第6讲 色谱法引论
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色谱法导论 hgh
W1 2 2 2 ln 2 2.355
3. 峰底宽度(基线宽度)
W b = 4σ
色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的 函数，它反映了色谱操作条件的动力学因素．
(四) 保留值 1. 时间表示的保留值
①死时间 t M
②保留时间 t R
③调整保留时间 t
′ R
1）、 死时间t0或tM：不被固定相吸附或溶解的组分 流经色谱柱所需的时间。从进样开始到柱后出现 峰最大值所需的时间。 气相色谱—惰性气体（空气、甲烷等）流出 色谱柱所需的时间。 tM
吸附能力不同进行分离。
（3）离子交换色谱： 利用不同组分对离子交换剂
亲和力不同进行分离。
（4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同
的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。
3．按操作形式分类：
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
（1）柱色谱：
填充柱色谱—固定相填充到柱管内。
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，
组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，
两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定 的，即与色谱过程的热力学性质有关。但是两峰 间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此 重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分
在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过
t V
R R 2 2 2.1 t V R R 1 1
选择因子α
在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准 （s），然后再求其它峰（i）对这个峰的相对保留 值．此时，ri,s可能大于1，也可能小于1．在多元混 合物分析中，通常选择一对最难分离的物质对，将它 们的相对保留值作为重要参数．在这种特殊情况下， 可用符号α表示： tR 2 tR 1
3. 峰底宽度(基线宽度)
W b = 4σ
色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的 函数，它反映了色谱操作条件的动力学因素．
(四) 保留值 1. 时间表示的保留值
①死时间 t M
②保留时间 t R
③调整保留时间 t
′ R
1）、 死时间t0或tM：不被固定相吸附或溶解的组分 流经色谱柱所需的时间。从进样开始到柱后出现 峰最大值所需的时间。 气相色谱—惰性气体（空气、甲烷等）流出 色谱柱所需的时间。 tM
吸附能力不同进行分离。
（3）离子交换色谱： 利用不同组分对离子交换剂
亲和力不同进行分离。
（4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同
的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。
3．按操作形式分类：
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
（1）柱色谱：
填充柱色谱—固定相填充到柱管内。
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，
组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，
两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定 的，即与色谱过程的热力学性质有关。但是两峰 间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此 重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分
在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过
t V
R R 2 2 2.1 t V R R 1 1
选择因子α
在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准 （s），然后再求其它峰（i）对这个峰的相对保留 值．此时，ri,s可能大于1，也可能小于1．在多元混 合物分析中，通常选择一对最难分离的物质对，将它 们的相对保留值作为重要参数．在这种特殊情况下， 可用符号α表示： tR 2 tR 1
色谱法概论PPT课件
能。
色谱法与其他技术的联用
色谱-质谱联用（GC-MS, LC-MS）
通过将色谱的分离能力与质谱的高灵敏度检测相结合，可实现对复杂样品中目标化合物 的定性和定量分析，广泛应用于药物代谢、环境监测等领域。
色谱-光谱联用（GC-IR, LC-UV/Vis）
色谱与光谱技术的联用可以提供更丰富的化合物结构和组成信息，有助于深入了解化合 物的性质和行为。
实验材料
确保色谱柱、试剂、溶 剂等材料的质量和纯度，
以满足实验要求。
实验设备
检查色谱仪、检测器、 注射器等设备的运行状 况，确保实验过程中设
备正常工作。
实验设计
根据实验目的和要求， 设计合理的色谱条件和
实验方案。
实验安全
注意实验过程中的安全 问题，如使用有毒有害
试剂时的防护措施。
实验操作步骤
色谱柱安装与条件设置
数据整理
整理实验过程中记录的数据，包括 色谱图、峰面积等。
结果分析
对实验结果进行深入分析，探究可 能的原因和影响因素。
03
02
结果判断
