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1、会计学1色谱分析法导论色谱分析法导论2第十二章第十二章 色谱分析色谱分析法法第十二章第十二章 (1)(1)色谱分析法导论色谱分析法导论第十二章第十二章 (2)(2)气相色谱分析法气相色谱分析法第十二章第十二章 (3)(3)高效液相色谱分析法高效液相色谱分析法kaishikaishi第1页/共100页3第十二章第十二章(1)(1)色谱分析法导论色谱分析法导论 ChromatographyChromatography第2页/共100页41、色谱法的产生、色谱法的产生 色谱法是一种分离技术，它色谱法是一种分离技术，它色谱法是一种分离技术，它色谱法是一种分离技术，它是俄国植物学家茨维特是俄国植物学家茨
2、维特是俄国植物学家茨维特是俄国植物学家茨维特19061906年年年年创立的。分离植物叶子中的色创立的。分离植物叶子中的色创立的。分离植物叶子中的色创立的。分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和素时，将叶片的石油醚（饱和素时，将叶片的石油醚（饱和素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管烃混合物）提取液倒入玻璃管烃混合物）提取液倒入玻璃管烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充中，柱中填充中，柱中填充中，柱中填充CaCOCaCO3 3粉末粉末粉末粉末(CaCOCaCO3 3 有吸附能力有吸附能力有吸附能力有吸附能力)，用纯石油，用纯石油，用纯石油，用纯石油醚洗脱（淋洗）。醚洗脱（淋
3、洗）。醚洗脱（淋洗）。醚洗脱（淋洗）。一、色谱分析法简介一、色谱分析法简介一、色谱分析法简介一、色谱分析法简介12(1)-1 概述 第3页/共100页5Tsweet的实验的实验第4页/共100页6Tsweet的实验的实验第5页/共100页7（1）一种是）一种是CaCO3 吸吸附，使色素在柱中停附，使色素在柱中停滞下来滞下来（2）一种是被石油醚溶）一种是被石油醚溶解，使色素向下移动解，使色素向下移动 各种色素结构不各种色素结构不同，受两种作用力大同，受两种作用力大小不同，经过一段时小不同，经过一段时间洗脱后，色素在柱间洗脱后，色素在柱子上分开，形成了各子上分开，形成了各种颜色的谱带，这种种颜色的
4、谱带，这种分离方法称为色谱法。分离方法称为色谱法。色素受两种作用力影响色素受两种作用力影响第6页/共100页812-1 概述概述 色谱法中共使用两相色谱法中共使用两相色谱法中共使用两相色谱法中共使用两相 固定相固定相固定相固定相固定不动的相固定不动的相固定不动的相固定不动的相 CaCOCaCO3 3 流动相流动相流动相流动相推动混合物流动的液体推动混合物流动的液体推动混合物流动的液体推动混合物流动的液体 石油醚石油醚石油醚石油醚 色谱法：色谱法：混合物在流动相的携带下通过混合物在流动相的携带下通过混合物在流动相的携带下通过混合物在流动相的携带下通过色谱柱分离出几种组分的方法。色谱柱分离出几种组
5、分的方法。色谱柱分离出几种组分的方法。色谱柱分离出几种组分的方法。流动相流动相流动相流动相液体液体 流的速度慢，流的速度慢，加压，使其流快，加压，使其流快，1969年年HPLC发展，发展，高压液相色谱。高压液相色谱。气体气体 1952 1952年产年产生气相色谱，生气相色谱，是色谱法一项是色谱法一项革命性进展。革命性进展。第7页/共100页912-1 概述概述固定相固定相固定相固定相：（1）固固体体吸吸附附剂剂：CaCO3、Al 2O3等等（2）液体固定相（载体）液体固定相（载体+固定固定液液高沸点有机化合物，涂高沸点有机化合物，涂在载体上）在载体上）色谱分析法一定是先分离，后分析。色谱分析法
6、一定是先分离，后分析。色谱分离法一定具有两相；固定相和流动相色谱分离法一定具有两相；固定相和流动相分离：利用组分在两相中分配系数或吸附能力分离：利用组分在两相中分配系数或吸附能力的差异进行分离。的差异进行分离。第8页/共100页10n n 随着被分离样品种类的增随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物多，该方法广泛地用于无色物质的分离，质的分离，“色谱色谱”名称中的名称中的“色色”失去了原有的意义，但失去了原有的意义，但“色谱色谱”这一名称沿用至今。这一名称沿用至今。第9页/共100页112.色谱法的发展色谱法的发展n n19301930年代初：年代初：年代初：年代初：R.KuhnR.
