第十七章色谱分析法概论
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柱色谱：填充柱色谱、毛细管色谱 平面色谱：纸色谱、薄层色谱
3. 按分离机制分类
分配色谱：根据不同组分在固定液中溶解
度的大小而分离
吸附色谱：根据不同组分在吸附剂上的吸
附和解吸能力的大小而分离 离子交换色谱：不同组分对离子交换树脂
的亲和力不同
空间排阻色谱：依据分子几何尺寸大小不
同进行分离
色谱法的分类
计算：载气的平均线速度；组分B的分配比；A及B的分 离度。
解： ( 1 ) l 100 90.90cm min1
t0 1.10
( 2 )k tR ( 6.60 1.10 ) 5.00
t0
1.10
( 3 )R 2( tR2 tR1 ) 2 ( 6.60 5.80 ) 1.00
Xm nYa Xa nYm
Ka
Xa Ym n Xm Ya n
Xa X m
Xa Xm
/ Sa / Vm
tR
t0 ( 1
K
Sa Vm
)
Sa：吸附剂的表面积 Vm：流动相的体积
2. 固定相和流动相 固定相：多为具有较大比表面积、多孔性微
粒状的吸附剂
流动相：极性越强，洗脱能力越强。
3. 洗脱顺序
色谱法是一种分离分析方法 各物质在两相中具有不同的分配系数，当
两相作相对运动时，在两相中进行多次反 复的分配达到分离。
薄 层 色 谱
柱色谱
纸色谱
第一节 色谱法的分类和发展
1. 按两相状态分类 流动相：气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱 固定相：气－固、气－液；液－固、液－液 2. 按固定相的形式分类
（只与柱温及固定相的性质有关）
保留指数
Ix
100 z
n
lg tR( x ) lg tR( z ) lg tR( zn ) lg tR( z )
I x为 待 测 组 分 的 保 留 指 数 z与z n为 正 构 烷 烃 对 的 碳 原 子数
例：
在某一色谱条件下，把含A和B以及两相邻的两种正构 烷烃的混合物注入色谱柱分析。 A在相邻的两种正构烷烃之间流出，它们的调整保留 时间分别为10min，11min和12min； 最先流出的正构烷烃的保留指数为800； 组分B的保留指数为882.3。 求组分A的保留指数。 试问A和B有可能是同系物吗？
气相色谱法
液相色谱法
柱色谱
平面色谱法 色谱柱法色谱法
超临界流体色谱 毛细管电泳
纸色谱法
薄层色谱法
第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
样品加入 各组分随着流动相的不断向前而在两相间
反复进行溶解、挥发，或吸附、解吸。 如果各组分在两相中的分配系数不同，它
们就有可能达到分离。
二、色谱流出曲线和术语
三、分配系数与色谱分离
（一）分配系数和容量因子 分配系数 K 组分在固定相中的浓度＝ Cs
组分在流动相中的浓度 Cm
K大的组分，滞留在固定相中的时间长，在 柱内移动的速度慢，后流出柱子。
温度升高，K变小。 K为常数时，是线性色谱。
容量因子（分配比）
k
组分在固定相中的质量 组分在流动相中的质量
流动相：气体或液体 流动相极性 < 固定相极性 正相分配色谱 流动相极性 > 固定相极性 反相分配色谱
3. 洗脱顺序
符合相似相容原理
二、吸附色谱法
1. 分离原理
利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力 差别而实现分离。
气－固、液Baidu Nhomakorabea固
吸附过程是试样中组分分子Xm与流动相分子Yn争 夺吸附剂表面活性中心的过程
（组分在固定相中停留的总时间） 保留体积 VR= tR·Fc（与流动相流速无关） 死体积 V0= t0·Fc
（从进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空间） 调整保留体积 V'R = t'R·Fc
保留值
相对保留值
2 ,1
t R2 t R1
VR2 VR1
（ 难 分 离 物 质 用 2，1）
W1 W2
0.78 0.82
第三节 基本类型色谱方法及其分离机制
一、分配色谱法
1. 分离原理
利用被分离组分在固定相和流动相中溶解度 的差别来实现分离。 溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动 相中溶解度越小，则K越大，保留时间越长。