根据实验目的和要求，判断实验结 果是否符合预期。
结论总结
总结实验结果，得出结论，并提出 进一步改进和完善的建议。
04
04 色谱法在分析化学中的应 用
在食品分析中的应用
食品成分分析
色谱法用于分离和检测食品中的营养 成分，如脂肪、蛋白质、碳水化合物、 维生素和矿物质等，以确保食品质量 和安全。
食品添加剂分析
食品污染物分析
色谱法用于检测食品中的有害物质， 如农药残留、重金属、霉菌毒素等， 以防止食品污染和保障食品安全。
色谱法用于检测食品中添加的防腐剂、 色素、香料等成分，以控制食品添加 剂的使用量，保障消费者健康。
色谱导论PPT课件
5、色谱分析的过程： 色谱法的共性
待分离的样品随流动相的移动，流经色谱 柱，若样品中各组分的分配系数有足够的差异， 则各组分被分离开，然后依次流经检测器，被 检测。
在柱色谱中，色谱柱和检测器是色谱系统 的关键部分。混合物能否分离，除了取决于组 分的分配系数外，还取决于色谱柱。分离后的 组分能否检测出来，受检测器性能的影响。
色谱法分类
2.按色谱系统中固定相的载体分类
将固定相装在柱中的称：柱色谱，又分为： 柱色谱、毛细管色谱。
在平面上展开的色谱分离方法称：平板色谱。 也称为：开床式色谱 其中：利用滤纸作固定相的称：纸色谱。
固定相被涂布于玻璃板上的称：薄层色谱。
8
3.按色谱分离机理分类
（1）分配色谱 （2）吸附色谱 （3）离子交换色谱 （4）凝胶色谱 （5）电色谱
50年代后期出现了将固定相涂布在玻璃板 上的薄层色谱法。60年代末，高效液相色谱法 得到迅速发展，使色谱法成为一门应用广泛的 分离分析方法。
二、色谱法的分类
色谱法分类
1.按固定相和流动相的状态分类
流动相分为：气体、液体两类， 色谱法也分：气相色谱法和液相色谱法。 固定相分：液态固定相、固体固定相。 气相色谱又分：气～液色谱和气～固色谱， 液相色谱又分：液～液色谱和液～固色谱。 注：液态固定相为作为固定相的液态物质涂布 或键合在颗粒状的由惰性材料制成的担体上。
O
0 O’
tM
C
B’ D
W
t’R
B
tR
洗脱时间
二、色谱峰和峰宽
只有流动相,而没有组分通过色谱柱和检测器 时的色谱曲线，称为基线。
加入组分后，每个被分离良好的组分对应一个 正态分布的色谱峰曲线。描述色谱峰的参数主要 有四个：色谱峰的位置、宽度、高度、峰形。
第6讲 色谱法引论
分配系数是色谱分离的依据。
2013-6-7
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；
试样一定时，K主要取决于固定相性质；
每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
• 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 • 组分在t0时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板 数和有效塔板高度：
tr 2 tr 2 n 5.54( ) 16( ) W1 / 2 W
（重要公式）
neff
tr ' 2 tr ' 2 5.54( ) 16( ) w1/ 2 w
H eff
L neff
2013-6-7
3.塔板理论的特点和不足
(1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越 小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所 得色谱峰越窄。
(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板 数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物 质。
2013-6-7
1. 速率方程（也称范.弟姆特方程式）
H = A + B/u + C· u
H：理论塔板高度 u：载气的线速度(cm/s) 减小A、B、C三项可提高柱效；
存在着最佳流速；
A、B、C三项各与哪些因素有关？
2013-6-7
2.载气流速与柱效——最佳流速
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的主 要因素，流速，柱效。 载气流速低时： 分子扩散项成为影响柱效的 主要因素，流速,柱效 。 H - u曲线与最佳流速： 由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响 使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流 速的一阶导数有一极小值。 以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速即 为最佳流速。u最佳 B / C
色谱法基本理论PPT课件
阐述本ppt课件的目的，即帮助学习者 系统了解和掌握色谱法的基本原理、 技术和应用，提高分析问题和解决问 题的能力。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
感谢您的观看
分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
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分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
色谱法导论PPT课件
色谱法的应用领域
01
02
03
04
化学分析
色谱法广泛应用于化学分析领 域，用于分离和测定复杂有机 化合物、无机离子和金属配合 物等。
生物医药
在生物医药领域，色谱法用于 分离和纯化生物分子、药物成 分以及检测药物残留等。
环境监测
在环境监测领域，色谱法用于 检测空气、水和土壤中的有害 物质，如有机污染物、重金属 等。
新型硅胶基质固定相
硅胶基质固定相具有良好的热稳定性和化学稳定性， 可用于分离各种极性化合物。
新型聚合物固定相
聚合物固定相具有高选择性、高柱效和良好的耐受性， 可用于分离复杂样品。