7、Kuhn把把把把M.TswettM.Tswett的方法用于类的方法用于类的方法用于类的方法用于类胡萝卜素的胡萝卜素的胡萝卜素的胡萝卜素的 分离，从此色谱法得以广泛应用。分离，从此色谱法得以广泛应用。分离，从此色谱法得以广泛应用。分离，从此色谱法得以广泛应用。n n19351935年：科学家第一次用苯酚和甲醛合成了有年：科学家第一次用苯酚和甲醛合成了有年：科学家第一次用苯酚和甲醛合成了有年：科学家第一次用苯酚和甲醛合成了有机离子交换剂，能交换机离子交换剂，能交换机离子交换剂，能交换机离子交换剂，能交换阳离子和有机氢离子阳离子和有机氢离子阳离子和有机氢离子阳离子和有机氢离子。后来又合成了阴离子交换
8、剂，既可用于离子交后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交换，又用于色谱分离换，又用于色谱分离换，又用于色谱分离换，又用于色谱分离即现时流行的即现时流行的即现时流行的即现时流行的离子交离子交离子交离子交换色谱法换色谱法换色谱法换色谱法。至至至至19501950年此方法已成型年此方法已成型年此方法已成型年此方法已成型。第10页/共100页122.色谱法的发展色谱法的发展n n1938年：科学家将糊状年：科学家将糊状Al2O3浆液浆液在玻璃板上铺成均匀薄层，用于在玻璃板上铺成均匀薄层，用于分离植物中的药用成分，即今日分
9、离植物中的药用成分，即今日用的用的薄层色谱薄层色谱。（用于薄层的材。（用于薄层的材料已发展至多种：如硅胶、聚酰料已发展至多种：如硅胶、聚酰胺等）。胺等）。n n 1944年：科学家用纤维（滤纸）年：科学家用纤维（滤纸）作固定载体，以吸附在滤纸上的作固定载体，以吸附在滤纸上的水作溶剂，根据组分在两相中溶水作溶剂，根据组分在两相中溶解度不同，即渗透率（速率）不解度不同，即渗透率（速率）不同而使各组分彼此分离，称之为同而使各组分彼此分离，称之为纸色谱法纸色谱法。第11页/共100页13n n1952年：年：Martin和和Synge又研究成又研究成功了在功了在惰性载体表面涂渍一层均惰性载体表面涂渍一
10、层均匀的有机化合物膜作为固定相，匀的有机化合物膜作为固定相，并以气体为流动相，用来分离脂并以气体为流动相，用来分离脂肪酸混合物肪酸混合物即今日的即今日的气液气液色谱色谱。1952年获诺贝尔化学奖年获诺贝尔化学奖。2.色谱法的发展色谱法的发展第12页/共100页14n n20世纪世纪6070年代年代GCMS，GCFTIR（傅立叶变换红外光谱）等傅立叶变换红外光谱）等联用成功，使色谱联用技术成为联用成功，使色谱联用技术成为分离、鉴定、剖析复杂混合物的分离、鉴定、剖析复杂混合物的最有效工具。最有效工具。n n20世纪世纪60年代末，在经典液相色年代末，在经典液相色谱基础上发展成高速、高效的现谱基础上
11、发展成高速、高效的现代液相色谱法。代液相色谱法。n n20世纪世纪5060年代是以气相色谱年代是以气相色谱为突破口的大发展时期，为突破口的大发展时期，70年代年代进入以高效液相色谱为代表的现进入以高效液相色谱为代表的现代色谱时代。代色谱时代。80年代以来，年代以来，HPLC的应用范围、文献数量已的应用范围、文献数量已超过超过GC。2.色谱法的发展色谱法的发展第13页/共100页15n n在较长时期内，色谱法主要应在较长时期内，色谱法主要应用在有机分析领域。用在有机分析领域。n n1975年，离子色谱的出现和各年，离子色谱的出现和各种金属螯合物色谱的迅速发展，种金属螯合物色谱的迅速发展，使色谱法
12、已用于无机阴、阳离使色谱法已用于无机阴、阳离子和金属元素的分析。子和金属元素的分析。n n20世纪世纪70年代，计算机技术进年代，计算机技术进入色谱领域，出现了计算机控入色谱领域，出现了计算机控制的全自动色谱仪。制的全自动色谱仪。第14页/共100页16 我国情况我国情况n n我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于19541954年，年，年，年，由由由由中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所中国科学院大连化学物理研究所首先首先首先首先开发。经过几十年的努力，我国色谱基开发。经
13、过几十年的努力，我国色谱基开发。经过几十年的努力，我国色谱基开发。经过几十年的努力，我国色谱基础理论研究和应用技术研究方面具有特础理论研究和应用技术研究方面具有特础理论研究和应用技术研究方面具有特础理论研究和应用技术研究方面具有特色。色。色。色。第15页/共100页17国内外主要色谱杂志国内外主要色谱杂志1.1.色谱（色谱（色谱（色谱（Chinese Journal of ChromatographyChinese Journal of Chromatography）中文色中文色中文色中文色谱杂志谱杂志谱杂志谱杂志2.2.Journal of ChromatographyJournal of
