《现代色谱分析技术的应用及进展061205课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代色谱分析技术的应用及进展061205课件（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代色谱分析技术的应用与进展现代色谱分析技术的应用与进展(一一)Application and Progress of Application and Progress of Advanced Chromatography AnalysisAdvanced Chromatography Analysis江南大学分析测试中心江南大学分析测试中心江南大学分析测试中心江南大学分析测试中心 戴军戴军戴军戴军 Tel: 85919609, E-mail:Tel: 85919609, E-mail:( (食品科学与技术国家重点实验室食品科学与技术国家重点实验室食品科学与技术国家重点实验室食品科学与技术国家
2、重点实验室222,224,217222,224,217室室室室) )本课程内容及时间安排本课程内容及时间安排l第一章第一章 色谱分析概论（色谱分析概论（3学时）学时） l第二章第二章 气相色谱及其应用（气相色谱及其应用（8学时）学时） l第三章第三章 高效液相色谱及其应用（高效液相色谱及其应用（13学时）学时）l第四章第四章 色谱技术新进展（色谱技术新进展（6学时）学时）l色谱分析实验色谱分析实验 12学时学时 (GC4学时,HPLC8学时)l考核方式：闭卷书面书面考试，100分钟；综述综述:色谱分析技术的应用及进展色谱分析技术的应用及进展（结合自已论文研究方向），5000字以上。l考核成绩权
3、重：书面考试50 %；综述50 %。主要参考书及期刊主要参考书及期刊:l1.达世禄编著，色谱学导论，第二版色谱学导论，第二版，武汉大学出版社，1999.l2.戴军主编，食品仪器分析技术食品仪器分析技术，化学工业出版社，2006.8l汪正范 等,色谱联用技术色谱联用技术, 化学工业出版社, 2001,1.lBirendra N.Pramanik 等主编,蒋宏健 俞克佳 译,电喷雾质谱应电喷雾质谱应用技术用技术,化学工业出版社,2005,6.l陈义 编著,毛细管电泳技术及应用毛细管电泳技术及应用,化学工业出版社,2000,9.l色谱色谱,分析测试学报分析测试学报,分析化学分析化学, Journal
4、 of Chromatography , Chromatographia, Biomedical Chromatography等相关期刊 专业网站：专业网站： 中国色谱网中国色谱网 www.SePwww.SeP 中国分析仪器网中国分析仪器网 www.54PC.com www.54PC.com第第1 1章章 色谱分析概论色谱分析概论 1.1 色谱法的定义和历史色谱法的定义和历史1.2 1.2 色谱法的特点和应用范围色谱法的特点和应用范围色谱法的特点和应用范围色谱法的特点和应用范围1.3 1.3 色谱分离的基本过程及原理色谱分离的基本过程及原理色谱分离的基本过程及原理色谱分离的基本过程及原理1.4
5、 1.4 色谱法的分类色谱法的分类色谱法的分类色谱法的分类1.5 1.5 色谱的有关术语和概念色谱的有关术语和概念色谱的有关术语和概念色谱的有关术语和概念1.6 1.6 塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论1.7 速率理论速率理论1.8 分离度方程及分离条件的控制分离度方程及分离条件的控制1.1 色谱法的定义和历史色谱法的定义和历史l定义定义 色谱法是一种分离色谱法是一种分离(分析分析)方法方法: 它利用物质在两相中分配系数的微它利用物质在两相中分配系数的微小差异小差异,通过两相的相对移动通过两相的相对移动,使被测物使被测物质在两相之间进行反复多次分配质在两相之间进行反复多次分配,从而从而使各组分
