第十六章 色谱分析法概论
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第十六章 色谱分析法概论
第一节
色谱法的分类和特点
一、色谱法由来 二、色谱法的分类 三、色谱法的特点
2020/12/3
色谱分析法(chromatography)：以试样组分在两相 （固定相和流动相）间的溶解、吸附、分配、离子 交换或其它亲和作用的差异为依据而建立起来的各 种分离分析方法称色谱分析法。即利用物质的物理 及物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离 和测定的一种分析方法。色谱分析法是仪器分析常 用的方法之一。应用对象：主要是混合物中有机成 分的分离和分析
✓ 缺点：
也可通过化学衍生化进行色谱分离、分析。
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)
2020/12/3
第十六章 色谱分析法概论
第二节
色谱过程和原理
一、色谱过程 二、色谱分离原理 三、色谱流出曲线及术语 四、分配平衡和相平衡参数 五、色谱曲线获得信息
2020/12/3
2020/12/3
二、分离原理 色谱分离过程是组分在色谱柱内两相间多次“分配 ”的过程。 (1)气固(液固)色谱固定相是由多孔性固体吸附剂颗粒 所组成。固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力不 同。其分离原理是吸附与脱附的不断重复过程 (2)气液(液液)色谱固定相是由担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力不同。分离机理 是溶解与挥发的不断重复过程
气-固色谱
气体源自文库
液体 气-液色谱
2020/12/3
液相色谱 LC
气相色谱 GC
2、按固定相的固定方式分：
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
纸色谱 平面色谱 薄层色谱
高分子薄膜色谱
3、按分离机制分： 分配色谱：利用分配系数的不同
吸附色谱：利用物理吸附性能的差异
离子交换色谱：利用离子交换原理
空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同
2020/12/3
三、色谱法的特点
✓ 优点：“三高”、“一快”、“一广” 高选择性——可将性质相似的组分分开。
高效能——反复多次利用组分性质差异将产生很好的分离
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,一次可测多种样品
应用范围广——气体，液体、固体物质；无机或有机物质
一、色谱过程 当流动相中携带混合物流经固定相时，就会与固定 相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结 构上的差异，它们与固定相之间产生作用力的类型 、强弱不同，因此在同一推动力作用下，混合物中 不同组分在固定相滞留（保留）时间长短不同而被 分离，从而按先后不同次序从固定相中流出。 该方法与适当的柱后检测方法相结合，就真正实现 了混合物中各组分的分离与分析。 两相及两相的相对运动构成了色谱法分离的基础
2020/12/3
C、 混合物中各组分（叶绿素A、叶绿素B）与固定
相(CaC03固体颗粒）发生作用的强弱不同，混合物 中各组分在固定相中的滞留时间有长短，从而按先
后不同次序从固定相中流出。
二、色谱法分类
1、按两相分子的聚集状态分： 流动相 固定相 类型
液体
固体 液-固色谱
液体
液体
液-液色谱
气体
固体
2020/12/3
2、保留值（体积表示的保留值） （1）保留体积（VR）：指被测组分从柱后流出至浓 度极大点时所需要的流动相体积，可用VR = tR×F0 F0为柱出口处的载气流量，单位：m L / min。 （2）死体积（VM）：不被固定相保留的组分从柱后 流出所
2020/12/3
2020/12/3
2020/12/3
2020/12/3
三、色谱流出曲线与术语 1、色谱流出曲线
以组分浓度变化对应的电信号作纵坐标，以流出 时间作横坐标所得的曲线。即信号—时间曲线，称 为色谱流出曲线
2020/12/3
2、基线：无试样通过检测器时，检测器检测到信号 随时间变化的线即为基线。稳定的基线一条平行于 时间轴的直线、是进行测量前提。
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色谱柱
叶绿素的石 油醚溶液
石油醚(流动相)
碳酸钙
(固定相)
色
}谱 带