14、Chromatography（色谱杂志）色谱杂志）色谱杂志）色谱杂志）19581958年创刊，年创刊，年创刊，年创刊，主要以英文发表。主要以英文发表。主要以英文发表。主要以英文发表。3.3.Journal of Chromatographic ScienceJournal of Chromatographic Science（色谱科学杂志）色谱科学杂志）色谱科学杂志）色谱科学杂志）19631963年创刊年创刊年创刊年创刊4.4.Chromatographia Chromatographia（色谱法）色谱法）色谱法）色谱法）19681968年创刊年创刊年创刊年创刊5.5.Journal of L
15、iquid ChromatographyJournal of Liquid Chromatography（液相色谱杂志）液相色谱杂志）液相色谱杂志）液相色谱杂志）19781978年创刊，主要发表液相色谱研究报告年创刊，主要发表液相色谱研究报告年创刊，主要发表液相色谱研究报告年创刊，主要发表液相色谱研究报告6.6.Journal of High Resolution Chromatography and Journal of High Resolution Chromatography and CommunicationsCommunications（高分辨色谱和色谱通讯）高分辨色谱和色谱通讯）
16、高分辨色谱和色谱通讯）高分辨色谱和色谱通讯）分析化学、分析生物化学、医药、食品、环境科学、分析化学、分析生物化学、医药、食品、环境科学、分析化学、分析生物化学、医药、食品、环境科学、分析化学、分析生物化学、医药、食品、环境科学、石油化工等专业杂志也常发表色谱研究报告。石油化工等专业杂志也常发表色谱研究报告。石油化工等专业杂志也常发表色谱研究报告。石油化工等专业杂志也常发表色谱研究报告。第16页/共100页1812-1 概述概述3 3、特点：、特点：、特点：、特点：（1）分离效能高）分离效能高（2）灵敏度高）灵敏度高（3）分析速度快）分析速度快（4 4）应用范围广）应用范围广第17页/共100页
17、19二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类1 1、按两相状态分类、按两相状态分类气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱气体作流动相气体作流动相气体作流动相气体作流动相 （1 1 1 1）气固色谱）气固色谱）气固色谱）气固色谱:气体作流动相，固体吸附剂作固定相。气体作流动相，固体吸附剂作固定相。气体作流动相，固体吸附剂作固定相。气体作流动相，固体吸附剂作固定相。（2 2 2 2）气液色谱）气液色谱）气液色谱）气液色谱:气体作流动相，固定液作固定相。气体作流动相，固定液作固定相。气体作流动相，固定液作固定相。气体作流动相，固定液作固定相。第18页/共100页20液相色谱
18、液相色谱液相色谱液相色谱液体作流动相液体作流动相液体作流动相液体作流动相（1 1 1 1）液固色谱：液体作流动相）液固色谱：液体作流动相）液固色谱：液体作流动相）液固色谱：液体作流动相,固体吸附剂作固体相。固体吸附剂作固体相。固体吸附剂作固体相。固体吸附剂作固体相。（2 2 2 2）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相。超临界液体色超临界液体色谱谱超临界超临界流体作色谱流流体作色谱流动相。动相。第19页/共100页212、按操作形式分类、按操作形式分类（1 1）柱色谱：）柱
19、色谱：填充柱色谱填充柱色谱填充柱色谱填充柱色谱固定相填充到柱管内固定相填充到柱管内固定相填充到柱管内固定相填充到柱管内 毛毛毛毛细细细细管管管管柱柱柱柱色色色色谱谱谱谱把把把把固固固固定定定定相相相相涂涂涂涂在在在在毛毛毛毛细细细细管管管管内内内内壁壁壁壁上上上上，中间是空的。中间是空的。中间是空的。中间是空的。（2 2）纸纸色色谱谱：滤滤滤滤纸纸纸纸为为为为载载载载体体体体，吸吸吸吸附附附附在在在在滤滤滤滤纸纸纸纸上上上上的的的的水水水水为为为为固固固固定定定定相相相相的的的的色色色色谱谱谱谱法法法法，流流流流动动动动相相相相是是是是含含含含一一一一定定定定比比比比例例例例水的有机溶剂水的有
20、机溶剂水的有机溶剂水的有机溶剂，样品在滤纸上展开进行分离样品在滤纸上展开进行分离样品在滤纸上展开进行分离样品在滤纸上展开进行分离。（3 3）薄薄层层色色谱谱：把把把把固固固固体体体体固固固固定定定定相相相相压压压压成成成成或或或或涂涂涂涂成薄膜的色谱法。成薄膜的色谱法。成薄膜的色谱法。成薄膜的色谱法。二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类第20页/共100页22 3、按分离原理分类、按分离原理分类 （1 1）吸吸附附色色谱谱：利利利利用用用用吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂表表表表面面面面对对对对被被被被分离的各组分分离的各组分分离的各组分分离的各组分吸附能力吸附能力