6、得到分离使各组分得到分离,并应用物理或化学方法进行检测,应用信息技术进行信号采集和数据处理分析,以达到定量定量或定性定性或分离制备分离制备的目的.年代年代发明者发明者发明的色谱方法或重要应用发明的色谱方法或重要应用1903Tswett用碳酸钙作吸附剂分离分析植物色素。最先提出色谱概念。用碳酸钙作吸附剂分离分析植物色素。最先提出色谱概念。1931Kuhn, Lederer用氧化铝和碳酸钙分离、-胡萝卜素及叶黄素、玉米黄质。使色谱法开始为人们所重视。1938Izmailov, Shraiber最先使用薄层色谱法。1938Taylor, Uray用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。1941Mart
7、in, Synge提出色谱塔板理论；发明液提出色谱塔板理论；发明液-液分配色谱；预测了气液色谱方法液分配色谱；预测了气液色谱方法的可行性的可行性.1944Consden等发明了纸色谱。1949Macllean在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱进入实用阶段。1952Martin, James从理论和实践方面完善了气从理论和实践方面完善了气-液分配色谱法。获得了液分配色谱法。获得了1952年的诺年的诺贝尔化学奖贝尔化学奖 1956Van Deemter等提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。1957基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。1958Gol
8、ay发明毛细管柱气相色谱。发明毛细管柱气相色谱。1959Porath, Flodin发表凝胶过滤色谱的报告。1964Moore发明凝胶渗透色谱。1965Giddings发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。1975Small发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。1967Kirkland等研制成功世界上第一台高效液相色谱仪。研制成功世界上第一台高效液相色谱仪。HPLC付诸实际应用付诸实际应用. 色谱法的历史发展色谱法的历史发展色谱发明人色谱发明人l 俄国科学家：M. S. Tswettl正式命名“色谱”的文献:1.2 色谱法的特点和应用范围色谱
9、法的特点和应用范围特点特点 1.从本本质质上上看,最大特点在于能将一个复杂的混合物分分离离为一个个组分,然后逐个检测. 2.从形形式式上上看,色谱法共同的基本特点是具备两两个个相相：相相对对不不动动的一相，称为固定相；另一个相对运动的相，称为流动相的一相，称为固定相；另一个相对运动的相，称为流动相。 3.色谱法的色谱法的优点优点: 分离效率高分离效率高 多组分同时分析多组分同时分析 样品用量少样品用量少 选择性好选择性好 检测灵敏度高检测灵敏度高 易于自动化易于自动化 4. 色谱法的色谱法的缺点缺点 : 定性能力较差定性能力较差(定量的定量的“ “巨人巨人”,定性的定性的“ “侏儒侏儒侏儒侏儒
10、” ”) )应用范围应用范围 已广泛应用于许多领域，成为十分重要的分分离离分分析析手段。大大多多数数气体、液体和固体样品(必须能气化或溶解)都能找到相应的色谱方法进行分离和分析。色谱分析的应用色谱分析的应用色谱分析的应用色谱分析的应用与我们有关的应用领域与我们有关的应用领域:l风味成份l酚类物质(葡萄酒、啤酒、黄酒)l单糖、低聚糖(葡萄酒、啤酒、黄酒)l肽、氨基酸(葡萄酒、黄酒)酒分析酒分析:生物制品生物制品l多糖、大豆肽、谷胱甘肽、有机酸、氨基酸、茶多酚、茶色素、黄酮、生物碱、维生素等发酵产品和天然产物的功能性成分环境分析环境分析l微囊藻毒素、多环芳烃、二噁英、环境激素(双酚A邻苯二甲酸酯等