新型手性固定相
手性固定相可用于拆分光学异构体，为手性化合物的 分离提供了新的解决方案。
色谱仪器的发展
高效液相色谱仪
高效液相色谱仪具有高分离效能、高灵敏度和广 泛应用的特点，已成为色谱分析的重要手段。
食品成分分析
色谱法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、蛋白 质、糖类等，以评估食品的质量和营养价值。
食品添加剂检测
色谱法用于检测食品中添加剂的含量，确保食品的 安全性和合规性。
食品污染物检测
色谱法用于检测食品中的污染物，如农药残留、重 金属等，保障食品安全和消费者健康。
在环境监测中的应用
01
空气污染物的分离 与测定
食品工业
在食品工业中，色谱法用于检 测食品中的添加剂、农药残留 和营养成分等。
02
色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法通过流动相和固定相之 间的相互作用，使不同组分在 固定相和流动相之间的分配系 数不同，从而实现各组分的分 离。
分配系数
各组分在固定相和流动相之间 的分配系数决定了它们在色谱 分离中的行为。分配系数越大 ，组分在固定相上的保留越强 ，越难以被洗脱。
色谱引论
K=1.0的样品经数次平衡后的结果
区分1
区分2
区分3 区分4
区分5
阶段1
阶段2
阶段3 阶段4
阶段5
NEXT
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
经多次分配后的浓度分布
溶质 (µg)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
NEXT
塔板序号
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
（1）固定传质项Csu (2)流动相传知阻力理项Cmu
( ) ( ) ( ) Cs
Cs Cs
= = =
2 ⋅ k' ⋅df2 3 1+ k ' 2 Ds
2tD
⋅
k' (1 + k
'
)2
wf dp2
Ds Hgl = 2λdp +
Cm
=
ωmdp2
Dm
+ωsmdp2
1.变化N是：增加 N显然能改变分辨 率
2.改变H
3.改变容量因子
4.选择因子
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
4.选择因子
α = k2' k1'
柱效和选择性对分离的影响
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
分离度
对分离效率引入分离度R来表示
色谱分析
色谱引论 气相色谱法 高效液相色谱法
历史沿革 基本分类 基本理论
色谱描述 分离度
历 史 基本分类 基本理论 色谱描述 分离度
分析化学课件色谱引论可编辑
色谱分析色谱分析色谱引论色谱引论气相色谱法气相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法历史沿革历史沿革基本分类基本分类基本理论基本理论色谱描述色谱描述分离度分离度历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论色谱法应用从小分子到大分子物色谱法应用从小分子到大分子物质，不同性质物质的分离，包括质，不同性质物质的分离，包括用小量样品分析，及大量样品成用小量样品分析，及大量样品成分分离制备等。
由于仪器进步及分分离制备等。
由于仪器进步及各个学科分离分析复杂物质需要，各个学科分离分析复杂物质需要，近几十年来发展很快。
近几十年来发展很快。
历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论NEXT 图-1历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论NEXTNEXT 图-2历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论NEXT 图-3历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论图-4四四色色荧荧光光标标记记－－毛毛细细管管电电泳泳 D DNNAA测测序序Harold Swerdlow,’ Jian Zhong Zhang, Da Yong Chen, Heather R.Harke, Ronda Grey, Shaole W U , Norman J. Dovichi* Carl Fuller历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论色谱流出曲线色谱流出曲线NEXTNEXT历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论1 分子在溶液中的溶解能力---溶解性2 分子在固体微粒表面的吸附3 分子的挥发性按性质不同分类基本术语典型的柱色谱历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论按性质不同分类按性质不同分类流动相流动相液体气体液体气体固固液固色谱 LSC 气固色谱 GSC固液固色谱 LSC 气固色谱GSC定固定 Liquid-Solid Gas-Solid 体 Liquid-Solid Gas-Solid 相体相 Chromatography Chromatography Chromatography Chromatography液液色谱 LLC 气液色谱 GLC液液色谱 LLC 气液色谱 GLC 液液 Liq-LiqLiq-Liq Gas-LiquidGas-LiquidChromatography Chromatography 体 Chromatography Chromatography体一般分类分离方法固定相所用平衡液相色谱LC L-L分离吸附在固定相表面的液体不同溶液之间分配平衡液相-固定相固定向表面键合的有机相在液体与固定相表面的分布液固或吸附固体吸附离子交换离子交换树脂离子交换尺寸排阻聚合物中间隙分布/筛分气相色谱 GC 气、液吸附在固定表面的液体气配/气-液（流动相为气气-键相固体表面键合的有机物气配/气-液体）气-固定体固体吸附超临界流体色固体表面键合的有机物超临界流体与键谱SFC （流动合表面的分配相超临界流体）历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论基本术语基本术语N ? k?