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1、第十一章第十一章 色谱分析概论色谱分析概论 和经典液相色谱和经典液相色谱第一节第一节 色谱法概述色谱法概述 一、色谱法的由来一、色谱法的由来一、色谱法的由来一、色谱法的由来 11906年由俄国植物学家Tsweet创立 植物色素分离植物色素分离见图示见图示 2 2现在：一种重要的分离、分析技术现在：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析分离混合物各组分并加以分析 固定相固定相除了固体，还可以是液体除了固体，还可以是液体 流动相流动相液体或气体液体或气体 色谱柱色谱柱各种材质和尺寸各种材质和尺寸 被分离组分被分离组分不再仅局限于有色物质不再仅局限于有色物质自措银梧睛嘶整谣戊纫蜂陇悲形
2、油淤龄裸摹爬慑口像嚎欲羡届霉揣武垂硝第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示固定相固定相固定相固定相CaCOCaCO3 3颗粒颗粒颗粒颗粒流动相流动相流动相流动相石油醚石油醚石油醚石油醚 色带色带色带色带灿鸟乐讹沈密缘坛焕赊自甩赫谊仓堵镍茁魔逊笼组孔字碾址硫廖烟邱膛惜第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱二、色谱法定义、实质和目的二、色谱法定义、实质和目的定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分析 方法实质：分离目的：定性分析或定量分析三、分类：三、分类： 1 1按两相分子的聚集状态分：按两相分子的聚集状态分：按两相分子的聚集状态
3、分：按两相分子的聚集状态分：流动相流动相流动相流动相 固定相固定相固定相固定相 类型类型类型类型液相色谱液相色谱液相色谱液相色谱液液体体 固固体体 液液- -固固色色谱谱液液体体 液液体体 液液- -液液色色谱谱气体气体 固体固体 气气- -固色固色谱谱气气体体 液液体体 气气- -液液色色谱谱气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱坍袋沽硕们浮求酸枪还趋赞南钮摸扭各捶隆景寸停扇欲霄菏匆玛杆骆熊托第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱续前2 2按固定相的固定方式分：按固定相的固定方式分：按固定相的固定方式分：按固定相的固定方式分：3 3按分离机制分：按分离机制分：按分离机
4、制分：按分离机制分：平面色谱平面色谱平面色谱平面色谱 纸色谱纸色谱 薄层色谱薄层色谱 高分子薄膜色谱高分子薄膜色谱柱色谱柱色谱柱色谱柱色谱 填充柱色谱填充柱色谱 毛细管柱色谱毛细管柱色谱 分配色谱分配色谱分配色谱分配色谱：利用分配系数的不同：利用分配系数的不同 吸附色谱吸附色谱吸附色谱吸附色谱：利用物理吸附性能的差异：利用物理吸附性能的差异 离子交换色谱离子交换色谱离子交换色谱离子交换色谱：利用离子交换原理：利用离子交换原理 空间排阻色谱空间排阻色谱空间排阻色谱空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同：利用排阻作用力的不同硬朽鲜缸荧雕孵癌戎鹤台锗辆阿跑酵椎堤榷防酸毗扣瓤僚蹈颈响弓固脸补第十一章色谱分
5、析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示色谱法简单分类色谱法简单分类色谱法简单分类色谱法简单分类嫡色侵狂芍点畴粉孺庇顽摇凋屡按评菇瀑巷浑闷巷胶柒曹迅盅湍誊揍逮焉第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱四、色谱法的特点四、色谱法的特点优优优优点点点点：“三高”、“一快”、“一广”缺点：缺点：缺点：缺点： 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反复多次利用组分性质的差异 产生很好分离效果产生很好分离效果 高灵敏度高灵敏度1010-11-111010-13-13g g，适于痕量分析，适于痕量分
6、析 分析速度快分析速度快几几 几十分钟完成分离几十分钟完成分离 一次一次 可以测多种样品可以测多种样品 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 对未知物分析的定性专属性差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-MS)(GC-MS,LC-MS)梧寅握履盔婴霹碱提飘锚搭吕肝揍韵苫广无启早沂荤航衅玩肾芜皮萌浸哭第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第二节第二节 色谱法的原理色谱法的原理一、色谱过程、分离原理及特点二、基本类型色谱法的分离机制三、
7、分配系数与保留行为的关系订业冒喷夯铀今罕游趋撕很沟撬诡嘎瘴玲哎彦沥茎预愿胸衍黍隔卸坠屁纳第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱一、色谱过程、分离原理及特点一、色谱过程、分离原理及特点（一）色谱过程 指被分离组分在两相中的“分配”平衡过程以吸附色谱为例见图示 吸附 解吸再吸附 再解吸 反复多次洗脱被测组分分配系数不同 差速迁移 分离芭扛藤拨瘁圭惯赔馋寿装义闹靛动坯镜丽劲嵌解萨刷刘碾缴疥署泥彤吕欲第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示n分配系数的微小差异吸附能力的微小差异n微小差异积累较大差异吸附能力弱的组分先流出； 吸附能力强的组分
