《色譜與色譜分析》教學(xué)課件

《色譜與色譜分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《色譜與色譜分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用色譜法：采用多級(jí)化、層析化的高效別離技術(shù)。它不僅是復(fù)雜混合物的多組分別離技術(shù)，而且是色譜分析的根底。色譜法與色譜分析色譜分析：采用別離分析一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多組分測定的現(xiàn)代儀器分析方法。對(duì)于色譜法與色譜分析，你了解多少？色譜法：采用多級(jí)化、層析化的高效別離技術(shù)。它不僅是復(fù)雜混合物色譜文獻(xiàn)●分析化學(xué)手冊(cè)〔2nd〕第五分冊(cè)，李浩春：氣相色譜分析第六分冊(cè)，張玉奎：液相色譜分析●色譜，分析化學(xué)，藥物分析雜志。。?！馢ofChromatography●Chromatographia●JofLiquidChromatography&relatedtechniques●Anal.Chem.Etc●儀器廠商的技術(shù)資料色譜文獻(xiàn)●分析化學(xué)手冊(cè)〔2nd〕1〕什么是色譜技術(shù)？它哪幾種形式？2〕色譜別離過程中，柱內(nèi)樣品組分分子運(yùn)動(dòng)具有那些根本特征？3〕試比較色譜別離與萃取、蒸餾等別離之間的區(qū)別？4〕根據(jù)你所掌握的分析化學(xué)知識(shí)，比較色譜分析法與其他分析方法〔化學(xué)分析、電分析、光譜分析等〕的區(qū)別，說明色譜分析法在分析化學(xué)中的地位和作用。5〕從別離效率、別離速度、靈敏度、樣品容量、操作技術(shù)等方面，列表比較經(jīng)典液體柱色譜、氣相色譜、高效液相色譜的異同點(diǎn)。1〕什么是色譜技術(shù)？它哪幾種形式？9色譜緒論

★色譜歷史★色譜與色譜分析★色譜圖與色譜參數(shù)★色譜法分類★色譜應(yīng)用與局限★色譜文獻(xiàn)9色譜緒論★色譜歷史色譜歷史古羅馬人分析混合染料〔類似輻射紙色譜〕1903〔1906〕年，MichaelTswett提出色譜法1931年，Kuhn采用柱色譜別離了類胡蘿卜素1941年，Martin和Synge提出分配色譜法1944年，Martin等又提出紙色譜法1952年，Martin和James創(chuàng)造了氣液色譜法1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立1956年，Stahl系統(tǒng)研究了薄層色譜法色譜歷史古羅馬人分析混合染料〔類似輻射紙色譜〕1903〔191958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析儀，確定了核糖核酸的分子構(gòu)造1967年，Horvvath和Huber等研制了高效液相色譜儀1975年，Small等提出離子色譜

20世紀(jì)80年代，超臨界色譜20世紀(jì)90年代，毛細(xì)管電泳〔1809年Re?ss第一次電泳實(shí)驗(yàn)〕21世紀(jì)，聯(lián)用技術(shù)、大分子色譜別離、制備色譜可望取得更大的開展1958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析儀，確定了把菊根粉或白堊粉〔CaCO3〕裝在玻璃管中，將植物葉子的石油醚提取液倒入管中，然后參加石油醚淋洗。隨著淋洗進(jìn)展，樣品中各種色素向下移動(dòng)的速度不同，逐漸形成一圈圈的連續(xù)色帶。茨維特在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)中觀察到6個(gè)色帶，它們分別是胡蘿卜素、葉黃素和葉綠素A和B。提取液色帶ChromatographiccolumnStationaryphaseMobilephaseoreluent

