1、色谱分析概论 第一节 色谱法概述 一、色谱法的定义和用途 二、色谱法的特点 三、色谱法的起源 四、色谱法的分类 五、色谱法的发展 一、色谱法的定义及用途 定义 ： 色谱法 (chromatography)， 是一种物理或物理化学的分离分析方法 。 原理 ：利用物质在 固定相 和 流动相 中的 分配系数不同 ， 使混合物中的各组分分离 。 以前学过的分离方法有： 1. 沉淀法 是利用物质 溶解度的不同 而进行分离 。 2. 蒸馏法 是利用有机物 沸点的差异 进行分离 。 3. 萃取法 是利用组分在水相和有机相 （ 互不相溶 ） 中的 分配素数不同进行 而分离 。 色谱法的用途 用途： 色谱法 已
2、广泛用于各个领域 ， 是 多组分混合物首选的分离分析方法 。 以 中国药典 2005版 为例 ， 一部 收载 中药 1146个 品种 ，用薄层 色谱进行鉴别或含量测定的有 1523项 ，用 高效液相色谱进行定量分析的有 479种 518项 ， 用气相色谱进行检测的有 47种 。 二部收载的有 1967个品种 ， 采 用 高效液相色谱法的品种有 848种 。 现在色谱法 已 形成一门专门的科学 。 二、色谱法的起源 1 创立： 1906年 ， 俄国植物学家 Tsweet 植物色素分离 见图示 2 现状：一种重要的 分离 、 分析技术 分离混合物各组分并加以分析 ,还可以进行制备 固定相 除了固体
3、 ， 还可以是液体 流动相 液体或气体 色谱柱 各种材质和尺寸 被分离组分 不再仅局限于有色物质 碳酸钙 （固定相） 色素混合液 石油醚 (流动相） 1906年， Tsweet 发现色谱分离现象 色谱柱 色带 植物色素分离图示 三、色谱法的特点 优点： “ 三高 ” 、 “ 一快 ” 、“ 一广 ” 缺点： 高选择性、高效能 、高灵敏度、分析速度快、应用范围广 对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用 (GC-MS,LC-MS) 四、色谱法的分类 1 按两相分子的聚集状态分类 流动相 固定相 类型 液相色谱 液体 固体 液 -固色谱 液体 液体 液 -液色谱 气体 固体 气 -固色谱
4、 气体 液体 气 -液色谱 气相色谱 超临界流体色谱法 流动相为超临界流体 色谱法分类（续前） 2按固定相的固定方式分类 3 按分离机制分类 平面色谱 纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱 柱色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱 分配色谱 吸附色谱 离子交换色谱 空间排阻色谱 毛细管电咏法 毛细管电色谱法 毛细管电泳 色谱法分类（图示） 色谱法简单分类 毛细管电泳法 五、色谱法的发展 1、 历史 30年代 茨维特分离绿叶色素 ， 产生固液吸附色谱 40年代 液 液分配色谱法 、 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 推出了色谱质谱联用技术 （ GC-MS） 70年代
5、 HPLC出现使色谱分析范围进一步扩大 80年代 出现了超临界流体色谱法 、 毛细管电泳法 90年代 崛起的电色谱法，兼有毛细管电泳法与微 微填充柱色谱法的优点 21世纪 色谱科学将在生命科学等的前沿发挥他不可替代的重要作用 2、展望 新型固定相和检测器 手性固定相 、 浸透限制性固定相 、 灌注色谱固定相 、 生物色谱固定相等；蒸发光散射检测器 色谱新方法的研究 超临界流体色谱法 、 毛细管电咏法 、 毛细管电色谱法 色谱联用技术 GC-MS、 LC-MS、 GC-FTIR 色谱专家系统 是一种色谱计算机联用技术 第二节 色谱过程和基本原理 一 、 色谱过程 、 分离原理及特点 二 、 色谱
6、流出曲线和有关概念 三 、 分配系数与色谱分离 一、色谱过程、分离原理及特点 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 图示 分配系数的微小差异 吸附能力的微小差异 微小差异积累 较大差异 吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出 back 续前 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 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 二、
