《色谱导论》PPT课件

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1、第一节第一节 色谱法概述色谱法概述第二节、色谱分析有关的术语第二节、色谱分析有关的术语 第三节、色谱理论第三节、色谱理论第六章第六章 色谱分析导论色谱分析导论一、色谱法的发展历史一、色谱法的发展历史二、色谱法的分类二、色谱法的分类三、色谱法的共性三、色谱法的共性 色色谱谱法法是是一一种种物物理理化化学学的的分分离离分分析析方方法法，它它是是利利用用样样品品中中各各种种组组分分在在固固定定相相和和流流动动相相中中受受到到作作用用力力的的不不同同，将将待待测测样样品品中中的的各各组组分分进进行行分离，然后顺序检测各组分的含量。分离，然后顺序检测各组分的含量。第一节第一节 色谱法概述色谱法概述 色色

2、谱谱法法是是俄俄国国植植物物学学家家茨茨维维特特(Michael (Michael Tswett)Tswett)创创立立的的。19061906年年，TswettTswett在在研研究究植植物物叶叶的的色色素素成成分分时时，将将植植物物叶叶片片的的石石油油醚醚萃萃取取液液倒倒入入装装有有碳碳酸酸钙钙的的直直立立玻玻璃璃管管中中，然然后后加加石石油油醚醚使使其其自自由由流流下下，色色素素中中各各组组分分相相互互分分离离，在在碳碳酸酸钙钙柱柱内内形形成成不不同同颜颜色色的的谱谱带带：依依次次为为黄黄绿绿色色层层( (叶叶绿绿素素B)B)、绿绿色色层层( (叶叶绿绿素素A)A)、黄黄色色层层( (叶叶

3、黄黄素素) )、黄黄色色层层( (胡胡萝萝卜卜素素) )。由由于于不不同同谱谱带带有有不不同同颜颜色色，故故这种分离方法称为色谱法或色层法。这种分离方法称为色谱法或色层法。一、色谱法的发展历史一、色谱法的发展历史 虽虽然然现现在在主主要要用用于于无无色色物物质质的的分分离离，但但仍沿用色谱这个名称。仍沿用色谱这个名称。按按现现代代色色谱谱学学术术语语：实实验验中中，相相对对于于石石油油醚醚而固定不动的碳酸钙称为而固定不动的碳酸钙称为固定相固定相， 装有固定相的管子称为装有固定相的管子称为色谱柱色谱柱， 冲洗过程称为冲洗过程称为洗脱洗脱， 用于洗脱的溶液称为用于洗脱的溶液称为流动相流动相， 得到

4、的图谱称为得到的图谱称为色谱图色谱图。色谱法的发展历史色谱法的发展历史 直直到到19411941年年MartinMartin和和SyngeSynge用用硅硅胶胶作作固固定定相相，用用氯氯仿仿作作流流动动相相，将将各各氨氨基基酸酸的的组组分分分分开开，才才引引起起化化学学家家的的重重视视。 他他们们两两人人还还于于19441944年年，用用滤滤纸纸代代替替硅硅胶胶，用用有有机机溶溶剂剂成成功功的的分分离离了了氨氨基基酸酸，创创立立了了纸纸色色谱谱法法。 19521952年年MartinMartin等等又又提出以气体作流动相的气相色谱法。提出以气体作流动相的气相色谱法。 5050年年代代后后期期出

5、出现现了了将将固固定定相相涂涂布布在在玻玻璃璃板板上上的的薄薄层层色色谱谱法法。6060年年代代末末，高高效效液液相相色色谱谱法法得得到到迅迅速速发发展展，使使色色谱谱法法成成为为一一门门应应用用广广泛泛的的分离分析方法。分离分析方法。一、色谱法的发展历史一、色谱法的发展历史( (续续) )1.1.按固定相和流动相的状态分类按固定相和流动相的状态分类 流动相分为：气体、液体两类，流动相分为：气体、液体两类， 色谱法也分：气相色谱法和液相色谱法。色谱法也分：气相色谱法和液相色谱法。 固定相分：液态固定相、固体固定相。固定相分：液态固定相、固体固定相。气相色谱又分：气液色谱和气固色谱，气相色谱又分

6、：气液色谱和气固色谱，液相色谱又分：液液色谱和液固色谱。液相色谱又分：液液色谱和液固色谱。注：液态固定相为作为固定相的液态物质涂布或键合在颗粒状的由惰性材料制成的担体上。二、色谱法的分类二、色谱法的分类色谱法分类色谱法分类 将固定相装在柱中的称：柱色谱，又分为：将固定相装在柱中的称：柱色谱，又分为：柱色谱、毛细管色谱。柱色谱、毛细管色谱。 在平面上展开的色谱分离方法称：平板色谱。在平面上展开的色谱分离方法称：平板色谱。也称为：开床式色谱也称为：开床式色谱其中：利用滤纸作固定相的称：纸色谱。其中：利用滤纸作固定相的称：纸色谱。 固定相被涂布于玻璃板上的称：薄层色谱。固定相被涂布于玻璃板上的称：薄

