第五章 常见色谱分离技术资料
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课件：第五章 色谱与离子交换树脂分离法
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Jorgenson等
发明毛细管柱气相色谱。 发表凝胶过滤色谱的报告。 发明凝胶渗透色谱。 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，
采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 创立了毛细管电泳法。
第五章 色谱与离子交换分离法
• 色谱的分类
– 按流动相、固定相性质进行分类
• 1944年出现纸色谱以后，色谱 法不断发展，相继出现薄层色 谱、亲和色谱、凝胶色谱、气 相色谱、高压液相色谱（HPLC） 等。
M.Tswett
第五章 色谱与离子交换分离法
M.Tswett 实验
第五章 色谱与离子交换分离法
用色彩（chroma）和图谱（graphs）组成色谱一词（Chromatography) 。
慢 中等 快
淋洗液
Temporal course
第五章 色谱与离子交换分离法
第二节 色谱分离的基本理论
发明者
发明的色谱方法或重要应用
Tswett
用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱 概念。
Kuhn, Lederer
用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。使色 谱法开始为人们所重视。
Izmailov, Shraiber
Taylor, Uray
最先使用薄层色谱法。 用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。
离子交换色谱：以离子交换剂作固定相，利用各种离子的亲和力差
异进行分离，主要应用于分离简单离子、无机盐类等。
凝胶色谱：利用凝胶对不同尺寸的组分阻滞作用差异进行分离， 主要应用于有机物、生物大分子的分离；根据凝胶制备原料的
不同，又可分为有机凝胶和无机凝胶二类。 亲和色谱：利用固定相上的亲和基对特定大分子的亲和力差异进行
Jorgenson等
发明毛细管柱气相色谱。 发表凝胶过滤色谱的报告。 发明凝胶渗透色谱。 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，
采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 创立了毛细管电泳法。
第五章 色谱与离子交换分离法
• 色谱的分类
– 按流动相、固定相性质进行分类
• 1944年出现纸色谱以后，色谱 法不断发展，相继出现薄层色 谱、亲和色谱、凝胶色谱、气 相色谱、高压液相色谱（HPLC） 等。
M.Tswett
第五章 色谱与离子交换分离法
M.Tswett 实验
第五章 色谱与离子交换分离法
用色彩（chroma）和图谱（graphs）组成色谱一词（Chromatography) 。
慢 中等 快
淋洗液
Temporal course
第五章 色谱与离子交换分离法
第二节 色谱分离的基本理论
发明者
发明的色谱方法或重要应用
Tswett
用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱 概念。
Kuhn, Lederer
用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。使色 谱法开始为人们所重视。
Izmailov, Shraiber
Taylor, Uray
最先使用薄层色谱法。 用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。
离子交换色谱：以离子交换剂作固定相，利用各种离子的亲和力差
异进行分离，主要应用于分离简单离子、无机盐类等。
凝胶色谱：利用凝胶对不同尺寸的组分阻滞作用差异进行分离， 主要应用于有机物、生物大分子的分离；根据凝胶制备原料的
不同，又可分为有机凝胶和无机凝胶二类。 亲和色谱：利用固定相上的亲和基对特定大分子的亲和力差异进行
色谱分离技术的原理与应用
色谱分离技术的原理与应用色谱分离技术是一种广泛应用于化学、生物、药学等领域的重要分析方法。
它通过将混合物中的化合物在固定相上的不同亲和力进行逐渐分离，以达到提取、检测和定量目的。
本文将主要介绍色谱分离技术的原理和常见应用。
一、色谱分离技术的原理色谱分离技术的原理基于样品中的化合物在固定相上的亲和力不同，通过固定相和流动相的相互作用力达到分离目的。
常见的色谱分离技术包括液相色谱、气相色谱和超临界流体色谱。
1. 液相色谱（Liquid Chromatography, LC）液相色谱是利用固定在填料上的液体或溶胶吸附或交换作用对溶液中的化合物进行分离的技术。
在液相色谱中，流动相为液体，样品通过固定相对化合物进行分离。
常用的固定相材料包括疏水性材料、离子交换树脂、正相材料等。
2. 气相色谱（Gas Chromatography, GC）气相色谱是利用固定在填料上的固体吸附剂或液体涂层对气相中的化合物进行分离的技术。
在气相色谱中，流动相为惰性气体，样品通过固定相对化合物进行分离。
常用的固定相材料包括硅胶、分子筛等。
3. 超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）超临界流体色谱是利用介于气态和液态之间的超临界流体对样品中的化合物进行分离的技术。
超临界流体具有较高的溶解度、较低的粘度和较高的扩散系数，使其具有较好的分离能力和较快的分离速度。
