色譜法概論課件

1、色譜法概論1第第9 9章章 色譜法概論色譜法概論An Introduction to Chromatography（chromatography）圖譜圖譜 色譜法概論2n色譜法起源n色譜法歷程n色譜法分類 n色譜過程 n常用術(shù)語 色譜法概論3第1節(jié) 起源、歷程與分類一、起源 1903年： 一種新型吸附現(xiàn)象及其在生化分析上的應(yīng)用，提出了應(yīng)用吸附原理分離植物色素的新方法。 1906年，俄國植物學(xué)家 邁克爾茨維特(Michael Tswett) 提出色譜法(Chromatography)概念 色譜學(xué)之父色譜學(xué)之父 色譜法概論4碳酸鈣粉末碳酸鈣粉末（固定相）（固定相）色素混合液色素混合液石油醚石油醚

2、( (流動相）流動相）色譜柱色譜柱色譜色：顏色譜：圖譜1906年，年，Tsweet發(fā)明的色譜法發(fā)明的色譜法色譜法概論5色素分離示意圖色素分離示意圖色譜法概論61906年年 邁克爾邁克爾茨維特提出色譜法茨維特提出色譜法1931年年 庫恩庫恩 奧地利化學(xué)家奧地利化學(xué)家 胡蘿卜素分離胡蘿卜素分離1930s 離子交換色譜建立離子交換色譜建立1940s 分配色譜創(chuàng)立，平板色譜法分配色譜創(chuàng)立，平板色譜法1952年年 氣相色譜法建立（氣相色譜法建立（GC）1968年年 高效液相色譜法建立（高效液相色譜法建立（HPLC） 1980s 超臨界流體色譜法（超臨界流體色譜法（SFC） 1990s 毛細(xì)管電泳法（毛細(xì)

3、管電泳法（CE）1990s末末 毛細(xì)管電色譜法毛細(xì)管電色譜法二、歷程色譜法概論7 液-固色譜（吸附色譜）的進(jìn)一步發(fā)展有賴于瑞典科學(xué)家Tiselius和Claesson的努力，他們創(chuàng)立了液相色譜的迎頭法和頂替法。 Tiselius, A.W.K. 1948年年 Nobel 化學(xué)獎化學(xué)獎色譜法概論8Martin, A.J.P. Synge, R.L.M. 1952年年 Nobel 化學(xué)獎化學(xué)獎 英國科學(xué)家Martin和Synge創(chuàng)立了分配色譜1941年，Martin和Synge采用水分飽和的硅膠為固定相，以含有乙醇的氯仿為流動相分離乙?；被幔⒃谶@一工作論文中預(yù)言了用氣體代替液體作為流動相來分

4、離化合物的可能性。 色譜法概論9色譜學(xué)的重要作用時間：色譜法是過去、現(xiàn)今、將來分析化學(xué)領(lǐng)域最為活躍、應(yīng)用最為廣泛的分離技術(shù)?？臻g：深入到了生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。色譜法概論10定義：一種利用固定相和流動相對組分進(jìn)行物理或物理化學(xué)分離的分析方法實(shí)質(zhì)：分離目的：定性分析或定量分析色譜法概論11 固定相除了固體，還可以是液體 流動相液體或氣體 色譜柱各種材質(zhì)和尺寸 被分離組分不再僅局限于有色物質(zhì)色譜法概論12色譜法概論13 1按流動相與固定相的狀態(tài)分：流動相 固定相 類型液相液相色譜色譜液體液體 固體固體 液液-固色譜固色譜液體液體 液體液體 液液-液色譜液色譜氣體氣體 固體固體 氣氣-

5、固色譜固色譜氣體氣體 液體液體 氣氣-液色譜液色譜氣相氣相色譜色譜三、分類色譜法概論142按分離機(jī)制分類：吸附色譜：利用物理吸附性能的差異分配色譜：利用分配系數(shù)的不同離子交換色譜：利用離子交換原理空間排阻色譜：利用排阻作用力的不同鍵合相色譜法：毛細(xì)管電泳法和毛細(xì)管電色譜法:利用電細(xì)管和電的性質(zhì)相結(jié)合而建立毛細(xì)管電泳的分離色譜法概論153 3按操作形式：按操作形式：紙色譜紙色譜 薄層色譜薄層色譜 薄膜色譜薄膜色譜柱色譜柱色譜 填充柱色譜填充柱色譜 毛細(xì)管柱色譜毛細(xì)管柱色譜柱色譜法柱色譜法 Column chromatography平面色譜法平面色譜法 plane chromatographypa

6、per chromatographythin layer chromatographythin film chromatography色譜法概論164.4.按使用目的分類按使用目的分類分析用色譜儀分析用色譜儀制備用色譜儀制備用色譜儀流程色譜儀流程色譜儀色譜法概論17色色譜譜法法氣相色譜法氣相色譜法（GC）液相色譜法液相色譜法（LC）廣義的毛細(xì)管電泳法廣義的毛細(xì)管電泳法柱色譜法柱色譜法經(jīng)典液相柱色譜法經(jīng)典液相柱色譜法高效液相色譜法（高效液相色譜法（HPLCHPLC）平板色譜法（平板色譜法（TLC、PC）色譜法簡單分類毛細(xì)管柱色譜法毛細(xì)管柱色譜法填充柱色譜法填充柱色譜法色譜法概論18一、色譜過程