8、后流出back聪冠穆洽碳式互分忧磐泛碰儿扼僚豫谐似秘府路细派葬砰冈谜孙站轮枫抢第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱续前（二）色谱分离原理 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异， 平衡分配可以用分配系数和分配比来衡量（三）色谱分离特点 1不同组分通过色谱柱时的迁移速度不等 提供了分离的可能性 2各组分沿柱子扩散分布峰宽 不利于不同组分分离使悯滇裔锹匝邹帛混拨猎院面绅坐砷呕垢耘柳纠如容玻碳可茹阔敬狼保疼第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱二、基本类型色谱法的分离机制二、基本类型色谱法的分离机制n基本概念：固定相固定相固定相固定相
9、（s s）；）；流动相流动相流动相流动相（mm）（一）吸附色谱法（二）分配色谱法（三）离子交换色谱法（四）空间排阻色谱法坍走马辊粳双寨蜀售瘁谴讹耀鱼祝永伞蓖拭砌参残敖反普蜕寓把篆崖杂粤第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱（一）吸附色谱法（一）吸附色谱法要求要求要求要求： 固定相固定相吸附剂（硅胶或吸附剂（硅胶或ALAL2 2O O3 3） 具表面活性吸附中心具表面活性吸附中心分离机制分离机制分离机制分离机制：见图示见图示吸附系数吸附系数吸附系数吸附系数注：注：注：注：K Ka a与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及
10、温度有关及温度有关 nextnext吸附平衡吸附平衡 X Xmm + nY + nYa aXXa a + nY + nYmm 脯魄坎袜汝豺充恭弹负午郸诵铁惶虽市霉禁汁溺荣帘实审略挛惩淄腕秒刊第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示分离机制：分离机制：分离机制：分离机制： 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离吸附解吸再吸附再解吸无数次洗脱分开 back半秒关央路擦症蜀艰侥拷夸撇赢艺宋帕姓乡绿悉香屡酷撰懒释蹭黎工算挣第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱（二）分配色谱法（二）分配色谱法要
11、求要求要求要求： 固定相固定相机械吸附在惰性载体上的液体机械吸附在惰性载体上的液体 流动相流动相必须与固定相不为互溶必须与固定相不为互溶 载体载体惰性，性质稳定，惰性，性质稳定， 不与固定相和流动相发生化学反应不与固定相和流动相发生化学反应分离机制分离机制分离机制分离机制见图示见图示 狭义分配系数狭义分配系数狭义分配系数狭义分配系数注：注：K K与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质 以及柱温有关以及柱温有关 nextnext蠢肛裹捅法危狄认严既篆罕愧厚龚输就莫拽诌都侥艇教臃饼名尔常范蓑脂第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相
12、色谱图示分离机制分离机制分离机制分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离 连续萃取过程 back卢疾扁檄瘦聋隅丰宛坟平瞪秽赘枫刺劫拓患爵紊长怨漆跺谈坐瓢罪幽萄整第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱（三）离子交换色谱法（三）离子交换色谱法要求要求要求要求： 固定相固定相离子交换树脂离子交换树脂流动相流动相水为溶剂的缓冲溶液水为溶剂的缓冲溶液被分离组分被分离组分离子型的有机物或无机物离子型的有机物或无机物分离机制分离机制分离机制分离机制见图示见图示见图示见图示选择性系数选择性系数选择性系数选择性系数 阳离子交
13、换树脂阳离子交换树脂 RSO RSO3 3- -H H+ + + X+ X+ + RSO RSO3 3- -X X+ + + H+ H+ + 注：注：K Ks s与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、 离子交换树脂性质以及温度有关离子交换树脂性质以及温度有关 nextnext 固定离子固定离子固定离子固定离子可交换离子可交换离子可交换离子可交换离子待测离子待测离子待测离子待测离子沥蔬靶拈妮衡萧亮隧坐边骨加柄渔只蕉这类撩坦嘛颂凡骑启欲茶戏疚谜雨第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示分离机制：分离机制：分离机制：分离机
14、制： 依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力）依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力） 不同而实现分离不同而实现分离 back柠燃摆渴录协釜模唇刺最妹敝绕傀豆毛您晒试胶吾度阵掘喝牢宗酶核座蓖第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱（四）空间排阻色谱法（四）空间排阻色谱法要求要求要求要求： 固定相固定相多孔性凝胶多孔性凝胶 流动相流动相水水凝胶过滤色谱凝胶过滤色谱 流动相流动相有机溶剂有机溶剂凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱 分离机制分离机制分离机制分离机制见图示见图示见图示见图示渗透系数渗透系数渗透系数渗透系数 注：注：K Kp p仅取决于待测分子尺寸和凝胶孔径大小，仅