二、色谱分离技术的应用色谱分离技术具有广泛的应用领域，包括药物分析、环境监测、食品安全、天然产物提取等。
1. 药物分析色谱分离技术被广泛应用于药物的分析和质量控制。
通过色谱分离技术，可以对药物中的各种成分进行分离、定量和纯化，以保证药物的质量和安全性。
2. 环境监测色谱分离技术在环境监测中起到了至关重要的作用。
它可以对环境中的有机物、重金属、农药等进行定性和定量分析，为环境保护和生态安全提供科学依据。
3. 食品安全色谱分离技术在食品安全领域的应用越来越重要。
色谱分离技术
二、离子交换树脂的性能 1. 交联度（degree of cross linking）： 离子交换 交联度（ ）： 树脂上胶联剂的含量称为交联度。 树脂上胶联剂的含量称为交联度。交联度用重量百分 比表示， 标号树脂， 比表示，如“×4”标号树脂，其交联度为 标号树脂 其交联度为4%。应根据 。 试样性质进行选择。 试样性质进行选择。 2.交换容量：每千克干树脂能参加交换反应的活 交换容量： 交换容量 性基团数， 表示。 性基团数，用mmol/g or mmol/ml表示。 表示 粒度：离子交换树脂颗粒的大小， 粒度：离子交换树脂颗粒的大小，用树脂溶胀态 所能通过的筛孔数表示。 所能通过的筛孔数表示。 三、流动相 离子交换色谱流动相最常用的是水缓冲液。 离子交换色谱流动相最常用的是水缓冲液。有酸 性缓冲溶液和碱性缓冲液，有时也用有机溶剂（甲醇、 性缓冲溶液和碱性缓冲液，有时也用有机溶剂（甲醇、 乙醇）同水缓冲液混合使用。流动相的pH， 乙醇）同水缓冲液混合使用。流动相的 ，缓冲液的 类型，离子强度， 类型，离子强度，以及加入的有机溶剂都会影响组分 的分离。 的分离。
二、纸色谱法 （一）基本原理 纸色谱法是用滤纸作载体的平面色谱法。 纸色谱法是用滤纸作载体的平面色谱法 。 固定相 为纸纤维吸附的水或吸留的甲醇胺、缓冲液等。 为纸纤维吸附的水或吸留的甲醇胺 、 缓冲液等 。 流动 相为与水不相混溶的有机溶剂。 相为与水不相混溶的有机溶剂 。 因为吸附在纤维上 20%的水分中，有约 的水分中， 的水分中 有约6%可通过氢键与纸纤维素上的羟 可通过氢键与纸纤维素上的羟 基结合生成复合物，与亲水性溶剂可形成两相。 基结合生成复合物 ， 与亲水性溶剂可形成两相 。 纸色 谱法属分配色谱， 谱法属分配色谱 ， 是利用样品组分在两相间分配系数 的不同达到分离的目的。实际上，纸色谱的分离机制 的不同达到分离的目的。 实际上， 较复杂，除分配外， 较复杂 ， 除分配外 ， 可能还有溶质与纸纤维素间的吸 附作用，与纸纤维素上某些基团（ 附作用 ， 与纸纤维素上某些基团 （ 造纸时引入到纤维 素上的）之间的离子交换作用。 素上的）之间的离子交换作用。
第五章 减压柱色谱分离技术解读
相的细 小颗粒(平均10 μm)、较大的表面积( 500 m2/／g) 和合理的装柱方法的原因，
d． VLC处理量大．分离几十克的样品，仍能 以较快的速度完成。在 FCC中，由于玻璃分离 柱的限制，处理6g以上的样品时就常困难．常 压柱层析虽然没有样品量的限制，但是极其耗 时，所用的固定相的量亦很大，
三、上样
放掉真空后，常压下加入低极性 溶剂于吸附剂表面上，减压使溶 剂均匀流过吸附剂。如有空隙， 需要重装。使柱子抽干后，重复 1～2次，即可准备上样。
A．用低极性溶剂或洗脱剂（如石油醚、 正己烷）溶解样品。常压下小心加入 柱顶端，再加入洗脱剂或溶剂覆盖吸 附剂表面，慢慢减压，使样品在柱顶 端形成样品层。
VLC不同于常压柱层析和快速柱层析Fcc，因为后 两者洗脱剂是连续的，在操作中不会间断；而VLC 进行溶剂洗脱时，在加洗脱剂后，在柱后减压下全 部抽出，每一次洗脱收集一次，抽干后，再更换溶 剂，并再进行下一个流分的收集，所以在这一点上 VLC与PTLC多次展开极为相似。（展开一次后吹 干，再展）。
由于经典的柱层析费时费力，需要大量的固定 相和洗脱液，工作效率低，为此人们相继建立 了离心薄层、 VLC、 FCC等快速层析分离的 方法。其中VLC在天然产物分离中应用最多。
该法1969年由澳大利亚Coll J.C提出，1977年首 次应用于分离澳洲软珊瑚中2个新的二萜化合
物(Cembrenoids).
1.固定相；
常10u采m用～4T0LuCm用硅硅胶胶6、0HA或l26O03G,（）粒聚度酰：胺 等
2. 装柱：干法装柱法。
将吸附剂装入漏斗或短柱中，轻轻拍 紧或减压拍打或从顶端挤压，直至吸 附剂紧密，最后变得坚硬。吸附剂的 高度一般不超过5cm。
d． VLC处理量大．分离几十克的样品，仍能 以较快的速度完成。在 FCC中，由于玻璃分离 柱的限制，处理6g以上的样品时就常困难．常 压柱层析虽然没有样品量的限制，但是极其耗 时，所用的固定相的量亦很大，
三、上样
放掉真空后，常压下加入低极性 溶剂于吸附剂表面上，减压使溶 剂均匀流过吸附剂。如有空隙， 需要重装。使柱子抽干后，重复 1～2次，即可准备上样。
A．用低极性溶剂或洗脱剂（如石油醚、 正己烷）溶解样品。常压下小心加入 柱顶端，再加入洗脱剂或溶剂覆盖吸 附剂表面，慢慢减压，使样品在柱顶 端形成样品层。
VLC不同于常压柱层析和快速柱层析Fcc，因为后 两者洗脱剂是连续的，在操作中不会间断；而VLC 进行溶剂洗脱时，在加洗脱剂后，在柱后减压下全 部抽出，每一次洗脱收集一次，抽干后，再更换溶 剂，并再进行下一个流分的收集，所以在这一点上 VLC与PTLC多次展开极为相似。（展开一次后吹 干，再展）。
由于经典的柱层析费时费力，需要大量的固定 相和洗脱液，工作效率低，为此人们相继建立 了离心薄层、 VLC、 FCC等快速层析分离的 方法。其中VLC在天然产物分离中应用最多。
该法1969年由澳大利亚Coll J.C提出，1977年首 次应用于分离澳洲软珊瑚中2个新的二萜化合
物(Cembrenoids).