21、吸附能力吸附能力不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。（2 2）分分配配色色谱谱：利利利利用用用用不不不不同同同同组组组组分分分分在在在在两两两两相相相相分配系数或溶解度分配系数或溶解度分配系数或溶解度分配系数或溶解度不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。（3 3）离离子子交交换换色色谱谱：利利利利用用用用不不不不同同同同组组组组分对分对分对分对离子交换剂亲和力离子交换剂亲和力离子交换剂亲和力离子交换剂亲和力不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。不同进行分离。（4 4）凝胶色谱：）凝胶色谱：利用凝胶对利用凝胶对利用凝胶对利用凝胶对分子的分子的分子的分子的
22、大小和形状不同大小和形状不同大小和形状不同大小和形状不同的组分所产生的阻碍作用不的组分所产生的阻碍作用不的组分所产生的阻碍作用不的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。同而进行分离的色谱法。同而进行分离的色谱法。同而进行分离的色谱法。二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类第21页/共100页23 12(1)2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语一、色谱图一、色谱图 混混混混合合合合物物物物样样样样品品品品（A+BA+BA+BA+B）色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱中中中中分分分分离离离离检检检检测测测测器器器器记记记记录录录录下下下下来来来来。组组组组分分
23、分分从从从从色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱流流流流出出出出时时时时，各各各各个个个个组组组组分分分分在在在在检检检检测测测测器器器器上上上上所所所所产产产产生生生生的的的的信信信信号号号号随随随随时时时时间间间间变化，所形成的曲线叫色谱图。变化，所形成的曲线叫色谱图。变化，所形成的曲线叫色谱图。变化，所形成的曲线叫色谱图。记录了各个组分流出色谱柱的情况，又记录了各个组分流出色谱柱的情况，又记录了各个组分流出色谱柱的情况，又记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出曲线。叫色谱流出曲线。叫色谱流出曲线。叫色谱流出曲线。第22页/共100页24第23页/共100页2512-2 概述概述 第24页/共1
24、00页26二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 第25页/共100页27第26页/共100页281 1、基基基基线线线线在在在在实实实实验验验验操操操操作作作作条条条条件件件件下下下下，色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱后后后后没没没没有有有有组组组组分分分分流流流流出出出出的的的的曲曲曲曲线叫基线。线叫基线。线叫基线。线叫基线。稳稳稳稳定定定定情情情情况况况况下下下下，一条直线。一条直线。一条直线。一条直线。基基基基线线线线上上上上下下下下波波波波动动动动称为噪音。称为噪音。称为噪音。称为噪音。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中
25、的基本术语二、色谱图中的基本术语 第27页/共100页292 2、色谱峰的高度、色谱峰的高度、色谱峰的高度、色谱峰的高度h h（1）峰高）峰高h 色谱峰最高点与色谱峰最高点与基线之间的距离基线之间的距离，可用，可用mm,mV，mA表示。峰高低与组表示。峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好。分浓度有关，峰越高越窄越好。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 h第28页/共100页303.色谱峰的宽度色谱峰的宽度标准偏差标准偏差标准偏差标准偏差 峰高峰高峰高峰高0.6070.607倍处的色谱峰宽的一半倍处的色谱峰宽的一半倍处的色谱峰宽的一半倍处的色
