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1、第十一章色谱基础1第一页，本课件共有68页一、历史：一、历史：19031903年，俄国植物学家年，俄国植物学家Mikhail IswettMikhail Iswett最先发明。最先发明。他采用填充有固体他采用填充有固体CaCO3CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物（叶绿素和叶黄素合物（叶绿素和叶黄素Chlorophylls Chlorophylls&xanthophylls&xanthophylls加于柱顶端，然后以加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱（希腊了不同的色带，他称之为色谱（
2、希腊语中语中“chromachroma”=color;=color;“grapheingraphein”witewite）2第二页，本课件共有68页3第三页，本课件共有68页4第四页，本课件共有68页英国学者马丁由于对色谱法作出重要贡献而获得1951年诺贝尔奖。1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！5第五页，本课件共有68页二、色谱法共同的基本特点二、色谱法共同的基本特点具备两个相：具备两个相：其中的一相固定不动，称为固定相；其中的一相固定不动，称为固定相；另一个是携带试样混合物流过此固定相的流体（气另一个是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动
3、相。体或液体），称为流动相。由于由于TswettTswett的开创性工作，因此人们尊称他为的开创性工作，因此人们尊称他为“色谱学之父色谱学之父”，而以他的名字命名的，而以他的名字命名的TswettTswett奖液成为奖液成为了色谱界的最高荣誉奖。了色谱界的最高荣誉奖。色谱法是一种分离技术，对于复杂有机混合物试色谱法是一种分离技术，对于复杂有机混合物试样具有极高的分离效率，也是色谱法不同于其他样具有极高的分离效率，也是色谱法不同于其他分析方法的显著特点。分析方法的显著特点。到到2121世纪色谱科学将在生命科学等前沿科学领域发挥世纪色谱科学将在生命科学等前沿科学领域发挥不可代替的重要作用。不可代替
4、的重要作用。6第六页，本课件共有68页三、应用三、应用色谱法的发展对有机化学的发展起到了巨大的推色谱法的发展对有机化学的发展起到了巨大的推动作用，如动作用，如对天然有机化合物的分离、分析、结构测定；对天然有机化合物的分离、分析、结构测定；大气、水中有机污染物的测定；大气、水中有机污染物的测定；农产品、食品中农药残留量的测定；农产品、食品中农药残留量的测定；产品质量检测；产品质量检测；遗传密码的破译；遗传密码的破译；兴奋剂检测；兴奋剂检测；天然物质中抗癌活性组分的分离分析；天然物质中抗癌活性组分的分离分析；宇宙空间有机物质寻找。宇宙空间有机物质寻找。参考网站：中国色谱网参考网站：中国色谱网htt
5、p:/http:/7第七页，本课件共有68页8第八页，本课件共有68页四、色谱法的特点四、色谱法的特点优点：优点：“三高三高”、“一快一快”、“一广一广”高选择性高选择性可将性质相似的组分分开可将性质相似的组分分开高效能高效能反复多次利用组分性质的差异产生很好分反复多次利用组分性质的差异产生很好分离效果离效果高灵敏度高灵敏度1010111110101313g g，适于痕量分析，适于痕量分析分析速度快分析速度快几几十分钟完成分离，一次可以几几十分钟完成分离，一次可以测多种样品测多种样品应用范围广应用范围广气体、液体、固体物质气体、液体、固体物质化学衍生化再色谱分离、分析化学衍生化再色谱分离、分析
6、缺点：对未知物分析的定性专属性差缺点：对未知物分析的定性专属性差需要与其他分析方法联用（需要与其他分析方法联用（GC-MS,LC-MSGC-MS,LC-MS）9第九页，本课件共有68页五、色谱分离基本原理：五、色谱分离基本原理：由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定
7、相中流出。定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方法与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各结合，实现混合物中各组分的分离与检测。组分的分离与检测。两相及两相的相对运两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础动构成了色谱法的基础10第十页，本课件共有68页六、色谱分类方法六、色谱分类方法1 1按固定相的固定方式分按固定相的固定方式分2 2按分离机制分：按分离机制分：11第十一页，本课件共有68页4 4按照展开程序分类按照展开程序分类按照展开程序的不同，可将色谱法分为洗脱法、按照展开程序的不同，可将色谱法分为洗脱法、顶替法、和迎头法。顶替法、和迎头法。12第十二页，本课件共有68页5按使用领域不同对