1.固定相；
常10u采m用～4T0LuCm用硅硅胶胶6、0HA或l26O03G,（）粒聚度酰：胺 等
2. 装柱：干法装柱法。
将吸附剂装入漏斗或短柱中，轻轻拍 紧或减压拍打或从顶端挤压，直至吸 附剂紧密，最后变得坚硬。吸附剂的 高度一般不超过5cm。
第五章常见色谱分离技术
1941年Martin和Synge提出用气体代替液体流动相的可能性。 1952年James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色 谱方法（Gas-Liquid Chromatography），因而获得了1952年的 诺贝尔化学奖。 1957年Golay开创了开管柱气相色谱法（Open-Tubular Column Chromatography），习惯上称为毛细管气相色谱法 （Capillary Column Chromatography）。
③ 极性:
吸附剂一般都是极性物质，所以混合物试样的极 性越大，则被吸附剂吸附得越牢，移动速度越慢（Rf 值越小）
2021/6/17
20
常见吸附剂吸附能力的比较：
蔗糖＜纤维素＜淀粉＜CaCO3 ＜CaSO4＜MgCO3 ＜硅胶＜活 性炭＜MgO＜氧化铝
（2）吸附力的规律性：
• 被吸附分子与吸附剂（硅胶、氧化铝）之间的吸附力大小 有下列规律性:
2021/6/17
8
5.1.3 色谱法的分类（依据不同,分发不同）
（1）按两相的状态分类
气固色谱（GSC）— 固定相是固体吸附剂 气相色谱（GC）
气液色谱（GLC）— 固定相是固体载体上涂固定液 按移动相不同分 液相色谱（LC） 液固色谱（LSC）
液液色谱（LLC） 超临界流体色谱
2021/6/17
分子内酰胺基能与某 些基团形成氢键
分离酚类、酸类、醌类及硝基化合物。
有大量羟基亲水基团， 亲水性很强
分离亲水性化合物，如：氨基酸、核苷酸 衍生物、糖等，分析蛋白质，肽以及多糖、
核苷酸等。
2021/6/17
24
2. 薄层色谱对吸附剂的要求
①具有均匀的结构和一定的比表面积。 ②具有一定的机械强度和稳定性。对展开剂和样品
③ 极性:
吸附剂一般都是极性物质，所以混合物试样的极 性越大，则被吸附剂吸附得越牢，移动速度越慢（Rf 值越小）
2021/6/17
20
常见吸附剂吸附能力的比较：
蔗糖＜纤维素＜淀粉＜CaCO3 ＜CaSO4＜MgCO3 ＜硅胶＜活 性炭＜MgO＜氧化铝
（2）吸附力的规律性：
• 被吸附分子与吸附剂（硅胶、氧化铝）之间的吸附力大小 有下列规律性:
2021/6/17
8
5.1.3 色谱法的分类（依据不同,分发不同）
（1）按两相的状态分类
气固色谱（GSC）— 固定相是固体吸附剂 气相色谱（GC）
气液色谱（GLC）— 固定相是固体载体上涂固定液 按移动相不同分 液相色谱（LC） 液固色谱（LSC）
液液色谱（LLC） 超临界流体色谱
2021/6/17
分子内酰胺基能与某 些基团形成氢键
分离酚类、酸类、醌类及硝基化合物。
有大量羟基亲水基团， 亲水性很强
分离亲水性化合物，如：氨基酸、核苷酸 衍生物、糖等，分析蛋白质，肽以及多糖、
核苷酸等。
2021/6/17
24
2. 薄层色谱对吸附剂的要求
①具有均匀的结构和一定的比表面积。 ②具有一定的机械强度和稳定性。对展开剂和样品
色谱分离
高效液相色谱仪
高效液相色谱(HPLC)流程示意图
离子交换色谱
• 离子交换色谱中的固定相是一些带电荷的基团， 这些带 电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。如果 流动相中存在其他带相反电荷的离子，按照质量作用定律， 这些离子将与结合在固定相上的反离子进行交换。固定相 基团带正电荷的时候，其可交换离子为阴离子，这种离子 交换剂为阴离子交换剂；固定相的带电基团带负电荷，可 用来与流动相交换的离子就是阳离子，这种离子交换剂叫 做阳离子交换剂。阴离子交换柱的功能团主要是－NH2， 及－MH3+ ：阳离子交换剂的功能团主要是－SO3H及－ COOH。其中-NH3+离子交换柱及-SO3H离子交换剂属于 强离子交换剂，它们在很广泛的pH范围内都有离子交换 能力；-NH2及-COOH 离子交换柱属于弱离子交换剂，只 有在一定的pH值范围内，才能有离子交换能力。离子交 换色谱主要用于可电离化合物的分离，例如，氨基酸自动 分析仪中的色谱柱，多肽的分离、蛋白质的分离，核苷酸、 核苷和各种碱基的分离等。
色谱法的发展历程
◆ 1903年 Tswett创立色谱法（在碳酸钙上分离了叶绿素）。 由Tswett创立的色谱法分离效率低，分离时间长，根据样品的不同， 一般分离需要几小时至几天。 ◆20世纪40年代至50年代初，先后出现了纸色谱（paper chromatography,PC）和薄膜色谱法(thin-layer chromatography,TLC)。 特点：较经典色谱法简单、分离时间短，样品量要求小。 ◆1952年，James和Martin提出了气相色谱法（gas chromatography,GC) 特点： 以气体作为流动相。应用范围广泛受到人们重视。但对不 易气化和热不稳定性差的化合物难以分离。 ◆ 20世纪60年代后期由于新型色谱柱填料的，高压输液泵和高灵 敏度的监测器的出现，发展出了高效液相色谱（High performance liquid chromatograghy,HPLC）。