11、)等代谢组学研究代谢组学研究代谢组学研究代谢组学研究l生物代谢产物及代谢途径分析l疾病诊断检测蛋白组学研究蛋白组学研究l药物靶点的发现和确认l药物作用机制l药物毒理学研究药物分析药物分析l药品质量检验和监测l药代动力学Temporal course差差速速移移行行过过过过程程程程淋洗液淋洗液慢慢中等中等快快1.3 色谱分离的基本过程及原理描述色谱分离的基本过程及原理描述C1,2C1C2C1C2MMS S跑道现象（表面）跑道现象（表面）跑道现象（表面）跑道现象（表面）洗涤原理（内在）洗涤原理（内在）洗涤原理（内在）洗涤原理（内在）1.3 色谱分离的基本过程及原理描述色谱分离的基本过程及原理描述1
12、.3 色谱分离的基本过程及原理描述色谱分离的基本过程及原理描述 总言之总言之:色谱分离是基于被分离物质的物色谱分离是基于被分离物质的物理性质或化学性质的差异理性质或化学性质的差异,归因于归因于:样品组分与样品组分与两个相（流动相和固定相）之间的作用力大小两个相（流动相和固定相）之间的作用力大小有差异有差异, 具有不同的平衡分配系数具有不同的平衡分配系数,进而产生差进而产生差速移行速移行. 由于上述作用力机制、种类不同由于上述作用力机制、种类不同,平衡分配平衡分配系数的类型不一样系数的类型不一样,因而构成了多种不同的分因而构成了多种不同的分离模式：离模式：吸附吸附吸附吸附配位交换配位交换配位交换
13、配位交换离子交换离子交换离子交换离子交换体积排阻体积排阻体积排阻体积排阻分配分配分配分配 亲和亲和亲和亲和疏水作用疏水作用疏水作用疏水作用 手性手性手性手性1.4 色谱法的分类色谱法的分类按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱气相色谱（GC），根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（GS C）和气液色谱（GLC） 液体为流动相的色谱称液相色谱液相色谱（LC）。同理，液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC,早期液相色谱的一种类型,现较少使用）。随着色谱技术的发展，通过化学反应将固定液物质键合到载体表面，这种化学键合固定相
14、的色谱称化学键合相色谱（CBPC,已广泛取代LLC）。 超临界流体超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）。按分离机理分类 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸吸附附色色谱谱法法。利用组分在固定液（固定相）中溶解度(或分配系数)不同而达到分离的方法称为分分配配色色谱谱法法。利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离离子子交交换换色色谱谱法法。利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝凝胶胶色色谱谱法法或或体体积积排排阻阻色色谱谱法法。利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技
15、术称为亲亲和和色谱法色谱法，常用于蛋白质的分离.What is “GPC”?GPC gelElution volumeExclusion Limit GPC analysis按固定相的外形分类 固定相装于柱内的色谱法，称为固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱柱色谱。固定。固定相呈平板状的色谱法，称为相呈平板状的色谱法，称为平板色谱平板色谱，它又可分为，它又可分为薄层色谱薄层色谱和和纸色谱纸色谱。 综上所述，色谱法的分类可总结于下图所示:色谱法的分类色谱法的分类另外另外另外另外: : 对于液相柱色谱对于液相柱色谱对于液相柱色谱对于液相柱色谱按分离效率分按分离效率分经典液相色谱经典液相色谱高效液相色
16、谱高效液相色谱最新进展最新进展微柱色谱微柱色谱（内径（内径0.51.0mm,粒径粒径13m ,柱长柱长515cm ） 毛细管电动色谱毛细管电动色谱(毛细管电泳与毛细管电泳与液相色谱相结合液相色谱相结合)气相色谱仪气相色谱仪(GC)流程示意图流程示意图载气净化器流量计色谱柱汽化室检测器记录器进样放空GC样机样机高效液相色谱仪高效液相色谱仪(HPLC)流程示意图流程示意图Dionex HPLC样机样机色谱泵色谱泵色谱泵色谱泵自动进样器自动进样器自动进样器自动进样器色谱柱及柱温箱色谱柱及柱温箱色谱柱及柱温箱色谱柱及柱温箱检测器检测器检测器检测器数据处理系统数据处理系统数据处理系统数据处理系统溶剂溶剂