8、色谱仪的分类13第十三页，本课件共有68页14第十四页，本课件共有68页11.211.2色谱流出曲线（色谱图）及有色谱流出曲线（色谱图）及有 关术语关术语混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应的响应15第十五页，本课件共有68页一、色谱分离过程一、色谱分离过程以吸附色谱为例以吸附色谱为例吸附吸附解吸解吸再吸附再吸附再解吸再解吸反复多次洗脱反复多次洗脱被测组分被测组分分配系数不同分配系数不同差速迁移差速迁移分离分离分配系数的微小差异分配系数的微小差异吸附能力的微小差异吸附能力的微小差异微小差异积累微小差异积累较大差异较大差异吸附能力弱的组分
9、先流出；吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出吸附能力强的组分后流出16第十六页，本课件共有68页二、色谱流出曲线（色谱图，二、色谱流出曲线（色谱图，chromatogramchromatogram）试样中各组分经色谱柱分离后，经过检测器，按先试样中各组分经色谱柱分离后，经过检测器，按先后次序转变为相应的电信号图。后次序转变为相应的电信号图。17第十七页，本课件共有68页三、常用色谱术语：三、常用色谱术语：1 1、基线：没有样品组、基线：没有样品组分流出的曲线，一般分流出的曲线，一般是水平线。是水平线。2 2色谱峰：响应信号大小随时间变化所形成色谱峰：响应信号大小随时间变化所形成的峰形
10、曲线的峰形曲线,一般呈正态分布。一般呈正态分布。3 3峰高与峰面积峰高与峰面积峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离峰面积：峰与峰底之间的面积峰面积：峰与峰底之间的面积18第十八页，本课件共有68页4 4保留值（保留值（Retention value,RRetention value,R）物理意义：用于表征试样组分被固定相滞留程度。物理意义：用于表征试样组分被固定相滞留程度。（1 1）用时间表示的保留值）用时间表示的保留值t t0 0 死时间死时间:不被固定相不被固定相吸附或溶解的物质从进样到吸附或溶解的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它出现峰极大值时的时间
11、，它与色谱柱的空隙体积成正比。与色谱柱的空隙体积成正比。不与固定相作用，因此，其流速不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相近。据与流动相的流速相近。据t t0 0可求可求出流动相平均流速出流动相平均流速19第十九页，本课件共有68页b b保留时间保留时间tr:tr:试样从进样到出现峰极大值所经过的试样从进样到出现峰极大值所经过的时间。时间。包括包括 随流动相通过柱子的时间随流动相通过柱子的时间t t0 0 在固定相中滞留的时间在固定相中滞留的时间c c调整保留时间调整保留时间tr:tr:某组份的保留时间扣除死时间某组份的保留时间扣除死时间后的时间，表示组份在固定相中滞留时间。后的时间，表
12、示组份在固定相中滞留时间。保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组分保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组分的保留时间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作的保留时间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体积来表示保留值。者有时用保留体积来表示保留值。20第二十页，本课件共有68页（2 2）用相应的流动相体积来表示的保留值）用相应的流动相体积来表示的保留值a.a.死体积死体积V V0 0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项，可由下式计算忽略后两项，可由下式计算V
13、V0 0=t=t0 0Fco Fco （FcoFco为流速）为流速）仅适用于气相色谱，不适用于液相色谱。仅适用于气相色谱，不适用于液相色谱。F0-F0-检测器出口流速：检测器出口流速：Tr-Tr-室温；室温；Tc-Tc-柱温；柱温；Pa-Pa-大气压；大气压；Pw-Pw-室温时水蒸汽压。室温时水蒸汽压。21第二十一页，本课件共有68页b.b.保留体积保留体积VrVr从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：过的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：V VR R=t=tR R FcoFcoc c调整保留体
14、积调整保留体积V VR R某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体积整保留体积。22第二十二页，本课件共有68页3 3相对保留值相对保留值r2,1:r2,1:组份组份2 2的调整保留值与组份的调整保留值与组份1 1的调的调整保留值之比。整保留值之比。r2,1r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长长L L、填充情况及流动相流速无关。、填充情况及流动相流速无关。衡量固定相选择性的指标，又称选择因子衡量固定相选择性的指标，又称选择因子通常固定一个色谱峰为标准通常固定一个色谱峰为标准s s，然后