色谱分离法知识点总结初中
色谱分离法知识点总结初中一、色谱分离原理色谱分离法是一种基于迁移速度差异的分离技术。
其原理是利用不同物质在固定相和流动相中的相互作用以及相对迁移速度的不同，从而实现混合物的分离。
色谱分离法根据流动相的不同又可以分为液相色谱和气相色谱两种。
1. 液相色谱液相色谱是利用液相作为流动相，以固定相对流动相具有亲和力的原理进行分离。
液相色谱可以根据固定相的不同分为几种：（1）反相色谱：固相具有疏水性，因此非极性物质在固定相上停留时间长，极性物质则在流动相中移动迅速，从而实现分离。
（2）离子交换色谱：固相上带有离子交换基团，可以吸附带有相反电荷的离子，从而进行分离。
（3）大小排阻色谱：固相的孔径大小不同，较大的分子在孔径较大的区域停留时间长，而较小的分子则可以穿过固相孔径，从而实现分离。
2. 气相色谱气相色谱是利用气相作为流动相，以固定相对不同成分的亲和力进行分离。
气相色谱常用的固定相有：（1）聚合物固定相：通过选择不同的聚合物来实现对不同分子的亲和力，从而进行分离。
（2）液晶固定相：利用液晶的各种分子结构形成独特的固定相，实现分子之间的分离。
二、色谱柱的种类和应用色谱柱是色谱仪器的核心部件，通过选择不同的色谱柱可以实现对不同成分的分离和检测。
通常情况下，色谱柱的选择取决于分析物的性质、分子大小以及对分离效果的要求。
1. 液相色谱柱液相色谱柱根据填料的形状和材料可以分为不同种类。
主要包括：（1）C18柱：是最常用的反相色谱柱，适合分离极性和非极性化合物。
（2）离子交换柱：适用于离子体系的分离和分析。
（3）排阻柱：用于分离分子量差异较大的混合物。
（4）手性柱：用于手性化合物的分离和分析。
2. 气相色谱柱气相色谱柱也根据填料的材料和形状有多种不同的选择：（1）固定相填料：通常使用聚合物和硅胶等材料，适用于对分子大小和亲和力要求严格的分离。
（2）毛细管柱：适合分离小分子化合物，分离效果优秀。
（3）手性柱：用于手性化合物的分离和分析。
第五章高效液相色谱法
2019/7/25
数据处理系统
打开工作站，选择工作通道 编辑方法文件，设置方法名称、运行时间及定量方法 输入路径名、样品名、操作者等 样品分离完成后，记录谱图文件名和色谱峰峰高、峰面积和保留值等
2019/7/25
四. 液相色谱固定相
1.液-固色谱固定相
种类：硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等； 结构类型：全多孔型和薄壳型； 粒度：5～10 μm；
（3）硬质凝胶 多孔硅胶、多孔玻珠等； 化学稳定性、热稳定性好、机械强度大，流动相性质影响
小，可在较高流速下使用。 可控孔径玻璃微球，具有恒定孔径和窄粒度分布。
2019/7/25
气相色谱中的固定相原则上都可以用于液相色谱，其选 用原则与气相色谱一样。
选择合适的固定相，降低填料粒度可显著提高柱效，但 在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常高的 工作，一般很少自行制备。
2019/7/25
光电二极管阵列检测器
光电二极管阵列检测器：1024个二极管阵列，各检测特 定波长，计算机快速处理，三维立体谱图，如图所示。
2019/7/25
二极管阵列检测器
样品池 D2 / W 灯
光栅
每一组分可在每一波 长处得到一吸光度值
二极管阵列
二极管阵列检测器的优点
1）采集三维谱图 2）峰纯度检验 3）光谱库检索 4）可以发现单波长检测时未测到的峰
2019/7/25
2. 液-液色谱固定相
（1）全多孔型担体 由氧化硅、氧化铝、硅藻土等制成的多孔球体；早期采
用100μm的大颗粒，表面涂渍固定液，性能不佳已不多见； 现采用10μm以下的小颗粒，化学键合制备柱填料；
（2）表面多孔型担体 （薄壳型微珠担体） 30～40μm的玻璃微球，
数据处理系统
打开工作站，选择工作通道 编辑方法文件，设置方法名称、运行时间及定量方法 输入路径名、样品名、操作者等 样品分离完成后，记录谱图文件名和色谱峰峰高、峰面积和保留值等
2019/7/25
四. 液相色谱固定相
1.液-固色谱固定相
种类：硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等； 结构类型：全多孔型和薄壳型； 粒度：5～10 μm；
（3）硬质凝胶 多孔硅胶、多孔玻珠等； 化学稳定性、热稳定性好、机械强度大，流动相性质影响
小，可在较高流速下使用。 可控孔径玻璃微球，具有恒定孔径和窄粒度分布。
2019/7/25
气相色谱中的固定相原则上都可以用于液相色谱，其选 用原则与气相色谱一样。
选择合适的固定相，降低填料粒度可显著提高柱效，但 在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常高的 工作，一般很少自行制备。
2019/7/25
光电二极管阵列检测器
光电二极管阵列检测器：1024个二极管阵列，各检测特 定波长，计算机快速处理，三维立体谱图，如图所示。
2019/7/25
二极管阵列检测器
样品池 D2 / W 灯
光栅