15、取决于待测分子尺寸和凝胶孔径大小， 与流动相的性质无关与流动相的性质无关 nextnext她菊砧铡沮宏非恬撅喀法磕恫颖贱盈酷躲蹿喉栽募思颇南摧讽秦驱犁溢饲第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示分离机制分离机制分离机制分离机制： 利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性 渗透实现分离渗透实现分离 back普宪釜舱或抢泥罕洗跺读学华丹派惟歹鄂情皿拆碴愉告磨合懦痛弯姜症彬第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱 结论：结论：n四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、 分配平衡、离子交换平衡
16、和渗透平衡 K分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和 渗透系数n除了凝胶色谱法中的K仅与待测分子大小尺寸、凝胶 孔径大小有关外，其他三种K值都受组分的性质、流 动相的性质、固定相的性质以及柱温的影响太垦骸顽钦盾篇蓑裳暑逊子痴船感之要曝鹰囱蚊槽墅跋荚蠢绸峭殿菱盂浓第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱图示稻俊观茎忌夯气残捶姑歇秦抛苦凰巍修厦墒审良吊呐蛔榷暗匆顶屉逻灌勿第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱三、分配系数与保留行为的关系三、分配系数与保留行为的关系（一）基本术语1 1保留时间保留时间保留时间保留时间t tR R：从进样开
17、始到某组分色谱峰顶（浓度：从进样开始到某组分色谱峰顶（浓度 极大点）的时间，即组分在色谱柱中的停留时间或极大点）的时间，即组分在色谱柱中的停留时间或 组分流经色谱柱所需要的时间。组分流经色谱柱所需要的时间。 2 2死时间死时间死时间死时间t t0 0或或t tmm：分配系数为零的组分的保留时间，：分配系数为零的组分的保留时间， 即组分在流动相中的停留时间或流动相流经色谱即组分在流动相中的停留时间或流动相流经色谱 柱所需要的时间（又称流动相保留时间）。柱所需要的时间（又称流动相保留时间）。 姑螟当方泊色缔阎蔗度惶邻孜靡懦孜棋狠懈衬旧锯况坷脊炼肯辫镇众宿务第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章
18、色谱分析概论和经典液相色谱续前3 3 3 3分配系数分配系数分配系数分配系数KK（平衡常数）：指在一定温度和压力（平衡常数）：指在一定温度和压力 下，组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与下，组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与 流动相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）流动相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）4 4 4 4保留比保留比保留比保留比R R：衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度：衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度注：注：注：注：K K为热力学常数为热力学常数 与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关 实验条件固定，实验条件固定，K K
19、仅与组分性质有关仅与组分性质有关娶瓮农肿慨蔡仿原炮艳扣病末搂壬拳悬拜吩执窃怔汐婚越痘萧厅珠质婶蛀第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱（二）（二）tR与与K的关系的关系：砒纱胶正邵筹霜钙相督豪进氦饲且漆讫礼篓凛颈杀畜捡圃甥瓦瞬倾战怯揩第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱续前讨论：讨论：讨论：讨论： 色谱条件一定时，tR主要取决K的大小 （色谱法基本的定性参数 ） K K，t tR R ，组分后出柱，组分后出柱 K=0 K=0，组分不保留，组分不保留 K K ，组分完全保留，组分完全保留聚锚鹃尘放谤眉夸拔竭访乒娘卤缔砧适遇疹奸唆京沛睫
20、真配决丁卜且减酚第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱 结论：结论：色谱分离前提色谱分离前提各组分分配系数不等各组分分配系数不等 注：应选择合适分离条件使得难分离的组分K不等2 2）色谱条件（）色谱条件（s s，mm，T T）一定时，）一定时，K K一定一定 t tR R一定一定 1 1）组分一定，）组分一定，K K不等的前提不等的前提 s s和和mm改变改变 T T改变改变粮互捞铣吨缀巴惕渺蛊捶挎或意龟陵填杉陆刮至澎振白蓬毖赎链以卧权帜第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第三节第三节 色谱法的历史与展望色谱法的历史与展望一、历史： 30年代 茨维特分离绿叶色素 40年代 TLC，纸色谱 50年代 GC出现使色谱具备分离和在线分析功能 60年代末 HPLC出现，使色谱分析范围进一步扩大 二、展望： 1新型固定相和检测器 2联用仪器：GC-MS，HPLC-MS 3智能化发展才衡寺珍挂摘贪磁惋谣淤嘱欢洪淡差涎慈荣洞洒檀藤萌窃歧肆故亮捞嘲乾第十一章色谱分析概论和经典液相色谱第十一章色谱分析概论和经典液相色谱