15、再求其它峰，然后再求其它峰i i对标对标准峰的相对保留值，此时以准峰的相对保留值，此时以a a表示：表示：a a总是大于总是大于1 1的。的。23第二十三页，本课件共有68页5 5区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。三种表示方法：动力学因素。三种表示方法：标准偏差标准偏差：0.6070.607倍峰高处色谱峰宽的一半。倍峰高处色谱峰宽的一半。半峰宽半峰宽W1/2W1/2：峰高一半处的峰宽。：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354W1/2=2.354峰底宽峰底宽W W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距：色谱峰两侧拐点上切线与基线
16、的交点间的距离。离。24第二十四页，本课件共有68页色谱流出曲线的意义：色谱流出曲线的意义：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；色谱保留值色谱保留值定性依据；定性依据；色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量依据；定量依据；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评价指标色谱柱分离效能评价指标色谱峰间距色谱峰间距固定相或流动相选择是否合适的依固定相或流动相选择是否合适的依据据25第二十五页，本课件共有68页11.311.3色谱法基本原理色谱法基本原理色谱分析的目的色谱分析的目的:使各组分彼此分离！使各组分彼此分离！1.1.组分在两相间的分配组分在两相间的分配
17、系数相差足够大，系数相差足够大，即与热力学性质有关。即与热力学性质有关。2.2.传质和扩散足够快传质和扩散足够快,否则每个峰都很宽，否则每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分开。以致彼此重叠，还是不能分开。即与动力学性质有关。即与动力学性质有关。因此，应从热力学和动力学两方面研究、解释色谱分离因此，应从热力学和动力学两方面研究、解释色谱分离行为行为26第二十六页，本课件共有68页描述分配过程参数描述分配过程参数1 1分配系数（分配系数（Distribution constant,KDistribution constant,K）它是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相它是指在一定温度和压
18、力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的之间分配达平衡时的浓度之比值浓度之比值，即，即分配系数是由组分和固定相的热力学性质决定的，是每分配系数是由组分和固定相的热力学性质决定的，是每一个溶质特征值一个溶质特征值,与固定相和温度有关，与两相体积、与固定相和温度有关，与两相体积、柱管的特性以及所使用的仪器无关。柱管的特性以及所使用的仪器无关。分配系数的差异是所有色谱分离的实质性的原因。分配系数的差异是所有色谱分离的实质性的原因。27第二十七页，本课件共有68页讨论讨论1 1一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；2 2试样一定时，试样一定时，K
19、 K主要取决于固定相性质；主要取决于固定相性质；3 3每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种固定相上的分配系数K K不同；不同；4 4选择适宜的固定相可改善分离效果；选择适宜的固定相可改善分离效果；5 5试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的K K值是分离的基础；值是分离的基础；6 6某组分的某组分的K K=0=0时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。28第二十八页，本课件共有68页2 2分配比分配比:1)1)定义：在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达定义：在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的平衡时，分配在固定
20、相和流动相中的质量比质量比，它反映，它反映了组分在柱中的了组分在柱中的迁移速率迁移速率。其中其中VmVmV V0 0，近似等于死体积，近似等于死体积V V0 0,VsVs为固定相体积。为固定相体积。2 2）意义：）意义：k k值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的容值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的容量大，与体积相关量大，与体积相关,是容量因子，分配系数是溶质因是容量因子，分配系数是溶质因子。子。29第二十九页，本课件共有68页3 3）分配比）分配比k k值可直接从色谱图中测得值可直接从色谱图中测得A A组分滞留因子组分滞留因子RsRs，由于固定相对组分有保留作用，由于固定
