第十六章色谱分析法概论-资料

z与z+n为正构烷烃对的碳原子数 ，Z为6，7，8，I为 600，700，800
第十六章 色谱分析法概论
定量参数
仪器分析
峰高(peak height；h)：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。
峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间包
围的面积。
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仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
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第十六章 色谱分析法概论
定性参数1
仪器分析
保留时间(retention time;tR)：从进样到某组
分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
死时间(t0)：分配系数为零的组分，即不被固
定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间(t ' )：某组分由于溶解（或被吸 R 附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组
BPC
毛细管电色谱法 （CEC）
第十六章 色谱分析法概论
二、色谱法的发展
（一）色谱法的历史 （二）色谱法的现状和发展趋势
1．新型固定相和检测器的研制 2．色谱新方法的研究 3．色谱联用技术 4．色谱专家
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
实现色谱操作的基本条件是必须具备相 对运动的两相，固定相(stationary phase) 和流动相(mobile phase)。
仪器分析
设正常峰，W1≈W2= 4σ ， 则∆ Rt=R1.=56时σ，9，9.称7%面6 积σ(分tR离±。3σ)被分开，
第十六章 色谱分析法概论
三、分配系数与色谱分离
仪器分析
(一) 分配系数和容量因子
分配系数 (distribution coefficient；K)
是在一定温度和压力下，达到分配平衡时， 组分在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
GSC
仪器分析
气相色谱 法（GC）
柱色谱法
GLC
平面色谱法
纸色谱法
LLC LLC
色 谱 法
液相色谱法 （LC）
柱色谱法
薄层色谱法
（TLC）
LLC
LSC
LSC
SEC
IEC
毛细管电泳法 （CE）
超临界流体色谱法 （SFC）
流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂）
洗脱能力：主要由其极性决定。
强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗脱能
力强，使k值小，保留时间短。
Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗脱能 力。o值越大，固定相对溶剂的吸附能力越强，
即洗脱能力越强。
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
表 16-1 一些溶剂在硅胶上的o值
活性、组分的性质和
流动相的性质有关。
第十六章 色谱分析法概论
吸附色谱法
仪器分析
固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。
硅胶表面硅醇基为吸附中心。
经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶
高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅 胶和堆积硅珠。
气相色谱：高分子多孔微球等
第十六章 色谱分析法概论
吸附色谱法
仪器分析
(C) 之比。
K = Cs Cm
分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质 及温度（和压力）有关。是组分的特征常数。
第十六章 色谱分析法概论
分配系数与色谱分离
仪器分析
容量因子(capacity factor；k)：在一定温
度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定
相和流动相中的质量(m)之比。（摩尔数？）
分在柱中多停留的时间。 tR' ＝tR t0
第十六章 色谱分析法概论
定性参数2
仪器分析
保留体积(VR)：从进样开始到某个组分在柱
后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动
相体积。
VR tR Fc
死体积(V0)：由进样器至检测器的流路中未
被固定相占有的空间。
固定相颗粒间间隙、导管的容积、检测器内
腔容积的总和。
流动相 一定pH和离子强度的缓冲溶 液，有 时也加入少量有机溶剂，如乙 醇、四氢呋 喃、乙腈等，以提高选择 性。
第十六章 色谱分析法概论
离子交换色谱法
仪器分析
影响保留行为的因素 被分离离子、离子交换 剂、流动相的性质等
又称为质量分配系数或分配比。
还与固定相和流动相的体积有关。
容量因子与 分配系数的关系
k
m s
CV ss
m CV
m
mm
K
V s
V
m
第十六章 色谱分析法概论
分配系数与色谱分离
仪器分析
（二）分配系数和容量因子与保留时间的关系
R' v u
v=L/tR
u=L/t0
R ' t0 tR
R' tm Nm C m Vm tmts NmNS C m VmC sVs
第十六章色谱分析法概论-资料
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
色谱法的分类和发展 色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制 色谱法基本理论
第十六章 色谱分析法概论
色谱法的特点:
高分离效能 高灵敏 高选择性 分析速度快 应用范围广
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
色谱学的重要作用
在基线上所截得的距离。
W=4σ 或 W=1.699W1/2
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总分离效能指标
仪器分析
分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相邻两色
谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
R＝tR2tR1 ＝ 2(tR2tR1) (W 1W 2)/2 W 1W 2
分离度
第十六章 色谱分析法概论
V0＝t0 Fc
第十六章 色谱分析法概论
定性参数3
仪器分析
调由整保保留留体体积积扣(a除dVjR死' us体te积d
retention 后的体积
volume)：
V R ' V RV 0tR ' F c
注意：VR’是定值，tR’与FC成反比 相对保留值(r) ：两组分的调整保留值之比
r2,1
t' R2
V V
s m
)
Vs tR= t0 (KA－KB) V m
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第三节 基本类型色谱方法及其分离机制
分配色谱法
吸附色谱法
离子交换色谱法
空间排阻色谱法
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