7、第2節(jié) 色譜過程與術(shù)語 分離組分在兩相中的“分配”平衡過程 組分的分配系數(shù)不等，移動的速率不等 形成差速遷移而被分離n吸附色譜：吸附 解吸再吸附 再解吸 多次洗脫 差速遷移 分離色譜法概論19色譜法概論20 色譜法概論21二、 色譜圖色譜圖：由檢測器輸出的電信號強(qiáng)度對時間或流動相流出體積作圖得到的曲線t 信號重要信息：峰數(shù)：組分個數(shù)峰位：保留時間，定性峰強(qiáng)：峰面積，峰高，定量峰間距：分離度色譜法概論22三、常用術(shù)語基線：僅有流動相通過檢測器時的響應(yīng)信號噪音：各種未知的偶然因素引起的基線起伏漂移（drift）：基線隨時間向一個方向的緩慢變化色譜法概論23色譜峰：監(jiān)測器信號隨時間變化而形成的流出曲

8、線 峰面積峰面積A標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差峰高峰高h(yuǎn)W峰寬峰寬W半峰寬半峰寬W1/2W1/2色譜法概論24 峰面積A：指色譜曲線與基線間包圍的面積 峰高h(yuǎn)：色譜峰頂至基線的距離 峰寬W ：色譜峰兩拐點(diǎn)切線在基線上的截距 半峰寬W1/2：峰高一半處對應(yīng)的峰寬 標(biāo)準(zhǔn)偏差 ：0.607倍峰高處峰寬的一半W = 4=1.699W1/2W1/2 = 2.355色譜法概論25拖尾因子拖尾因子(tailing factor, T)又叫對稱因子又叫對稱因子T=0.951.05正常峰（對稱峰）正常峰（對稱峰）非正常峰非正常峰 前沿峰前沿峰 拖尾峰拖尾峰色譜峰色譜峰T1.05ABAAWTh2205.0色譜法概論26保留時間保

9、留時間tR死時間死時間tM調(diào)整保留時間調(diào)整保留時間tR/色譜法概論27保留時間tR（定性） 從進(jìn)樣到色譜峰頂?shù)臅r間， 組分在色譜柱中的停留時間 組分流經(jīng)色譜柱所需要的時間。死時間tM 不吸附組分（K=0）的保留時間， 組分在流動相中的停留時間 流動相流經(jīng)色譜柱所需要的時間 空氣出峰時間(GC)色譜法概論28死體積Vm：同一柱Vm為常數(shù) 未被固定相占有的柱內(nèi)空間體積 死時間內(nèi)流經(jīng)的流動相體積調(diào)整保留時間tR 組分在固定相中停留的時間 比不保留組分在柱中多停留的時間.tR= tR tMcFVmtM （F Fc c為流速為流速ml/minml/min）色譜法概論29cFVRtR 調(diào)整保留體積VR 保

10、留體積扣除死體積 洗脫組分實(shí)際所需體積VR= VR VM= tR Fc保留體積VR 將組分洗脫出色譜柱所需流動相總體積 保留時間內(nèi)流經(jīng)的流動相體積色譜法概論30分配系數(shù)K（平衡常數(shù)）：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡后，在固定相與流動相中的濃度比msCCK=分配系數(shù)和分配比（K=0，組分不被保留）（K，組分不被洗脫）色譜法概論31分配比(容量因子)k (capacity factor)：在平衡狀態(tài)下，組分在固定相與流動相中的質(zhì)量比使A、B兩組分完全分離的先決條件：兩組分的容量因子必須有差異若若kAkB，哪個組分先出峰？，哪個組分先出峰？若若kAkB，哪個組分先出峰？，哪個組分先出

11、峰？若若kA=kB，哪個組分先出峰？，哪個組分先出峰？VSmVKmSCCk VSmV=msmmK=kk=VmVs相比率色譜法概論32tR與k的關(guān)系：) 1(R保留因子 R/：組分在柱內(nèi)的時間分?jǐn)?shù)或濃度分?jǐn)?shù) 溶質(zhì)分子在柱中移行的速度相當(dāng)于流動相流經(jīng)整個柱的移行速度的1/3 如：R/=1/3： 對某個分子，則1/3的時間在流動相（tM），而有2/3的時間在固定相 (tR)。 對于大量的溶質(zhì)分子，1/3的分子在流動相有2/3的分子在固定相(1-R) 。色譜法概論33同一柱A、B二組分：tR0為分離的基礎(chǔ)msmmssVVKVCVCRR1ktVVKtRttMmsMMR1)1 (MRMMRtttttk故：

12、故：又得：又得：)(mABRkktt D DkVVKRms1111kttmRor色譜法概論34相對保留值 ：待測成分i與基準(zhǔn)物質(zhì)S的調(diào)整保留值之比sir, RsRiRsRisiVVttr,sisismimKKkkktkt色譜法概論35選擇性因子混合物中組分2與組分1的調(diào)整保留時間之比稱為選擇性因子12121212kkKKVVttRRRR， 用于衡量色譜柱的選擇性， 越大，色譜柱的選擇性越好色譜法概論36n討論： k與組分、固定相和流動相的性質(zhì)及溫度、壓力有關(guān)，反映組分和固定相、流動相分子間作用力的大小 k k，t tR R ，組分后出柱組分后出柱k k=0=0，組分不保留組分不保留k k ，組分完全保留組分完全保留k k，t tR R ，組分后出柱組分后出柱k k