色谱分离原理演示文稿

分配系数、分配比与相比
❖ 分配系数、分配比和相比：固定相/流动相
❖ 分配系数：浓度比 K cs
cm
❖
分配比（容量因子）：质量比
k
nS nm
❖ 相比：体积比 VS
Vm
同一种物质在 两相中的质量比
二、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时，
检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值
Vm
cm Vm
式中β=Vs/Vm为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
容量因子越大，保留时间越长。
VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
2.分配比 （partion ratio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配 平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两 相间分配达到平衡时的质量比：
分配比也称：
k
组分在固定相中的质量 组分在流动相中的质量
ns nm
保留因子，容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
分配系数 K 的讨论
K
组分在固定相中的浓度 组分在流动相中的浓度
cs cm
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
三、色谱法的分类 1．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
2．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
3. 流动相物理状态
5. 色谱操作方式
色谱分离原理演示文稿
（优选）色谱分离原理
➢1901年俄国植物学家Tswett发现，利用吸附原理分离植 物色素
➢1903年发表文章：On a new category of adsorption phenomena and their application to biochemical analysis
➢1906年Tswett 创立“chromatography”—“色谱法”新名词
➢1907年在德国生物会议上第一次向世界公开展示显现彩 色环带的柱管
➢1930年R.Kuhn用色谱柱分离出胡萝卜素
➢1935年Adams and Holmes 发明了苯酚-甲醛型离子交换树 脂，进一步发明了离子色谱
➢1938年Izmailov 发明薄层色谱
❖ 这是色谱过程最常用的方法。将试样加入色 谱柱的入口端，然后用流动相冲洗柱子，由 于各组分在固定相上的吸附（或溶解）能力 不同，于是被流动相带出的时间不同。
18-2 色谱分离原理
一、色谱分离过程
多环芳烃HPLC色谱图
色谱分离 与 逛街
1. 分配系数（ partion factor） K
❖ 基本概念：固定相（s）；流动相（m）
stationary phase mobile phase
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：
K
组分在固定相中的浓度 组分在流动相中的浓度
cs cM
分配系数是色谱分离的依据。
➢ 气相色谱
➢ 迎头色谱
• 气固色谱
➢ 顶替色谱
• 气液色谱
➢ 洗脱色谱
➢ 液相色谱 • 液液色谱 • 液固色谱
➢ 超临界流体色谱
6. 用途 ➢ 分析型色谱 ➢ 制备型色谱 ➢ 流程色谱
4. 流动相和固定相的极性
➢ 正相色谱 （流动相极性小于固定相） ➢ 反相色谱 （流动相极性大于固定相）
洗脱色谱（冲洗）
❖ 色谱法的现状和未来
➢气相色谱和高效液相色谱发展最好 ➢超临界流体色谱处于失利地位 ➢毛细管电泳与毛细管电色谱处于研究阶段，进入部分 应用领域
❖ 色谱法的重要作用
样品制备
分离
检测
SP(M)E 等
GC, HPLC, CE, CEC, micro-TAS……
二、色谱法的定义与分类
❖ 色谱法是一种物理化学分析方法，它利用混 合物中各物质在两相（固定相和流动相）间 的分配系数的差别，当两相作相对运动时， 各物质随流动相运动，并在两相间进行多次 分配，从而使各组分得到分离。
1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质
有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的
参数，数值越大，该组分的保留时间越长。
3. 分配比可以由实验测得。
3. 分配比(k)与分配系数(K)的关系
k
nS
nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ VS
VS
cs
VS
K
nm
nS Vm
➢1941年Martin & Synge 发明了液-液分配色谱
➢1944年Consden,Gordon & Martin 发明纸色谱 ➢1952年Martin & Synge 发明气-液色谱 ➢1953年Janak发明气-固色谱 ➢1954年Ray发明热导检测器 ➢1957年Martin & Golay 发明毛细管色谱 ➢1959年Porath & Flodin 发明凝胶色谱 ➢1960年代末出现高效液相色谱法 ➢1980年代超临界流体色谱得到发展 ➢1980年代Jorgeson发展了高效毛细管电泳 ➢1990年代后期毛细管电色谱得到重视和发展
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；
死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的 保留时间；
调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
三个时间及其 含义很重要
溶质在固定相中停留的总时间
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： VR = tR×F0
F0为柱出口处的载气流量， 单位：m L / min。
死体积（VM）：
VM = tM ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V R＇ = VR －VM
3. 相对保留值r2,1
❖ 相对保留值 (r2,1) relative retention