26、谱峰宽的一半。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 第29页/共100页31qq峰峰峰峰底底底底宽宽宽宽WWb b色色色色谱谱谱谱峰峰峰峰两两两两侧侧侧侧拐拐拐拐点点点点所所所所作作作作切切切切线线线线在在在在基基基基线线线线上的距离上的距离上的距离上的距离 WWb b =4=4 qq 半峰宽半峰宽半峰宽半峰宽WW1/21/2峰高一半处色谱峰的宽度峰高一半处色谱峰的宽度峰高一半处色谱峰的宽度峰高一半处色谱峰的宽度 WW1/21/2 =2.354=2.354 W W1/21/2 =0.589W=0.589Wb b Wb第30页/共100页32
27、4.色谱峰面积色谱峰面积A 色谱峰与峰底所围的面积。色谱峰与峰底所围的面积。色谱峰与峰底所围的面积。色谱峰与峰底所围的面积。对于对称的色谱峰对于对称的色谱峰对于对称的色谱峰对于对称的色谱峰 A=1.065h WA=1.065h W1/21/2 对于非对称的色谱峰对于非对称的色谱峰对于非对称的色谱峰对于非对称的色谱峰 A=1.065h(W A=1.065h(W 0.150.15+W+W 0.850.85)/2)/2二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 第31页/共100页335.5.色谱保留值色谱保留值色谱保留值色谱保留值定性的依据定性的依据定
28、性的依据定性的依据 组组分分在在色色谱谱柱柱中中停停留留的的数数值值，可可用用时时间间t 和和所所消消耗耗流流动动相相的的体体积积来来表表示示。组组分分在在固固定定相相中中溶溶解解性性能能越越好好，或或固固定定相相的的吸吸附附性性越越强强，在在柱柱中中滞滞留留的的时时间间越越长长，消消耗耗的的流流动动相相体体积积越越大大，固固定定相相、流流动动相相固固定定，条条件件一一定定时时，组组分分的保留值是个定值。的保留值是个定值。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 第32页/共100页345.色谱保留值色谱保留值定性的依据定性的依据t0（1 1）死死死死时时时时间间间间t t0 0不不不不被
29、被被被固固固固定定定定相相相相吸吸吸吸附附附附或或或或溶溶溶溶解解解解的的的的组组组组分分分分流流流流经色谱柱所需的时间。经色谱柱所需的时间。经色谱柱所需的时间。经色谱柱所需的时间。从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱惰惰惰惰性性性性气气气气体体体体（空空空空气气气气、甲甲甲甲烷烷烷烷等等等等）流流流流出出出出色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱所需的时间。所需的时间。所需的时间。所需的时间。17第33页/共100页35 组组分分流流经经色色谱谱柱柱时
30、时所所需时间。需时间。进进样样开开始始到到柱柱后后出出现现最最大大值值时时所所需需的的时时间间。操操作作条条件件不不变变时时，一一种种组组分分有有一一个个tR定定 值值，定定性参数。性参数。(2)保留时间保留时间tRtR第34页/共100页36（3 3）调调调调整整整整保保保保留留留留时时时时间间间间t tR R扣扣扣扣除除除除了了了了死死死死时时时时间间间间的的的的保保保保留留留留时时时时间间间间。t tR R=t=tR Rt t0 0又又又又 称称称称 校校校校正正正正保保保保留留留留时时时时间间间间，实实实实际保留时间。际保留时间。际保留时间。际保留时间。n n t tR R体体体体现现
31、现现的的的的是是是是组组组组分分分分在在在在柱柱柱柱中中中中被被被被吸吸吸吸附附附附或溶解的时间。或溶解的时间。或溶解的时间。或溶解的时间。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 tR第35页/共100页37（4）死死体体积积V0不不被被固固定定相相滞滞留留的的组组分分流流经经色色谱谱柱柱所所消消耗耗的的流流动动相相体体积积称称死死体体积积，色色谱谱柱柱中载气所占的体积。中载气所占的体积。V0=t 0F0 F0柱柱后后出出口口处处流流动动相相的的体体积积流速流速mL/min 保留值用体积表示：保留值用体积表示：第36页/共100页38（5 5）
32、保保保保留留留留体体体体积积积积V VR R 组组组组分分分分从从从从进进进进样样样样开开开开始始始始到到到到色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱后后后后出出出出现现现现最最最最大大大大值值值值时时时时所所所所需需需需流流流流动动动动相相相相体体体体积积积积，组组组组分分分分通通通通过过过过色色色色谱柱时所需流动相体积谱柱时所需流动相体积谱柱时所需流动相体积谱柱时所需流动相体积 V VR R=t=t R RF F 0 0（6 6）调调调调整整整整保保保保留留留留体体体体积积积积VVR R扣扣扣扣除除除除了了了了死死死死体体体体积积积积的的的的保保保保留留留留体体体体积积积积，真真真真实实实实的的的的将将将
