色谱分离与保留作用

1、色谱分析色谱分析丁黎丁黎中国药科大学色谱分析课程 第二章 色谱法的基本术语及理论 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎一、色谱分离与保留一、色谱分离与保留 在色谱系统中，当样品混合物被流动相带入色谱柱内在色谱系统中，当样品混合物被流动相带入色谱柱内后，便在固定相与流动相之间不断地进行分配平衡。后，便在固定相与流动相之间不断地进行分配平衡。 不同的化合物由于他们之间不同的化合物由于他们之间理化性质的差异理化性质的差异，在两相

2、，在两相中存在量的比值也各不相同。固定相中存在量多的化中存在量的比值也各不相同。固定相中存在量多的化合物，冲出柱子所需消耗流动相的量就多，较慢地被合物，冲出柱子所需消耗流动相的量就多，较慢地被从色谱柱中洗脱出来；流动相中存在比例较大的化合从色谱柱中洗脱出来；流动相中存在比例较大的化合物，冲洗出柱子所需消耗流动相的量就较少，较快地物，冲洗出柱子所需消耗流动相的量就较少，较快地被洗脱出色谱柱，这种现象就称为被洗脱出色谱柱，这种现象就称为色谱的保留作用色谱的保留作用。 A、B两组分的色谱分离示意图 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

3、差异较大差异吸附能力弱的组吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出。分先流出；吸附能力强的组分后流出。溶质加入柱头，随流动相一起进入色谱柱，接着在溶质加入柱头，随流动相一起进入色谱柱，接着在固定相和流动相之间进行分配，分配系数小的组分，固定相和流动相之间进行分配，分配系数小的组分，不宜被固定相保留，流出色谱柱较早；分配系数大不宜被固定相保留，流出色谱柱较早；分配系数大的在固定相上滞留时间较长，较晚流出色谱柱。的在固定相上滞留时间较长，较晚流出色谱柱。中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎二、容量因子与分配系数二、容量因子与分配系数 容容量量因因子子分分配配系系数数中国

4、药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎1 1、容量因子、容量因子（capacity factor）容容量量因因子子在一定温度下，样品组分在两相间分配平在一定温度下，样品组分在两相间分配平衡时，其在两相中存在的衡时，其在两相中存在的质量的比值质量的比值称为称为容量因子，也称分配比（容量因子，也称分配比（partition ratio）或分配容量，以或分配容量，以k表示。表示。 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎1 1、容量因子、容量因子（capacity factor） 容量因子容量因子 的计算公式如下：的计算公式如下：msMMk 式中，式中，Ms是组分在

5、固定相中的质量，是组分在固定相中的质量， Mm是是组分在流动相中的质量。在固定相中质量为组分在流动相中的质量。在固定相中质量为零的化合物，其零的化合物，其k值为零，这些组分被称为值为零，这些组分被称为在该色谱条件下的非保留物质。在该色谱条件下的非保留物质。中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、分配系数、分配系数（partition coefficient）分分配配系系数数在一定温度下，样品组分在两相中分配平在一定温度下，样品组分在两相中分配平衡时，其在固定相和流动相中的衡时，其在固定相和流动相中的浓度的比浓度的比值值称为分配系数以称为分配系数以K表示。表示。 中国药

6、科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、分配系数、分配系数（partition coefficient） 式中，式中，Cs是每毫升固定相中溶解组分的质量，是每毫升固定相中溶解组分的质量，Cm是每毫升流动相中溶解组分的质量。是每毫升流动相中溶解组分的质量。smCKC 分配系数的计算公式如下：分配系数的计算公式如下：吸附或溶解能力吸附或溶解能力强的组分分配系强的组分分配系数大，保留时间数大，保留时间长。长。 吸附或溶解能力吸附或溶解能力弱的组分分配系弱的组分分配系数小，保留时间数小，保留时间短。短。 色谱分离是基于固定相对试样中各组分的色谱分离是基于固定相对试样中各组分的吸附或

7、溶解能力强弱的不同，而这种吸附吸附或溶解能力强弱的不同，而这种吸附或溶解能力的强弱可定量地用分配系数或溶解能力的强弱可定量地用分配系数K值值的大小来表示。的大小来表示。 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。2、分配系数（、分配系数（partition coefficient）中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎 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 越大，出峰越慢；越大，出峰越慢； 试样一定时，试样一定时，K 主要取决于固定相和流动相的性质；主要取决于固定相和流动相的性质； 每个组份在各种固定相上的分配

8、系数每个组份在各种固定相上的分配系数K 不同；不同； 选择适宜的固定相（在选择适宜的固定相（在GC中常用）和流动相组成中常用）和流动相组成 （在（在HPLC中常用）可改善分离效果；中常用）可改善分离效果； 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 值是分离的基础；值是分离的基础； 某组分的某组分的 K = 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, K = 0 的组分称为不保留物质或非保留物质。的组分称为不保留物质或非保留物质。2 2、分配系数、分配系数（partition coefficient）中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎3、容量因子与分配系数的关系、容量因子与分配系数的关系ssssssmmmmmmMVMVCVKkMMCVVV Ms / Vs为样品组分在固定相中的浓度；为样品组分在固定相中的浓度； Mm / Vm为样品组分在流动相中的浓度；为样品组分在流动相中的浓度； 式中式中称为相比率，即色谱柱中流动相体积与称为相比率，即色谱柱中流动相体积与固定相体积之比。固定相体积之比。中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎相比率（相比率（）例：在毛细管例：在毛细管GC中壁涂空心柱的相比为：中壁涂空心柱的相比为：式中式中 r 为毛细管柱横截面的半径，为毛细