把菊根粉或白堊粉〔CaCO3〕裝在玻璃管中，將植物葉子的石油1903年3月21日俄國植物學(xué)家茨維特〔MichaelTswett，1872-1919〕在華沙自然科學(xué)學(xué)會(huì)生物學(xué)會(huì)議上發(fā)表了“一種新型吸附現(xiàn)象及其在生化分析上的應(yīng)用〞研究論文，介紹了一種應(yīng)用吸附原理別離植物色素的新方法，并首先認(rèn)識(shí)到這種層析現(xiàn)象在別離分析方面有重大價(jià)值。1906年他在德國植物學(xué)雜志發(fā)表文章，首次命名上述別離后色帶為色譜圖，稱此方法為色譜法〔Chromatography〕。1907年在德國生物學(xué)會(huì)年會(huì)上，展示過帶有色帶的別離柱管和純化過的植物色素溶液。茨維特被世人公認(rèn)為色譜創(chuàng)始人。1903年3月21日俄國植物學(xué)家茨維特〔Mich茨維特工作的主要奉獻(xiàn)◆〔采用吸附色譜〕成功別離了葉綠素a和葉綠素b◆提出/創(chuàng)造了色譜法1931年，Kuhn采用柱色譜別離了類胡蘿卜素，進(jìn)一步確定了α-和β-胡蘿卜素的同分異構(gòu)體，以及分別從植物葉片和蛋黃中別離得到葉黃素，才使色譜法引起科學(xué)界的重視。Kuhn實(shí)驗(yàn)不僅證明了蛋黃葉黃素是氧化類胡蘿卜素的混合物，而且證實(shí)了色譜法可以用來進(jìn)展制備別離。茨維特工作的主要奉獻(xiàn)獲得1952年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Martin和Synge的主要工作：采用水分飽和的硅膠作固定相，以含有乙醇的氯仿作流動(dòng)相，甲基橙作顯色劑〔指示氨基酸的位置〕別離苯丙氨酸、亮氨酸、異-亮氨酸和脯氨酸-纈氨酸-蛋氨酸等三組氨基酸?！钍状翁岢鰟e離過程的塔板理論，這是在色譜柱操作參數(shù)根底上模擬蒸餾理論，以理論塔板來表示別離效率，定量地描述、評(píng)價(jià)別離過程；獲得1952年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Martin和Synge的☆在色譜過程中最早引入分配平衡取代吸附平衡，即采用分配色譜進(jìn)展別離。該方法是針對(duì)逆流液-液萃取難題而創(chuàng)造的。即將一種液體固定在適當(dāng)?shù)妮d體上，使第二種液體流過前者而實(shí)現(xiàn)別離，這也是一個(gè)很重要的成就。☆提出了色譜法進(jìn)一步開展最有遠(yuǎn)見的預(yù)言：一是“流動(dòng)相可用氣體來代替，對(duì)別離更有好處〞；二是“使用非常細(xì)顆粒的填料和柱兩端施加較大的壓差，應(yīng)能得到最小的理論塔板〞?！钤谏V過程中最早引入分配平衡取代吸附平衡，即采用分配色譜1952年，Martin和James發(fā)表第一篇?dú)庖荷V論文，首次用氣體作流動(dòng)相，配合微量酸堿滴定，創(chuàng)造了氣相色譜，它給揮發(fā)性化合物的別離測定帶來了劃時(shí)代的革命。VanDeeter、Giddings等人對(duì)色譜理論的研究極大地促使色譜技術(shù)的開展。1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立。1957年戈雷(Golay)發(fā)表“涂壁毛細(xì)管氣液分配色譜理論和實(shí)踐〞論文，首先提出毛細(xì)管速率方程，并第一次實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管氣相色譜別離。1979年彈性石英毛細(xì)管應(yīng)用于氣相色譜,將毛細(xì)管氣相色譜推上高潮。80年代將固定液固載化是毛細(xì)管色譜技術(shù)的又一個(gè)重要開展。它大大提高了色譜柱的穩(wěn)定性,延長了柱壽命,并使液膜進(jìn)一步增厚,提高了色譜性能(如可在高溫下使用)。1952年，Martin和James發(fā)表第一篇?dú)庖荷獺orvvath(1967)、Huber(1967)、Kirkland(1969)分別研制高效液相色譜儀，他們的主要奉獻(xiàn)主要是技術(shù)上的突破：▲高效填料：細(xì)顆粒、耐壓；特別是鍵合固定相▲高壓泵:抑制細(xì)填料帶來的流速慢的缺點(diǎn)，加快了傳質(zhì)過程▲儀器檢測：高靈敏度連續(xù)檢測高效液相色譜的重要特征是由“開放柱液相色譜〞向“密閉柱液相色譜〞方向開展。1975年，Small,Stevens和Baumen發(fā)表“NovelIonExchangeChromatographicMethodUsingConductimetricDetection〞一文，采用離子抑制柱-電導(dǎo)檢測器檢測，標(biāo)志著離子色譜法的誕生。Horvvath(1967)、Huber(1967色譜與色譜分析色譜法是一種別離方法，它利用物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的微小差異，當(dāng)兩相作相對(duì)移動(dòng)時(shí)，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)展反復(fù)屢次分配，這樣原來微小的分配差異產(chǎn)生了很大的效果，使各組分別離，以到達(dá)別離、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的?！駝e離性質(zhì)差異：在兩相間的分配差異●屢次反復(fù)分配：別離效果被擴(kuò)大色譜與色譜分析色譜法是一種別離方法，它利用物質(zhì)在兩相▲分配系數(shù)是廣義的，包括溶解、吸附、離子交換、親和力和分子體積等別離特性。▲物質(zhì)能否別離取決于它們之間是否存在分配差異，這是一切別離的必要條件，色譜也不能例外?！c其它別離法相比，色譜法的高效率在于獨(dú)特的“動(dòng)態(tài)別離過程〞，即反復(fù)屢次分配，它大大擴(kuò)大了原來分配系數(shù)的差異，從而實(shí)現(xiàn)混合物的別離?！峙湎禂?shù)是廣義的，包括溶解、吸附、離子交換、親和力和分子由于色譜〔包括電泳〕別離的宏觀特征之一是“差速遷移〞，即樣品同時(shí)進(jìn)入色譜柱或在同一起始位置，經(jīng)過“一定時(shí)空〞的別離：◆內(nèi)色譜：固定別離時(shí)間，各組分處在色譜或電泳別離通道上不同位置〔如TLC的斑點(diǎn)位置〕?！敉馍V：固定別離路程，各組分以不同時(shí)間流出色譜柱或到達(dá)檢測器〔色譜圖〕。距離和時(shí)間的測定是簡便的和準(zhǔn)確的。由于色譜〔包括電泳〕別離的宏觀特征之一是“差速遷移〞，色譜分析法是一種十分重要和應(yīng)用廣泛的儀器分析方法。它采用色譜別離和連續(xù)測定方式相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜體系中的多組分〔包括價(jià)態(tài)、性質(zhì)相盡的元素或化合物〕分析。可見，色譜分析的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)別離分析系統(tǒng)化/一體化。