33、将待待待待测测测测组组组组分分分分从从从从固固固固定定定定相相相相中中中中携携携携带带带带出出出出柱柱柱柱子所需的流动相体积。子所需的流动相体积。子所需的流动相体积。子所需的流动相体积。V VR R=t=tR RF F 0 0二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 t0、V0与被测组分无关，因而与被测组分无关，因而tR、VR 更更合理地反映了物质在柱中的保留情况。合理地反映了物质在柱中的保留情况。第37页/共100页39（7）相相对对保保留留值值2，1或或i,s 在在相相同同操操作作条条件件下下，组组分分2或或组组分分i对对另另一一参参比比组组
34、分分1或或s调调整整保保留留值之比值之比二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 相对保留值只与相对保留值只与柱温及固定相的性质柱温及固定相的性质有关，有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关。广泛使用的定性数据。关。广泛使用的定性数据。第38页/共100页40三、分配平衡三、分配平衡 在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下，组组组组分分分分在在在在流流流流动动动动相相相相和和和和固固固固定定定定相相相相之之之之间间间间所所所所达达达达到到到到的的的的平平平平衡衡衡衡叫叫叫叫分分分分配配配配平
35、平平平衡衡衡衡，组组组组分分分分在在在在两两两两相相相相中中中中的的的的分分分分配配配配行为常采用行为常采用行为常采用行为常采用分配系数分配系数分配系数分配系数KK和分配比和分配比和分配比和分配比k k来表示。来表示。来表示。来表示。K随随T变化，与固定相、流动相的体积无关变化，与固定相、流动相的体积无关=cs/cm组分在固定相中的浓度组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度组分在流动相中的浓度K=1、分配系数、分配系数 K(浓度分配系数浓度分配系数)第39页/共100页412 2、分配比、分配比、分配比、分配比k(k(又叫容量因子，容量比又叫容量因子，容量比又叫容量因子，容量比又叫容量因子，
36、容量比)组分在固定相中的质量组分在固定相中的质量组分在固定相中的质量组分在固定相中的质量 组分在流动相中的质量组分在流动相中的质量组分在流动相中的质量组分在流动相中的质量 =mms s/m/mmm =c cs sv vs s/c cmmv vmm=K v=K vs s/v/vmm k=k 随随T、固定相、流动相的体积变化而变化、固定相、流动相的体积变化而变化k 越大，组分在固定相中质量越多，越大，组分在固定相中质量越多，tR越长越长组分与固定相的组分与固定相的热力学性质热力学性质柱温、柱柱温、柱压压两相体积两相体积tR越长越长K有关有关有关有关无关无关越大越大k有关有关有关有关有关有关越大越大
37、17第40页/共100页42经实验测得经实验测得k 与与tR之间的关系之间的关系：*tR=t0(1+k)第41页/共100页43总结：总结：（1）由由色色谱谱峰峰的的数数目目，可可判判断断试试样中所含组分的样中所含组分的最少个数。最少个数。（2）根根据据色色谱谱峰峰的的保保留留值值进进行行定性分析。定性分析。（3）根根据据色色谱谱峰峰的的h.A 进进行行定定量分析。量分析。（4 4）根据根据色谱峰的色谱峰的间距间距及峰的宽及峰的宽度度可评价色谱的可评价色谱的柱效及分离情柱效及分离情况。况。第42页/共100页44 12(1)3 色谱法的基本色谱法的基本理论理论 在在50年代，色谱技术年代，色谱
38、技术发展的初期，发展的初期，Martin等人等人把色谱分离过程比作分馏把色谱分离过程比作分馏过程，并把分馏中的半经过程，并把分馏中的半经验理论验理论塔板理论塔板理论用于色用于色谱分析法。谱分析法。第43页/共100页45 塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，假塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，假设柱内有设柱内有n块塔板，每块塔板高度称为理块塔板，每块塔板高度称为理论塔板高度，论塔板高度，用用H表示，表示，在每块塔板内，在每块塔板内，试样各组分在两相中分配并达到平衡，最试样各组分在两相中分配并达到平衡，最后，挥发度大的组分和挥发度小的组分彼后，挥发度大的组分和挥发度小的组分彼此分离，挥发度大的最先从塔