每一组分可在每一波 长处得到一吸光度值
二极管阵列
二极管阵列检测器的优点
1）采集三维谱图 2）峰纯度检验 3）光谱库检索 4）可以发现单波长检测时未测到的峰
2019/7/25
2. 液-液色谱固定相
（1）全多孔型担体 由氧化硅、氧化铝、硅藻土等制成的多孔球体；早期采
用100μm的大颗粒，表面涂渍固定液，性能不佳已不多见； 现采用10μm以下的小颗粒，化学键合制备柱填料；
（2）表面多孔型担体 （薄壳型微珠担体） 30～40μm的玻璃微球，
中药化学 第五章 色谱分离技术-吸附色谱、聚酰胺
同时为其他的分析手段提供一定的分离依 据。
（二）吸附柱色谱操作技术
操作步骤
色谱柱的选择 内径与柱长比：1：10～1：20
装柱 上样 洗脱检查
1、装柱
干法装柱：直接用小漏斗将吸附剂均匀装入柱内的方法。 湿法装柱：将吸附剂装入盛有洗脱液的柱内，或将吸附剂 与洗脱液混合成混悬液再装入柱中，吸附剂慢慢沉降。
二、吸附色谱基本构成要素
吸附剂（固定相） 展开剂（流动相、移动相） 被分离的成分
（一）吸附剂
1、基本要求 一般来说，吸附剂要有较大的表面积和适宜
的活性，与移动相溶剂及被分离各成分不起化学 反应、颗粒均匀，并且在所用各种溶剂中不溶解。
2、种类 极性吸附剂：氧化铝、硅胶、聚酰胺、氧化镁、 硅酸镁、碳酸钙和硅藻土等。 非极性吸附剂：活性炭
2、种类 亲脂性有机溶剂：石油醚、环己烷、四氯化碳、苯、 甲苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等。 亲水性有机溶剂：丙酮、乙醇、甲醇等。 极性吸附能力的大小与选择展开剂的极性 和被分离成分的极性大小有关。
一般来说，当选用常用的硅胶或氧化铝这类极性 吸附剂时，展开剂的极性越大，解吸附能力越强， 否则越弱。
色谱分离技术按色谱原理分吸附色谱分配色谱离子交换色谱凝胶色谱色谱分离技术按操作形式分平面色谱tlcpc柱色谱毛细管电泳色谱色谱分离技术按流动相分液相色谱hplc气相色谱gc超临界流体色谱sfc二分类由于色谱法具有强大的分离能力众多的分离模式和灵活的检测手段因而被广泛用于化工医药生化和环境保护等领域尤其对中药化学成分的分离精制定性和定量检测等方面行之有效
影响聚酰胺吸附能力的主要因素如下：
1. 形成氢键的能力与溶剂有关。一般聚酰胺在水中 与化合物形成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱， 在碱性溶剂中最弱。因此溶剂对聚酰胺的洗脱能力 的次序为： 水〈甲醇或乙醇〈丙酮〈稀氢氧化钠溶液或稀氨水 〈甲酰胺或二甲基甲酰胺。
（二）吸附柱色谱操作技术
操作步骤
色谱柱的选择 内径与柱长比：1：10～1：20
装柱 上样 洗脱检查
1、装柱
干法装柱：直接用小漏斗将吸附剂均匀装入柱内的方法。 湿法装柱：将吸附剂装入盛有洗脱液的柱内，或将吸附剂 与洗脱液混合成混悬液再装入柱中，吸附剂慢慢沉降。
二、吸附色谱基本构成要素
吸附剂（固定相） 展开剂（流动相、移动相） 被分离的成分
（一）吸附剂
1、基本要求 一般来说，吸附剂要有较大的表面积和适宜
的活性，与移动相溶剂及被分离各成分不起化学 反应、颗粒均匀，并且在所用各种溶剂中不溶解。
2、种类 极性吸附剂：氧化铝、硅胶、聚酰胺、氧化镁、 硅酸镁、碳酸钙和硅藻土等。 非极性吸附剂：活性炭
2、种类 亲脂性有机溶剂：石油醚、环己烷、四氯化碳、苯、 甲苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等。 亲水性有机溶剂：丙酮、乙醇、甲醇等。 极性吸附能力的大小与选择展开剂的极性 和被分离成分的极性大小有关。
一般来说，当选用常用的硅胶或氧化铝这类极性 吸附剂时，展开剂的极性越大，解吸附能力越强， 否则越弱。
色谱分离技术按色谱原理分吸附色谱分配色谱离子交换色谱凝胶色谱色谱分离技术按操作形式分平面色谱tlcpc柱色谱毛细管电泳色谱色谱分离技术按流动相分液相色谱hplc气相色谱gc超临界流体色谱sfc二分类由于色谱法具有强大的分离能力众多的分离模式和灵活的检测手段因而被广泛用于化工医药生化和环境保护等领域尤其对中药化学成分的分离精制定性和定量检测等方面行之有效
影响聚酰胺吸附能力的主要因素如下：
1. 形成氢键的能力与溶剂有关。一般聚酰胺在水中 与化合物形成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱， 在碱性溶剂中最弱。因此溶剂对聚酰胺的洗脱能力 的次序为： 水〈甲醇或乙醇〈丙酮〈稀氢氧化钠溶液或稀氨水 〈甲酰胺或二甲基甲酰胺。
气相色谱分析法
3. 分配比(容量因子)k 分配比(容量因子)k 在实际工作中,也常用分配比来表征色谱分配 在实际工作中, 平衡过程.分配比是指,在一定温度下, 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: 相间分配达到平衡时的质量比:
组分在固定相中的质量 ms k= = 组分在流动相中的质量mM
色谱法: 又称色层法或层析法,是一种 色谱法: 物理化学分析方法,它利用不同溶质(样 品)与固定相和流动相之间的作用力(分 配,吸附,离子交换等)的差别,当两相 做相对移动时,使得各组分按一定顺序从 固定相中流出,实现混合物中各组分的分 离.
