经典液相色谱法

（六）定性与定量分析
定性分析——日光，紫外光，显色 定量分析——洗脱法，薄层扫描法
四、纸色谱法
将固定相放在纸上，以纸做载体进行点样、展开、 定性、和定量旳液-液分配色谱法
✓ 固定相：纸纤维吸附旳水
✓ 流动相：与水不互溶旳有机溶剂（饱和正丁醇）
✓ 分离机制：同液-液分配色谱
✓ 定性参数：
Rf
1
1 K VS
原点到组分斑点质量中心的距离 原点到参考物斑点质量中心的距离
L1 L2
✓ 讨论
• 参照物与被测组分在完全相同条件下展开 能够消除系统误差，大大提升重现性和可靠性；
• 参照物能够是后加入纯物质，也可是样品中已知组分 • 相对比移值Rs与组分、参照物性质及色谱条件有关，
范围能够不小于或不不小于1
（三）吸附剂旳选择 根据被测物极性和吸附剂旳吸附能力
图示
图示
L0 L2
L1
（二）定性参数
1. 比移值Rf
设R’为单位时间内一个分子在展开剂中出现的几率
设1 R’为单位时间内一个分子在固定相中出现的几率
定时展开保留比 R' uR L1 t L1 u0 L0 t L0
Rf
原点到组分斑点质量中心的距离
原点到溶剂前沿的距离
L1 L0
(R' 1)
2）吸水→失活 →105～110OC烘干30分钟(可逆失水)→吸附力最大 →500OC烘干(不可逆失水)→活性丧失，无吸附力
合用：分析酸性或中性物质
续前
2. 氧化铝
碱性氧化铝 pH 9～10 适于分析碱性、中性物质 中性氧化铝 pH＞7.5 适于分析酸性碱性和中性物质 酸性氧化铝 pH 4～5 适于分析酸性、中性物质
被测物极性强——弱极性吸附剂 被测物极性弱——强极性吸附剂

例：在薄层板上分离A、B两组分的混合物，当原点至溶剂前沿
距离为16.0 cm 时，两斑点质量重心至原点的距离分别为 6.9 cm 和5.6 cm，斑点直径分别为0.83 cm 和0.57 cm。 求两组分的分离度及Rf 值。 解：
2d 2 (6.9 5.6) R 1.9 W1 W2 0.83 0.57
一般低温展开效果较好 温度 物质极性
•
展开剂极性 展开剂极性↑ Rf 极性物质Rf ↑ 亲脂性组分Rf ↓ 展开剂蒸气
极性大，Rf小 极性小，Rf大
•
对Rf 影响较大，应先让溶剂蒸气将层析缸饱和
例:用纸色谱分离，正丁醇为流动相，比较下面三个化合物的 Rf
CHO HC HO CH HC HC OH OH OH
1 Rf 1 k
k (1 Rf ) / Rf
Vm: 薄层板的死体积; K: 该条件的分配系数
VS: 板固定相体积;
在色谱条件确定的情况下，K大Rf 小，K小Rf 大。
分离物质性质 薄层板性质 Rf 影响因素 展开剂极性 温度 展开剂蒸气饱和程度
(2) 相对比移值 (retardation factor, Rr ) 某物质，当色谱条件一致时，Rf定值，定性用，但重现性差。 可用相对比移值定性。
5.6 0.35 16.0
Rf,A
6.9 0.43 16.0
Rf,B
四. 薄层色谱法
点样
展开
过程：铺板→活化→点样→饱和→展开→显色→定性定量
1. 原理:
将混合组分的试液, 点在铺了吸附剂的玻璃板一端, 在密
闭容器中用适当的溶剂 (展开剂、流动相) 展开, 各组分不断 地被吸附, 解吸附… 随展开剂前移, 利用吸附剂对不同组分 的吸附力 (吸附常数)不同, 产生差速迁移, 而达到分离。