39、顶（即柱后）此分离，挥发度大的最先从塔顶（即柱后）逸出。尽管这个理论并不完全符合色谱柱逸出。尽管这个理论并不完全符合色谱柱的分离过程，色谱分离和一般的分馏塔分的分离过程，色谱分离和一般的分馏塔分离有着重大的差别，但是因为这个比喻形离有着重大的差别，但是因为这个比喻形象简明，因此几十年来一直沿用。象简明，因此几十年来一直沿用。一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论第44页/共100页46第45页/共100页47一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论 对对对对一一一一个个个个色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱来来来来说说说说，若若若若色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱长长长长度度度度固固固固定定定
40、定L L，每每每每块块块块塔塔塔塔板板板板高高高高度度度度HH越越越越小小小小，塔塔塔塔板板板板数数数数目目目目越越越越多多多多，分分分分离离离离的的的的效效效效果果果果越越越越好好好好，柱效越高。塔板数用柱效越高。塔板数用柱效越高。塔板数用柱效越高。塔板数用n n 表示表示表示表示。n=L/H 或或 H=L/n HH越越越越小小小小，n n越越越越多多多多，分分分分离离离离效效效效果果果果越越越越好好好好，用用用用 H,n H,n 评价柱效。评价柱效。评价柱效。评价柱效。由由塔塔板板理理论论导导出出n与与WWb b，W W 1/21/2 的的关关系系。第46页/共100页48 有有时时n 大
41、大，分分离离效效果果也也不不好好，因因用用tR 内内含含t0，后后来来改改用用有有效效塔板数。塔板数。一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论 塔板理论的成功之处，提出了塔板理论的成功之处，提出了计算理论计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方法，塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方法，具有开创性，但有一定局限性具有开创性，但有一定局限性。H理理n 理理H有效有效n 有效有效第47页/共100页49 前前前前面面面面已已已已知知知知，用用用用塔塔塔塔板板板板理理理理论论论论来来来来说说说说明明明明色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱内内内内各各各各组组组组分分分分的的的的分分分分离离离离过过过
42、过程程程程并并并并不不不不合合合合理理理理，因因因因为为为为色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱内内内内并并并并没没没没有有有有塔塔塔塔板板板板。当当当当同同同同一一一一试试试试样样样样进进进进入入入入同同同同一一一一色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱，当当当当流流流流动动动动相相相相速速速速度度度度变变变变化化化化时时时时，得得得得到到到到不不不不同同同同的的的的色色色色谱谱谱谱图图图图。测测测测得得得得的的的的 n n 和和和和 H H 也也也也不不不不同同同同，充充充充分分分分说说说说明明明明塔塔塔塔板板板板理理理理论论论论不不不不足足足足以以以以说说说说明明明明色色色色谱谱谱谱柱的分离过程。柱的分离过程。柱
43、的分离过程。柱的分离过程。、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程 第48页/共100页50 19561956年年年年，速速速速 率率率率 理理理理 论论论论 是是是是 荷荷荷荷 兰兰兰兰 学学学学 者者者者 范范范范 第第第第 姆姆姆姆 特特特特（VanDeomterVanDeomter）提出的。提出的。提出的。提出的。速速速速率率率率理理理理论论论论吸吸吸吸收收收收和和和和保保保保留留留留了了了了塔塔塔塔板板板板理理理理论论论论的的的的有有有有益益益益成成成成果果果果，n n、HH的的的的概概概概念念念念。提提提提出出出出了了了了影影影影响响响响板板板板高高高高的的的的各各各各种种种种
