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1、色谱分析法引论第1页，共23页，编辑于2022年，星期二色谱的来源和发展色谱的来源和发展1色谱法的分类色谱法的分类2色谱法的基本原理色谱法的基本原理3第2页，共23页，编辑于2022年，星期二色谱法的来源和发展l色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并配合适当分离技术，将它用于分析化学并配合适当的检测手段，就成为色谱分析法。的检测手段，就成为色谱分析法。l19031903年，俄国植物学家年，俄国植物学家Mikhail Tswett Mikhail Tswett 最最先发明。他采用填充有固体先发明。他采用填充有固体CaCOCaCO3
2、 3细粒子的细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物加于柱顶端，玻璃柱，将植物色素的混合物加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱。示了不同的色带，他称之为色谱。第3页，共23页，编辑于2022年，星期二(1(1）粗叶绿素）粗叶绿素+石油醚石油醚 （2）石油醚石油醚 流动相流动相 相对运动相对运动 固定相（吸附剂）固定相（吸附剂）CaCO3 CaCO3 胡萝卜素胡萝卜素 利用不同物质利用不同物质叶黄素叶黄素 在流动相与固定相在流动相与固定相叶绿素叶绿素 作用时的行为差作用时的行为差异得到分离异得到分离(吸附吸附)（3 3）小刀割
3、开，用醇溶出）小刀割开，用醇溶出第4页，共23页，编辑于2022年，星期二l19441944年年 纸色谱纸色谱l2020世纪世纪5050年代年代 薄层色谱薄层色谱l19521952年年 气相色谱气相色谱l2020世纪世纪6060年代末年代末 高效液相色谱高效液相色谱l19751975年年 离子色谱离子色谱l2020世纪世纪7070年代末年代末8080年代初年代初 毛细管电泳毛细管电泳 第5页，共23页，编辑于2022年，星期二Agilent 6280第6页，共23页，编辑于2022年，星期二 Tiselius,A.W.K.Martin,A.J.P.Synge,R.L.M.19481948年年
4、Nobel Nobel 化学奖化学奖 19521952年年 Nobel Nobel 化学奖化学奖 吸附色谱与电泳吸附色谱与电泳 分配色谱分配色谱第7页，共23页，编辑于2022年，星期二色谱法的分类l色色谱谱分分析析法法有有很很多多种种类类，从从不不同同的的角角度度出出发发可可以以有有不不同同的的分分类方法。类方法。1.1.从从两两相相的的状状态态分分类类：色色谱谱法法中中，流流动动相相可可以以是是气气体体，也也可可以以是是液液体体，由由此此可可分分为为气气相相色色谱谱法法（GCGC）、液液相相色色谱谱法法（LCLC）和和超超临临界界体体色色谱谱（SFCSFC）。固固定定相相既既可可以以是是固
5、固体体，也也可可以以是是涂涂在在固固体体上上的的液液体体，由由此此又又可可将将气气相相色色谱谱法法和和液液相相色色谱谱法法分分为为气气-液色谱、气液色谱、气-固色谱、液固色谱、液-固色谱、液固色谱、液-液色谱。液色谱。2.2.按固定相的形式分类：按固定相的形式分类：柱色谱：柱色谱：固定相装在色谱柱中；固定相装在色谱柱中；纸色谱：纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相；利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相；薄层色谱：薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃板或塑料板上制成薄层作固将固体吸附剂在玻璃板或塑料板上制成薄层作固定相。定相。第8页，共23页，编辑于2022年，星期二第9页，共23页，编辑于
6、2022年，星期二3.按分离原理分类：按分离原理分类：吸附色谱法：吸附色谱法：利用吸附剂（固定相一般是固体）表利用吸附剂（固定相一般是固体）表面对不同组分吸附能力的差别进行分离的方法。面对不同组分吸附能力的差别进行分离的方法。分配色谱法：分配色谱法：利用不同组分在两相间的分配系数的利用不同组分在两相间的分配系数的差别进行分离的方法。差别进行分离的方法。离子交换色谱：离子交换色谱：利用溶液中不同离子与离子交换剂利用溶液中不同离子与离子交换剂间的交换能力的不同而进行分离的方法。间的交换能力的不同而进行分离的方法。空间排阻色谱法：空间排阻色谱法：利用多孔性物质对不同大小的分子利用多孔性物质对不同大小
7、的分子的排阻作用进行分离的方法。的排阻作用进行分离的方法。第10页，共23页，编辑于2022年，星期二第11页，共23页，编辑于2022年，星期二色谱法的基本原理色谱法的基本原理l利用物质在流动相与固定相两相中的分配（吸附）系数差利用物质在流动相与固定相两相中的分配（吸附）系数差异而被分离，样品中的组分在两相中多次分配（吸附），异而被分离，样品中的组分在两相中多次分配（吸附），分配（吸附）系数小的迁移速度快，先流出柱，分配分配（吸附）系数小的迁移速度快，先流出柱，分配（吸附）系数大的迁移速度慢，后流出柱，从而达到分（吸附）系数大的迁移速度慢，后流出柱，从而达到分离。离。l用来描述分离过程样品分
8、子在两相间的分配（吸附）用来描述分离过程样品分子在两相间的分配（吸附）的参数称为的参数称为分配系数（吸附平衡常数）分配系数（吸附平衡常数）。它是指在一。它是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比值。达平衡时的浓度之比值。第12页，共23页，编辑于2022年，星期二1.1.薄层色谱薄层色谱 0.250.250.250.25mm mm mm mm 厚厚厚厚 纤维素，硅胶纤维素，硅胶纤维素，硅胶纤维素，硅胶 玻板玻板玻板玻板 2.2.纸色谱纸色谱 滤纸滤纸滤纸滤纸 液液-液液 萃取为原理萃取为原理 组份在两相中反复分配组份在两