現(xiàn)代色譜分析包括GC、HPLC、SFC、HPTLC、CE及聯(lián)用技術(shù)。色譜分析屬于化學(xué)分析，還是物理分析？為什么？色譜分析法是一種十分重要和應(yīng)用廣泛的儀器分析方法。它采用色譜圖與色譜參數(shù)色譜圖〔色譜流出曲線〕是柱后流出物通過檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)對(duì)時(shí)間或流動(dòng)相流出體積的關(guān)系曲線圖。它反映別離的各組分從色譜柱洗出濃度隨時(shí)間的變化，從一個(gè)側(cè)面記錄組分在柱內(nèi)運(yùn)行的情況。別離過程研究或別離制備，關(guān)注被別離物在柱上的位置；“譜帶，Band〞分析測定關(guān)注別離信號(hào)；“色譜峰，Peak〞色譜圖與色譜參數(shù)色譜圖〔色譜流出曲線〕是柱后流出物通過檢色譜峰的個(gè)數(shù)、位置、大小和形狀？色譜峰的個(gè)數(shù)、位置、大小和形狀？l

色譜峰個(gè)數(shù)：與樣品組分?jǐn)?shù)有關(guān)l

色譜峰大小：“定量〞峰高和峰面積l

色譜峰形狀：“高斯峰〞，峰寬“柱效〞：標(biāo)準(zhǔn)偏差、半峰高寬度、峰〔底〕寬W0.607h=2Wh/2=2.354W=4l

色譜峰位置：“定性〞保存時(shí)間或保存體積；死時(shí)間或死體積；計(jì)算容量因子等參數(shù)l

色譜峰個(gè)數(shù)：與樣品組分?jǐn)?shù)有關(guān)l

色譜峰大?。骸岸卡暠４嬷刀ㄐ缘囊罁?jù)：兩個(gè)一樣的物質(zhì)在一樣的色譜條件下應(yīng)該有一樣的保存值。但相反的結(jié)論不一定成立，即在一樣的色譜條件下，具有一樣的保存值的兩個(gè)物質(zhì)不一定是同一物質(zhì)。這就使得使用保存值定性時(shí)必須十分慎重。實(shí)驗(yàn)方法：在一樣的色譜條件(色譜柱、流動(dòng)相組成、柱溫、流速等不變)下分別測定被測化合物與標(biāo)準(zhǔn)樣的保存值，如果保存值相等,就可初步認(rèn)為被測化合物為標(biāo)準(zhǔn)樣化合物。保存值定性的依據(jù)：兩個(gè)一樣的物質(zhì)在一樣的色譜條件下應(yīng)該有利用保存值定性方法簡便,除了要求提供標(biāo)準(zhǔn)化合物〔對(duì)照品〕、控制一樣色譜條件外，更重要的是要對(duì)樣品組分要有足夠的了解,同時(shí)相關(guān)組分的分辨率要足夠高。由于某些組分的保存值可能一樣或非常接近,可采用不同(特別是性質(zhì)相差較大)的色譜體系,如屢次改變流動(dòng)相組成后,假設(shè)被測化合物的保存值與標(biāo)準(zhǔn)物的保存值均保持一致,那么能進(jìn)一步證明被測化合物與標(biāo)準(zhǔn)物一致。其他色譜定性方法〔自學(xué)〕。如何提高保存值定性方法的可靠性？利用保存值定性方法簡便,除了要求提供標(biāo)準(zhǔn)化合物〔對(duì)照品色譜峰形狀與峰寬

在等溫線性的色譜條件下，色譜峰一般呈對(duì)稱的正態(tài)分布〔高斯，Gaussian〕曲線。色譜流出曲線方程為：3a〕為什么大多數(shù)色譜圖不是對(duì)稱的高斯峰？3b〕增大進(jìn)樣量，色譜峰增大，半頂峰寬會(huì)變大嗎？為什么？3c〕峰寬與柱效的關(guān)系色譜峰形狀與峰寬在等溫線性的色譜條件下，色譜峰一般呈對(duì)色譜峰的區(qū)域?qū)挾扰c組分的保存時(shí)間一般呈線性關(guān)系，即峰半高寬度或峰低寬度隨組分保存時(shí)間呈線性增加。色譜峰的區(qū)域?qū)挾扰c組分的保存時(shí)間一般呈線性關(guān)系，即峰4〕影響色譜峰大小的因素4a〕峰高可以定量嗎？為什么？4b)對(duì)于同一樣品中的A和B兩個(gè)組分，能否直接用峰大小判斷它們的含量大??？4c)為什么高效液相色譜分析中，較少采用歸一化定量法？●進(jìn)樣量:m=CV●檢測器靈敏度，如波長選擇、燈能量●流速●記錄儀參數(shù)〔紙速、靈敏度〕4〕影響色譜峰大小的因素4a〕峰高可以定量嗎？為什么？●進(jìn)〔1〕色譜定量分析的根本公式與其他儀器分析一樣，色譜定量分析是一種相對(duì)定量方法。任何色譜分析的定量根底是：Ai=fiCi0V0或hi=fiCi0V0建立定量分析方法都必須驗(yàn)證A〔h〕m〔C〕的線性范圍?！?〕定量校正因子的測定l

