1、1,第9章 色谱法概论,An Introduction to Chromatography,（chromatography）,色彩,2,色谱法起源 色谱法历程 色谱法分类 色谱过程 常用术语,3,第1节 起源、历程与分类,一、起源1903年： 一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用，提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。1906年，俄国植物学家迈克尔茨维特(Michael Tswett)提出色谱法(Chromatography)概念 “色谱学之父“,4,碳酸钙粉末 （固定相）,色素混合液,石油醚(流动相）,色谱柱,色谱,1906年，Tsweet发明的色谱法,5,色素分离示意图,1906年 迈
2、克尔茨维特提出色谱法 1931年 库恩 奥地利化学家 胡萝卜素分离 1930s 离子交换色谱建立 1940s 分配色谱创立，平板色谱法 1952年 气相色谱法建立（GC） 1968年 高效液相色谱法建立（HPLC）1980s 超临界流体色谱法（SFC）1990s 毛细管电泳法（CE） 1990s末 毛细管电色谱法,二、历程,7,液-固色谱（吸附色谱）的进一步发展有赖于瑞典科学家Tiselius和Claesson的努力，他们创立了液相色谱的迎头法和顶替法。,Tiselius, A.W.K. 1948年 Nobel 化学奖,8,Martin, A.J.P. Synge, R.L.M. 1952年
3、Nobel 化学奖,英国科学家Martin和Synge创立了分配色谱,1941年，Martin和Synge采用水分饱和的硅胶为固定相，以含有乙醇的氯仿为流动相分离乙酰基氨基酸，并在这一工作论文中预言了用气体代替液体作为流动相来分离化合物的可能性。,9,色谱学的重要作用,时间：色谱法是过去、现今、将来分析化学领域最为活跃、应用最为广泛的分离技术。,空间：深入到了生命科学、材料科学、环境科学等领域。,10,定义：一种利用固定相和流动相对组分进行物理或物理化学分离的分析方法 实质：分离 目的：定性分析或定量分析,11,固定相除了固体，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
4、局限于有色物质,13,1按流动相与固定相的状态分：,流动相 固定相 类型,三、分类,14,2按分离机制分类：,吸附色谱：利用物理吸附性能的差异 分配色谱：利用分配系数的不同 离子交换色谱：利用离子交换原理 空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同 键合相色谱法：,毛细管电泳法和毛细管电色谱法:利用电细管和电的性质相结合而建立毛细管电泳的分离,15,3按操作形式：,柱色谱法 Column chromatography,平面色谱法 plane chromatography,paper chromatography,thin layer chromatography,thin film chromatog
5、raphy,16,4.按使用目的分类,分析用色谱仪 制备用色谱仪 流程色谱仪,17,色谱法,气相色谱法（GC）,液相色谱法（LC）,广义的毛细管电泳法,柱色谱法,经典液相柱色谱法,高效液相色谱法（HPLC）,平板色谱法（TLC、PC）,色谱法简单分类,毛细管柱色谱法,填充柱色谱法,18,一、色谱过程,第2节 色谱过程与术语, 分离组分在两相中的“分配”平衡过程 组分的分配系数不等，移动的速率不等 形成差速迁移而被分离,吸附色谱：吸附 解吸再吸附 再解吸 多次洗脱 差速迁移 分离,19,20,21,二、 色谱图,色谱图：由检测器输出的电信号强度对时间或流动相流出体积作图得到的曲线,t,信号,重要
6、信息： 峰数：组分个数 峰位：保留时间，定性 峰强：峰面积，峰高，定量 峰间距：分离度,22,三、常用术语,基线：仅有流动相通过检测器时的响应信号,噪音：各种未知的偶然因素引起的基线起伏,漂移（drift）：基线随时间向一个方向的缓慢变化,23,色谱峰：监测器信号随时间变化而形成的流出曲线,峰面积A,标准差,峰高h,W,峰宽W,半峰宽W1/2,W1/2,24, 峰面积A：指色谱曲线与基线间包围的面积 峰高h：色谱峰顶至基线的距离 峰宽W ：色谱峰两拐点切线在基线上的截距 半峰宽W1/2：峰高一半处对应的峰宽 标准偏差 ：0.607倍峰高处峰宽的一半,W = 4=1.699W1/2,W1/2 =
7、 2.355,25,拖尾因子(tailing factor, T),又叫对称因子,26,保留时间tR,死时间tM,调整保留时间tR/,保留时间tR（定性） 从进样到色谱峰顶的时间， 组分在色谱柱中的停留时间 组分流经色谱柱所需要的时间。,死时间tM 不吸附组分（K=0）的保留时间， 组分在流动相中的停留时间 流动相流经色谱柱所需要的时间 空气出峰时间(GC),28,死体积Vm：同一柱Vm为常数, 未被固定相占有的柱内空间体积 死时间内流经的流动相体积,调整保留时间tR 组分在固定相中停留的时间 比不保留组分在柱中多停留的时间.,tR= tR tM,29,调整保留体积VR 保留体积扣除死体积 洗
8、脱组分实际所需体积,VR= VR VM= tR Fc,保留体积VR 将组分洗脱出色谱柱所需流动相总体积 保留时间内流经的流动相体积,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,分配系数和分配比,（K=0，组分不被保留）,（K，组分不被洗脱）,分配比(容量因子)k (capacity factor)： 在平衡状态下，组分在固定相与流动相中的质量比,使A、B两组分完全分离的先决条件： 两组分的容量因子必须有差异,若kAkB，哪个组分先出峰？,若kAkB，哪个组分先出峰？,若kA=kB，哪个组分先出峰？,相比率,32,tR与k的关系：,保留因
9、子 R/：组分在柱内的时间分数或浓度分数, 溶质分子在柱中移行的速度相当于流动相流经整个柱的移行速度的1/3,如：R/=1/3：, 对某个分子，则1/3的时间在流动相（tM），而有2/3的时间在固定相 (tR)。, 对于大量的溶质分子，1/3的分子在流动相有2/3的分子在固定相(1-R) 。,33,同一柱A、B二组分：,tR0为分离的基础,故：,又得：,or,34,相对保留值 ： 待测成分i与基准物质S的调整保留值之比,35,选择性因子,混合物中组分2与组分1的调整保留时间之比称为选择性因子,，,用于衡量色谱柱的选择性， 越大，色谱柱的选择性越好,36,讨论：k与组分、固定相和流动相的性质及温度、压力有关，反映组分和固定相、流动相分子间作用力的大小,37,在一个25cm的色谱柱上，分离一个样品的结果如下图：,计算：(1)两组分的调整保留时间,(2)两组分的容量因子,(3)两组分的分配系数之比,(4) 两组分的保留因子,38,