α 1?? ?分离度RS ? ?? ?4 ? α 1+k?? ?相对保留值'' t ,t , ttr r or2r2 . 1 'tr 1 CsKLCmNHmB k sH A + +Cuum2m2 ? ?tr tr? ? ? ?色谱流出曲线 N 16? ? 5.54? ?色谱流出曲线 wB ?w ?? ? 12? ?塔板高度的确定塔板高度的确定历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论Separation of compounds , andFlowABCDNEXTNEXT历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述基本分类基本理论塔板高度的确定塔板高度的确定Packing22H σ/LH σ/L历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述基本分类基本理论热力学模式热力学模式速率理论速率理论历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论不连续分配模式图不连续分配模式图 K 1.0的样品经数次 K 1.0的样品经数次平衡后的结果平衡后的结果经多次分配后的浓经多次分配后的浓度分布度分布分配系数为0.33及分配系数为0.33及3.00的A 、B二组分3.00的A 、B二组分经多次分配的结果经多次分配的结果历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论不连续分配模式图不连续分配模式图NEXTNEXT历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论K 1.0的样品经数次平衡后的结果K 1.0的样品经数次平衡后的结果区分1 区分2 区分3 区分4 区分5阶段1阶段1阶段2阶段2阶段3阶段3阶段4阶段4阶段5阶段5NEXTNEXT历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论经多次分配后的浓度分布经多次分配后的浓度分布溶质μg0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17NEXTNEXT 塔板序号历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论分配、B二组分分配、B二组分经多次分配的结果经多次分配的结果17次基本分离 5次 9次17次历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论分配系数 K 可得出四个结论：S 1 .最后溶质将出现在多K 固定相个区域中分布S流动相 2 .其分布符合Gauss分布 3 .K 1时,中央区分布浓度较高热力学模式热力学模式速率理论 4 .当区域增加时,溶质将速率理论可能在其中一部份中分布历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论流动相与固定相体积之比?称为相比Vβ mVs若峰形为理论的高斯分布，则可由色谱峰及保留时间（体积）算出该分析柱相当于多少过小分离槽：? ?2 ? ?2V VR RN 16? ?5.54? ?? ? ? ?W Wb 1/ 2? ? ? ?显然，N越大分离效率越高，相应的HETP越小历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论分配系数 K分配系数 K基本术语历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论显然上述理论成立所需的两个条件1 .在每个塔板上都达到完全平衡2 .溶质的扩散不予考虑BH A+ +CuuH B/u+C u+C u A.涡流扩散s m A.涡流扩散B.分子扩散项B/uB.分子扩散项B/uLC a 和GC b 的H-u图LC a 和GC b 的H-u图C.传质阻力项CuC.传质阻力项Cu固定相粒度大小对板高的影响固定相粒度大小对板高的影响历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论LC a 和GC b 的H-u图LC a 和GC b 的H-u图历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论A 2 ωdp历史色谱描述历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论2K DB D MuuB 2γDg分子扩散项对板高的贡献分子扩散项对板高的贡献历史色谱描述历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论（1）固定传质项C u（1）固定传质项C u 2 流动相传知阻力理项C us 2 流动相传知阻力理项C us mm2 k ' d f 2 ωd 2 ω d 2C ? ? m p sm ps ' 2 C +3 D m1+k s D D' m mC 2t ? k k2 d 2s D ' 2 C 0.01 ? p1+k sg 22 1+k Dw dp gC f 2 ' 2s 2 D ? 2 d 2kd ?Ds γ g 0.01k pfH 2 d + + ? +gl λp ? 2 ' 2 ?μu Dk +1? g 3 1+kD ??s ?