2. 色谱法分类
流动相为气体( (1)气相色谱:流动相为气体(称为载气). 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: 按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据. 分配系数是色谱分离的依据.
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 越大,出峰越慢; 一定温度下,组分的分配系数K越大 出峰越慢; 越大,
试样一定时,K主要取决于固定相性质; 试样一定时, 主要取决于固定相性质 主要取决于固定相性质; 试样一定时 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; 选择适宜的固定相可改善分离效果; 选择适宜的固定相可改善分离效果; 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 值是分离的基础; 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础; 某组分的 = 0时,即不被固定相保留,最先流出. 某组分的K 某组分的 时 即不被固定相保留,最先流出.
《色谱分离法》课件
按分离机制分类
吸附色谱法
利用固体吸附剂对不同组分的 吸附能力差异进行分离。
分配色谱法
利用固定相和流动相之间的分 配平衡实现分离。
离子交换色谱法
利用离子交换剂对不同离子的 亲和力差异进行分离。
空间排阻色谱法
利用凝胶的分子筛效应，根据 分子大小进行分离。
03 色谱分离法的操作流程
CHAPTER
样品前处理
度法、荧光光谱法等。
检测灵敏度设置
根据待分离物质的浓度设置合适 的检测灵敏度，以提高检测准确
性。
收集结果
根据检测结果将各组分分别收集 起来，并进行后续处理和利用。
04 色谱分离法的优缺点
CHAPTER
优点
分离效果好
色谱分离法可以将混合物中的各组分 进行高效分离，得到较为纯净的单一 组分。
适用范围广
在药物分离纯化中的应用
药物分离纯化是色谱分离法应用的重 要领域之一。通过色谱分离法，可以 将混合药物中的有效成分与杂质进行 分离，提高药物的纯度和药效。
在药物分离纯化中，色谱分离法可以 用于中药、西药、生物药物等的分离 纯化，如大黄素、紫杉醇、蛋白质等 物质的分离纯化。
在食品检测中的应用
01
色谱分离法在食品检测中也有广 泛应用，主要用于食品中农药残 留、添加剂、有害物质的检测。
1950年代
出现了气相色谱法，利用气体 作为流动相，广泛应用于气体
和挥发性化合物的分析。
1960年代
出现了高效液相色谱法，利用 高分离效能的色谱柱和高压泵 ，提高了分离速度和灵敏度。
色谱分离法的应用领域
医药工业
用于药物生产和质量控制，以 及生物样品的分离和纯化。
食品工业
第五章高效液相色谱法
9
基本理论
热力学理论：塔板理论——平衡理论 热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论—— 范第姆特 动力学理论：速率理论 ——范第姆特 方程 色谱图的基本参数：与气相色谱法类 似
10
各类高效液相色谱法的分离原理及选 择
液-固吸附色谱 液-液分配色谱 离子交换色谱 体积排阻色谱 亲和色谱
3
高效液相色谱法的类型
根据固定相的不同 液-固色谱 液-液色谱 根据分离机理的不同 分配色谱 吸附色谱 离子交换色谱 体积排阻色谱 亲和色谱
4
分配色谱：分离组分在两相中的分配系数不 同 吸附色谱：固定相对分离组分的吸附能力不 同 离子交换色谱：不同离子与固定相上的相反 电荷离子间作用力大小不同 体积排阻色谱：根据样品分子尺寸的不同按 分子大小分开 亲和色谱：不同基体上键合多种不同特性的 配位体作固定相，用具有不同pH的缓冲溶液 做流动相，依据生物分子与基体上键联的配 位体之间存在的特异性亲和作用力不同
30
流动相
1. 流动相特性
(1)液相色谱的流动相又称为：淋洗液，洗脱剂 液相色谱的流动相又称为：淋洗液， 液相色谱的流动相又称为 。流动相组成改变，极性改变，可显著改变组分 流动相组成改变，极性改变， 分离状况； 分离状况； (2)亲水性固定液常采用疏水性流动相 ， 即流 亲水性固定液常采用疏水性流动相， 亲水性固定液常采用疏水性流动相 动相的极性小于固定相的极性， 动相的极性小于固定相的极性，称为正相液液色 谱法，极性柱也称正相柱。 谱法，极性柱也称正相柱。 (3)若流动相的极性大于固定液的极性 ， 则称 若流动相的极性大于固定液的极性， 若流动相的极性大于固定液的极性 为反相液液色谱，非极性柱也称为反相柱。 为反相液液色谱，非极性柱也称为反相柱。组分 31 在两种类型分离柱上的出峰顺序相反。 在两种类型分离柱上的出峰顺序相反。
简述常见色谱分离法的类型及基本原理
简述常见色谱分离法的类型及基本原理色谱分离法是一类对物质进行分析和分离的重要手段，广泛应用于化学、生物化学、药品、环境等领域。
