13色谱分析法概论-1

1、1,分析化学,第十六章 色谱分析法 概论 分析化学教研室,2,色谱法起源和发展 色谱法的分类 色谱过程 色谱方法基本类型及其分离机制,一、色谱法基本原理,3,1. 色谱法的起源,俄国植物学家茨维特在1906年首先使用碳酸钙分离植物色素开创了经液相色谱法。色谱原型装置，如下页图。 在装有细颗粒碳酸钙的直立玻璃管顶部装入植物色素； 加入石油醚，自由流下； 植物色素随石油醚向下流动； 因各组分移动速度不同而形成不同色带。,4,5,色谱法是一种分离技术， 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。其中的一相固定不动，称为固定相，一相是携带试样混合物流过此固

2、定相的流体（气体或液体），称为流动相。 色谱法实质是根据混合物各组分在固定相和流动相间吸附、溶解或其它亲和作用的差异，而使各组分在色谱柱中的迁移速度不同而得到分离,6,高分离效能、高灵敏度、高选择性； 分析速度快、应用范围广,色谱法的特点:,7,色谱的发展,1948年，瑞典Tiselins，电泳分析； 1952年，英国马丁(Martin)和詹姆斯提出了气相色谱，并提出了塔板理论； 1956年，范第姆特提出了反映载气流速和柱效关系的范第姆特方程，建立初步色谱理论； 1960s1970s 高效液相色谱法出现， 1980s出现毛细管电泳法 现如今，超高压色谱出现，WATERS公司,8,色谱法的现状和

3、发展趋势 新型固定相和检测器的研制 色谱新方法的研究 色谱联用技术 色谱专家系统,9,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。,色谱法的应用：,10,2. 色谱法的分类,按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等 按固定相的分子聚集状态分类: GSC、GLC、LSC、LLC等 按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等 按色谱过程的分离机制分类: 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、 空间排阻色谱法、毛细管电泳法

4、等,11,毛细管电色谱法（CEC）,色谱法,GSC,液相色谱法 （LC）,柱色谱法,平面色谱法,毛细管电泳法 （CE）,LLC,LSC,SEC,IEC,BPC,纸色谱法,薄层色谱法TLC）,LLC,气相色谱法（GC）,柱色谱法,GLC,超临界流体色谱法 （SFC）,12,3.色谱过程（柱色谱）和基本原理,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)。 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。,13,14,色谱分离过程,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

5、 色谱分离。,15,16,色谱流出曲线,17,1）色谱流出曲线及有关术语,色谱流出曲线 检测器检测到样品而产生信号随时间变化的曲线,色谱峰 监测器对流出组分产生的电信号随时间的变化图,正常色谱峰为对称的 对称因子fs 峰对称性,18,19,20,21,保留值 (定性参数),（1）保留时间(tR) 从进样开始,到某组分色谱峰顶点时间间隔,（2）死时间(tM或 t0) 不被固定相溶解或吸附的的组分的保留时间,（3）调整保留时间(tR)或校正保留时间,22,（4）保留体积(VR) 从进样起到某个组分在柱后出现浓度极大点时,所需通过色谱柱的流动相体积,（5）死体积(VM) 由进样器至检测器出口,未被固

6、定相占据的空间,23,半峰宽(W1/2),峰高一半处的峰宽度,差速迁移,固定相保留不同组分的能力不同,各组分在色谱柱中移动速度不同,而实现分离,24,峰宽,过色谱峰两侧拐点的切线与基线交点之间距离,标准差,0.607倍峰高处峰宽之半,25,容量因子,分配系数比,26,色谱过程方程式：,分配系数大的组分保留时间长（保留体积大），晚流出色谱柱。,27,K在分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和凝胶色谱中，分别为狭义分配系数K、吸附系数Ka、选择性系数K和渗透系数Kp， Vs分别为色谱柱（或薄层板）内固定液体积、吸附剂表面积、离子交换剂总交换容量和凝胶孔内总容积。,28,4 色谱方法基本类型及其分离机制

7、,以经典柱色谱为例 分配色谱法 吸附色谱法 离子交换色谱法 空间排阻色谱法,29,1）分配色谱法,30,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。,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。,31,2）吸附色谱法,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。 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。,32,吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。,33,分离原理 依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力）不同而实现分离。,3）离子交换色谱法,34,固定相和流动相 固定相离子交换树脂 流动相水为溶剂的缓冲溶液 被分离组分离子型的有机物或无机物,35,按可交换离子的电荷符号可分为： 阳离子交换色谱 阴离子交换色谱,36,4）空间