色谱分析法PPT课件
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柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不 同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定 相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组 份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份 物质可分别进行定性、定量分析。
a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时 的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，
其流速与流动相的流速相近。据 t0 可求出流动相平均流速 u
u
柱长 死时间
L t0
.
5
b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相
是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固
体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素 chlorophylls & xanthophylls)加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分 离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱 (希腊语中
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为：
FcoF0 TTcr
•
p0 pw p0
F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。
.
6
e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相
的体积。
V0 tr •Fco
f. 调整保留体积：V 某r' 组份的保留体积扣除死体积后的体积。
.
3
色谱分离过程（色谱图）
混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应
.
4
色谱术语： 1）基线：在实验条件下 ，色谱柱后仅有纯流动相 进入检测器时的流出曲线 称为基 线 ，S/N大 的 、稳 定的基线为水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与 基线的距离。
3）保留值(Retention value, R)
色谱分类方法： 1. 按固定相外形分：
柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。 2. 按组份在固定相上的分离机理分：
吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。
热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份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。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
，此时以 表示：
t
' r
(
i
)
t
' s
(
s
)
>1, 又称选择因子(Selectivity factor)。
.
7
h. 区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。通常有 三种表示方法： 标准偏差：0.607倍峰宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。W= 4
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 cc度 度ms
3.K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。. Nhomakorabea9
2. 分配比(Retention factor or capacity factor, k)：
在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固 定相和流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移 速率。又称保留因子。
“chroma”=color; “graphein”=write) 。
50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分 析发展的要求。
1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
.
2
色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于
V r' V rV 0t'r•F co
g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。
注意：
r2,1
t'r2 t'r1
Vr'2 Vr'1
r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相 流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！
具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值
色谱曲线的意义： ✓ 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； ✓ 色谱保留值——定性依据； ✓ 色谱峰高或面积——定量依据； ✓ 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； ✓ 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
.
8
12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
第12章 色谱分析法
12.1 概述 历史、色谱分离过程、分类、相关术语 12.2 气相色谱基本原理 塔板理论及速率理论、分离方程 12.3气相色谱法 12.4 高效液相色谱法 12.5 色谱分离方式的选择
.
1
12.1 概述 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取 现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法
k组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中m m 的 的m s 质 质ccmsV V 量 量m s
tr t0( 1 k )或
k tr t0 t'r Vr'
t0
t0 V0
.
10
3. K 与 k 的关系：
Kcs m s/Vs k•V mk•
通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。 c. 调整保留时间 ：t 'r 某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在
固定相中的滞留时间。即
t'r tr t0
由于时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时
需用保留体积来表示保留值。
d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和 检测器间隙的总和。勿略后两项可得到：
a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时 的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，
其流速与流动相的流速相近。据 t0 可求出流动相平均流速 u
u
柱长 死时间
L t0
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b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相
是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固
体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素 chlorophylls & xanthophylls)加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分 离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱 (希腊语中
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为：
FcoF0 TTcr
•
p0 pw p0
F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。
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e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相
的体积。
V0 tr •Fco
f. 调整保留体积：V 某r' 组份的保留体积扣除死体积后的体积。
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色谱分离过程（色谱图）
混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应
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色谱术语： 1）基线：在实验条件下 ，色谱柱后仅有纯流动相 进入检测器时的流出曲线 称为基 线 ，S/N大 的 、稳 定的基线为水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与 基线的距离。
3）保留值(Retention value, R)
色谱分类方法： 1. 按固定相外形分：
柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。 2. 按组份在固定相上的分离机理分：
吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。
热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份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。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
，此时以 表示：
t
' r
(
i
)
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>1, 又称选择因子(Selectivity factor)。
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h. 区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。通常有 三种表示方法： 标准偏差：0.607倍峰宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。W= 4
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 cc度 度ms
3.K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。. Nhomakorabea9
2. 分配比(Retention factor or capacity factor, k)：
在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固 定相和流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移 速率。又称保留因子。
“chroma”=color; “graphein”=write) 。
50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分 析发展的要求。
1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
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色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于
V r' V rV 0t'r•F co
g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。
注意：
r2,1
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Vr'2 Vr'1
r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相 流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！
具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值
色谱曲线的意义： ✓ 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； ✓ 色谱保留值——定性依据； ✓ 色谱峰高或面积——定量依据； ✓ 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； ✓ 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
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12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
第12章 色谱分析法
12.1 概述 历史、色谱分离过程、分类、相关术语 12.2 气相色谱基本原理 塔板理论及速率理论、分离方程 12.3气相色谱法 12.4 高效液相色谱法 12.5 色谱分离方式的选择
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12.1 概述 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取 现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法
k组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中m m 的 的m s 质 质ccmsV V 量 量m s
tr t0( 1 k )或
k tr t0 t'r Vr'
t0
t0 V0
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3. K 与 k 的关系：
Kcs m s/Vs k•V mk•
通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。 c. 调整保留时间 ：t 'r 某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在
固定相中的滞留时间。即
t'r tr t0
由于时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时
需用保留体积来表示保留值。
d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和 检测器间隙的总和。勿略后两项可得到：