色譜分析法原理

1、第三章第三章 色譜法分析原理色譜法分析原理 概述概述： 色譜法的發(fā)展歷程色譜法的發(fā)展歷程 色譜分離分析操作過色譜分離分析操作過程程 幾種色譜操作法幾種色譜操作法 迎頭色譜法、頂替色迎頭色譜法、頂替色譜法、洗脫色譜法譜法、洗脫色譜法ABCDEA aDC B A E色譜分離分析樣品組分的過程色譜分離分析樣品組分的過程1.樣品在載體樣品在載體“搬運搬運”下，通過分析路徑下，通過分析路徑2.在分析路徑上，樣品中的各個組分受到在分析路徑上，樣品中的各個組分受到某種某種“力場力場” 的作用的作用（力場可能是溫力場可能是溫度、壓力、電壓、光度、壓力、電壓、光產生可能引起分產生可能引起分離效應，也可能不引起分

2、離效應離效應，也可能不引起分離效應）3.在分析路徑上，發(fā)生在兩相之間的分配在分析路徑上，發(fā)生在兩相之間的分配平衡，由于各個組分在同樣兩相之間分平衡，由于各個組分在同樣兩相之間分配平衡有差異，從而實現(xiàn)各組分的分離配平衡有差異，從而實現(xiàn)各組分的分離4.被分離的樣品各個組分，在載體的搬運被分離的樣品各個組分，在載體的搬運下離開分析路徑，進入檢測器被檢測出下離開分析路徑，進入檢測器被檢測出來來5.假如在分析路徑上樣品所受到的力場是假如在分析路徑上樣品所受到的力場是電場力，則各個組分在電場力作用下實電場力，則各個組分在電場力作用下實現(xiàn)分離，這就是電泳現(xiàn)分離，這就是電泳ABCDEA ABCD兩個組分向前兩

3、個組分向前移動的特征移動的特征 1-1迎頭色譜法迎頭色譜法frontal chromatography 定義：定義： 將試樣連續(xù)地通過色譜柱，吸附或溶解最弱的組分，將試樣連續(xù)地通過色譜柱，吸附或溶解最弱的組分，首先以純物質狀態(tài)流出色譜柱，然后順次流出的是首先以純物質狀態(tài)流出色譜柱，然后順次流出的是次弱組分和第一流出組分的混合物，依次類推，從次弱組分和第一流出組分的混合物，依次類推，從而實現(xiàn)混合物分離的色譜法。而實現(xiàn)混合物分離的色譜法。 主要應用于非定性定量分析的領域主要應用于非定性定量分析的領域 例如某些物理化學參數(shù)的測定、吸附劑催化劑例如某些物理化學參數(shù)的測定、吸附劑催化劑及固體表面和孔尺寸

4、和孔徑分布等性質的研究及固體表面和孔尺寸和孔徑分布等性質的研究1-1 迎頭色譜法迎頭色譜法ABCDABCABAaaABCDABC AB A 流動方向流動方向流出體積流出體積 BbA RA RABR A ABRABRBRA b1-2置換法(displacement method) 又稱又稱頂替法頂替法，當含三種組分的混合物樣品注入色，當含三種組分的混合物樣品注入色譜柱后，各組分皆與固定相有強作用力，若使用譜柱后，各組分皆與固定相有強作用力，若使用一般流動相無法將他們洗脫下來，為此可一般流動相無法將他們洗脫下來，為此可使用一使用一種比樣品組分與固定相間作用力更強的置換劑種比樣品組分與固定相間作用力

5、更強的置換劑（或稱頂替劑）作流動相，當它注入色譜柱后，（或稱頂替劑）作流動相，當它注入色譜柱后，可迫使滯留在柱上的各個組分，依其與固定相作可迫使滯留在柱上的各個組分，依其與固定相作用力的差別而依次洗脫下來，且各譜帶皆為各個用力的差別而依次洗脫下來，且各譜帶皆為各個組分的純品組分的純品。置換法現(xiàn)已在大規(guī)模制備色譜中獲。置換法現(xiàn)已在大規(guī)模制備色譜中獲廣泛應用，在生物大分子純品制備中取得良好的廣泛應用，在生物大分子純品制備中取得良好的效果效果 頂替色譜法頂替色譜法( (置換色譜法置換色譜法) ) DCB + CA + B 流動方向流動方向aDCBAbA DBACDEABCD頂替劑頂替劑頂替色譜法頂替

6、色譜法 ( (置換色譜法置換色譜法) )優(yōu)點優(yōu)點: : （1） 樣品量大產率高、被分離樣品在分離過程中會自行樣品量大產率高、被分離樣品在分離過程中會自行濃縮。濃度比洗脫色譜高濃縮。濃度比洗脫色譜高12數(shù)量級。柱載高數(shù)量級。柱載高50100倍倍 （2） 可以同時分離樣品中的多個組分（與親和色譜不同）可以同時分離樣品中的多個組分（與親和色譜不同） （3）被分離組分能在相當高的純度的條件下獲得高產率。）被分離組分能在相當高的純度的條件下獲得高產率。 （4）各組分分離界限較清晰，拖尾少，產量和回收率高。）各組分分離界限較清晰，拖尾少，產量和回收率高。 （5）產品濃度可控）產品濃度可控 （6）用小分子頂