常见的色谱分离法主要包括气相色谱（Gas Chromatography，GC）、液相色谱（Liquid Chromatography，LC）、超高效液相色谱法（Ultra-High Performance Liquid Chromatography，UHPLC）、毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）等。
本文将分别对这些色谱分离法的类型和基本原理进行介绍。
一、气相色谱（GC）气相色谱是利用气相作为移动相进行分离的色谱分离法，适用于描写分析样品中挥发性和半挥发性有机化合物的组成和含量，对非极性化合物富有选择性。
其基本原理是将待分离的混合物通过一定方法进样，然后通过携带气体流动的固定相柱进行分离，使用检测器进行检测，最后形成色谱图。
GC分析主要有两种模式，即气定常模式和温度编程模式。
气定常模式：在气定常模式下，固定相的温度是恒定不变的。
样品经进样器进入柱状固定相，随着固定相温度的递增，各组分在柱中停留时间渐次增长，从而实现了分离。
温度编程模式：在温度编程模式下，固定相的温度是随时间递增的。
通过渐增柱温，可以改变各组分在柱中的停留时间，以实现对样品中组分的分离。
该方法因为能够提高分离效率，主要应用于复杂混合物的分析。
二、液相色谱（LC）液相色谱是液体相与固定相之间相互作用的色谱分离法，其基本原理是待分析的混合物通过一种液相载体进行分离，静止相可以是固体（固定相液相色谱，SPLC）或是液体（液-液色谱，LLC）。
LLC又可分为正相液相色谱（Normal Phase Liquid Chromatography，NPLC）和反相液相色谱（Reverse Phase Liquid Chromatography，RPLC）。
正相液相色谱：正相液相色谱是以极性固定相为静止相的液相色谱，常用的固定相有硅胶和氨基硅胶。
常见色谱分离法的类型和基本原理
常见色谱分离法的类型和基本原理
常见的色谱分离法包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、超高效液相色谱（UHPLC）和离子交换色谱（IC）等。
1. 气相色谱（GC）：该方法将待分离的混合物溶解在气相载气中，然后通过柱中的固态填充物，利用物质在固相填充物和气相载气之间的分配不平衡来进行分离。
分离是根据样品中化合物在固相填充物上的相对亲/疏水性的不同实现的。
2. 液相色谱（LC）：该方法将待分离的混合物通过溶解在液相中，然后通过液相柱中的固相填充物进行分离。
液相色谱可以根据不同的机理分为几种类型，包括反相色谱、离子交换色谱、凝胶过滤色谱等。
3. 超高效液相色谱（UHPLC）：UHPLC是液相色谱的一种变种，使用更细小的颗粒填充物和较高的操作压力，以提供更高分辨率和更快的分离速度。
4. 离子交换色谱（IC）：IC主要用于分离和分析带有正负离子的化合物。
通过固相柱中的离子交换剂，将待分离的样品中的离子与固相交换剂之间的电荷相互作用进行分离。
这些色谱分离法的基本原理都是根据待分离样品中组分之间在不同相（固相和液相、气相和液相）中的分配行为或相互作用来进行分离。
第五章-色谱分析法概论
VM = Fc·tM
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
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5.1.2 色谱体系
包括两相（即固定相、移动相）和样品。 • 固定相 在色谱过程中不发生移动。 材料：固体（相）、固体及其所支持的液体。 • 流动相 在色谱过程中不停地移动，并带动被分 离物质一起移动。 材料：气体、液体。 • 样 品 溶质
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色谱法的基本原理
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5.1.3 色谱法的分类（依据不同,分发不同）
（1）按两相的状态分类
气固色谱（GSC）— 固定相是固体吸附剂 气相色谱（GC）
气液色谱（GLC）— 固定相是固体载体上涂固定液 按移动相不同分 液相色谱（LC） 液固色谱（LSC）
液液色谱（LLC） 超临界流体色谱
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①分析型色谱：主要用于各种样品的分析，其特点 是色谱柱较细，分析的样品量少。
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（3）按分离原理分类
① 吸附色谱：利用吸附剂表面对不同组分具有的不同吸附 能，达到分离目的。
②分配色谱：利用不同组分在给定的两相中具有不同的分 配系数而使混合物实现分离与测定的方法。
③离子交换色谱：以带固定电荷的离子交换剂作固定相， 用于分离带相反电荷的物质。由于不同物质带电情况不 同而对固定相有不同的静电力而进行分离 。
④凝胶色谱：又叫体积排阳色谱，分子筛色谱。以多孔的 固体凝胶作固定相，分子大小不同的物质因进入固定相 孔内的程度不同而达到分离的目的。
⑤亲合色谱：根据固定相上键合的特殊配体对某种生物大 分子有专一性吸附而除去其他杂质。使生物大分子得以 分离。