同一種物質(zhì)在不同類型檢測器上有不同的響應(yīng)靈敏度l

同一種檢測器對(duì)不同類型物質(zhì)有不同的響應(yīng)值〔1〕色譜定量分析的根本公式〔2〕定量校正因子的測定色譜圖是色譜分析的主要技術(shù)資料。色譜圖除了樣品〔化合物〕名稱，還應(yīng)注明色譜柱〔固定相〕、流動(dòng)相〔載氣〕、操作條件〔柱溫等〕、檢測器的類型和操作參數(shù)，樣品類型及有關(guān)說明等。色譜圖提供的分析信息l

直觀別離情況l

混合試樣中的最低組分?jǐn)?shù)l

柱效l

定性l

定量色譜圖是色譜分析的主要技術(shù)資料。色譜圖除了樣品〔化合物〕色譜法分類

按兩相物理狀態(tài)分類l

流動(dòng)相：GC、LC、SFCl固定相與流動(dòng)相組合：GSC、GLC、LSC、LLC按固定相形態(tài)分類

l

柱色譜l

平板色譜：*紙色譜*薄層色譜色譜法分類按兩相物理狀態(tài)分類按固定相形態(tài)分類按色譜過程的機(jī)理分類●吸附色譜：利用各組分在吸附劑與洗脫劑之間的吸附和溶解〔解吸〕能力的差異而到達(dá)別離的。●分配色譜：利用各組分在兩種互不混溶溶劑間的溶解度差異來到達(dá)別離的。●離子交換色譜：利用不同組分對(duì)離子交換劑親和力的不同而到達(dá)別離的一種色譜方法?！窨臻g排阻色譜：利用惰性多孔物，如凝膠，對(duì)不同組分分子的大小而產(chǎn)生不同的滯留作用，以到達(dá)別離的色譜方法。●親和色譜：利用生物大分子和固定相外表存在某種特異親和力，進(jìn)展選擇性別離的一種方法。按色譜過程的機(jī)理分類●吸附色譜：利用各組分在吸附劑與洗脫劑之其他分類方式●按色譜動(dòng)力學(xué)過程分類迎頭法、頂替法和洗脫法●按應(yīng)用目的分類分析型色譜和制備型色譜●按色譜過程的特殊物理化學(xué)原理或特殊的操作方式分類，如：*化學(xué)鍵合相色譜*裂解色譜*二維色譜等等*手性色譜其他分類方式色譜應(yīng)用與局限●色譜法與經(jīng)典化學(xué)分析的比較●色譜法與光譜、質(zhì)譜分析法的比較●色譜分析的特點(diǎn)●色譜分析的局限性：定性能力？〔未知樣品〕色譜數(shù)據(jù)的“漂移〞？〔比照光譜數(shù)據(jù)〕色譜應(yīng)用與局限●色譜法與經(jīng)典化學(xué)分析的比較◆色譜法與經(jīng)典化學(xué)分析的比較化學(xué)分析根據(jù)物質(zhì)具有某種獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)展測定,而色譜分析能使許多化學(xué)性質(zhì)一樣/相似的復(fù)雜組分相互別離后測定?！羯V法與光譜、質(zhì)譜分析法*的比較光譜、質(zhì)譜主要是定性分析工具,色譜是別離分析的工具。色譜法的最大優(yōu)越性在于它最擅長別離分析多組分的復(fù)雜體系。*從別離科學(xué)角度分析，色譜法、電泳法和質(zhì)譜法有哪些異同點(diǎn)？◆色譜法與經(jīng)典化學(xué)分析的比較◆色譜法與光譜、質(zhì)譜分析法◆色譜法與分餾法的比較色譜別離比分餾快，得到的物質(zhì)純度比別離法高。石油化學(xué)家采用分餾法花了20多年才鑒別出石油中的200余種組分，而當(dāng)今采用毛細(xì)管GC僅需數(shù)小時(shí)即可完成。苯和環(huán)己烷的bp僅差0.6℃，如用別離柱進(jìn)展別離是不可能的?！?？〕051015202530tR/sec苯環(huán)己烷圖苯和環(huán)己烷氣相色譜圖50cm×0.5cm(id)，5%丁二酸乙二醇聚酯/Celite載體〔100-120目〕，柱溫90℃◆色譜法與分餾法的比較苯和環(huán)己烷的bp僅差0.6℃，如用別色譜分析的特點(diǎn)(1)

高選擇性對(duì)于那些性質(zhì)極為相似的組分,如同位素、同分異構(gòu)體,采用高選擇性固定相，使它們之間的分配系數(shù)產(chǎn)生足夠大的差異,從而實(shí)現(xiàn)良好別離?！采V的熱力學(xué)性質(zhì)〕(2)