2. 固定相和流动相
固定相：途渍在惰性载体颗粒上的一薄层液体， 又称固定液。
解：
IA
100
z
lg tR( A ) lg tR( z ) lg tR( z1 ) lg tR( z )
100
8
lg lg
11 12
lg lg
10 10
852.3
IB 882.3 不是同系物
（三）色谱峰高和峰面积
1. 峰高
组分在柱后出现浓度极大时的检测信号， 即色谱峰顶至基线的距离
ms mm
k ms CsVs mm CmVm
k K Vs K
Vm
（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系
L
tR 组分
L
t0
tR ns nm k 1
t0 组分
nm
k tR 1 tR t0 tR
t0
t0
t0
2,1
t R2 t R1
k2 k1
K2 K1
（三）色谱分离的前提
tR
t0( 1
k
)
t0( 1
K
Vs Vm
)
t RA
t0 ( 1
K
A
Vs Vm
)
t RB
t R
t0 ( 1 tRA
KB t RB
Vs ) Vm t0 (
KA
KB
) Vs Vm
tR t0 ( kA kB )
例：在1m长的填充色谱柱上，某镇静药物A及其异构体B 的保留时间分别为5.80min和6.60min；峰底宽度分别为 0.78min及0.82min，空气通过色谱柱需1.10min。
2. 峰面积
色谱曲线与基线间包围的面积
（四）色谱峰区域宽度
1. 标准差 2.半峰宽 W1/2
W1/2=2.355 3.峰宽 W
W = 4
（五） 分离度
R
t R2 t R1
2( tR2 tR1 )
(W1 W2 ) / 2 W1 W2
R 1 重叠 R 1 明显分离 R 1.5 完全分离
（一）色谱流出曲线和色谱峰
基线、峰高 h、半峰宽 W1/2、峰宽W
由色谱峰的流出曲线可以实现一下目的： （1）依据色谱峰的保留值进行定性分析 （2）依据色谱峰的面积或峰高进行定量分析 （3）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色谱
柱的分离效能
（二） 保留值
保留时间 tR 死时间 t0 调整保留时间 tR = tR – t0
3. 按分离机制分类
分配色谱：根据不同组分在固定液中溶解
度的大小而分离
吸附色谱：根据不同组分在吸附剂上的吸
附和解吸能力的大小而分离 离子交换色谱：不同组分对离子交换树脂
的亲和力不同
空间排阻色谱：依据分子几何尺寸大小不
同进行分离
色谱法的分类
计算：载气的平均线速度；组分B的分配比；A及B的分 离度。
解： ( 1 ) l 100 90.90cm min1
t0 1.10
( 2 )k tR ( 6.60 1.10 ) 5.00
t0
1.10
( 3 )R 2( tR2 tR1 ) 2 ( 6.60 5.80 ) 1.00
Xm nYa Xa nYm
Ka
Xa Ym n Xm Ya n
Xa X m
Xa Xm
/ Sa / Vm
tR
t0 ( 1
K
Sa Vm
)
Sa：吸附剂的表面积 Vm：流动相的体积
2. 固定相和流动相 固定相：多为具有较大比表面积、多孔性微
粒状的吸附剂
流动相：极性越强，洗脱能力越强。
3. 洗脱顺序
色谱法是一种分离分析方法 各物质在两相中具有不同的分配系数，当
两相作相对运动时，在两相中进行多次反 复的分配达到分离。
薄 层 色 谱
柱色谱
纸色谱
第一节 色谱法的分类和发展
1. 按两相状态分类 流动相：气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱 固定相：气－固、气－液；液－固、液－液 2. 按固定相的形式分类
（只与柱温及固定相的性质有关）
保留指数
Ix
100 z
n
lg tR( x ) lg tR( z ) lg tR( zn ) lg tR( z )
I x为 待 测 组 分 的 保 留 指 数 z与z n为 正 构 烷 烃 对 的 碳 原 子数
例：
在某一色谱条件下，把含A和B以及两相邻的两种正构 烷烃的混合物注入色谱柱分析。 A在相邻的两种正构烷烃之间流出，它们的调整保留 时间分别为10min，11min和12min； 最先流出的正构烷烃的保留指数为800； 组分B的保留指数为882.3。 求组分A的保留指数。 试问A和B有可能是同系物吗？
