统
平面色谱法学习指导(山西医科大学)
第十九章 平面色谱法第一节 内容和要求1．基本内容 本章内容包括平面色谱分类；平面色谱参数：比移值和相对比移值、分配系数和保留因子、分离度和分离数，比移值与分配系数（保留因子）的关系；薄层色谱法的基本原理及类型，吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂及其选择，薄层色谱操作步骤及定性定量分析；高效薄层色谱法；薄层扫描法；纸色谱法。
2．基本要求 本章要求掌握薄层色谱和纸色谱的基本原理，常用的固定相和流动相，比移值和相对比移值、分配系数和保留因子、分离度和分离数，比移值与分配系数（保留因子）的关系。
吸附色谱中固定相和流动相的选择。
熟悉平面色谱法分类，薄层色谱中薄层板的种类，薄层色谱操作步骤，显色方法，影响薄层色谱比移值的因素，面效参数与分离参数，定性、定量分析方法。
了解各种类型色谱的操作方法，薄层扫描法，高效薄层色谱法，应用与示例。
第二节 要点和难点（一）平面色谱的基本术语和公式1. 定性参数：比移值（R f ）与相对比移值（R r ）0f L L R = (s)(i)(s) f (i) f r L L R R R == 2.R f 与分配系数（K ）和保留因子（k ）的关系ms f 11V /KV R += f 11R k =+ 3.面效参数：理论塔板数（n ）与塔板高度（H ）2)(16WL n = n L H 0= 4.分离参数：分离度（R ）与分离数（SN ）)(2)()(2212112W W d W W L L R +=+-= 1)()(1210210-+=W W L SN（二）主要平面色谱类型色谱类型分离原理 载体 固定相 流动相 R f 顺序 吸附薄层色谱吸附 硅胶 有机溶剂 极性小的R f 值大 正相薄层色谱分配 硅胶 水 有机溶剂 极性小的R f 值大 反相薄层色谱分配 硅胶 硅胶键合相 水-有机溶剂 极性小的R f 值小 纸色谱 分配 滤纸 水 水-有机溶剂 极性小的R f 值大（三）吸附薄层色谱条件的选择被测组分的极性大，吸附剂的活度小，流动相极性大；被测组分的极性小，吸附剂的活度大，流动相极性小。
平面色谱法全解课件
土壤污染物检测案例展示
1 2
案例一
某农田土壤中农药残留的分离与测定
采样方法
使用不锈钢钻头采集农田土壤
分离方法
3
硅胶柱色谱分离
土壤污染物检测案例展示
01
测定方法
GC-MS检测
02
结果
成功分离和测定了农田土壤中的农药残留，包括有机氯农药、有机磷农
药等
03
案例二
某工业区土壤中重金属的分离与测定
土壤污染物检测案例展示
点样、展开与显色
点样
用毛细管或点样器将样品开剂进行展开，使各组分分离 。
显色
对于需要显色的组分，可以采用显 色剂进行显色，以便观察和测量。
03
平面色谱法分离原理与影响
因素
分离原理介绍
平面色谱法是一种基于不同物质在固 定相和流动相之间分配平衡的差异， 实现物质分离的物理化学方法。
药物杂质检查案例展示
案例一
采用薄层色谱法对某中成药中的有关 物质进行检查。通过制备薄层板、点 样、展开、显色等步骤，对有关物质 进行定性鉴别和限量检查，从而对该 中成药的质量进行控制。
案例二
采用高效液相色谱法对某化学药中的 有关物质进行检查。通过色谱柱分离 、检测器检测等步骤，对有关物质进 行定性鉴别和限量检查，从而对该化 学药的质量进行控制。
原理
基于不同物质在固定相和流动相 之间的分配平衡，在流动相推动 下，不同物质在固定相上的移动 速度不同，从而实现分离。
发展历程与现状
发展历程
平面色谱法自20世纪初诞生以来， 经历了近百年的发展，逐渐成为一种 成熟的分离技术。
现状
目前，平面色谱法在多个领域得到广 泛应用，如医药、食品、环保等。随 着科技的不断进步，平面色谱法也在 不断创新和完善。
分析化学-平面色谱法
有机污染物和农药残留。Fra bibliotek土壤污染物分析
平面色谱法可用于分析土壤中 的有害物质，如农药残留、重
金属和多环芳烃。
在其他领域的应用
生物样品分析
平面色谱法可用于分离和检测生物样品中的化合物，如氨基酸、肽类和蛋白质。
化妆品成分分析
通过平面色谱法可分析化妆品中的成分，以确保产品的安全性和有效性。
药物成分分离
平面色谱法可用于分离药物中的 不同成分，如有效成分、杂质和 降解产物。
药物质量控制