2020/12/3
固定在玻璃管内的填充物（固体或液体）称为固定 相；携带试样流过此固定相的流体（气体或液体） 称为流动相；装有固定相的管子（玻璃或不锈钢） 称为色谱柱。它们共同构成色谱的三大组成元素 茨维特的实验过程 A、混合物中各组分（叶绿素A、叶绿素B）进入 到 色谱柱（填充CaCO3的玻璃柱管）中，被固定 相（CaC03固体颗粒）吸附。 B、用流动相（石油醚）淋洗混合物中各组分（ 叶绿素A、叶绿素B）。
2020/12/3
3、色谱峰：曲线上凸起的部分就是色谱峰，色谱峰 对称的称为正常色谱峰，非对称的称为不正常峰 ， 其中前沿陡峭后沿拖尾的峰称拖尾峰，前沿平伸后 沿陡峭的峰称为前沿峰
2020/12/3
fs W0.05h 2A (A B) 2A
4、对称因子fs：用于衡量色谱峰对称性的因子，fs 在0.95~1.05为对称峰；大于1.05的峰称拖尾峰，小 于0.95的峰为前沿峰。
2020/12/3
气液色谱分离原理可以描述为下列几个过程 当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时， 就会被固定相所吸附; 随着载气的不断通入，被吸附的组分又会从固定 相中解吸下来; 解吸下的组分随着载气向前继续移动时又会再次 被固定相吸附上去; 随着载气不间断的流动，吸附、解吸的过程会反 复地进行，直至组分被两相完全分离为止。
2020/12/3
2、保留值（通常用时间或用将组分带出色谱柱所需 流动相的体积来表示）
（1）保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；可作为色谱峰位置的标志，
是主要定性参数。（2）死时间(tM)：不与固定相作 用的组分(空气)保留时间（3）调整保留时间(tR ‘)： tR’= tR－tM 在固定相中滞留时间
2020/12/3
一、 色谱法的由来
色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特， 1903年他将植物色素的石油醚浸取液倒入填充 有碳酸钙的直立玻璃管中，浸取液中的色素被 碳酸钙吸附，通过加入石油醚冲洗，色素中各 组分互相分离,形成不同颜色的色带，“色谱” 即由此而得名。他使用的装置就是最早的色谱 原型装置。 最早的色谱法实质上是一种分离技术。
第一节
色谱法的分类和特点
一、色谱法由来 二、色谱法的分类 三、色谱法的特点
2020/12/3
色谱分析法(chromatography)：以试样组分在两相 （固定相和流动相）间的溶解、吸附、分配、离子 交换或其它亲和作用的差异为依据而建立起来的各 种分离分析方法称色谱分析法。即利用物质的物理 及物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离 和测定的一种分析方法。色谱分析法是仪器分析常 用的方法之一。应用对象：主要是混合物中有机成 分的分离和分析
✓ 缺点：
也可通过化学衍生化进行色谱分离、分析。
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)
2020/12/3
第十六章 色谱分析法概论
第二节
色谱过程和原理
一、色谱过程 二、色谱分离原理 三、色谱流出曲线及术语 四、分配平衡和相平衡参数 五、色谱曲线获得信息
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二、分离原理 色谱分离过程是组分在色谱柱内两相间多次“分配 ”的过程。 (1)气固(液固)色谱固定相是由多孔性固体吸附剂颗粒 所组成。固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力不 同。其分离原理是吸附与脱附的不断重复过程 (2)气液(液液)色谱固定相是由担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力不同。分离机理 是溶解与挥发的不断重复过程
气-固色谱
气体源自文库
液体 气-液色谱
2020/12/3
液相色谱 LC
气相色谱 GC
2、按固定相的固定方式分：
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
纸色谱 平面色谱 薄层色谱
高分子薄膜色谱
3、按分离机制分： 分配色谱：利用分配系数的不同
吸附色谱：利用物理吸附性能的差异
离子交换色谱：利用离子交换原理
空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同
2020/12/3
三、色谱法的特点