9、相中反复分配 因毛细作用而上升溶剂因毛细作用而上升溶剂 溶质在水相中各种存在形式总浓度溶质在水相中各种存在形式总浓度 分配比分配比 k k=c c水水/c c有有 溶质在有机相中各种存在形式总浓度溶质在有机相中各种存在形式总浓度平面色谱平面色谱第13页，共23页，编辑于2022年，星期二l常用吸附剂：硅胶、氧化铝、聚酰胺、纤维素等。l常用展开剂：极性弱 强 石油醚、环己烷、二硫化碳、四氯化碳、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水、醋酸等。第14页，共23页，编辑于2022年，星期二 流动相上升前沿流动相上升前沿 比移值比移值R Rf1f1=Z=Zx1 x1/Z/ZZ
10、Z x2x2 R Rf2f2=Z=Zx2 x2/Z/Z Z Zx2x2 图中图中k kx2x2小小快快R Rf2f2大大 x1x1 k kx x1 1大大慢慢R Rf1f1小小 分开分开 Z Zx1x1 斑点位置斑点位置 R R R Rf f 值值 定性定性定性定性 斑点用荧光、光度积分值斑点用荧光、光度积分值斑点用荧光、光度积分值斑点用荧光、光度积分值 定量定量 展开剂（有机溶剂）流动相展开剂（有机溶剂）流动相第15页，共23页，编辑于2022年，星期二 比移值与组分，温度，薄层板和展开剂等因素都有比移值与组分，温度，薄层板和展开剂等因素都有关系。关系。lRf=0表示斑点在原点不动，组分被吸
11、附的太强。表示斑点在原点不动，组分被吸附的太强。lRf=1表示斑点随着展开剂迁移到前沿，组分不被吸附。表示斑点随着展开剂迁移到前沿，组分不被吸附。lRf=0.2-0.8为可用，为可用，Rf=0.3-0.5为最佳，相邻两组份应差为最佳，相邻两组份应差0.05以上。以上。第16页，共23页，编辑于2022年，星期二柱色谱柱色谱A A组分被吸附弱，移动快，先被洗脱出组分被吸附弱，移动快，先被洗脱出B B组分被吸附强，移动慢，后被洗脱出组分被吸附强，移动慢，后被洗脱出第17页，共23页，编辑于2022年，星期二 样品 固定相 检测器流动相柱tRAtRB浓度时间第18页，共23页，编辑于2022年，星期
12、二色谱图色谱图随时间随时间 t t 记录色谱流出曲线，即记录色谱流出曲线，即色谱图色谱图。基线：基线：没有被测组分通过检没有被测组分通过检测器时所得到的信号测器时所得到的信号-时间曲时间曲线称为基线。线称为基线。死时间死时间t t0 0 ：不与固定相作用的物：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时质从进样到出现峰极大值时的时间，间，保留时间保留时间t tR R ：试样从进样到出现：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间随流动相通过柱子的时间t0t0和组和组份在固定相中滞留时间。份在固定相中滞留时间。调整保留时间调整保留时间t tR
13、 R：某组份的保留：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，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它是组份在固定相中的滞留时间。间。第19页，共23页，编辑于2022年，星期二基线基线 ：无试样通过检测器时，检测的信号即为基线。：无试样通过检测器时，检测的信号即为基线。死时间死时间 t t t t0 0 0 0 柱出口处流动相的体积流速柱出口处流动相的体积流速 死体积死体积 V V V V0 0 0 0=t t0 0F F0 0 保留时间保留时间 t t t tR R R R （即即柱柱温和大气压的载气流速）温和大气压的载气流速）保留体积保留体积 V V V VR R R R=
14、t tR RF F0 0 校正保留体积校正保留体积 V V V VR R R R0 0 0 0=t tR RF FC C调整保留时间调整保留时间 t t t tR R R R=t tR R t t0 0 柱内平均体积流速柱内平均体积流速 调整保留体积调整保留体积 V V V VR R R R=V VR R VV0 0 =t=tR R F F0 0 净保留体积净保留体积 V V V VR R R R0 0 0 0 =t tR R F FC C 第20页，共23页，编辑于2022年，星期二峰高峰高 h h：组分在柱后出现浓组分在柱后出现浓度极大时的检测信号，即度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的
15、距离。色谱峰顶至基线的距离。区域宽度：区域宽度：用于衡量柱效及反用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因映色谱操作条件下的动力学因素。通常有三种表示方法。素。通常有三种表示方法。标准偏差标准偏差：0.6070.607倍峰宽处倍峰宽处的一半。的一半。半峰宽半峰宽W1/2W1/2：峰高一半处的峰高一半处的峰宽。峰宽。峰底宽峰底宽W W：色谱峰两侧拐点色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。上切线与基线的交点间的距离。W=4W=4 第21页，共23页，编辑于2022年，星期二色谱流出曲线的意义：色谱流出曲线的意义：l色谱峰数色谱峰数=样品中单组份的最少个数；样品中单组份的最少个数；l色谱保留值色谱保留值定性依据；定性依据；l色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量依据；定量依据；l色谱保留值或区域宽度色谱保留值或区域宽度色谱柱分离效能色谱柱分离效能评价指标；评价指标；l色谱峰间距色谱峰间距固定相或流动相选择是否合固定相或流动相选择是否合适的依据。适的依据。第22页，共23页，编辑于2022年，星期二请各位评委老师批评指正！请各位评委老师批评指正！第23页，共23页，编辑于2022年，星期二