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展开系统旳优化
苯—醋酸乙酯—甲醇—异丙醇—浓氨水 （6：3：1.5：1.5：0.5）
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3、展开过程旳控制
（1）展开方式：屡次、分步展开
A B
一次展开
A B
屡次展开
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展开过程旳控制
（2）溶剂蒸气旳饱和程度 ①产生边沿效应
原因：低极性低沸点物质在薄层板边沿易挥发
克服方法： a “预饱和” b 层析缸内壁贴浸湿旳滤纸条 c 点样时不要太靠边沿
理论互换容量：每克干树脂具有可互换基团旳数目 实际互换容量：每克干树脂真正参加互换旳基团数目 用酸碱滴定法测定，单位以mmol/g表达。树脂旳互换容量 一般为1～10mmol/g。
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2、性能
③再生
互换
RSO3-H+ + Na+ + Cl- 再生 RSO3-Na+ + H+ Ʊ+OH- + Na+ +Cl- 再生
薄板：玻璃、塑料薄膜、铝箔 吸附剂：硅胶、氧化铝
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二、硅胶薄层色谱法
（一）分类： 硅胶H、硅胶G、硅胶HF254、硅胶GF254 G：指含煅石膏(Gypsum)黏合剂
H：不含黏合剂
F254：含一种在254nm下能发出黄绿 色荧光旳无机荧光剂
F365：含荧光剂，365nm紫外光照发光
含荧光剂旳硅胶合用于本身不发光又无合适显色剂显色 旳物质
粒度：10~40μm(250~300目） 27
（二）分离机理
1、样品分子与展开剂分子对硅胶表 面硅醇基旳竞争吸附 2、展开剂对样品分子旳溶解
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硅胶薄层色谱法
（三）操作措施： 制板 点样 展开 检视

仪器分析技术
色谱法起源
仪器分析技术
色谱分析法： 又称色谱法、层析法,是一种物理或物理化学
的分离分析方法。 色谱法已广泛应用于各个领域，成为多组分混
合物的最重要的分离分析方法。具有高灵敏度、高 选择性、高效能、分析速度快及应用范围广等优点。
仪器分析技术
色谱法创始于20世纪初，1906 年俄国植物学家茨维特(Tswett) 将碳酸钙放在竖直的玻璃管中，从 顶端倒入植物色素的石油醚浸取液 ，并用石油醚冲洗，在管的不同位 置形成色带，因而命名为色谱。
仪器分析技术
➢ 玻璃管称为：色谱柱 ➢ 管内填充物称为：固定相 ➢ 冲洗剂称为：流动相 ➢ 色谱法不仅用于有色物质的分离，
而且大量用于无色物质的分离，虽 然“色”已经失去原有意义，但色 谱法名称仍沿用。
流动相 （石油醚）
固定相 （碳酸钙）
色谱柱 （玻璃管）
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仪器分析技术
离子交换色谱法：
不同离子与固定相相反电荷间的作用力大小不同。
体积排阻色谱法：
固定相孔径不同，把样品组分按分子大小分开。
仪器分析技术
3）按操作形式不同分类
➢ 柱色谱法：固定相装在管柱内的色谱法 ➢ 平面色谱法：色谱过程在固定相构成的平面内进行的色谱法。
（1）纸色谱法 （2）薄层色谱法
柱色谱
薄层色谱
纸色谱
色谱法分类和特点
仪器分析技术主要内容1色谱法分类2色谱法特点
仪器分析技术
一、色谱法分类
1）按两相状态不同分类：
按 (1)气相色谱(GC)：流动相为气体（称为载气）；
流
动 相
(2)液相色谱(LC)：流动相为液体；
状 态
(3)超临界色谱(SFC)：流动相为超临界流体；

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液Байду номын сангаас色谱法的实验技术
实验前的准备
仪器准备
试剂准备
实验设计
安全措施
确保液相色谱仪、检测器、 泵、进样器等设备处于良好 工作状态，并进行必要的校
准和维护。
根据实验需求，准备适量的 流动相、固定相、样品等，
确保试剂的质量和纯度。
根据研究目的和目标化合物 性质，设计合理的色谱条件， 包括流动相组成、流速、柱
结合免疫分析的高特异性和液相色谱的高分离性能，实现对生
物样品中目标分子的快速、准确分析。
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感谢您的观看
定性分析
根据色谱图和检测器信号， 结合已知化合物的保留值或 光谱数据，对未知化合物进 行定性分析。
定量分析
通过外标法、内标法或标准 加入法等方法，依据色谱图 中的峰面积或峰高，对目标 化合物进行定量分析。
分离效果评估
根据分离后的色谱图，评估 色谱柱的分离效果、柱效等 指标，为实验条件的优化提 供依据。
快速分析
通过改进色谱柱和检测器技术，缩短分析时间和 提高检测速度，提高分析效率。
微型化
发展微型化色谱柱和微型化检测器，降低样品消 耗和试剂消耗，实现绿色环保分析。
超高效液相色谱法的研究进展
高灵敏度检测
利用新型检测器技术，提高检测灵敏度和选择性，实现对低浓度 样品的有效分析。
宽分离范围
发展多模式超高效液相色谱技术，实现宽分离范围和高分离效率的 分离分析。
在食品分析中的应用
食品添加剂分析
液相色谱法用于检测食品 中添加剂的种类和含量， 确保食品添加剂的安全使 用。
营养成分分析
通过液相色谱法对食品中 的营养成分进行分析，了 解食品的营养价值，指导 消费者合理选择食品。