21、相对组分有保留作用，所以所以usuus50n50时，峰形接近正态分布。时，峰形接近正态分布。37第三十七页，本课件共有68页塔板数塔板数n n可用以评价一根柱子的柱效。可用以评价一根柱子的柱效。色谱柱长：色谱柱长：L L，虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：H H,色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：n n则三者的关系为：则三者的关系为：n n=L L/H H理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：n n越多，越多，H H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。越小、色谱峰越窄，则柱效越高。38第三十八页，本课件共有68页2 2有效塔板数有效塔板高度有效塔板数有效塔板高度
22、计算出来的计算出来的n n和和H H值有时并不能充分地反映色谱柱的分离值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用效能，因为采用t tr r计算时，没有扣除死时间计算时，没有扣除死时间t tM M，所以，所以需引入有效塔板数和有效塔板高度表示柱效：需引入有效塔板数和有效塔板高度表示柱效：39第三十九页，本课件共有68页有关塔板理论的说明：有关塔板理论的说明：1 1）说明柱效时，必须注明该柱效是针对何种物质、）说明柱效时，必须注明该柱效是针对何种物质、固定液种类及其含量、流动相种类及流速、操作固定液种类及其含量、流动相种类及流速、操作条件等；条件等；2 2）应定期对柱效进行评价，以防柱效下降
23、，延长柱）应定期对柱效进行评价，以防柱效下降，延长柱寿命。寿命。3 3）塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程、）塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程、导出流出曲线的数学模型、解释了流出曲线形状和位导出流出曲线的数学模型、解释了流出曲线形状和位置、提出了计算和评价柱效的参数。置、提出了计算和评价柱效的参数。40第四十页，本课件共有68页该理论缺点该理论缺点:不考虑分子扩散、其它动力学因素。不考虑分子扩散、其它动力学因素。不能解释峰形为什么会扩张？不能解释峰形为什么会扩张？不能解释影响柱效的动力学因素是什么？不能解释影响柱效的动力学因素是什么？柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，
24、当两组分的分柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数配系数K K相同的，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法相同的，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。分离。塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，同的实验结果，无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。41第四十一页，本课件共有68页2 2速率理论（速率理论（Ratc theoryRatc theory）-考虑扩散传质因素考虑扩散传质因素van Deemtervan Deemter方程：方程：u u为流动相线速度：为流
25、动相线速度：A A，B B，C C为常数，其中为常数，其中A A分别表示涡流扩散系数；分别表示涡流扩散系数；B B分子扩散系数；分子扩散系数；C C传质阻力系数（包括液相和固相）。传质阻力系数（包括液相和固相）。从动力学角度解释了影响板高（柱效）的各种因素！从动力学角度解释了影响板高（柱效）的各种因素！任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H H，从，从而提高柱效。而提高柱效。H H与与u u成反比成反比H H与与u u成正比成正比42第四十二页，本课件共有68页1 1）涡流扩散项）涡流扩散项由于受到固定相颗粒的阻碍，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁
26、移过程中随流动组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的相不断改变方向，形成紊乱的“涡涡流流”；从图中可见，因填充物颗粒；从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性大小及填充的不均匀性同一组同一组分运行路线长短不同分运行路线长短不同流出时间流出时间不同不同峰形展宽。峰形展宽。展宽程度以展宽程度以A A表示：表示：A=2dpA=2dpdpdp填充物平均直径；填充物平均直径；填充不规则因子。填充不规则因子。使用细粒的固定相并填充均匀可减小使用细粒的固定相并填充均匀可减小A A，提高柱效。，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0A=0。43第四十三页
