现代色谱分析PPT

热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程
动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
色谱曲线的意义： ✓ 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； ✓ 色谱保留值——定性依据； ✓ 色谱峰高或面积——定量依据； ✓ 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； ✓ 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
C C g C l [(0 1 .0 k k ) 2 1 2•D d p 2 g] [2 3•(1 k k )2•d D 2 fl]
Cg
组分分子
讨论： 减小填充颗粒直径dp；
流动相 采用分子量小的流动相，使Dg增加；
固液界面 减小液膜厚度df，Cl下降。但此时k又减小。
固定液
因此，当保持固定液含量不变时，可通过
H ABCu u
u 为流动相线速度； A，B，C为常数，其中
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素！任 何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。
1）涡流扩散项(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质
在 在
固 流
定 动

➢ 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称 为分配色谱法。
➢ 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，称为离子交换色谱法。
➢ 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，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，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术称为亲和色谱法，常用于蛋白 质的分离。
色谱过程
吸附→解吸→再吸附→再解吸
两种组分的理化性质原本存在着微小 的差异，经过反复多次地吸附→解吸→再 吸附→再解吸的过程使微小差异累积起来， 结果使吸附能力弱的组分先流出色谱柱， 吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使 各个组分得到了分离。
检
测
1
2
3
器
色 谱 柱 （ 固 定 相 ）
样品组分 1＋2＋3
➢ 液体为流动相的色谱称液相色谱（LC） 同理液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。 ➢ 超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SFC）。
随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这 种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。
2.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，称为吸附色谱法。
在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或 液体）称为固定相 ； 自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相 ； 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱 。
• 色谱分离中的两相是指系统具有一个有大比表面积 的固定相（stationary phase）（可以是固体或以某种 方式固定了的液体）和一个能携带待分离混合物流 过固定相的所谓流动相（mobile phase）（可以是气 体或液体）。

分析乙苯及二甲苯三个异构体的样品，用归一化法定量结果如下，计 算各组分百分含量。
组分 峰面积A 重量校正因子
乙苯 120 0.97
对二甲苯 75 1.00
间二甲苯 140 0.96
邻二甲苯 105 0.98
（乙苯21.15％；对二甲苯17.50％；间二甲苯31.35％；领二甲苯24.00％）
高效液相色谱定量分析方法 ——内标法
高效液相色谱定量分析方法
目录
01 面积归一化法
02 外标法
03 内标法
高效液相色谱定量分析方法
什么是定量分析方法
实质是搞清楚样品里各组分含量有多少的问题 。
高效液相色谱法：能将组分分离后再分析含量 。
高效液相色谱定量分析方法—案例
怎样测出食品中的添加剂是符合标准的呢？
高效液相色谱定量分析方法—案例
高效液相色谱定性分析方法
目录
01 高效液相色谱法定性分析原理
02 高效液相色谱法定性分析方法
高效液相色谱定性分析方法
天麻为天麻片的主药，怎么鉴别 天麻片里是否真正含有天麻呢？
功效 祛风除湿 舒筋通络 活血止痛
医学用途 治疗肢体拘挛 治疗手足麻木 治疗腰腿酸痛
高效液相色谱定性分析方法 01.定性分析原理
高效液相色谱定性分析方法
课后思考
复方感冒片里主要有伪麻黄碱、对乙酰氨基酚、马来酸氯苯那敏、右美沙芬这四种成份，请你结合
前面所学知识，说一说如何采用高效液相色谱法定性鉴别这四种成份呢？ 如下图所示，这个样品中是否含有这四种有效成份呢？
高效液相色谱法概念
高效液相色谱法概述
一、高效液相色谱法简介
液相色谱分析是在经典的液体柱色 谱基础上，引入了气相色谱的理论；