7、层色谱。色谱法分类色谱法分类2.2.按色谱系统中固定相的载体分类按色谱系统中固定相的载体分类3.3.按色谱分离机理分类按色谱分离机理分类（1 1）分配色谱）分配色谱（2 2）吸附色谱）吸附色谱（3 3）离子交换色谱）离子交换色谱（4 4）凝胶色谱）凝胶色谱（5 5）电色谱）电色谱 对对于于液液相相色色谱谱，固固定定相相与与流流动动相相均均为为液液态态物物质质时时，利利用用组组分分在在作作为为固固定定相相和和流流动动相相两两种种液液体体中溶解度的不同中溶解度的不同( (分配系数不同分配系数不同) )而进行分离。而进行分离。 气液色谱也可按分配色谱原理进行分离。气液色谱也可按分配色谱原理进行分离。

8、色谱法分类色谱法分类（1 1）分配色谱）分配色谱 用固体吸附剂作为固定相，利用组分在吸用固体吸附剂作为固定相，利用组分在吸附剂上吸附力的不同、吸附平衡常数有差异，附剂上吸附力的不同、吸附平衡常数有差异，将组分分离。将组分分离。（2 2）吸附色谱）吸附色谱（3 3）离子交换色谱）离子交换色谱 液液相相色色谱谱中中利利用用离离子子交交换换原原理理而而进进行行分分离的色谱方法。离的色谱方法。 （4 4）凝胶色谱、也称排阻色谱）凝胶色谱、也称排阻色谱 液液相相色色谱谱中中利利用用分分子子大大小小不不同同进进行行分分离离的色谱。的色谱。（5 5）电色谱）电色谱 利利用用带带电电物物质质在在电电场场作作用

9、用下下移移动动速速度度不不同同进进行行分分离离的的色色谱谱。电电泳泳就就是是一一种种最最重重要要的的电色谱。电色谱。 色谱法分类色谱法分类 1.1.色谱分离系统色谱分离系统 包包括括：流流动动相相和和固固定定相相。分分析析时时，固固定定相相不不移移动动，流流动动相相携携带带样样品品在在色色谱谱柱柱内内对对固定相作相对运动。固定相作相对运动。 2.2.色谱分离的基本过程色谱分离的基本过程 样样品品中中的的组组分分在在随随流流动动相相的的运运动动中中被被洗洗脱脱，形形成成组组分分浓浓度度分分布布谱谱带带，从从而而达达到到分分离的目的。离的目的。三、色谱法的共性三、色谱法的共性色谱法的共性色谱法的共

10、性 不同的组分在色谱系统中能够分离不同的组分在色谱系统中能够分离的条件是：的条件是：组分随流动相迁移的速度有组分随流动相迁移的速度有差异，由热力学性质差异引起。各组分差异，由热力学性质差异引起。各组分与流动相、固定相有不同的作用力。这与流动相、固定相有不同的作用力。这种作用力可以是：吸附力、溶解能力、种作用力可以是：吸附力、溶解能力、离子交换能力、渗透能力等。离子交换能力、渗透能力等。3.3.色谱分离的必要条件色谱分离的必要条件色谱法的共性色谱法的共性 色谱系统中，某两种组分若分配系数色谱系统中，某两种组分若分配系数不同，就有可能分离，但分离是否能实现，不同，就有可能分离，但分离是否能实现，以

11、及分离效果的好坏与组分谱带的扩散程以及分离效果的好坏与组分谱带的扩散程度有关。度有关。扩散会造成不同组分的重叠从而扩散会造成不同组分的重叠从而影响分离。影响分离。扩散的程度取决于组分分子的扩散的程度取决于组分分子的微观运动，受动力学因素的影响，与分离微观运动，受动力学因素的影响，与分离系统结构、性质有关，也与流动相的流速系统结构、性质有关，也与流动相的流速等分离条件有关。等分离条件有关。 色谱法的共性色谱法的共性4.4.影响色谱分离的因素影响色谱分离的因素 待待分分离离的的样样品品随随流流动动相相的的移移动动，流流经经色色谱谱柱柱，若若样样品品中中各各组组分分的的分分配配系系数数有有足足够够的