高柱效在良好的操作條件下，色譜柱能使復(fù)雜或相似的多組分樣品,在兩相間進(jìn)展屢次的分配(103--106)而實(shí)現(xiàn)別離。色譜分析的特點(diǎn)(1)

高選擇性(2)

高柱效(3)高靈敏度：多種高靈敏檢測器，痕量雜質(zhì)分析的有力工具。(4)分析速度快：復(fù)雜多組分樣品分析僅幾~幾十分鐘(5)定量準(zhǔn)確：別離檢測一體化，儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、微機(jī)化，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。(6)

應(yīng)用范圍廣〔7〕試樣用量少與檢測原理一樣同類儀器方法相比，色譜分析法的靈敏度是高還是低？為什么？(3)高靈敏度：多種高靈敏檢測器，痕量雜質(zhì)分析的有力工具。(色譜分析的應(yīng)用面廣,但它不是萬能的。這要求色譜分析者必須根據(jù)分析對(duì)象和要求選擇色譜方法(色譜系統(tǒng)、檢測器等)?！?〕試液是否處理得當(dāng)，是色譜分析又一個(gè)關(guān)鍵因素。試液含有不溶物、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性等存在，不僅可能影響分析結(jié)果，而且損壞儀器部件。學(xué)習(xí)色譜分析時(shí)，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：〔1〕色譜儀并不是色譜柱和檢測器的簡單堆積，柱外效應(yīng)是決定峰展寬的另一重要因素，是決定整個(gè)色譜系統(tǒng)連接的合理性的依據(jù)。色譜分析的應(yīng)用面廣,但它不是萬能的。這要求色譜分析者必〔3〕現(xiàn)有色譜資料大多討論分子量低于2000的小分子化合物的分析。特殊的別離問題，如球烯化合物、生物大分子等別離不能簡單地套用小分子化合物的色譜方法?！?〕為了到達(dá)選擇良好的分析條件,取得良好數(shù)據(jù),要求色譜工作者應(yīng)完全了解色譜法理論,從邏輯上探討錯(cuò)誤的原因(或理性分析譜圖),并不斷地積累有關(guān)的經(jīng)歷?！?〕現(xiàn)有色譜資料大多討論分子量低于2000的小分子化合物的色譜分析的局限性●對(duì)分析對(duì)象的鑒定功能較差●單次分析周期可能較長？●濃度檢測靈敏度可能較低？●儀器及費(fèi)用也許較貴●實(shí)驗(yàn)影響因素較多，需要有較高的專業(yè)知識(shí)色譜分析的局限性●對(duì)分析對(duì)象的鑒定功能較差《色譜與色譜分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《色譜與色譜分析》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用色譜法：采用多級(jí)化、層析化的高效別離技術(shù)。它不僅是復(fù)雜混合物的多組分別離技術(shù)，而且是色譜分析的根底。色譜法與色譜分析色譜分析：采用別離分析一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多組分測定的現(xiàn)代儀器分析方法。對(duì)于色譜法與色譜分析，你了解多少？色譜法：采用多級(jí)化、層析化的高效別離技術(shù)。它不僅是復(fù)雜混合物色譜文獻(xiàn)●分析化學(xué)手冊(cè)〔2nd〕第五分冊(cè)，李浩春：氣相色譜分析第六分冊(cè)，張玉奎：液相色譜分析●色譜，分析化學(xué)，藥物分析雜志。。?！馢ofChromatography●Chromatographia●JofLiquidChromatography&relatedtechniques●Anal.Chem.Etc●儀器廠商的技術(shù)資料色譜文獻(xiàn)●分析化學(xué)手冊(cè)〔2nd〕1〕什么是色譜技術(shù)？它哪幾種形式？2〕色譜別離過程中，柱內(nèi)樣品組分分子運(yùn)動(dòng)具有那些根本特征？3〕試比較色譜別離與萃取、蒸餾等別離之間的區(qū)別？4〕根據(jù)你所掌握的分析化學(xué)知識(shí)，比較色譜分析法與其他分析方法〔化學(xué)分析、電分析、光譜分析等〕的區(qū)別，說明色譜分析法在分析化學(xué)中的地位和作用。5〕從別離效率、別離速度、靈敏度、樣品容量、操作技術(shù)等方面，列表比較經(jīng)典液體柱色譜、氣相色譜、高效液相色譜的異同點(diǎn)。1〕什么是色譜技術(shù)？它哪幾種形式？9色譜緒論

★色譜歷史★色譜與色譜分析★色譜圖與色譜參數(shù)★色譜法分類★色譜應(yīng)用與局限★色譜文獻(xiàn)9色譜緒論★色譜歷史色譜歷史古羅馬人分析混合染料〔類似輻射紙色譜〕1903〔1906〕年，MichaelTswett提出色譜法1931年，Kuhn采用柱色譜別離了類胡蘿卜素1941年，Martin和Synge提出分配色譜法1944年，Martin等又提出紙色譜法1952年，Martin和James創(chuàng)造了氣液色譜法1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立1956年，Stahl系統(tǒng)研究了薄層色譜法色譜歷史古羅馬人分析混合染料〔類似輻射紙色譜〕1903〔191958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析儀，確定了核糖核酸的分子構(gòu)造1967年，Horvvath和Huber等研制了高效液相色譜儀1975年，Small等提出離子色譜