一、分配色谱法
第十六章 色谱分析法概论
分配色谱法
仪器分析
溶剂
正戊烷
正己烷
溶剂强度
（o）
0.00
0.00
溶剂
甲基特丁基 醚
醋酸乙酯
溶剂强度
（o）
0.48
0.48
氯仿
0.26
乙腈
0.52
二氯甲烷
0.40
异丙醇
0.60
乙醚
0.43
甲醇
0.70
第十六章 色谱分析法概论
吸附色谱法
洗脱顺序 ka=KaSa/Vm
仪器分析
在色谱柱（Sa与Vm一定）时，Ka大的组分保留强， 后被洗脱，Ka小的组分在吸附剂上保留弱，先
t' R1
V' R2
V' R1
第十六章 色谱分析法概论
定性参数4
仪器分析
保留指数(retention index；I) : 在GC中，
以正构烷烃系列作为组分相对保留值的标准，
用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标
定组分，这个相对值称为保留指数，又称
Kovats指数，定义式：
Ix
=100+[Zn lgtR ' (x) lgtR ' (z)] lgtR ' (zn)lgtR ' (z)
–离子交换树脂: 有网状骨架及可离解、可交换基团，
如磺酸基 (－SO3H) 、羧基 (－COOH) 及季胺基 (－NR3+OH－) 等。性能指标常用交联度、交换容量 和粒度等。
–化学键合离子交换剂：键合在薄壳型和全多孔微粒 硅胶上。用于HPLC中的固定相
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
离子交换色谱法
柱效参数
仪器分析
标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流
出曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处
的峰宽之半。σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。
半峰宽(W1/2)：峰高一半处的峰宽 W1/2=2.355σ
峰宽 (peak width；W)：色谱峰两侧拐点作切线
相的极性。
第十六章 色谱分析法概论
分配色谱法
仪器分析
洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶 解度的相对大小而决定。
正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）。
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
第十六章 色谱分析法概论
二、吸附色谱法
仪器分析
分离原理 利用被分离组分对固定相表面 吸附中心吸附能力的差别而实现分离。
R' 1 1 k
R ' t0 tR
tR=t0(1+ k)
V
tR=t0(1+K V s ) m
k
t R
t 0
t' R
tt
0
0
第十六章 色谱分析法概论
分配系数与色谱分离
仪器分析
（三）色谱分离的前提
KA≠KB 或kA≠kB 是色谱分离的前提。
推导过程：
t= RA
t0(1+KA
V V
s m
)
t
R
B
=
t0(1+KB
KA/B是离子对树脂亲和能力相对大小的度量，KA/B
越大，A的交换能力大，越易保留。 常选择某种离子（如H+或Cl－）作参考。
KA、 KB为A、B的分配系数。
第十六章 色谱分析法概论
离子交换色谱法
仪器分析
固定相 离子交换剂(ion exchanger)：离子交 换树脂（resin）和硅胶化学键合离子交换剂。
吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相分 子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程，即为 竞争吸附过程 。
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
X m + n Y a X a+ n Y m
Ka
= [Xa ][Ym]n [Xm][Ya ]n
Ka
[Xa] Xa /Sa [Xm] Xm/Vm
吸附系数与吸附剂的
阴离子交换：
交换
RNR+3 OH- + Cl 再生 RNR+3 Cl + OH
离子交换通式： R B + A R A + B
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
离子交换色谱法
仪器分析
交换反应的平衡常数即选择性系数：
KA/B [[R R－ － A B]]//[[B A]]K KA B
③不饱和化合物的吸附力强，双键数越多，吸
附力越强。
④分子中取代基的空间排列
第十六章 色谱分析法概论
三、离子交换色谱法
仪器分析
分离原理 利用被分离组分离子交换能力的
差别而实现分离。
分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
交换
RSO 3 H+ + Na+ 再生
RSO 3 Na+ + H +
色谱过程是组分的分子在流动相和固定 相间多次“分配”的过程。
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
第十六章 色谱分析法概论
色谱过程
仪器分析
组分的结构和性质微小差异
与
固定相作用差异
随流动相移动
的速度不等
差速迁移 色谱
分离。
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
二、色谱流出曲线和有关概念
色谱流出曲线 是由检测器输出的电信号 强度对时间作图所绘制的曲线，又称为色 谱图。
仪器分析
诺贝尔化学奖：1948年，瑞典Tiselins， 电 泳 和 吸 附 分 析 ； 1952 年 ， 英 国 马 丁 (Martin)和辛格(Synge)，分配色谱。
应用的科学领域：生命科学、材料科学、 环 境科学等。（科学的科学）
药学（药物分析）：各国药典收载了许多 色 谱分析方法。中国药典二部，700多， 纯 度检查、定性鉴别或含量测定，一部， 600多鉴别或含量测定。
被洗脱。
Ka与组分的性质（极性、取代基的类型和数目、
构型有关）。
第十六章 色谱分析法概论
仪器分析
以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强。
①饱和碳氢化合物为非极性化合物，不被吸附。
②基本母核相同，引入的取代基极性越强，则分
子的极性越强，吸附能力越强；极性基团越多，
分子极性越强 (但要考虑其他因素的影响) 。
固定相 又称固定液（涂渍在惰性载体颗粒上的 一薄层液体；化学键合相（通过化学反应将各种 有机基团键合到载体上形成的固定相）。
流动相 气液分配色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液液分配色谱法：与固定相不相溶的液体。 正相液液分配色谱：流动相的极性弱于固定
相的极性。 反相液液分配色谱：流动相的极性强于固定
基线 是在操作条件下，没有组分流出时 的流出曲线。基线反映仪器 (主要是检测 器) 的噪音随时间的变化。
色谱峰 是流出曲线上的突起部分。
正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
第十六章 色谱分析法概论
对称因子fs
(symmetry factor) ： 衡量色谱峰的对称性
fs W0.05h / 2A (A B)/ 2A
பைடு நூலகம்
分离原理 利用被分离组分在固定相或流动 相中的溶解度差别而实现分离。
K＝Cs Xs Vs Cm Xm Vm
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。在LLC中K主要
与流动相的性质 (种类与极性) 有关；在GLC
中K与固定相极性和柱温有关。
第十六章 色谱分析法概论
分配色谱法
仪器分析