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（4）按使用领域不同对色谱的分类：
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（2）按分离“床”的几何形状分 类
填充柱色谱
柱色谱 （固定相装在玻璃或金属管内）
毛细管柱色谱 （固定相附在管子内壁，中心是空的）
开床式色谱
纸色谱（利用滤纸作固定相的支持物，把试 样点在滤纸上，用溶剂将其展开而进行分 离）
薄层色谱（用粉末吸附剂，压成或涂成薄层， 然后用类似纸色谱的操作进行分离）
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• 色谱法是包括一大类操作方式不同、但分离原理相同的一 门技术，不论采用何种方法或设备、其色谱过程有着如下 共同点：（1）任何色谱过程，都必须有两相物质存在， 一为固定相，一为流动相。（2）物质的分离还必须借助 于流动相相对于固定相移动。（3）被分离的物质称为溶 质，由于各种溶质组分与两相物质有着不同作用力，从而 造成各组分产生差速运动而达到分离目的。
1941年Martin和Synge提出用气体代替液体流动相的可能性。 1952年James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色 谱方法（Gas-Liquid Chromatography），因而获得了1952年的 诺贝尔化学奖。 1957年Golay开创了开管柱气相色谱法（Open-Tubular Column Chromatography），习惯上称为毛细管气相色谱法 （Capillary Column Chromatography）。
油醚叫作“流动相”。
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2、色谱法的发展
在Tswett提出色谱概念后的20多年里没有人关注这一伟大的 发明。
1931年：德国的Kuhn和Lederer在Tswett实验的基础上用氧化 铝和碳酸钙分离了α-，β-，和γ-胡萝卜素，此后用这种方法分 离了60多种这类色素。
1940年：Martin和Synge提出液-液分配色谱法（Liquid-Liquid Partion Chromatography）,即固定相是吸附在硅胶上的水，流 动相是某中有机溶剂。
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1956年Van Deemter等在前人研究的基础上发展了描述色谱过程的 速率理论，1965年Giddings总结和发展了前人的色谱理论，为色谱的 发展奠定了理论基础。
1944年Consden等就发展了纸色谱。 1949年Macllean等在氧化铝中加入淀粉粘合计制作薄层板使薄 层色谱（TLC）得以实际应用，而在1956年Stahl开发出薄层色谱 板涂布器之后，才使TLC得到广泛地应用。 20世纪60年代末，把高压泵和化学键合固定相用于液相色谱， 出现了高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography）。 20世纪80年代初毛细管超临界流体色谱得到发展，但在90年代 后未得到较广泛应用。 20世纪80年代初由Jorgenson等集前人经验而发展起来的毛细管 电泳，在90年代得到广泛的发展和应用。同时集高效液相色谱和 毛细管电泳优点的毛细管电色谱在90年代后期受到重视。 21世纪色谱科学将在生命科学等前沿科学领域发挥他不可替代 的重要作用。
第五章 常见色谱分离技术
第一节 绪论 第二节 薄层色谱法 第三节 纸色谱 第四节 经典柱液相色谱法及干柱层析源自2020/9/181
5.1 绪论 5.1.1 色谱发展史及进展
1、色谱法的出现
1903年俄国植物学家Tswett(茨维特)把干燥的碳酸钙 粉末装到一根细长的玻璃管中，然后把植物叶子的石油醚 萃取物倒到管中的碳酸钙上，萃取液中的色素就吸附在管 内上部的碳酸钙里，再用纯净的石油醚洗脱被吸附的色素， 于是在管内的碳酸钙上形成了色带。当时Tswett把这种色 带叫作“色谱”（Chromatography）。在这一方法中把色 谱管叫作“色谱柱”，碳酸钙叫作“固定相”，纯净的石
• 溶质与两相物质之间作用力可以为吸附力，也可以为溶解 力；由于此种力之不同，决定了各个组分在两相中有着不 同量或浓度的分布，随着流动相的前移，则此种分布不断 变更，最终与流动相作用力大的组分前移快，反之则慢， 下图为一二元组分分离示意图。
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下图为一二元组分分离示意图。
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分离原理
• 在色谱分析中，当流动相携带样品通过色谱的固定 相时，样品分子与固定相分子之间发生相互作用， 使样品分子在流动相和固定相之间进行分配。与固 定相分子作用越大的组分向前移动速度越慢，与固 定相分子作用越小的组分向前移动速度越快，经过 一定的距离后，由于反复多次的分配，使原本性质 （沸点、极性等）差异很小的组分之间可得到很好 的分离。