通过平面色谱法对药物进行定性、 定量分析，可确保药物的质量和 安全性。
药物代谢研究
平面色谱法可用于研究药物的代 谢过程，了解药物在体内的变化 和转化。
在食品分析中的应用
食品添加剂检测
01
平面色谱法可用于检测食品中的添加剂，如防腐剂、色素和抗
在1903年和1944年被发明。
发展历程
随着材料科学和制备技术的进步， 平面色谱法的固定相和分离介质不 断得到改进和发展，提高了分离效 果和灵敏度。
未来展望
随着分析化学和生命科学领域的需 求不断增长，平面色谱法在微型化、 自动化和智能化方面仍有很大的发 展空间。
02 平面色谱法的原理
分离原理
分配原理
自动化进样系统
开发自动化的进样装置，实现平面色谱法的连续进样和自动检测， 提高分析通量和效率。
在线样品处理与进样
将样品预处理与平面色谱法联用，简化样品前处理过程，降低人为误 差和提高分析结果的可靠性。
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快速色谱
通过优化分离介质和流动相，缩短分离时间和提高分离效率，适 用于对时间敏感的样品分析。
第19章 平面色谱法
第二节、薄层色谱法
一、概述
1．定义：
TLC
将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，形 成薄层而进行色谱分离和分析的方法。
2．分离机制
吸附薄层色谱 分配薄层色谱
空间排阻薄层色谱
胶束薄层色谱
二、吸附薄层色谱材料 （一）固定相——吸附剂
氧化铝、硅胶 纤维素、聚酰胺
1.硅胶：最常用的吸附剂，SiO2· 2O XH
南五味子Fructus Schisandriae sphenantherae
Reference
gschisandrin（五味子乙素）
Schizandrin（五味子甲素）
Schisantherin (Gomisin C)（五味子酯甲） Schisandrin (五味子醇甲）
白芷
←异欧前胡素 ←欧前胡素
适用：硅胶具微酸性，分析酸性或中性物质
2.氧化铝
碱性（pH 9~10）: 如生物碱等。
分离碱性及中性化合物。
酸性（pH 4~5）: 用于分离酸性中性物质。如 酸性色素、氨基酸等。
中性（pH 7.5）: 用途最广，适于分析酸性碱性
和中性物质，如生物碱、挥发油、甾体等。
2.氧化铝
吸附的原因——氢键。 吸附强弱：
1、薄层扫描法检测茶碱中毒者血清中茶碱浓度 2、TLC同时测定10种精神安定药物血药浓度
3、异烟肼中毒快速检验
4、尿液中利福平的测定 5、薄层扫描法测定血浆中的度冷丁
2010版药典（二部）采用TLC的品种数量，共435个
TLC 品种数量
硅胶G
硅胶G254 硅胶H 硅胶HF254 硅藻土 微晶纤维素 氧化铝
以感兴趣Rf值是否在0.3~0.5间为衡量标准
第十九章 平面色谱法
1、名词解释
平面色谱法：平面色谱法是组分在以平面为载体的固定相和流动相之间吸附或分配平衡而进行的一种色谱方法。
薄层色谱法：薄层色谱法是把固定相均匀地涂布在玻璃板、塑料板或铝箔上形成厚薄均匀的薄层，在此薄层上进行混合组分分离的色谱法。
高效薄层色谱法：HPTLC是在现代色谱理论指导下，以经典薄层色谱法为基础发展起来的一种新型薄层色谱技术。
纸色谱法：纸色谱法的固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为与水互不相溶的有机溶剂，根据被分离混合组分在水和有机溶剂中的溶解能力不同，在色谱纸上产生差
速迁移而得到分离的办法。
比移值：在一定条件下，溶质移动距离与流动相移动距离之比。
相对比移值：在一定条件下，被测组分的比移值与参考物质比移值之比。
分离度：分离度是两相邻斑点中心距离与两斑点平均宽度的比值，是平面色谱法的重要分离参数。
分离数：分离数是在相邻两斑点分离度为1.177时，在Rf=0和Rf=1两组分斑点之间所能容纳的色谱斑点数。
19-10
边缘效应：边缘效应是同一组分在同一板上处于边缘斑点的Rf比处于中心的Rf值大的现象。
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仪器分析
聚酰胺是由酰胺聚合而成的高分子物质。色谱常 用的是聚已内酰胺
O
‖
CH2
CH2
C
CH2 CH2
CH2 N
Hn
聚酰胺可分离极性和非极性物质