7、色谱流出曲线和有关概念 色谱流出曲线和色谱峰 流出曲线 (色谱图 )：电信号强度随时间变化曲线 基线： 无样品时的电信号 ， 反映仪器噪音的情况 色谱峰：流出曲线上突起部分 图 17 2 续前 对称因子 正常峰 （ 对称 ） 非正常峰 前沿峰 拖尾峰 色谱峰 ABAAWf hs 2)(205.0 fs=0.951.05 fs1.05 （二）保留值：色谱定性参数 1.保留时间 （ tR)： 从进样开始到组分出现浓度极大点时所需时间 ， 即组分通过色谱柱所需要的时间 2.死时间 （ t0） ： 不被固定相溶解或吸附的组分的保留时间 。 即 ， 分配系数为零的组分 。 3.调整保留时间 （ tR ）
8、 ： 组分的保留时间与死时间之差值 ， 即组分在固定相中滞留的时间 0 ttt RR 图片 4.保留体积 （ VR） ： 从进样开始到组分出现浓度极大点时所消耗的流动相的体积 5.死体积 (V0) ： 由进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空间。 cRR FtV CRcR FtFV1无关；为定值，与注：CFtV 00Cc FtFV100 无关；为定值，与注：6.调整保留体积 VR： 保留体积与死体积之差 ， 即组分停留在固定相时所消耗流动相的体积 7.相对保留值 ri,s(选择性系数 )： 调整保留值之比 CRRR FtVVV 0cRcR FtFV1 无关；与注：12121212 kkVVt
9、trRRRR ，121212 kkKKr ，lglglglg100 )()()()(zRnzRzRxRx ttttnzI8.保留指数 Ix 指将待测物的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为 (已知范围内组分的定性参数 ) Ix: 待测组分的保留指数， z与 z+n为一对正构烷烃的含 C数，一般 n为 1。 t R(X) 应介于 t R(Z)和 t R(Z+n)之间 （三）色谱峰高和峰面积 2.峰面积 A： 指色谱曲线与基线间包围的面积 1.峰高 h： 指组分在柱后出现浓度极大时的检测信号 ， 即色谱峰顶至基线的距离 （四）色谱峰区域宽度：色谱柱效参数 3.峰宽 W： 正态分布色谱曲线两拐点切
10、线与基线相交的截距 1.标准差 ： 正态分布色谱曲线两拐点距离的一半 对应 0.607h处峰宽的一半 注： 小，峰 窄，柱效 高 2.半峰宽 W1/2： 峰高一半处所对应的峰宽 3 5 5.221 W4W216 9 9.1 WW 注：除了用于衡量柱效 ， 还可以计算峰面积 图示 （五）分离度 R(分辨率 ) 相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍 ,衡量色谱分离条件优劣的参数 讨论： 22112WWttR RR峰宽和之半）保留值之差（峰顶间距2112 )(2WWttR RR完全未分开完全分离基本分离0.165.140.1RtRtRRR三、分配系数与色谱分离 分配系数和容量因子：相平衡参数
11、1.分配系数 K(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 ， 在固定相与流动相中的浓度比 （ 色谱过程的相平衡参数 ） mSCCK 注： K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 实验条件固定 ， K仅与组分性质有关 2.容量因子 k (容量比，分配比 )： 指在一定温度和压力下，组分在色谱柱中达分配 平衡时，在固定相与流动相中的质量比 mmssmsVCVCmmk msmmssVVKVCVCk 3.分配系数与容量因子的关系 （二）分配系数和容量因子与保留时间的关系 保留比 R： 衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度 RRtttLtLR 00 定距洗脱保留比)1( RR= 组分在色谱柱中迁移速度 流动相的线速度 v u =