7、替劑容易與生物分子分離，）用小分子頂替劑容易與生物分子分離， （7）單位柱長固定相利用率高（和用于制備的超載洗脫）單位柱長固定相利用率高（和用于制備的超載洗脫和迎頭分析法相比）和迎頭分析法相比） （8）溶劑使用量少。分離時間和成本減少）溶劑使用量少。分離時間和成本減少30%以上。以上。1-3沖洗色譜法沖洗色譜法(elution method) 又稱洗脫法，淋洗法。例如，將含三組分又稱洗脫法，淋洗法。例如，將含三組分的樣品注入色譜柱，流動相連續(xù)流過色譜的樣品注入色譜柱，流動相連續(xù)流過色譜柱，并攜帶樣品組分在柱內向前移動，經柱，并攜帶樣品組分在柱內向前移動，經色譜分離后，樣品中不同組分依據(jù)與固定色

8、譜分離后，樣品中不同組分依據(jù)與固定相和流動相相互作用的差別，而順序流出相和流動相相互作用的差別，而順序流出色譜柱。色譜柱。 DB A+B A 流動方向流動方向ab淋洗色譜法淋洗色譜法 (沖洗色譜法、洗脫色譜法沖洗色譜法、洗脫色譜法)沖洗色譜法沖洗色譜法 用于定性、定量、制備分析及某些物理化學用于定性、定量、制備分析及某些物理化學性質和過程的研究。是用途最為廣泛和最為性質和過程的研究。是用途最為廣泛和最為普遍的色譜法普遍的色譜法。 優(yōu)點：柱效高，很容易得到幾千甚至幾萬個優(yōu)點：柱效高，很容易得到幾千甚至幾萬個塔板的分離效果、使用樣品量極少、一次可塔板的分離效果、使用樣品量極少、一次可以分析樣品中的

9、幾個甚至幾百個成分、分離以分析樣品中的幾個甚至幾百個成分、分離分析速度極快分析速度極快。色譜法應用簡述色譜法應用簡述一、一、色譜法在定量、定性分析與制備、生產中的應用色譜法在定量、定性分析與制備、生產中的應用二色譜法在理論研究、催化化工、萃取等領域的應用二色譜法在理論研究、催化化工、萃取等領域的應用1無限稀釋活度系數(shù)數(shù)據(jù)的測定及其在工程上的應用無限稀釋活度系數(shù)數(shù)據(jù)的測定及其在工程上的應用 混合溶劑、混合溶劑、高壓氣液平衡系統(tǒng)高壓氣液平衡系統(tǒng)2溶液理論及熱數(shù)據(jù)的測定溶液理論及熱數(shù)據(jù)的測定 過量偏摩爾參數(shù)與過量偏摩爾熱容過量偏摩爾參數(shù)與過量偏摩爾熱容 、溶解熱、生成熱、溶解熱、生成熱、反應熱、反應

10、熱、非電解質理論、非電解質理論、高聚物溶液理論高聚物溶液理論3維里系數(shù)的研究與測定維里系數(shù)的研究與測定4純物質性質的研究與測定純物質性質的研究與測定 蒸汽壓、蒸汽壓、蒸發(fā)焓、蒸發(fā)焓、沸點、沸點、相變、相變、分子量、分子量、分子分子結構、結構、熵、粘度、折光系數(shù)等熵、粘度、折光系數(shù)等 5固體表面物理化學性質的研究固體表面物理化學性質的研究 物理吸附（迎頭色譜法、沖洗色譜法）物理吸附（迎頭色譜法、沖洗色譜法）吸附等溫線、吸附等溫線、固體表面積、固體表面積、固體內含孔徑分布、固體內含孔徑分布、 化學吸附與化學滴定化學吸附與化學滴定吸附熱、吸附熱、固體表面的酸減性、固體表面的酸減性、催化劑活性中心及其性質、催化劑活性中心及其性質、 程序升溫色譜法研究固體表面性質程序升溫色譜法研究固體表面性質 脫附過程、脫附過程、還原與氧化、還原與氧化、表面反應、表面反應、6催化反應動力學研究（微反應器反應色譜法）催化反應動力學研究（微反應器反應色譜法）脈沖催化反應動力學、脈沖催化反應動力學、脈沖斷流色譜法、脈沖斷流色譜法、程序升溫表面反程序升溫表面反應動力學、應動力學、空穴色譜法與過渡應答技術、空穴色譜法與過渡應答技術、7傳遞性質研究傳遞性質研究氣體擴散系數(shù)、氣體擴散系數(shù)、液相擴散系數(shù)、液相擴散系數(shù)、催化劑中