传质阻力项对板高的贡献传质阻力项对板高的贡献历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论2 流动相传质阻力项C u2 流动相传质阻力项C umm历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论分子扩散和传质阻力项分子扩散和传质阻力项对板高的贡献对板高的贡献从LC,GC的H-u图看出，一定长度的柱子N ↑H ↓如何控制u达到最低H，如下图所示：Hu历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论固定相粒度大小对板高的影响固定相粒度大小对板高的影响历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论流出曲线与色谱峰 1.变化N是：增加基线峰高保留值 N显然能改变分辨平均线流速u L/ t0 率调整保留时间t ’ t -t 2.改变Hr r 0保留体积V t Fr r co 3.改变容量因子调整体积V ’ t ’Fr r co 4.选择因子相对保留值r2,1 tr2’/ tr1’历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论4.选择因子4.选择因子'kα 2 'k1柱效和选择性对分离的影响柱效和选择性对分离的影响历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论分离度分离度对分离效率引入分离度R来表示? 2 ?t t t t R r 2 r 1 r 2 r 1 1 W +WW +W 1 21 22R 0.75时不能分离R 1.0时 A、B峰中互含4%? 公式推导 R 1.5时A、B峰中互含0.3%? 公式推导? R对分离时? R对分离时间的影响间的影响不同分离度时色谱峰分离的程度? 优化不同分离度时色谱峰分离的程度? 优化历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论公式推导公式推导两峰很近时 WA ≈WB ≌Wtr ?trR 2 1s Wtr 2 N tr ?tr NN 16 ?w tr R 21 ?w 4 s tr 42' 'tr ?t0 k2 ?k1 Nt →R ×S 't 1+k 40 2'' N α 1 ?k ?选择因子α k2 k ' →Rs ?? ? ???? +2 ' ??1 4 ? α 1 k?? 2 ?2 ?α?1?2 ?1+k ' ?2重排N 16Rs ? ??? ' 2 ??? α ? ? k2 ?NEXTNEXT历史色谱描述分离度历史基本分类基本理论色谱描述分离度基本分类基本理论。
仪器分析第6讲色谱法引论PPT课件
2020/11/12
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： Vr = tr×F0
F0为柱出口处的载气流速， 单位：m L / min。
死体积（V0）：
V0 = t0 ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V r＇ = Vr －V0
2020/11/12
3. 相对保留值r21（选择因子）
组分2与组分1调整保留值之比：
（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。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
第六讲 色谱法引论
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2020/11/12
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
分离、分析混合物最有效的方法。 俄国植物学家茨维特在1901年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
◆ 色谱法首先是一种分离技术，同时也是一种
分析技术。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分 在色谱分离柱中两相间不断进行着的分配过程 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。
2020/11/12
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相 之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固 定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： Vr = tr×F0
F0为柱出口处的载气流速， 单位：m L / min。
死体积（V0）：
V0 = t0 ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V r＇ = Vr －V0
2020/11/12
3. 相对保留值r21（选择因子）
组分2与组分1调整保留值之比：
（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。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
第六讲 色谱法引论
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2020/11/12
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
分离、分析混合物最有效的方法。 俄国植物学家茨维特在1901年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
◆ 色谱法首先是一种分离技术，同时也是一种
分析技术。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分 在色谱分离柱中两相间不断进行着的分配过程 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。
2020/11/12