20世紀(jì)80年代，超臨界色譜20世紀(jì)90年代，毛細(xì)管電泳〔1809年Re?ss第一次電泳實(shí)驗(yàn)〕21世紀(jì)，聯(lián)用技術(shù)、大分子色譜別離、制備色譜可望取得更大的開展1958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析儀，確定了把菊根粉或白堊粉〔CaCO3〕裝在玻璃管中，將植物葉子的石油醚提取液倒入管中，然后參加石油醚淋洗。隨著淋洗進(jìn)展，樣品中各種色素向下移動(dòng)的速度不同，逐漸形成一圈圈的連續(xù)色帶。茨維特在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)中觀察到6個(gè)色帶，它們分別是胡蘿卜素、葉黃素和葉綠素A和B。提取液色帶ChromatographiccolumnStationaryphaseMobilephaseoreluent

把菊根粉或白堊粉〔CaCO3〕裝在玻璃管中，將植物葉子的石油1903年3月21日俄國植物學(xué)家茨維特〔MichaelTswett，1872-1919〕在華沙自然科學(xué)學(xué)會(huì)生物學(xué)會(huì)議上發(fā)表了“一種新型吸附現(xiàn)象及其在生化分析上的應(yīng)用〞研究論文，介紹了一種應(yīng)用吸附原理別離植物色素的新方法，并首先認(rèn)識(shí)到這種層析現(xiàn)象在別離分析方面有重大價(jià)值。1906年他在德國植物學(xué)雜志發(fā)表文章，首次命名上述別離后色帶為色譜圖，稱此方法為色譜法〔Chromatography〕。1907年在德國生物學(xué)會(huì)年會(huì)上，展示過帶有色帶的別離柱管和純化過的植物色素溶液。茨維特被世人公認(rèn)為色譜創(chuàng)始人。1903年3月21日俄國植物學(xué)家茨維特〔Mich茨維特工作的主要奉獻(xiàn)◆〔采用吸附色譜〕成功別離了葉綠素a和葉綠素b◆提出/創(chuàng)造了色譜法1931年，Kuhn采用柱色譜別離了類胡蘿卜素，進(jìn)一步確定了α-和β-胡蘿卜素的同分異構(gòu)體，以及分別從植物葉片和蛋黃中別離得到葉黃素，才使色譜法引起科學(xué)界的重視。Kuhn實(shí)驗(yàn)不僅證明了蛋黃葉黃素是氧化類胡蘿卜素的混合物，而且證實(shí)了色譜法可以用來進(jìn)展制備別離。茨維特工作的主要奉獻(xiàn)獲得1952年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Martin和Synge的主要工作：采用水分飽和的硅膠作固定相，以含有乙醇的氯仿作流動(dòng)相，甲基橙作顯色劑〔指示氨基酸的位置〕別離苯丙氨酸、亮氨酸、異-亮氨酸和脯氨酸-纈氨酸-蛋氨酸等三組氨基酸?！钍状翁岢鰟e離過程的塔板理論，這是在色譜柱操作參數(shù)根底上模擬蒸餾理論，以理論塔板來表示別離效率，定量地描述、評(píng)價(jià)別離過程；獲得1952年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Martin和Synge的☆在色譜過程中最早引入分配平衡取代吸附平衡，即采用分配色譜進(jìn)展別離。該方法是針對(duì)逆流液-液萃取難題而創(chuàng)造的。即將一種液體固定在適當(dāng)?shù)妮d體上，使第二種液體流過前者而實(shí)現(xiàn)別離，這也是一個(gè)很重要的成就?！钐岢隽松V法進(jìn)一步開展最有遠(yuǎn)見的預(yù)言：一是“流動(dòng)相可用氣體來代替，對(duì)別離更有好處〞；二是“使用非常細(xì)顆粒的填料和柱兩端施加較大的壓差，應(yīng)能得到最小的理論塔板〞?！钤谏V過程中最早引入分配平衡取代吸附平衡，即采用分配色譜1952年，Martin和James發(fā)表第一篇?dú)庖荷V論文，首次用氣體作流動(dòng)相，配合微量酸堿滴定，創(chuàng)造了氣相色譜，它給揮發(fā)性化合物的別離測定帶來了劃時(shí)代的革命。