44、因因因因素素素素。此此此此方方方方程程程程经简化后写为经简化后写为经简化后写为经简化后写为:该式称为速率方程（范氏方程）。该式称为速率方程（范氏方程）。下面我们将对公式中的各项进行讨论下面我们将对公式中的各项进行讨论 u为流动相线速为流动相线速度度cm.s-1，线速线速度度=柱长柱长/死时间死时间、速率理论、速率理论、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程范第姆特方程范第姆特方程 第49页/共100页51、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程（1 1）提提提提出出出出了了了了影影影影响响响响的的的的三三三三项项项项因因因因素素素素：涡涡涡涡流流流流扩扩扩扩散散散散项项项项，分分分分子
45、子子子扩散项，扩散项，扩散项，扩散项，传质阻力项。传质阻力项。传质阻力项。传质阻力项。（2 2）在流动相流速一定时，）在流动相流速一定时，）在流动相流速一定时，）在流动相流速一定时，当、最小时，才小，当、最小时，才小，当、最小时，才小，当、最小时，才小，n n 才最高，柱效高。才最高，柱效高。才最高，柱效高。才最高，柱效高。当、最大时，才大，当、最大时，才大，当、最大时，才大，当、最大时，才大，n n 才最小，柱效低。才最小，柱效低。才最小，柱效低。才最小，柱效低。17第50页/共100页52（1）涡流扩散项）涡流扩散项A 在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移在填充色谱柱中，当组分随流动
46、相向柱出口迁移在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似“涡涡涡涡流流流流”的流动，故称涡流扩散。的流动，故称涡流扩散。的流动，故称涡流扩散。的流动，故称涡流扩散。第51页/共100页53第52页/共100页54（1）涡流
47、扩散项）涡流扩散项A A A2d2dp p A A与填充物的与填充物的与填充物的与填充物的平均直径平均直径平均直径平均直径d dp p的大小和填充的大小和填充的大小和填充的大小和填充不规则不规则不规则不规则因子因子因子因子 有关有关有关有关。减小：减小：减小：减小：固定相颗粒应适当细小、均匀；固定相颗粒应适当细小、均匀；固定相颗粒应适当细小、均匀；固定相颗粒应适当细小、均匀；填充要均匀。填充要均匀。填充要均匀。填充要均匀。第53页/共100页55（2）分子扩散项）分子扩散项B/u（纵向扩散项）纵向扩散项）待待待待测测测测组组组组分分分分是是是是以以以以“塞塞塞塞子子子子”的的的的形形形形式式式
48、式被被被被流流流流动动动动相相相相带带带带入入入入色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱的的的的，在在在在“塞塞塞塞子子子子”前前前前后后后后存存存存在在在在浓浓浓浓度度度度梯梯梯梯度度度度，由由由由浓浓浓浓稀方向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。稀方向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。稀方向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。稀方向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。第54页/共100页56第55页/共100页57 B B2D2D 是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，也称也称也称也称弯曲因子弯曲
49、因子弯曲因子弯曲因子，它反映了填充物对分子扩散的阻，它反映了填充物对分子扩散的阻，它反映了填充物对分子扩散的阻，它反映了填充物对分子扩散的阻碍程度。通常小于碍程度。通常小于碍程度。通常小于碍程度。通常小于1 1的常数。的常数。的常数。的常数。DD为组分在流动相中扩散系数为组分在流动相中扩散系数为组分在流动相中扩散系数为组分在流动相中扩散系数(cmcm2 2s s11)。D Dg g气相扩散系数比液相扩散系数气相扩散系数比液相扩散系数气相扩散系数比液相扩散系数气相扩散系数比液相扩散系数D Dmm大的多（约大的多（约大的多（约大的多（约10105 5倍），在液相中分子纵向扩散引起峰变宽很小，倍），
50、在液相中分子纵向扩散引起峰变宽很小，倍），在液相中分子纵向扩散引起峰变宽很小，倍），在液相中分子纵向扩散引起峰变宽很小，可忽略不计，在气相中，当载气流速小时分子扩可忽略不计，在气相中，当载气流速小时分子扩可忽略不计，在气相中，当载气流速小时分子扩可忽略不计，在气相中，当载气流速小时分子扩散较大。散较大。散较大。散较大。（2）分子扩散项）分子扩散项B/u（纵向扩散项）纵向扩散项）第56页/共100页58 减减小小纵纵向向扩扩散散项项u u 采采取取措措施：施：适适当当提提高高流流动动相相流流速速u u，减减小小保留时间保留时间 用用相相对对分分子子质质量量较较大大的的气气体体作流动相。作流动相。