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相 之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固 定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
色谱法概论PPT课件
（9）调整保留时间(tR’)：扣除死时间后的组分实际被固定相所
保留的时间,即tR’= tR-t0 = tR-tm
意义：
组分随流动相移动的时间都是相同的，都是死时间。它与固定相、组 分的性质均无关，只与流动相的流动速度有关，对分离不起作用。
tR’即为组分在固定相中出现的（保留的）时间，即组分被固定相所 滞留的时间，与组分和固定相之间的作用力有关。
11
高效液相系统
液体样品
液体传输
高效液相色谱柱 高效液相系统
检测器
数据处理 12
高效液相系统和色谱柱
Agilent 1100 高效液相系统
高效液相色谱柱
可更换卡套
液体医药样品 溶剂
色谱柱
硅胶填料
以不同速率 流出的组分
结果 检测器
色谱图
13
气相-质谱系 统
色谱柱
14
气相色谱系统
气源
进样器
检测器
流出曲线是柱内组分分离结 果的反映，是研究色谱分离 过程机理的依据，也是定性、
32
定量的依据。
色谱流出曲线的意义：
色谱峰数=样品中单组分的最少个数； 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
5
在分析化学领域，色谱法是一个相对年轻的分支学科。早期的色谱技 术只是一种分离技术而已，与萃取、蒸馏等分离技术不同的是其分离效率 高得多。当这种高效的分离技术与各种灵敏的检测技术结合在一起后，才 使得色谱技术成为最重要的一种分析方法，几乎可以分析所有已知物质， 在所有学科领域都得到了广泛的应用。
色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
色谱分析法详解
第16页
食品学院
（三）保留值
1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，
从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间， 它正比于色谱柱的空隙体积，如下图。
信 进样 号
tM
第17页
食品学院
2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过
的时间，称为保留时间，如下图。
信 进样 号
tR
mi fihhi
m f AA
i
ii
第24页
食品学院
3 定量分析方法 （1） 外标法(标准曲线法)：将欲测组分的纯物质配制成 不同浓度的标准溶液进行色谱分析，以峰面积对浓度作 图。测得样品的信号后从标准曲线上查出对应浓度。
1 2 3 4 5 6 Sample
Ai A
第25页
mi
m
食品学院
（2） 内标法 准确称取样品（m），加入一定量（ms）某种纯物
(2)液相色谱：流动相为液体（称为淋洗液）。
按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。
第10页
食品学院
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 用于初步定性的色谱方法
凝胶色谱法：测聚合物分子量分布 超临界色谱: CO2流动相 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特别适合 生物试样分析分离的高效分析仪器
第11页
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种 因素的综合影响：保留值之差──色谱过程的热力 学因素；
区域宽度──色谱过程的动力学因素。
第19页
食品学院
色谱分离中的四种情况：
① 柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离； ② △K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离； ③柱效较低，，△K较大,但分离的不好； ④ △K小，柱效低，分离效果更差。
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1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。
3. 分配比可以由实验测得。
2020/9/13
4.分配系数与分配比的关系
k
MS Mm
MS VS
VS
MS Vm
Vm
（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。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
2020/9/13
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： Vr = tr×F0
F0为柱出口处的载气流速， 单位：m L / min。
死体积（V0）：
V0 = t0 ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V r＇ = Vr －V0
2020/9/13
3. 相对保留值r21（选择因子）
组分2与组分1调整保留值之比：
与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的 分离与检测。
两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础
2020/9/13
2.色谱法分类
(1)气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2020/9/13
(2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
r21 = t´r2 / t´r1= V´r2 / V´r1
cs cm
VS Vm
K
K=k.