17、溶剂溶剂本实验室仪器本实验室仪器Agilent1100HPLC自动进样器自动进样器柱温箱柱温箱在线脱气机在线脱气机四元泵四元泵溶剂瓶溶剂瓶二极管阵列紫外二极管阵列紫外检测器检测器(DAD)荧光检测器荧光检测器(FD)蒸发光散射检测器蒸发光散射检测器(ELSD)1.5 色谱的有关术语和概念色谱的有关术语和概念l(1) 色谱流出曲线色谱流出曲线 即色谱图（即色谱图（chromatogram） 指样品注入色谱柱后，信号随时间变化的曲线。色谱流出曲线色谱流出曲线色谱流出曲线色谱流出曲线h(时间时间)（2）基线）基线在正常操作条件下，仅有流动相通过检测器在正常操作条件下，仅有流动相通过检测器系统时所产生
18、的连续的响应信号，一般是一条直线。系统时所产生的连续的响应信号，一般是一条直线。 （3）峰高）峰高 峰的顶点到基线的垂直距离峰的顶点到基线的垂直距离,即上图中的即上图中的h。（5）峰宽）峰宽峰底宽Wb 半峰宽W1/2标准偏差（4）峰面积）峰面积 色谱曲线与基线间所包围的面积，即上图色谱曲线与基线间所包围的面积，即上图中中CAD所围成的面积所围成的面积 。 峰面积和峰高峰面积和峰高与相应组分的量成正比，故与相应组分的量成正比，故可作为可作为定量的依据定量的依据。（6）保留值）保留值保留时间tR进样到出现色谱峰的时间 保留时间是峰定性的依据之一保留体积VR进样到出现色谱峰时消耗的流动相体积死时间t
19、0流动相流过色谱柱所需时间(不保留组分流过色谱柱所需时间)死体积V0色谱柱的空隙体积(死时间内消耗流动相的体积)调整保留时间调整保留时间调整保留体积调整保留体积F流动相流动线速度（7）相对保留值）相对保留值( (用用或或表示表示, ,也称分离因子也称分离因子) ) （8）分配系数和分配比（容量因子）分配系数和分配比（容量因子）分配系数：分配系数：一定温度与压力下两相达平衡后，一定温度与压力下两相达平衡后，组分在固定相和流动相组分在固定相和流动相浓度浓度的比值的比值分配比（容量因子）：分配比（容量因子）： 一定温度与压力下两相一定温度与压力下两相达平衡后，达平衡后，组分在固定相和流动相中组分在固
20、定相和流动相中量量的比值的比值固定相中的组分固定相中的组分质量质量流动相中的组分流动相中的组分质量质量K与k的关系：（9）容量因子）容量因子k与保留值的关系与保留值的关系(V0/Vs=,称相比)保留方程式保留方程式 该方程将保留值tR与分离柱的基本参数t0和k相关联.由t0和k可预测tR理论值. 由死时间t0和保留时间tR可求出容量因子k.(10) 分离效能指标分离效能指标i) 选择性（相对保留值,也叫分离因子； 或）两相邻组分的相对保留值,常用作为色谱系统分离选择性指标。 相对保留值由两组分的热力学性质决定，与色谱柱的长短粗细无关。对于给定的色谱体系,在一定温度下,两组分相对保留值是一常数。
21、因此，试样中各组分与标准(参照)物质的相对保留值可作为定性依据。) 峰宽度) 分离度分离度考虑了保留时间和峰宽度，是一个综合指标：R 1.0两峰明显重叠两峰明显重叠R = 1.0两峰达两峰达97.7%分离分离R 1.5两峰完全分开两峰完全分开定义:1.6 1.6 塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论 目的目的从理论上得到描述色谱流出曲线从理论上得到描述色谱流出曲线的方程，并通过这一方程各参数来研究影的方程，并通过这一方程各参数来研究影响分离的因素。响分离的因素。 最早由最早由Martin等人提出塔板理论，把色谱柱比等人提出塔板理论，把色谱柱比作一个作一个精馏塔精馏塔，沿用精馏塔中，沿用精馏塔中塔板