如黄酮、酚类、醌类、有机酸、生物碱、萜类、甾体、苷类、糖 类、氨基酸衍生物、核苷类等。尤其是对黄酮、酚类、醌类等物 质的分离，远比其他方法优越。
第十九章析
硅胶
活度与含水量的关系：含水量高，活性级高，活度低。
活化：加热至100℃左右，除去吸附水提高活度。（注 意温度不可过高）
分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。
常用硅胶：
–硅胶H，不含黏合剂
–硅胶G，含煅石膏
–酸硅锌胶，GF在2542，54含nm煅紫石外膏光和下一呈种强无烈机黄荧绿光色剂荧，光即背锰景激。活的硅
2、展开剂(流动相)
仪器分析
同吸附柱色谱
极性强的溶剂洗脱能力强
常用溶剂的极性强弱顺序：
水＞酸＞吡啶＞甲醇＞乙醇＞正丙醇＞丙酮＞乙 酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞二氯甲烷＞甲苯＞苯＞三氯乙 烷＞四氯化碳>环己烷>石油醚。
第十九章 平面色谱法
展开剂
选择原则： 根据被分离物质的极性 Stahl简图：
极性物质—活度低（活 性级大）的吸附剂-极性展开剂
最常用：UV Rt
符合L-B定律
最常用：UV Rf
不符合L-B定律
第十九章 平面色谱法
二、平面色谱法的分类和原理
分类 薄层色谱法： 吸附薄层色谱法 分配薄层色谱法 分子排阻薄层色谱法 纸色谱法:分配 薄层电泳法
仪器分析
第十九章 平面色谱法 （一）定性参数
仪器分析
1、比移值(Rf值)
溶离质之移比动R。距f (a（离) 速与ac度流R之动f (比b相) ？移bc）动距
Rr
Rf (i) Rf (s)
a b
第十九章 平面色谱法
仪器分析
Rf为1 的组分，K与k为0，表示该组分不被固
定相保留；
Rf为0 的组分，K与k为，表示该组分停留
在原点，完全被固定相所保留。
第十九章 平面色谱法
三、薄层色谱法 (thin layer chromatography；TLC)
硅胶含水量% 0 5 15 25 38
活性级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
氧化铝含水量% 0 3 6 10 15
第十九章 平面色谱法 与固定相的分离效率有关的是
仪器分析
粒度和孔径 效率越高；
粒度越小，均匀性越好，分离
表面积
表面积越大，则与样品之间的相互
作用越强，即吸附力越强。
第十九章 平面色谱法 （3）聚酰胺
仪器分析
第十九章 平面色谱法
混合溶剂
仪器分析
先用单一溶剂展开，
若Rf值太小，则加入一定量极性强的溶剂，如乙醇、丙酮等，
如果Rf值太大，则加入适量极性弱的溶剂(如环己烷、石油
醚等)，以降低极性。
展开中加入少量酸、碱可抑制某些化合物斑点拖尾，使斑 点集中。
展开剂中加入中等极性的溶剂（如丙酮）可使不相混合的 溶剂混溶、降低展开剂黏度。
密闭容器，先用溶剂蒸气饱和。
第十九章 平面色谱法
斑点的定位（确定斑点位置）
有色物质
日光下观察
仪器分析
有紫外吸收
紫外灯下观察 在荧光背景下呈现暗斑
无色物质
喷洒显色剂
第十九章 平面色谱法
（四）定性和定量分析
1.定性分析
比较Rf值或Rr值 、斑点颜色或荧光
常采用已知标准物质对照（同一板上展开）
曲折形扫描 适用于形状不规则及浓度分布不均匀的斑点。
第十九章 平面色谱法
薄层色谱的应用
仪器分析
广泛应用于各种天然和合成有机物的分离和鉴定， 有时也可用于小量物质的精制。
药品质量监控，可用于测定药物的纯度和检查降 解产物。
在生产上可用于判断反应终点，监视反应过程。
对中药和中成药，薄层色谱鉴别应用广泛，可鉴 别有效成分，进一步进行含量测定。
第十九章 平面色谱法
仪器分析
历史简介
1938年，俄国人Izmailov和Shraiber首先实现了在氧 化铝薄膜上分离一种天然产物。
1949年，两位美国化学家报导了用薄层色谱法成功地 分离了精油中的萜烯。
1958年，德国化学家Stahl系统描述了用作涂布薄层 的材料（薄层色谱固定相）和涂板设备，对薄层色谱 技术也进行了规范化描述。
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仪器分析
第十九章 平面色谱法
展开过程中注意溶剂蒸气饱和
边缘效应？ 产生原因？ 防止边缘效应？
仪器分析
第十九章 平面色谱法
边缘效应
仪器分析
展开剂的蒸气饱和程度影响样品的色谱行为， 尤其在使用混合溶剂时更为突出。