式中β为相比率， β ＝ Vm / VS 。
Vm为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；
VS为固定相体积。
是反映各种色谱柱柱型特点的又一个参数。
填充柱β ：6～35； 毛细管柱β：50～1500。
2020/9/13
5. 分配比k与保留时间的关系
பைடு நூலகம்
分配比k可直接从色谱图测得。若组分和流动相通过长度为L 的分离柱，需要的时间分别为tr和t0，则：
2020/9/13
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。以气相色谱为例， 气固色谱和气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。
固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相: 由 担体和固定液所组成。
固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理:
第六讲 色谱法引论
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2020/9/13
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
分离、分析混合物最有效的方法。 俄国植物学家茨维特在1901年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
◆ 色谱法首先是一种分离技术，同时也是一种
2020/9/13
2. 分配系数（ partion factor） K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。
在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度 （单位：g / mL）比，称为分配系数，用K 表示，即：
K 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓度 度 ccms 分配系数是色谱分离的依据。
2020/9/13
3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。 分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡 时的质量比：
k 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的质 质量 量 mmms
分配比也称： 容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
k tr t0 tr'
t0
t0
2020/9/13
三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值 保留时间（tr）：组
分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；
死时间（tM或t0 ）：不与固定相作用的物质（如空气） 的保留时间；
调整保留时间（tr ＇）：tr＇= tr－t0
2020/9/13
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
2020/9/13
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法
凝胶色谱法： 测聚合物分子量分布。
超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特 别适合生物试样分析分离的 高效分析仪器。
2020/9/13
3.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。
分析技术。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分 在色谱分离柱中两相间不断进行着的分配过程 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。
2020/9/13
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相 之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固 定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理：
气液两相间的反复多次分配过程。
2020/9/13
1. 气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定 相溶解或吸附;随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又 从固定相中挥发或脱附; 挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附;随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附 的过程反复地进行。
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。
3. 分配比可以由实验测得。
2020/9/13
4.分配系数与分配比的关系
k
MS Mm
MS VS
VS
MS Vm
Vm
（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。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
2020/9/13
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： Vr = tr×F0
F0为柱出口处的载气流速， 单位：m L / min。
死体积（V0）：
V0 = t0 ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V r＇ = Vr －V0
2020/9/13
3. 相对保留值r21（选择因子）
组分2与组分1调整保留值之比：
与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的 分离与检测。
两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础
2020/9/13
2.色谱法分类
(1)气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2020/9/13
(2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
r21 = t´r2 / t´r1= V´r2 / V´r1
cs cm
VS Vm
K
K=k.
式中β为相比率， β ＝ Vm / VS 。
Vm为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；
VS为固定相体积。
是反映各种色谱柱柱型特点的又一个参数。
填充柱β ：6～35； 毛细管柱β：50～1500。
2020/9/13
5. 分配比k与保留时间的关系
பைடு நூலகம்
分配比k可直接从色谱图测得。若组分和流动相通过长度为L 的分离柱，需要的时间分别为tr和t0，则：
2020/9/13
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。以气相色谱为例， 气固色谱和气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。
固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相: 由 担体和固定液所组成。
固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理:
第六讲 色谱法引论
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2020/9/13
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
分离、分析混合物最有效的方法。 俄国植物学家茨维特在1901年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
◆ 色谱法首先是一种分离技术，同时也是一种
2020/9/13
2. 分配系数（ partion factor） K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。
在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度 （单位：g / mL）比，称为分配系数，用K 表示，即：
K 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓度 度 ccms 分配系数是色谱分离的依据。
2020/9/13
3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。 分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡 时的质量比：
k 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的质 质量 量 mmms
分配比也称： 容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
k tr t0 tr'
t0
t0
2020/9/13
三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值 保留时间（tr）：组
分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；
死时间（tM或t0 ）：不与固定相作用的物质（如空气） 的保留时间；
调整保留时间（tr ＇）：tr＇= tr－t0
2020/9/13
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
2020/9/13
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法
凝胶色谱法： 测聚合物分子量分布。
超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特 别适合生物试样分析分离的 高效分析仪器。
2020/9/13
3.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。
分析技术。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分 在色谱分离柱中两相间不断进行着的分配过程 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。
2020/9/13
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相 之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固 定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理：
气液两相间的反复多次分配过程。
2020/9/13
1. 气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定 相溶解或吸附;随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又 从固定相中挥发或脱附; 挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附;随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附 的过程反复地进行。