22、的概念塔板的概念来描述来描述组分在两相间的分配行为，同时引入组分在两相间的分配行为，同时引入理论塔板数理论塔板数(及理论塔板高度及理论塔板高度)作为衡量柱效率的指标。作为衡量柱效率的指标。 基本假设基本假设:l（1）色谱柱由若干级塔板组成色谱柱由若干级塔板组成;l（2）组分通过时在每级塔板两相间可瞬间）组分通过时在每级塔板两相间可瞬间达到平衡，且纵向分子扩散可忽略；达到平衡，且纵向分子扩散可忽略；l (3) 组分在各塔板上的分配系数是一常数，组分在各塔板上的分配系数是一常数，与溶质在每个塔板上的量无关；与溶质在每个塔板上的量无关；l （4）流动相通过色谱柱不是连续的，而是）流动相通过色谱柱不是
23、连续的，而是脉冲式的间歇过程，每次进入（转移）流动脉冲式的间歇过程，每次进入（转移）流动相一个塔板体积。相一个塔板体积。r 塔板级数塔板级数N 转移次数转移次数设：有设：有A、B两组分，两组分，kA = 2kB = 1/2当当 N = 0r = 0A组分在两相分配达平衡后：组分在两相分配达平衡后：流动相分量流动相分量=固定相分量固定相分量=r0r1r2。rn（塔板号）（塔板号）下表下表列出经过各级转移后组分在每一级塔板中的量：列出经过各级转移后组分在每一级塔板中的量：(每一塔板段的上下两格分别代表流动相和固定相每一塔板段的上下两格分别代表流动相和固定相)流动相进柱流动相进柱05个塔板体积时个塔
24、板体积时A、B两组分在各塔板上的分布两组分在各塔板上的分布r0r1r2。rn当当经过经过1次转移（次转移（N=1）以后：以后：第第0级级塔板：塔板：r = 0A组分的分量组分的分量 =第第1级塔板：级塔板：r = 1A组分的分量组分的分量 =A组分在两级塔板上的量可表示为：组分在两级塔板上的量可表示为：若总结规律若总结规律(以以A组分为例组分为例)：经经N次转移后，组分在各级塔板上的量符合下次转移后，组分在各级塔板上的量符合下列二项式分布，即列二项式分布，即当当N = 4时，组分分布在时，组分分布在5级塔板上的量分别是下式右边的各项：级塔板上的量分别是下式右边的各项：以以A组分为例，组分为例，
25、5级塔板上的分量分别是下式右边的各项：级塔板上的分量分别是下式右边的各项： 任任一级塔板上的分量为一级塔板上的分量为 的展开式对应的的展开式对应的一项，可用一个通式表示：一项，可用一个通式表示：当当求求 最后一级塔板最后一级塔板的组分的量时，的组分的量时，r = n，以，以作图，即得色谱流出曲线，因此上式作图，即得色谱流出曲线，因此上式(1)称为流称为流出曲线方程。出曲线方程。(1)tCtRCmax对于两个组分对于两个组分A和和B，如果如果k不同，则流出曲线不同，则流出曲线的形状不同：的形状不同：由于所获得的流出曲线在由于所获得的流出曲线在N很大时呈正态分布，很大时呈正态分布，因此可将流出曲线
26、方程转化为正态分布方程形式：因此可将流出曲线方程转化为正态分布方程形式：将此将此方程与标准正态分布曲线方程方程与标准正态分布曲线方程-比较可知：比较可知：所以：所以：或：根据：所以：n 称为色谱柱的理论塔板数；称为色谱柱的理论塔板数；neff 称为有效理论塔板数。称为有效理论塔板数。对于特定的对于特定的tR(或或tR )，色谱峰越窄，理论塔板数，色谱峰越窄，理论塔板数n越大越大(塔板高度塔板高度H越小越小)。neff 与与 n 的关系：的关系：1、从理论上得到了描述色谱流出曲线的方程，、从理论上得到了描述色谱流出曲线的方程，通过该方程可以预测具有不同分配系数通过该方程可以预测具有不同分配系数K
27、的两的两种物质在塔板数为种物质在塔板数为n的色谱柱上分离的情况；的色谱柱上分离的情况；小结2、由下式、由下式(通过以上方程推得通过以上方程推得)看出表征柱效率的看出表征柱效率的因素是理论板数因素是理论板数n，其值越大，色谱峰越窄，分离其值越大，色谱峰越窄，分离效果越好效果越好:问题怎样提高色谱柱的理论塔板数n，从而提高色谱柱的效率？ 1.7 速率理论速率理论(1) 塔板理论的不足塔板理论虽然指出了理论板数n或理论板高度H对色谱柱效率的影响，但是没有指出影响塔板高度的因素，因此无法在理论指导下从实验上提高色谱柱的效率。(2) Van Deemter方程1956年Van Deemter提出速率方程