12、的差差异异，则则各各组组分分被被分分离离开开，然然后后依依次次流流经经检检测测器器，被被检测。检测。 在在柱柱色色谱谱中中，色色谱谱柱柱和和检检测测器器是是色色谱谱系系统统的的关关键键部部分分。混混合合物物能能否否分分离离，除除了了取取决决于于组组分分的的分分配配系系数数外外，还还取取决决于于色色谱谱柱柱。分分离离后后的的组分能否检测出来，受检测器性能的影响。组分能否检测出来，受检测器性能的影响。 色谱法的共性色谱法的共性5 5、色谱分析的过程、色谱分析的过程：第一节 结束第二节第二节色谱分析有关的术语色谱分析有关的术语一、色谱图一、色谱图二、色谱峰和峰宽二、色谱峰和峰宽三、保留值三、保留值四

13、、分离度四、分离度五、容量因子五、容量因子六、相对保留值六、相对保留值 色色谱谱图图是是反反映映被被色色谱谱分分离离的的各各组组分分从从色谱柱中洗脱出的浓度随时间变化的图谱。色谱柱中洗脱出的浓度随时间变化的图谱。一、色谱图一、色谱图F洗脱时间洗脱时间检检测测信信号号进进样样空空气气峰峰色色谱谱峰峰峰峰宽宽半峰宽半峰宽1/2h0.607h0OBAtRtRtMhCDGEHBO标准偏差标准偏差2.35底底W 只只有有流流动动相相, ,而而没没有有组组分分通通过过色色谱谱柱柱和和检检测测器器时的色谱曲线，称为基线。时的色谱曲线，称为基线。 加加入入组组分分后后，每每个个被被分分离离良良好好的的组组分分

14、对对应应一一个个正正态态分分布布的的色色谱谱峰峰曲曲线线。描描述述色色谱谱峰峰的的参参数数主主要要有四个：色谱峰的位置、宽度、高度、峰形。有四个：色谱峰的位置、宽度、高度、峰形。 色色谱谱峰峰的的位位置置用用峰峰所所对对应应组组分分的的保保留留值值来来表表示示，反应该组分迁移的速度；可用于定性分析。反应该组分迁移的速度；可用于定性分析。 峰峰高高，与与组组分分的的浓浓度度有有关关，分分析析条条件件一一定定时时，峰高是定量分析的依据。峰高是定量分析的依据。二、色谱峰和峰宽二、色谱峰和峰宽 峰峰宽宽用用标标准准偏偏差差表表示示，如如图图中中的的EFEF，也也称称色色谱谱峰峰拐拐点点峰峰宽宽，为为峰

15、峰高高处处峰峰的的宽宽度度；它它反反应了组分在色谱系统中扩散的程度。应了组分在色谱系统中扩散的程度。 峰的宽度，也常用底峰宽和半高峰宽表示。峰的宽度，也常用底峰宽和半高峰宽表示。 色谱峰形的对称性可用不对称因子色谱峰形的对称性可用不对称因子SaSa表示：表示：SaSaCD/2CBCD/2CB，SaSa1 1时时，为为符符合合正正态态分分布布的的对称峰，对称峰，Sa1Sa1Sa1为拖尾峰。为拖尾峰。色谱峰和峰宽色谱峰和峰宽峰宽峰宽 组组分分在在色色谱谱系系统统中中的的保保留留值值，是是描描述述某某一一种种组组分分在在色色谱谱系系统统中中迁迁移移特特征征的的一一个个量量。决决定定于组分的特征，也与

16、色谱系统有关。于组分的特征，也与色谱系统有关。 保留值可用时间或体积表示：保留值可用时间或体积表示： 某某组组分分的的保保留留时时间间(t(tR R) )或或保保留留体体积积(V(VR R) )：指指色色谱谱过过程程从从组组分分进进样样开开始始，至至流流出出色色谱谱系系统统，浓浓度度达达到到极极大大值值所所需需的的时时间间或或所所消消耗耗流流动动相相的的体积。体积。三、组分在色谱系统中的保留值三、组分在色谱系统中的保留值 死死时时间间(t(tM M) )是是指指流流动动相相流流过过色色谱谱系系统统所所需需的的时间，也称流动相保留时间。时间，也称流动相保留时间。 死死体体积积(V(Vm m) )是是指指流流动动相相流流过过色色谱谱系系统统所所需需的的体体积积，等等于于分分离离系系统统中中除除固固定定相相以以外外( (流流动动相相所所占占) )的空间。的空间。 校校正正保保留留时时间间(t(tR R)是是指指扣扣除除死死时时间间后后的的组分保留时间，表达式为：组分保留时间，表达式为：t tR R= t= tR R-t-tM M 。 校正保留体积校正保留体积(V(VR R) )是指扣除死体积