缺点
分离效果相对较差，灵敏度较低。
04 色谱分析实验技术
实验设计
实验目的
明确实验的目标和意义，确保实验具有 实际应用价值。
实验步骤
详细列出实验操作步骤，包括样品处 理、色谱柱选择、进样、洗脱等，确
保实验过程规范、准确。
实验原理
阐述色谱分析的基本原理和实验操作 流程，确保实验的合理性和科学性。
实验安全
数据处理与分析
数据采集
记录实验过程中的各项数据，包 括色谱图、峰高、峰面积等，确 保数据的完整性和准确性。
数据处理
采用适当的数学方法对原始数据 进行处理，如平滑、基线校正、 归一化等，以提高数据的可靠性 和可比性。
结果分析
根据处理后的数据，进行结果分 析和解释，得出实验结论，为实 际应用提供科学依据。
优点
分离效果好、分析速度快、灵 敏度高。
缺点
对于高分子量和热稳定性差的 化合物不太适用。
液相色谱法
原理
利用液体作为流动相，将样品中的各 组分在固定相和流动相之间进行分离 ，再通过检测器进行检测。
应用范围
主要用于分析高分子量、热稳定性差 、不易挥发的有机化合物，如蛋白质 、核酸等生物大分子。
优点
分离效果好、分析速度快、灵敏度高 ，适用于复杂样品的分析。
色谱分析具有高效、高分辨率和高灵敏度等特点，广泛应用于化学、生物、医学 和环境等领域。
色谱分析的原理
分离原理
色谱分析基于不同组分在两相之间的吸附或溶解性能差异进行分离。在流动相 的带动下，各组分在固定相和流动相之间反复分配，最终达到分离。
检测原理
通过检测器对分离后的组分进行检测，将组分的浓度或质量转化为电信号，以 便进行定量和定性分析。常见的检测器有紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、质谱 等。

检测器用来检测色谱柱后流出的组分，并以电 压或电流信号显示出来，常用检测器有热导；氢焰 检测器；电子捕获式和火焰光度式检测器等。
5.数据记录和处理系统
将检测器输出的信号记录下来，进行定性，定量 分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便 结构：FID的电离室由金属圆筒 作外罩，底座中心有喷嘴;喷嘴
色谱分析法简述
色谱法源自于对植物色素分离和提纯， 现代色谱法的原理如下：
混合试样中各组份在流动相和固定相间 的分配系数不同，随着流动相在色谱柱中运 行，各组份就在两相间进行反复多次分配。
由于固定相对各
组份的吸附或溶解 能力不同，因此各 组份在色谱柱中的 运行速度就不同， 经过一定的色谱柱 后，便彼此分离， 按顺序离开色谱柱 进入检测器，产生 的离子流讯号经放 大后，在记录器上 描绘出各组份的色 谱峰。
一由般于分 固析定可相在对几各分组钟份到的几吸十附分或钟溶内解完能成力不，同特，别因是此气各相组色份谱在，色分谱析柱速中度的较运快行。速度就不同，经过一定的色谱柱后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进 可入有检效 测地器分，离产性生质的极离为子相流近讯的号各经种放同大分后异，构在体记和录各器种上同描位绘素出。各组份的色谱峰。
原理
由色谱柱流出的载气（样品）流经温度高达 2100℃的氢火焰时，待测组分在火焰中发生离子 化作用，使两个电极之间出现一定量的正、负离子， 在电场的作用下，正、负离子各被相应电极所收集。 当载气中不含待测物时，火焰中离子很少，即基流 很小，约10-14A。当待测物通过检测器时，火焰中 电离的离子增多，电流增大（但很微弱10-8～10-
1.按两相的状态可以分为： 色谱柱至于柱室中，一般常用不锈钢管或铜管，填充固定相构成，管子成U型或螺旋形。