VanDeeter、Giddings等人對(duì)色譜理論的研究極大地促使色譜技術(shù)的開展。1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立。1957年戈雷(Golay)發(fā)表“涂壁毛細(xì)管氣液分配色譜理論和實(shí)踐〞論文，首先提出毛細(xì)管速率方程，并第一次實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管氣相色譜別離。1979年彈性石英毛細(xì)管應(yīng)用于氣相色譜,將毛細(xì)管氣相色譜推上高潮。80年代將固定液固載化是毛細(xì)管色譜技術(shù)的又一個(gè)重要開展。它大大提高了色譜柱的穩(wěn)定性,延長了柱壽命,并使液膜進(jìn)一步增厚,提高了色譜性能(如可在高溫下使用)。1952年，Martin和James發(fā)表第一篇?dú)庖荷獺orvvath(1967)、Huber(1967)、Kirkland(1969)分別研制高效液相色譜儀，他們的主要奉獻(xiàn)主要是技術(shù)上的突破：▲高效填料：細(xì)顆粒、耐壓；特別是鍵合固定相▲高壓泵:抑制細(xì)填料帶來的流速慢的缺點(diǎn)，加快了傳質(zhì)過程▲儀器檢測：高靈敏度連續(xù)檢測高效液相色譜的重要特征是由“開放柱液相色譜〞向“密閉柱液相色譜〞方向開展。1975年，Small,Stevens和Baumen發(fā)表“NovelIonExchangeChromatographicMethodUsingConductimetricDetection〞一文，采用離子抑制柱-電導(dǎo)檢測器檢測，標(biāo)志著離子色譜法的誕生。Horvvath(1967)、Huber(1967色譜與色譜分析色譜法是一種別離方法，它利用物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的微小差異，當(dāng)兩相作相對(duì)移動(dòng)時(shí)，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)展反復(fù)屢次分配，這樣原來微小的分配差異產(chǎn)生了很大的效果，使各組分別離，以到達(dá)別離、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的?！駝e離性質(zhì)差異：在兩相間的分配差異●屢次反復(fù)分配：別離效果被擴(kuò)大色譜與色譜分析色譜法是一種別離方法，它利用物質(zhì)在兩相▲分配系數(shù)是廣義的，包括溶解、吸附、離子交換、親和力和分子體積等別離特性?！镔|(zhì)能否別離取決于它們之間是否存在分配差異，這是一切別離的必要條件，色譜也不能例外。▲與其它別離法相比，色譜法的高效率在于獨(dú)特的“動(dòng)態(tài)別離過程〞，即反復(fù)屢次分配，它大大擴(kuò)大了原來分配系數(shù)的差異，從而實(shí)現(xiàn)混合物的別離。▲分配系數(shù)是廣義的，包括溶解、吸附、離子交換、親和力和分子由于色譜〔包括電泳〕別離的宏觀特征之一是“差速遷移〞，即樣品同時(shí)進(jìn)入色譜柱或在同一起始位置，經(jīng)過“一定時(shí)空〞的別離：◆內(nèi)色譜：固定別離時(shí)間，各組分處在色譜或電泳別離通道上不同位置〔如TLC的斑點(diǎn)位置〕?！敉馍V：固定別離路程，各組分以不同時(shí)間流出色譜柱或到達(dá)檢測器〔色譜圖〕。距離和時(shí)間的測定是簡便的和準(zhǔn)確的。由于色譜〔包括電泳〕別離的宏觀特征之一是“差速遷移〞，色譜分析法是一種十分重要和應(yīng)用廣泛的儀器分析方法。它采用色譜別離和連續(xù)測定方式相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜體系中的多組分〔包括價(jià)態(tài)、性質(zhì)相盡的元素或化合物〕分析?？梢?，色譜分析的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)別離分析系統(tǒng)化/一體化。