27、，本课件共有68页2 2）分子扩散项）分子扩散项因浓度梯度面向前后自发地扩散，使谱峰展宽。因浓度梯度面向前后自发地扩散，使谱峰展宽。B B=2=2DD (样品注入时呈样品注入时呈“塞子塞子”状分布状分布)称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况：分子扩散的阻碍情况：D D组分在流动相中的扩散系数。组分在流动相中的扩散系数。分子量大的组分，分子量大的组分，D Dg g小，即小，即B B小小DgDg随柱温升高而增加，但反比与柱压；随柱温升高而增加，但反比与柱压；流动相分子量大，流动相分子量大，D Dg g小，即小，即B B小：小：增加，组份
28、停留时间短，纵向扩散小；增加，组份停留时间短，纵向扩散小；对于液相色谱，因对于液相色谱，因D Dg g较小，较小，B B项可忽略。项可忽略。44第四十四页，本课件共有68页3 3）传质阻力项）传质阻力项-峰展宽峰展宽因传质阻力的存在，使分配不能因传质阻力的存在，使分配不能“瞬间瞬间”达至衡达至衡.a a）气相色谱：）气相色谱：减小填充颗粒直径减小填充颗粒直径dpdp采用分子量小的流动相，使采用分子量小的流动相，使DgDg增加；增加；减小液膜厚度减小液膜厚度djdj，C Cl l下降下降,但但k(k(容量因子容量因子)又减小又减小,C,Cl l增加。但当固定液含量一定增加。但当固定液含量一定,增
29、加比表面来降低增加比表面来降低d dj j。但比表面过大会因吸附过强使峰拖尾。但比表面过大会因吸附过强使峰拖尾。增加柱温，可增加增加柱温，可增加D Dl l，但，但k k值减小值减小.为保持合适为保持合适C Cl l值，应控制柱温。值，应控制柱温。45第四十五页，本课件共有68页b b）液液色谱：传质阻力项）液液色谱：传质阻力项C C包括流动相传质阻力系数包括流动相传质阻力系数CmCm和固定相传质阻力系数和固定相传质阻力系数CsCs。流动相中的传质阻力流动相中的传质阻力CmCm、滞留的流动相传质阻、滞留的流动相传质阻CsCs力。分别与填充物大小力。分别与填充物大小dpdp、扩散系数（、扩散系数
30、（DmDm）、微孔大）、微孔大小及其数量等有关。小及其数量等有关。降低流动相传质阻力的方法有：细颗粒固定相、增加降低流动相传质阻力的方法有：细颗粒固定相、增加组分在固定相和流动相中的扩散系数组分在固定相和流动相中的扩散系数D D、适当降低线、适当降低线速度、短柱。速度、短柱。固定相传质阻力与液膜厚度固定相传质阻力与液膜厚度djdj、保留因子、保留因子k k和扩散系和扩散系数数DsDs等有关等有关.降低固定相传质阻力的方法有：与气液降低固定相传质阻力的方法有：与气液色谱中的表述相同。色谱中的表述相同。46第四十六页，本课件共有68页11.4 11.4 分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程图中
31、（图中（a a）两色谱峰距离近并）两色谱峰距离近并且峰形宽。两峰严重相叠，这且峰形宽。两峰严重相叠，这表示选择性和柱效都很差。表示选择性和柱效都很差。图中（图中（b b）虽然两峰距离拉开）虽然两峰距离拉开了，但峰形仍很宽，说明选择性了，但峰形仍很宽，说明选择性好，但柱效低。好，但柱效低。图中（图中（c c）分离最理想，说明选择性好，柱效也高。）分离最理想，说明选择性好，柱效也高。由此可见，单独用柱效或选择性不能真实反映组分由此可见，单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中分离情况，故需引入一个综合性指在色谱柱中分离情况，故需引入一个综合性指标标分离度分离度R R。47第四十七页，本课件共有
32、68页一、分离度（一、分离度（Resolution,RResolution,R）同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。其定义为：称总分离效能指标或分辨率。其定义为：当当R1R1.5,R1.5,R增加不大）。增加不大）。改变改变的方法有：降低柱温、改变流动相及固的方法有：降低柱温、改变流动相及固定相的性质和组成。定相的性质和组成。52第五十二页，本课件共有68页3 3分离度与容量因子的关系分离度与容量因子的关系如果设：如果设：则分离方程式写成则分离方程式写成k k增加，分离度增加，分离度R R增加，增加，但当但当k10k
33、10，则，则R R的增加不明显。的增加不明显。通常通常k k在在210210，则，则R R的增加不明显。的增加不明显。通常通常k k在在210210之间。改变之间。改变k k的方法有：的方法有：增加柱温（增加柱温（GCGC）、流动相性质和）、流动相性质和组成（组成（LCLC）以及固定相含量。）以及固定相含量。53第五十三页，本课件共有68页溶剂（流动相）组成对色谱分离的影响溶剂（流动相）组成对色谱分离的影响1 1：9 9，10-10-蒽醒；蒽醒；2 2：2-2-甲基甲基-9-9，10-10-蒽醒；蒽醒；3 3：2-2-乙乙基基-9-9，10-10-蒽醒蒽醒4 4：1 1，4-4-二甲基二甲基9
34、 9，10-10-蒽醒；蒽醒；5 5：2-2-特丁基甲基特丁基甲基9 9，10-10-蒽醒；蒽醒；54第五十四页，本课件共有68页某组成的流动相可能使部分待测物得到好的分离，但同某组成的流动相可能使部分待测物得到好的分离，但同时使其它待测物的分离不令人满意！时使其它待测物的分离不令人满意！实际工作中采用程序升温（实际工作中采用程序升温（GCGC）和梯度淋洗（）和梯度淋洗（LCLC）来解）来解决这个问题。决这个问题。55第五十五页，本课件共有68页三、分析时间三、分析时间t t分析时间通常指最后一个组分出峰的时间分析时间通常指最后一个组分出峰的时间由以下三式：由以下三式：得到得到可见，分析时间与
