色譜概論和經(jīng)典液相色譜

色譜概論和經(jīng)典液相色譜第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示固定相——CaCO3顆粒流動(dòng)相——石油醚

色帶第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三二、色譜法定義、實(shí)質(zhì)和目的

定義：利用物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)建立的分離、分析方法實(shí)質(zhì)：分離目的：定性分析或定量分析三、分類：

1．按兩相分子的聚集狀態(tài)分：流動(dòng)相固定相類型液相色譜液體固體液-固色譜液體液體液-液色譜氣體固體氣-固色譜氣體液體氣-液色譜氣相色譜第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前2．按固定相的固定方式分：3．按分離機(jī)制分：平面色譜

紙色譜薄層色譜高分子薄膜色譜柱色譜

填充柱色譜毛細(xì)管柱色譜

分配色譜：利用分配系數(shù)的不同

吸附色譜：利用物理吸附性能的差異

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第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示色譜法簡單分類第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三四、色譜法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：“三高”、“一快”、“一廣”缺點(diǎn)：

高選擇性——可將性質(zhì)相似的組分分開高效能——反復(fù)多次利用組分性質(zhì)的差異產(chǎn)生很好分離效果高靈敏度——10-11~10-13g，適于痕量分析分析速度快——幾~幾十分鐘完成分離一次可以測多種樣品應(yīng)用范圍廣——?dú)怏w，液體、固體物質(zhì)化學(xué)衍生化再色譜分離、分析

對未知物分析的定性專屬性差需要與其他分析方法聯(lián)用(GC-MS,LC-MS)第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)色譜過程與術(shù)語一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)二、基本類型色譜法的分離機(jī)制三、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)（一）色譜過程指被分離組分在兩相中的“分配”平衡過程以吸附色譜為例見圖示吸附→解吸→再吸附→再解吸→反復(fù)多次洗脫→被測組分分配系數(shù)不同→差速遷移→分離第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示分配系數(shù)的微小差異→吸附能力的微小差異微小差異積累→較大差異→吸附能力弱的組分先流出；吸附能力強(qiáng)的組分后流出back第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前（二）色譜分離原理色譜分離基于各組分在兩相之間平衡分配的差異，平衡分配可以用分配系數(shù)和分配比來衡量（三）色譜分離特點(diǎn)

1．不同組分通過色譜柱時(shí)的遷移速度不等→提供了分離的可能性

2．各組分沿柱子擴(kuò)散分布→峰寬↑→不利于不同組分分離第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三二、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系（一）基本術(shù)語色譜（1）基線：當(dāng)沒有待測組分進(jìn)入檢測器時(shí)，反映檢測器噪音隨時(shí)間變化的曲線（穩(wěn)定—平直直線）（2）峰高：色譜峰與基線之間垂直的距離，用h表示。第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三峰寬W：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)切線與基線相交的截距標(biāo)準(zhǔn)差σ：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)距離的一半

σ→對應(yīng)0.607h處峰寬的一半注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高半峰寬W1/2：峰高一半處所對應(yīng)的峰寬

注：除了用于衡量柱效，還可以計(jì)算峰面積第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三2.保留值(1)．保留時(shí)間tR：從進(jìn)樣開始到某組分色譜峰頂（濃度極大點(diǎn)）的時(shí)間，即組分在色譜柱中的停留時(shí)間或組分流經(jīng)色譜柱所需要的時(shí)間。(2)．死時(shí)間t0或tm：分配系數(shù)為零的組分的保留時(shí)間，即組分在流動(dòng)相中的停留時(shí)間或流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所需要的時(shí)間（又稱流動(dòng)相保留時(shí)間）。第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（3）調(diào)整保留時(shí)間tR’：組分的保留時(shí)間與死時(shí)間之差值，即組分在固定相中滯留的時(shí)間第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前不對稱因子正常峰（對稱）非正常峰

前沿峰

拖尾峰色譜峰——fs在0.95~1.05之間——fs小于0.95——fs大于1.05第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前保留體積VR：從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所消耗的流動(dòng)相的體積