✓ 优点：“三高”、“一快”、“一广” 高选择性——可将性质相似的组分分开。
高效能——反复多次利用组分性质差异将产生很好的分离
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,一次可测多种样品
应用范围广——气体，液体、固体物质；无机或有机物质
一、色谱过程 当流动相中携带混合物流经固定相时，就会与固定 相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结 构上的差异，它们与固定相之间产生作用力的类型 、强弱不同，因此在同一推动力作用下，混合物中 不同组分在固定相滞留（保留）时间长短不同而被 分离，从而按先后不同次序从固定相中流出。 该方法与适当的柱后检测方法相结合，就真正实现 了混合物中各组分的分离与分析。 两相及两相的相对运动构成了色谱法分离的基础
2020/12/3
C、 混合物中各组分（叶绿素A、叶绿素B）与固定
相(CaC03固体颗粒）发生作用的强弱不同，混合物 中各组分在固定相中的滞留时间有长短，从而按先
后不同次序从固定相中流出。
二、色谱法分类
1、按两相分子的聚集状态分： 流动相 固定相 类型
液体
固体 液-固色谱
液体
液体
液-液色谱
气体
固体
2020/12/3
2、保留值（体积表示的保留值） （1）保留体积（VR）：指被测组分从柱后流出至浓 度极大点时所需要的流动相体积，可用VR = tR×F0 F0为柱出口处的载气流量，单位：m L / min。 （2）死体积（VM）：不被固定相保留的组分从柱后 流出所
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三、色谱流出曲线与术语 1、色谱流出曲线
以组分浓度变化对应的电信号作纵坐标，以流出 时间作横坐标所得的曲线。即信号—时间曲线，称 为色谱流出曲线
2020/12/3
2、基线：无试样通过检测器时，检测器检测到信号 随时间变化的线即为基线。稳定的基线一条平行于 时间轴的直线、是进行测量前提。
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色谱柱
叶绿素的石 油醚溶液
石油醚(流动相)
碳酸钙
(固定相)
色
}谱 带
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固定在玻璃管内的填充物（固体或液体）称为固定 相；携带试样流过此固定相的流体（气体或液体） 称为流动相；装有固定相的管子（玻璃或不锈钢） 称为色谱柱。它们共同构成色谱的三大组成元素 茨维特的实验过程 A、混合物中各组分（叶绿素A、叶绿素B）进入 到 色谱柱（填充CaCO3的玻璃柱管）中，被固定 相（CaC03固体颗粒）吸附。 B、用流动相（石油醚）淋洗混合物中各组分（ 叶绿素A、叶绿素B）。
2020/12/3
3、色谱峰：曲线上凸起的部分就是色谱峰，色谱峰 对称的称为正常色谱峰，非对称的称为不正常峰 ， 其中前沿陡峭后沿拖尾的峰称拖尾峰，前沿平伸后 沿陡峭的峰称为前沿峰
2020/12/3
fs W0.05h 2A (A B) 2A
4、对称因子fs：用于衡量色谱峰对称性的因子，fs 在0.95~1.05为对称峰；大于1.05的峰称拖尾峰，小 于0.95的峰为前沿峰。
2020/12/3
气液色谱分离原理可以描述为下列几个过程 当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时， 就会被固定相所吸附; 随着载气的不断通入，被吸附的组分又会从固定 相中解吸下来; 解吸下的组分随着载气向前继续移动时又会再次 被固定相吸附上去; 随着载气不间断的流动，吸附、解吸的过程会反 复地进行，直至组分被两相完全分离为止。
2020/12/3
2、保留值（通常用时间或用将组分带出色谱柱所需 流动相的体积来表示）
（1）保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；可作为色谱峰位置的标志，
是主要定性参数。（2）死时间(tM)：不与固定相作 用的组分(空气)保留时间（3）调整保留时间(tR ‘)： tR’= tR－tM 在固定相中滞留时间
2020/12/3
一、 色谱法的由来
色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特， 1903年他将植物色素的石油醚浸取液倒入填充 有碳酸钙的直立玻璃管中，浸取液中的色素被 碳酸钙吸附，通过加入石油醚冲洗，色素中各 组分互相分离,形成不同颜色的色带，“色谱” 即由此而得名。他使用的装置就是最早的色谱 原型装置。 最早的色谱法实质上是一种分离技术。