KAVs Vm
)
tR B
t0
(1
KBVs Vm
)
tR
tR A
tR B
t0(KA
KB
)
Vs Vm
t0(kA kB)
色谱别离的前提
——组分在两相间分配系数 K 不同或分配
第三节 色谱别离机制
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
一、吸附色谱法
✓ 别离机制： ✓ 利用吸附剂对不同组分吸附能力差异实现别离
诺贝尔化学奖： 1948年，瑞典Tiselins，电泳和吸附分析 1952年，英国Martin和Synge，分配色谱。
展望：
新型固定相和检测器 联用仪器：GC-MS，HPLC-MS 智能化开展
第一节 概 述
一、定义
色谱法(chromatography)： 对于液相色谱，因Dm 较小，B 项可勿略。
三、色谱法的特点
✓ 缺点：
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)
第二节 色谱法的根本原理
实现色谱分析的根本条件
相对运动的两相——流动相、固定相
各组分与固定相的作用存在差异
一、色谱过程
色谱过程是物质分子在相对运动的两相分配 “平衡〞的过程。
两个组分被流动相携带移动的速度不同
物质对别离的两种情况
C
C
t
t
提高别离度R
增加tR
பைடு நூலகம்
减小w
第四节 色谱理论根底
组分保存时间：色谱过程的热力学因素控制； 〔组分和固定液的结构和性质〕
色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；
〔两相中的运动阻力，扩散〕

用GF254板 -------显色剂显色,破坏性检出方法
通用显色剂
定性分析
1. 与标准对照品在三种不同的展开剂中展开 (加熔点)；
2. 制备TLC，将待定性化合物分离后，刮下、 洗脱，再波谱分析；
3. TLC与其它技术联用
定量分析
1. 间接定量（洗脱测定法）； 2. 直接定量（薄层扫描法）
薄层扫描法：以一定波长的光照射展开后 的薄层色谱板上被分离组分的斑点，测定 斑点对光的吸收强度或所发出的荧光强度， 进行定量分析的方法。 薄层吸收扫描法 薄层荧光扫描法
色谱法的特点
（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
（2） 灵敏度高 可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
GC的特点
1. 分离效率高（填充柱上千块塔板；开管柱 106块塔板）
2. 分析速度快 3. 样品用量少（检测限低，高灵敏检测器） 4. 缺点：（约20%样品适用） A. 样品须能气化（350度下有一定的挥发性） B. 热稳定性要好 C. 定性困难
第二节 气相色谱术语、理论
1. 气相色谱流出曲线 2. 分配系数与容量因子 3. 塔板理论 4. 速率理论 5. 分离度 6. 基本分离方程
• 添加剂
荧光指示剂
硝酸银溶液
制板、活化
点样
1.溶剂对样品的溶解度适中； 2.溶剂沸点适中； 3.样品浓度适中； 4.原点位置应在展开剂液面上； 5.定性分析:内径0.5mm管口平整的毛细管

• 双柱定性法----再用另一根装填不同极性固定液 的色谱柱进样分析。如果仍获得相同的保留值， 则上述定性结果一般就没有问题了，因为两种 不同组分，在两根不同极性固定液柱上，保留 值相同的机会是极少的。
2020/11/22
3.保留指数
又称Kovats指数（Ⅰ），是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/11/22
内标法
操作方法 • 准确称取一定量试样，加人一定量的选
定的标准物（称内标物），根据内标物 和试样的质量以及色谱图上相应的峰面 积，计算待测组分的含量
2020/11/22
内标法
对内标物的要求
（1）试样中不存在的纯物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响，
2020/11/22
归一化法
• 当测量参数为峰高时，也可用峰高归一 化计算组分含量。f ”为峰高校正因子， 必须自行测定。测定方法与峰面积校正 因子相同。
2020/11/22
几种常用定量方法 内标法
适用条件 当试样中所有组分不能全部出峰，或者 试样中各组分含量悬殊，或仅需测定其 中某个或某几个组分时，可用此法
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i = 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi/Ai mi ms/As ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子（f ’M）,用表示；当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。应用时常将“相对”二字省去