4.洗脱顺序
色谱柱一定，Ka大，即极性越强的组分吸附力越强→→→
柱色谱：tR越长→洗脱慢；反之Ka小，极性越弱组分先被洗脱。 平面色谱：Rf越小→展开慢；反之Ka小，极性越弱组分展开快。
❖ 附：常见化合物极性
❖ ①见登山图1
❖
②双键↑，吸附力↑
羧酸 酚
❖
③分子内氢键，吸附力↓
醇 酰胺
胺类
酮 酯 二甲胺
1. 被测组分性质（极性大小）： 烃＜ - - - - - - - - ＜羧酸
2. 吸附剂的活性： 吸附剂的活性↑大，对组分的吸附能力↑强，K ↑大 强极性物质——选择弱吸附剂 弱极性物质——选择强吸附剂
3. 流动相的极性： 流动相极性↑大，对组分的展开能力↑大 , K ↑小 “相似相溶”原则 ：根据组分性质、吸附剂的活性， 选择适当极性的流动相
✓ 分离对象：大分子量（＞2000）的化合物 有机聚合物（如 聚烯烃、聚苯乙烯和聚酰胺等） 生物大分子（如蛋白质、核酸、低聚糖、肽类等）
局限： ✓ 不能分离大小相近的化合物 ✓ 为得到良好的分离，组分的分子量应相差10%以上。
应用
✓ Kp∝尺寸∝相对分子质量——
可应用于高分子分子量的测定
➢ 结论：
分 类：
平面色谱
薄层色谱 (TLC) 纸色谱 （PC）
吸附薄层色谱 分配薄层色谱 分子排阻薄层色谱
薄层电泳法
一、平面色谱参数
（一）定性参数
1、比移值（Rf）
Rf 原点 原到 点组 到分 溶斑 剂点 前 心质 沿 的量 的 距中 距 离 LL0离
Rf=0: 组分在原点，完全被固定相保留
L
0
Rf=1: 组分在前沿，完全不被固定相保留
适用：分析酸性或中性物质 ，如有机酸、氨基酸、甾体等 选择性保留碱性物质,如胺类

吸附剂粒径对展开速度、Rf 值和分离效果的影响： • 颗粒大，则总表面积小，吸附量低，展开速度快，展 开后斑点较宽，分离效果差。 • 颗粒太小，则展开速度太慢，而且不易用干法铺板。 因此，应该选用颗粒大小适宜的吸附剂，而且其 粒度分布要窄。 吸附剂颗粒大小表示方法： • 颗粒直径(以µm表示)， • 筛子单位面积的孔数(以目表示) 干法铺板所用吸附剂颗粒直径一般在75～100µm 或150～200目较为合适，而湿法铺板则用更细的颗粒， 为10～40µm或250～300目。聚酰胺则一般在100～180 目范围内。高效薄层板的颗粒直径为5～10µm。
在薄层色谱使用的一般条件下，固定相、流动 相都不很明确，它们都与蒸汽相一起维持着一种变化 的状态，在分离过程中这三相都可能不断在变化。 • 在使用混合溶剂时，在展开过程中极性较弱、沸点 较低的溶剂在薄层板边缘容易挥发，致使边缘部分的 展开剂中极性溶剂的比例增大，使Rf值相对变大。同 一物质在同一薄层板上出现中间部分的Rf值比边缘的 Rf值小，这种现象称为边缘效应。
2. 软板的制备：直接铺制吸附剂。 3. 粘合薄层板(硬板)的铺制 (1)粘合剂：粘合剂的种类与用量会影响分离的效果，常用 的有煅石膏、羧甲基纤维素钠(CMC−Na) 和某些聚合物 如聚丙烯酸等。参看《分析化学实验》。 (2)倾注法制板：1. 在玻板上倾倒吸附剂糊，2. 用洁净玻棒 涂铺均匀，3. 稍加振动。 (3)平铺法制板：在水平台面上先放置玻璃平板，上面放置 载板，二边加上玻璃条做成的框边(框边高于载板0.25～ lmm)，将吸附剂糊倒在载板上，刮平并振动均匀。 上述两法所铺薄层板只适宜于一般定性分离，不宜 于定量分离。
2．相对比移值 (Rr) 由于影响 Rf 值的因素很多，要在不同实验室、不 同实验者间严格控制色谱条件的一致性，达到 Rf 的可 比性很困难。因此建议采用相对比移值(relative Rf ；Rr) 作为定性参数： Rr = Rf (a)／Rf (s) =la／ls (19·2)