28、，指出了提高柱效率的途径：Van Deemter方程式中: H塔板高度;A涡流扩散项;B-纵向分子扩散项;C-传质阻力项; u流动相流动的线速度.（i）A涡流扩散项：指固定相填充不均匀引起的扩散为填充的不规则因子dp固定相颗粒粒径(用塔板高度表征峰展宽的程度)涡流扩散示意图（）B/u 纵向分子扩散项指分子沿色谱柱轴向扩散引起的色谱谱带展宽分子沿色谱柱轴向扩散引起的色谱谱带展宽B = 2 r Dm式中： r弯曲因子，填充柱 r 1 空心柱r = 1 Dm组分在流动相中的扩散系数组分在流动相中的扩散系数纵向分子扩散显著存在于GC中.由于组分在液相中的扩由于组分在液相中的扩散系数只有气体中的散系数只
29、有气体中的1/105，因此在液相色谱中，因此在液相色谱中B可以忽略。可以忽略。 该扩散是由浓度梯度造成的。该扩散是由浓度梯度造成的。组分从柱入口加入，其浓度分布的构型呈“塞子”状。如右图所示。随着流动相向前推进，由于存在浓度梯度，“塞子”必然自发地向前和向后扩散，造成谱带展宽。（）Cu传质阻力项指组分在流动相和固定相之间传质的阻力流动相传质阻力固定相传质阻力q 和 为与两相的构型和性质有关的常数dp 和 df 为固定相颗粒直径和固定液膜的厚度Ds和Dm分别为组分在固定相和流动相中的扩散系数何为传质阻力何为传质阻力?l 在色谱分离过程中溶质分子在流过色谱柱在色谱分离过程中溶质分子在流过色谱柱时反
30、复不断地由流动相进入固定相，同时又时反复不断地由流动相进入固定相，同时又由固定相进入流动相，这种溶质在两相间来由固定相进入流动相，这种溶质在两相间来回扩散的过程称为质量传递或传质。回扩散的过程称为质量传递或传质。由于溶由于溶质分子与固定相、流动相分子间相互作用，质分子与固定相、流动相分子间相互作用，阻碍溶质分子快速传递实现分布平衡，导致阻碍溶质分子快速传递实现分布平衡，导致有限传质速率的分子间作用力称为传质阻力有限传质速率的分子间作用力称为传质阻力。因传质阻力的作用，加之流动相具有较高的因传质阻力的作用，加之流动相具有较高的流速，流速，使得有些溶质分子未能进入固定相，使得有些溶质分子未能进入固
31、定相，就被流动相推向前进，发生分子就被流动相推向前进，发生分子超前超前,而有些而有些溶质分子在固定相中未能分布平衡并解吸进溶质分子在固定相中未能分布平衡并解吸进入流动相入流动相,发生分子发生分子滞后滞后。这样的超前和滞后。这样的超前和滞后都会引起色谱峰的扩展。都会引起色谱峰的扩展。 涡流扩散与各种传质阻抗对液相色谱峰展宽的影响涡流扩散与各种传质阻抗对液相色谱峰展宽的影响“x”号表示被分离组分的分子号表示被分离组分的分子 a原始样品带宽原始样品带宽b、c、d及及e分别为经涡流扩散及各阻抗展宽后的谱带宽度分别为经涡流扩散及各阻抗展宽后的谱带宽度综上所述，完整的速率方程可表达为：综上所述，完整的速率
32、方程可表达为：涡流扩散项 (A)纵向扩散项 (B/u)固定相传质项流动相传质项(传质阻力项Cu) 在上述方程中 , u对纵向扩散项和传质阻力项的影响不一致,因此，可通过求解微分方程得到最佳值：uHminuoptHPLC和和GC的的H-u图比较图比较 LC板高极小值比GC的极小值小一个数量级以上，说明液相色谱的柱效比气相色谱高得多(以板高衡量). LC的板高最低点相应流速比起GC的极值流速亦小一个数量级，说明对于LC，为了取得良好的柱效，流速可较小。LCGC更小的颗粒度van Deemter 曲线带来的承诺曲线带来的承诺如果填料的颗粒继续演变如果填料的颗粒继续演变0.000.020.040.06
33、0.080.100.120.140.16Minutes0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.001. Thiourea - 0.4302. toluene - 1.0343. propylbenzene - 1.7424. butylbenzene - 2.4135. hexylbenzene - 5.0580.180.200.220.24HPLC完全分离的时间：完全分离的时间：6.00分钟分钟组份数：组份数：52.2m0.7mL/min1. Thiourea - 0.0462. toluene - 0.0883. propylbe