現(xiàn)代色譜分析包括GC、HPLC、SFC、HPTLC、CE及聯(lián)用技術(shù)。色譜分析屬于化學(xué)分析，還是物理分析？為什么？色譜分析法是一種十分重要和應(yīng)用廣泛的儀器分析方法。它采用色譜圖與色譜參數(shù)色譜圖〔色譜流出曲線〕是柱后流出物通過檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)對(duì)時(shí)間或流動(dòng)相流出體積的關(guān)系曲線圖。它反映別離的各組分從色譜柱洗出濃度隨時(shí)間的變化，從一個(gè)側(cè)面記錄組分在柱內(nèi)運(yùn)行的情況。別離過程研究或別離制備，關(guān)注被別離物在柱上的位置；“譜帶，Band〞分析測定關(guān)注別離信號(hào)；“色譜峰，Peak〞色譜圖與色譜參數(shù)色譜圖〔色譜流出曲線〕是柱后流出物通過檢色譜峰的個(gè)數(shù)、位置、大小和形狀？色譜峰的個(gè)數(shù)、位置、大小和形狀？l

色譜峰個(gè)數(shù)：與樣品組分?jǐn)?shù)有關(guān)l

色譜峰大?。骸岸卡暦甯吆头迕娣el

色譜峰形狀：“高斯峰〞，峰寬“柱效〞：標(biāo)準(zhǔn)偏差、半峰高寬度、峰〔底〕寬W0.607h=2Wh/2=2.354W=4l

色譜峰位置：“定性〞保存時(shí)間或保存體積；死時(shí)間或死體積；計(jì)算容量因子等參數(shù)l

色譜峰個(gè)數(shù)：與樣品組分?jǐn)?shù)有關(guān)l

色譜峰大?。骸岸卡暠４嬷刀ㄐ缘囊罁?jù)：兩個(gè)一樣的物質(zhì)在一樣的色譜條件下應(yīng)該有一樣的保存值。但相反的結(jié)論不一定成立，即在一樣的色譜條件下，具有一樣的保存值的兩個(gè)物質(zhì)不一定是同一物質(zhì)。這就使得使用保存值定性時(shí)必須十分慎重。實(shí)驗(yàn)方法：在一樣的色譜條件(色譜柱、流動(dòng)相組成、柱溫、流速等不變)下分別測定被測化合物與標(biāo)準(zhǔn)樣的保存值，如果保存值相等,就可初步認(rèn)為被測化合物為標(biāo)準(zhǔn)樣化合物。保存值定性的依據(jù)：兩個(gè)一樣的物質(zhì)在一樣的色譜條件下應(yīng)該有利用保存值定性方法簡便,除了要求提供標(biāo)準(zhǔn)化合物〔對(duì)照品〕、控制一樣色譜條件外，更重要的是要對(duì)樣品組分要有足夠的了解,同時(shí)相關(guān)組分的分辨率要足夠高。由于某些組分的保存值可能一樣或非常接近,可采用不同(特別是性質(zhì)相差較大)的色譜體系,如屢次改變流動(dòng)相組成后,假設(shè)被測化合物的保存值與標(biāo)準(zhǔn)物的保存值均保持一致,那么能進(jìn)一步證明被測化合物與標(biāo)準(zhǔn)物一致。其他色譜定性方法〔自學(xué)〕。如何提高保存值定性方法的可靠性？利用保存值定性方法簡便,除了要求提供標(biāo)準(zhǔn)化合物〔對(duì)照品色譜峰形狀與峰寬

在等溫線性的色譜條件下，色譜峰一般呈對(duì)稱的正態(tài)分布〔高斯，Gaussian〕曲線。色譜流出曲線方程為：3a〕為什么大多數(shù)色譜圖不是對(duì)稱的高斯峰？3b〕增大進(jìn)樣量，色譜峰增大，半頂峰寬會(huì)變大嗎？為什么？3c〕峰寬與柱效的關(guān)系色譜峰形狀與峰寬在等溫線性的色譜條件下，色譜峰一般呈對(duì)色譜峰的區(qū)域?qū)挾扰c組分的保存時(shí)間一般呈線性關(guān)系，即峰半高寬度或峰低寬度隨組分保存時(shí)間呈線性增加。色譜峰的區(qū)域?qū)挾扰c組分的保存時(shí)間一般呈線性關(guān)系，即峰4〕影響色譜峰大小的因素4a〕峰高可以定量嗎？為什么？4b)對(duì)于同一樣品中的A和B兩個(gè)組分，能否直接用峰大小判斷它們的含量大小？4c)為什么高效液相色譜分析中，較少采用歸一化定量法？●進(jìn)樣量:m=CV●檢測器靈敏度，如波長選擇、燈能量●流速●記錄儀參數(shù)〔紙速、靈敏度〕4〕影響色譜峰大小的因素4a〕峰高可以定量嗎？為什么？●進(jìn)〔1〕色譜定量分析的根本公式與其他儀器分析一樣，色譜定量分析是一種相對(duì)定量方法。任何色譜分析的定量根底是：Ai=fiCi0V0或hi=fiCi0V0建立定量分析方法都必須驗(yàn)證A〔h〕m〔C〕的線性范圍?！?〕定量校正因子的測定l

同一種物質(zhì)在不同類型檢測器上有不同的響應(yīng)靈敏度l

同一種檢測器對(duì)不同類型物質(zhì)有不同的響應(yīng)值〔1〕色譜定量分析的根本公式〔2〕定量校正因子的測定色譜圖是色譜分析的主要技術(shù)資料。色譜圖除了樣品〔化合物〕名稱，還應(yīng)注明色譜柱〔固定相〕、流動(dòng)相〔載氣〕、操作條件〔柱溫等〕、檢測器的類型和操作參數(shù)，樣品類型及有關(guān)說明等。色譜圖提供的分析信息l

直觀別離情況l

混合試樣中的最低組分?jǐn)?shù)l

柱效l

定性l

定量色譜圖是色譜分析的主要技術(shù)資料。色譜圖除了樣品〔化合物〕色譜法分類

按兩相物理狀態(tài)分類l

流動(dòng)相：GC、LC、SFCl固定相與流動(dòng)相組合：GSC、GLC、LSC、LLC按固定相形態(tài)分類

l

柱色譜l

平板色譜：*紙色譜*薄層色譜色譜法分類按兩相物理狀態(tài)分類按固定相形態(tài)分類按色譜過程的機(jī)理分類●吸附色譜：利用各組分在吸附劑與洗脫劑之間的吸附和溶解〔解吸〕能力的差異而到達(dá)別離的?！穹峙渖V：利用各組分在兩種互不混溶溶劑間的溶解度差異來到達(dá)別離的。●離子交換色譜：利用不同組分對(duì)離子交換劑親和力的不同而到達(dá)別離的一種色譜方法。●空間排阻色譜：利用惰性多孔物，如凝膠，對(duì)不同組分分子的大小而產(chǎn)生不同的滯留作用，以到達(dá)別離的色譜方法?！裼H和色譜：利用生物大分子和固定相外表存在某種特異親和力，進(jìn)展選擇性別離的一種方法。按色譜過程的機(jī)理分類●吸附色譜：利用各組分在吸附劑與洗脫劑之其他分類方式●按色譜動(dòng)力學(xué)過程分類迎頭法、頂替法和洗脫法●按應(yīng)用目的分類分析型色譜和制備型色譜●按色譜過程的特殊物理化學(xué)原理或特殊的操作方式分類，如：*化學(xué)鍵合相色譜*裂解色譜*二維色譜等等