35、可见，分析时间与R,R,k k、H H/u u等参数有关。等参数有关。R R增加增加1 1倍，分析时间则是原来的倍，分析时间则是原来的4 4倍。倍。实际工作中，即要能获得有效的分离，又要在较短时间实际工作中，即要能获得有效的分离，又要在较短时间内完成分析。内完成分析。56第五十六页，本课件共有68页5 5基本色谱分离方程式的应用基本色谱分离方程式的应用在实际中，基本色谱分离方程式是很有用的公在实际中，基本色谱分离方程式是很有用的公式，它将柱效、选择因子、分离度三者的关系联系式，它将柱效、选择因子、分离度三者的关系联系起来了，知道其中两个指标，就可计算出第三个指起来了，知道其中两个指标，就可计算
36、出第三个指标。标。57第五十七页，本课件共有68页58第五十八页，本课件共有68页解法解法1 1：先求出组分：先求出组分2 2对组分对组分1 1的相对保留值的相对保留值r2,1r2,1（即（即值）值）59第五十九页，本课件共有68页60第六十页，本课件共有68页61第六十一页，本课件共有68页 例例22已知某色谱柱的理论塔板数为已知某色谱柱的理论塔板数为36003600，组分，组分A A和和B B在该柱上的保留时间为在该柱上的保留时间为27mm27mm和和30mm,30mm,求两峰的峰半宽求两峰的峰半宽和分离度。和分离度。62第六十二页，本课件共有68页 例例33已知一色谱柱在某温度下的速率方
37、程的已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=0.08cmA=0.08cm；B=0.65cm2/s;C=0.003sB=0.65cm2/s;C=0.003s，求最佳线速度，求最佳线速度u u和最小塔板和最小塔板高高H H。63第六十三页，本课件共有68页 例例44已知物质已知物质A A和和B B在一个在一个30.0cm30.0cm柱上的保留时间分别柱上的保留时间分别为为16.4016.40和和17.6317.63分钟，不被保留组分通过该柱的时分钟，不被保留组分通过该柱的时间为间为1.301.30分钟。峰宽为分钟。峰宽为1.111.11和和1.21mm1.21mm。计算：计算：（1 1）柱分辨本领；
38、）柱分辨本领；（2 2）柱的平均塔板数目；）柱的平均塔板数目；（3 3）塔板高度；）塔板高度；（4 4）达到）达到1.51.5分离度所需的柱长度；分离度所需的柱长度；（5 5）在较长柱上把物质）在较长柱上把物质B B洗脱所需要的时间。洗脱所需要的时间。64第六十四页，本课件共有68页解：解：（1 1）柱分辨本领）柱分辨本领R=2R=2（17.63-16.4017.63-16.40）/（1.111.111.211.21）1.061.06（2 2）柱的平均塔板数目）柱的平均塔板数目nA=16(16.40/1.11)nA=16(16.40/1.11)2 2=3493=3493nB=16(17.63/
39、1.21)nB=16(17.63/1.21)2 2=3397=3397nav=(3493nav=(34933397)/2=3445=3.441033397)/2=3445=3.44103(3)(3)塔板高度塔板高度H HL/n=30.0/3445=8.70810L/n=30.0/3445=8.70810-3-3cmcm8.71108.7110-3-3cmcm（4 4）达到）达到1.51.5分离度所需的柱长度分离度所需的柱长度n2=34452.25/1.124=6.90103n2=34452.25/1.124=6.90103源于（源于（n1/n2=R1/R2n1/n2=R1/R2）2 2L=nH
40、=6.901038.7110-3=60.1cmL=nH=6.901038.7110-3=60.1cm（5 5）在较长柱上把物质）在较长柱上把物质B B洗脱所需要的时间洗脱所需要的时间tr2=tr1(R1/R2)2=17.631.52/1.062=35.3tr2=tr1(R1/R2)2=17.631.52/1.062=35.3分钟分钟65第六十五页，本课件共有68页66第六十六页，本课件共有68页67第六十七页，本课件共有68页教学基本要求教学基本要求1 1熟练掌握色谱分离方法的原理。熟练掌握色谱分离方法的原理。2 2掌握色谱流出曲线（色谱峰）所代表的各种技术参掌握色谱流出曲线（色谱峰）所代表的
41、各种技术参数的准确含义。数的准确含义。3 3能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱分离各种实验因素。分离各种实验因素。4 4学会各种定性和定量的分析方法。学会各种定性和定量的分析方法。重点与难点重点与难点1 1塔板理论，包括流出曲线方程、理论塔板数（塔板理论，包括流出曲线方程、理论塔板数（n n）及有）及有效理论塔板数效理论塔板数(neff)(neff)和塔板高度（和塔板高度（H H）及有效塔板高）及有效塔板高度（度（HeffHeff）的计算。）的计算。2 2速率理论方程。速率理论方程。3 3分离度和基本分离方程。分离度和基本分离方程。68第六十八页，本课件共有68页