气相色谱法
液相色谱法
柱色谱
平面色谱法 色谱柱法色谱法
超临界流体色谱 毛细管电泳
纸色谱法
薄层色谱法
第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
样品加入 各组分随着流动相的不断向前而在两相间
反复进行溶解、挥发，或吸附、解吸。 如果各组分在两相中的分配系数不同，它
们就有可能达到分离。
二、色谱流出曲线和术语
三、分配系数与色谱分离
（一）分配系数和容量因子 分配系数 K 组分在固定相中的浓度＝ Cs
组分在流动相中的浓度 Cm
K大的组分，滞留在固定相中的时间长，在 柱内移动的速度慢，后流出柱子。
温度升高，K变小。 K为常数时，是线性色谱。
容量因子（分配比）
k
组分在固定相中的质量 组分在流动相中的质量
流动相：气体或液体 流动相极性 < 固定相极性 正相分配色谱 流动相极性 > 固定相极性 反相分配色谱
3. 洗脱顺序
符合相似相容原理
二、吸附色谱法
1. 分离原理
利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力 差别而实现分离。
气－固、液Baidu Nhomakorabea固
吸附过程是试样中组分分子Xm与流动相分子Yn争 夺吸附剂表面活性中心的过程
（组分在固定相中停留的总时间） 保留体积 VR= tR·Fc（与流动相流速无关） 死体积 V0= t0·Fc
（从进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空间） 调整保留体积 V'R = t'R·Fc
保留值
相对保留值
2 ,1
t R2 t R1
VR2 VR1
（ 难 分 离 物 质 用 2，1）
W1 W2
0.78 0.82
第三节 基本类型色谱方法及其分离机制
一、分配色谱法
1. 分离原理
利用被分离组分在固定相和流动相中溶解度 的差别来实现分离。 溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动 相中溶解度越小，则K越大，保留时间越长。
2. 固定相和流动相
固定相：途渍在惰性载体颗粒上的一薄层液体， 又称固定液。
解：
IA
100
z
lg tR( A ) lg tR( z ) lg tR( z1 ) lg tR( z )
100
8
lg lg
11 12
lg lg
10 10
852.3
IB 882.3 不是同系物
（三）色谱峰高和峰面积
1. 峰高
组分在柱后出现浓度极大时的检测信号， 即色谱峰顶至基线的距离
ms mm
k ms CsVs mm CmVm
k K Vs K
Vm
（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系
L
tR 组分
L
t0
tR ns nm k 1
t0 组分
nm
k tR 1 tR t0 tR
t0
t0
t0
2,1
t R2 t R1
k2 k1
K2 K1
（三）色谱分离的前提
tR
t0( 1
k
)
t0( 1
K
Vs Vm
)
t RA
t0 ( 1
K
A
Vs Vm
)
t RB
t R
t0 ( 1 tRA
KB t RB
Vs ) Vm t0 (
KA
KB
) Vs Vm
tR t0 ( kA kB )
例：在1m长的填充色谱柱上，某镇静药物A及其异构体B 的保留时间分别为5.80min和6.60min；峰底宽度分别为 0.78min及0.82min，空气通过色谱柱需1.10min。
2. 峰面积
色谱曲线与基线间包围的面积
（四）色谱峰区域宽度
1. 标准差 2.半峰宽 W1/2
W1/2=2.355 3.峰宽 W
W = 4
（五） 分离度
R
t R2 t R1
2( tR2 tR1 )
(W1 W2 ) / 2 W1 W2
R 1 重叠 R 1 明显分离 R 1.5 完全分离
（一）色谱流出曲线和色谱峰
基线、峰高 h、半峰宽 W1/2、峰宽W
由色谱峰的流出曲线可以实现一下目的： （1）依据色谱峰的保留值进行定性分析 （2）依据色谱峰的面积或峰高进行定量分析 （3）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色谱
柱的分离效能
（二） 保留值
保留时间 tR 死时间 t0 调整保留时间 tR = tR – t0