2.液相色谱的固定相和流淌相
3〕常用有机吸附剂
① 聚酰胺 为高分子聚合物质，不溶于水、甲醇、乙
醇等常用有机溶剂，对碱较稳定，对酸稳定 性较差，可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸。
2.液相色谱的固定相和流淌相
聚酰胺对有机物质的吸附属于氢键吸附，通 过分子中的酰胺羰基与酚类，或酰胺键上的游 离氨基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔 合而产生吸附。吸附的强弱则取决与各种化合 物与之形成氢键缔合的力量。
2.液相色谱的固定相和流淌相
2〕常用无机吸附剂
① 硅胶〔SiO2·H2O〕
硅胶为极性吸附剂，外表主要存在着硅羟基〔硅 醇基〕和暴露于外表的Si-O-Si键，另外还有一些硅 醇基可能与水以氢键键合。硅羟基的外表浓度在吸 附色谱中很重要，由于人们通常认为硅羟基是强吸 附位点，而Si-O-Si则是疏水性的。
氧化铝的活性与其含水量相关。
2.液相色谱的固定相和流淌相
氧化铝适宜分别溶于有机溶剂的极性、弱极 性的非强离解型的化合物，尤其适合于分别芳 香族化合物。当样品为碱性化合物时，用硅胶 分别会造成严峻吸附，此时可选用氧化铝进展 分别，但酸性易离解的化合物简洁在氧化铝上 形成死吸附。
氧化铝分别几何异构体力量优于硅胶。
2.液相色谱的固定相和流淌相
(3) 离子交换树脂的性质 1) 离子交换树脂的特性
二乙烯苯
重量交联度：树脂中所合交联剂的百分率。
树脂的交联度越大，则网眼越小，交换时体积大 的离子进入树脂便受到限制。但提高了交换的选择 性；另外，交联度大时，形成的树脂构造严密，机 械强度高。但是假设交联度过大则对水的膨胀性能 差，交换反响的速度慢，因此要求树脂的交联度一 般为8-12％。
2.液相色谱的固定相和流淌相

O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C N H n
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酰胺基中的羰基与酚类、黄酮类、酚类中 的羟基或羧基形成氢键；酰胺基中的氨基与醌 类、硝基类中的醌基、硝基形成氢键而产生吸 附作用。 （4）大孔吸附树脂 一种不含交换基团，具有大孔 网状结构的高分子吸附剂。理化 性质稳定，不溶于酸、碱及有机 溶剂。大孔树脂可分为非极性和 中等极性两类，在水溶液中吸附 力较强且有良好的吸附选择性， 而在有机溶剂中吸附能力较弱。
一、基本原理 1．分子筛效应
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体积大的组分完全不能进入凝胶 颗粒内的孔隙中，只能经过凝胶 颗粒之间的间隙随流动相最先流 出色谱柱；而体积小的组分，可 渗入凝胶颗粒内的孔隙中，因此 在流经凝胶颗粒之间的间隙和全 部凝胶颗粒的孔隙之后，最后流 出；介于大小分子中间的组分， 只能进入一部分颗粒内较大的孔 隙，在中间时间段流出。
n
n
因为流动相的量很大，Y m Y a 近似于常数，而 且吸附只发生于吸附剂表面，所以，吸附平衡常 数可写成
n
4
K
X a X m
X X
a
/S
a

Cs Cm
m
/V m
[ X a ]为溶质分子在吸附剂表 面的浓度 [ X m ]为溶质分子在流动相中 的浓度
Sa 为吸附剂表面面积 Vm为流动相的体积
加热除水，活性提高，吸附力加强（活化） 吸水，活性下降，吸附力减弱。 三、色谱条件的选择 选择色谱分离条件时，必须从吸附剂、被分离物 质、流动相(洗脱剂)三方面进行综合考虑。
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1. 被分离物质的极性 被分离物质的极性越大,被吸附剂吸附得越牢! 常见的化合物极性大小顺序: 烷烃 < 烯烃 < 醚类 < 硝基化合物 < 二甲胺 < 脂 类 < 酮类< 醛类 < 硫醇 < 胺类 < 酰胺 < 醇类 < 酚类 < 羧酸类 被分离物质的极性与结构的关系 (1) 基本母核相同 , 基团极性愈大 , 分子极性愈大。 基本母核相同 , 极性基团数目愈多 , 分子极性愈大。 (2) 分子双键多, 吸附力 ↑。 (3) 空间排列 , 影响极性。