同一物质在同一薄层板上出现中间部分的Rf值比 边缘的Rf值小，这种现象称为边缘效应。
第十九章 平面色谱法
四、纸色谱法 （一）纸色谱法的分离原理
仪器分析
1. 纸纤维为载体，吸着在其上的水为固定相 2. 属于正相分配色谱 3. 依据分配系数的不同而达到分离 4. 极或性亲脂或性亲强水的性组强分的，组分K小，，K大Rf值，大Rf。值小，极性弱
第十九章 平面色谱法
（二）纸色谱法的实验条件
– 原理：多次分配的过程，分配系数（溶解度） 不等实现分离
– 分类：正相色谱、反相色谱
第十九章 平面色谱法
（一）薄层色谱法的主要类型和原理
仪器分析
分配薄层色谱法
正相色谱：水为固定相（硅胶载体），有机溶剂为流动
相。
极性强的组分K大， Rf值小。
反相色谱：烷基化学键合相为固定相，水－有机溶剂为
a、b为原点至斑点中心的距离，
C 为原点至溶剂前沿的距离
最佳范围 0.3-0.5 可用范围 0.2-0.8
第十九章 平面色谱法
影响比移值的因素
被分离物质的结构和性质 平面的性质 展开剂的性质 温度 展开剂蒸气饱和程度
仪器分析
第十九章 平面色谱法
仪器分析
2、与相组对分、比色移谱值条(R件rre、la参tRRi考ffv((si物e)) 质Rrba有) 关。
第十九章 平面色谱法
仪器分析
一、概述 二、平面色谱法的分类和原理 三、薄层色谱法 四、纸色谱法
第十九章 平面色谱法
仪器分析
一、概述
在平面上进行分离的一种色谱方法，主要包括 薄层色谱法和纸色谱法。
特点： 1. 方便、快速、成本较低，易于推广 2. 样品的预处理比较简单 3. 应用范围广 4. 展开剂选择范围宽
常用的展开剂 水饱和的有机溶剂，如水饱和的正
丁醇、正戊醇、酚等
操作步骤 点样、展开、显色、定性定量分析
第十九章 平面色谱法
小结
仪器分析
比移值及其与K和k的关系、相对比移值
Rf (a)
a c
Rf
1
1 KVs
/ Vm
Rf
1 1 k
Rr
Rf (i) Rf (s)
a b
吸附薄层色谱法：原理，吸附剂、展开剂及其选择 薄层色谱定性方法 纸色谱法：原理和实验条件
Rr值可以大于1，也可以小于1。
重现性和可比性均比Rf值好，能消除系统误差
（参考物质与组分在完全相同的条件下展开）
第十九章 平面色谱法
（二）相平衡参数
仪器分析
分配系数K= Cs/Cm
容量因子k
K、k与Rf值的关系：
Rf ( a )
a c
1
Rf
1 KVs
/ Vm
Rf
1 1 k
仪器分析
色谱纸的选择
对Rf值相差很小的化合物，宜采用慢速滤纸 对Rf值相差较大的化合物，则可用快速滤纸
固定相
水或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇或缓冲溶液。
第十九章 平面色谱法
（二）纸色谱法的实验条件
仪器分析
展开剂的选择 增加展开剂中极性溶剂的比例量，
可以增大Rf值；增加展开剂中非极性溶剂的比例量， 可以减少Rf值。
层色谱扫描图，利用薄层扫描图进行定量及定性 分析的方法成为薄层扫描法。
第十九章 平面色谱法
薄层扫描法
薄层吸收扫描法 薄层荧光扫描法
•透过法与反射法 •单波长法和双波长法
仪器分析
第十九章 平面色谱法
单波长法与双波长法
仪器分析
常采用双波长法 λs 选用被测组分的最大 吸收波长，λR选用不被被测组分吸收的波长 （薄层板的空白吸收）。由于从测量值中减 去了薄层本身的空白吸收，所以在一定程度 上消除了薄层不均匀的影响，使测定结果准 确度提高。
流动相。
极性强的组分K小， Rf值大。
第十九章 平面色谱法
（二）吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂
仪器分析
1、吸附剂
（1）硅胶：多孔性微粒，表面带有硅醇基，呈弱酸性。
原理：硅醇基(吸附中心)与极性基团形成氢键（吸 附性）。
组分与硅醇基形成氢键（被吸附）的能力不同而分 离。
应用：酸性和中性物质的分离，如有机酸酚类、醛 类等
多种展开系统的Rf值与对照品一致。
2.定量分析
洗脱法 直接定量法
（1）目视比较法（如杂质限度检查方法） （2）薄层扫描法
仪器分析
第十九章 平面色谱法 薄层扫描法
仪器分析
用一定波长的光束照射展开后的薄层板，测定薄 层色谱斑点的吸光度A（或荧光强度F）随展开距
离a的变化，所记录的A-a（或F-a）曲线称为薄