34、nzene - 0.1374. butylbenzene - 0.1825. hexylbenzene - 0.360组份数：组份数：51.7 m1.4mL/min完全分离的时间：完全分离的时间：0.60分钟分钟两倍的流速，十倍的速度两倍的流速，十倍的速度0.6分钟分钟 vs 6.0分钟（分钟（0.85mL vs 4.2mL）UPLCAU0.000.100.20Minutes0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.60Ultra Performance LC速度速度速度速度(3) 影响谱带展宽的其它因素影响谱带展宽的其它因素柱外效应柱外效应:
35、 柱前展宽、柱后展宽柱前展宽、柱后展宽2T = 2co+ 2in+ 2tu+ 2De+ 2or 2T 为色谱系统观察到的峰展宽的总方差为色谱系统观察到的峰展宽的总方差;等号右边第等号右边第二项向后各项均为柱外效应展宽二项向后各项均为柱外效应展宽,依次为依次为进样进样(系统和方系统和方式式)、系统连接管、检测器和其他因素引起的色谱峰展、系统连接管、检测器和其他因素引起的色谱峰展宽宽. 一般要求柱外效应引起的峰展宽一般要求柱外效应引起的峰展宽总峰展宽的总峰展宽的10%.1.8 分离度方程及分离条件的控制分离度方程及分离条件的控制 1.8.1 分离度方程分离度方程根据分离度定义和理论塔板数公式及保留
36、方程式可推导出分离度方程:因:又:即(1)(2)()分离度方程分离度方程(2)式代入(1)式得:分子分母再同时除以分子分母再同时除以tR1,得下式得下式:1.8.2 1.8.2 影响分离度的因素：影响分离度的因素：影响分离度的因素：影响分离度的因素： k k 、( ) )及及及及N N k 是容量因子，表达了被分离组分与柱填料之间是容量因子，表达了被分离组分与柱填料之间作用的强弱作用的强弱,即组分在柱上保留能力的大小即组分在柱上保留能力的大小.希望值希望值:110. 是分离因子，决定两个欲分离组分是否能分离是分离因子，决定两个欲分离组分是否能分离,分分离程度的大小离程度的大小.希望值希望值:1
37、.052.0( =1,R=0). N 是理论塔板数，描述色谱峰谱带展宽的程度是理论塔板数，描述色谱峰谱带展宽的程度. k和和的的大小取决于色谱系统与大小取决于色谱系统与“物质对物质对”的热力的热力学性质学性质,N(或或H)决定于色谱系统的动力学特性决定于色谱系统的动力学特性.、 k及及 N N 如何控制分离度如何控制分离度1.8.3 1.8.3 由哪些因素来调节由哪些因素来调节由哪些因素来调节由哪些因素来调节k k 、 及及及及N N？lk 与与流动相组成流动相组成(主要是溶剂比例等主要是溶剂比例等)、固定相的性质和用量及、固定相的性质和用量及柱温有关。柱温有关。l随流动相组成随流动相组成(特
38、别是有机溶剂种类和特别是有机溶剂种类和pH值等值等)、固定相的性、固定相的性质及柱温的变化而变。质及柱温的变化而变。lN（或（或H）由板高）由板高方程各项参数决定，一般随色谱柱长、方程各项参数决定，一般随色谱柱长、填料粒填料粒径径、流速和温度等操作条件的变化而变。、流速和温度等操作条件的变化而变。l通过改变流动相组成改变通过改变流动相组成改变-同样强度的不同溶剂同样强度的不同溶剂:l还可改变色谱柱和柱温(不常用).改变分离因子改变分离因子改变分离因子改变分离因子 的例子的例子的例子的例子改变容量因子改变容量因子改变容量因子改变容量因子 k k 的例子的例子的例子的例子甲醇甲醇/水的比例不同水的比例不同:理想的k k 值在110之间色谱法研究的核心：色谱法研究的核心： 选择最适合的选择最适合的色谱体系色谱体系(用什么色用什么色谱分离模式谱分离模式?什么柱什么柱?什么流动相什么流动相?)和和分离条件分离条件,在在最短的时间最短的时间达到最佳的达到最佳的分离度分离度。谢谢 谢谢 ！