死體積Vm：不被保留的組分通過色譜柱所消耗的流動(dòng)相的體積，又指色譜柱中未被固定相所占據(jù)的空隙體積，即色譜柱的流動(dòng)相體積（包括色譜儀中的管路、連接頭的空間、以及進(jìn)樣器和檢測器的空間）第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前調(diào)整保留體積VR’：保留體積與死體積之差，即組分停留在固定相時(shí)所消耗流動(dòng)相的體積相對保留值ri,s（選擇性系數(shù)α）：調(diào)整保留值之比第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前保留指數(shù)IX：指將待測物的保留行為換算成相當(dāng)于正構(gòu)烷烴的保留行為(已知范圍內(nèi)組分的定性參數(shù))第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三3．相平衡參數(shù)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(dòng)相中的濃度比（色譜過程的相平衡參數(shù)）第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前注：K為熱力學(xué)常數(shù)與組分性質(zhì)、固定相性質(zhì)、流動(dòng)相性質(zhì)及溫度有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件固定，K僅與組分性質(zhì)有關(guān)

容量因子（容量比，分配比）k：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡時(shí)，在固定相與流動(dòng)相中的質(zhì)量比——更易測定第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三tR與K的關(guān)系：第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三續(xù)前討論：色譜條件一定時(shí)，tR主要取決K的大?。ㄉV法基本的定性參數(shù)）K↑，tR↑，組分后出柱

K=0，組分不保留

K→∞，組分完全保留第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三

結(jié)論：色譜分離前提→各組分分配系數(shù)不等

注：應(yīng)選擇合適分離條件使得難分離的組分K不等2）色譜條件（s，m，T）一定時(shí)，K一定→tR一定1）組分一定，K不等的前提s和m改變

T改變第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三4.分離參數(shù)（1）．分離因子第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（2）分離度：相臨兩組分間峰頂間距離是峰底寬平均值的幾倍（衡量色譜分離條件優(yōu)劣的參數(shù)）討論：第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三三、基本類型色譜法的分離機(jī)制基本概念：固定相（s）；流動(dòng)相（m）（一）吸附色譜法（二）分配色譜法（三）離子交換色譜法（四）空間排阻色譜法第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（一）吸附色譜法要求：固定相→吸附劑（硅膠或AL2O3）具表面活性吸附中心分離機(jī)制：見圖示吸附系數(shù)注：Ka與組分的性質(zhì)、吸附劑的活性、流動(dòng)相的性質(zhì)及溫度有關(guān)next吸附平衡Xm+nYa→Xa+nYm

第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示分離機(jī)制：各組分與流動(dòng)相分子爭奪吸附劑表面活性中心利用吸附劑對不同組分的吸附能力差異而實(shí)現(xiàn)分離吸附→解吸→再吸附→再解吸→無數(shù)次洗脫→分開

back第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（二）分配色譜法要求：固定相→機(jī)械吸附在惰性載體上的液體流動(dòng)相→必須與固定相不為互溶載體→惰性，性質(zhì)穩(wěn)定，不與固定相和流動(dòng)相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)分離機(jī)制見圖示

狹義分配系數(shù)注：K與組分的性質(zhì)、流動(dòng)相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫有關(guān)next第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示分離機(jī)制利用組分在流動(dòng)相和固定相間溶解度差別實(shí)現(xiàn)分離連續(xù)萃取過程back第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（三）離子交換色譜法要求：固定相→離子交換樹脂流動(dòng)相→水為溶劑的緩沖溶液被分離組分→離子型的有機(jī)物或無機(jī)物分離機(jī)制見圖示選擇性系數(shù)

陽離子交換樹脂

RSO3-H++X+→RSO3-X++H+

注：Ks與離子的電荷數(shù)、水合離子半徑、流動(dòng)相性質(zhì)、離子交換樹脂性質(zhì)以及溫度有關(guān)next

固定離子可交換離子待測離子第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示分離機(jī)制：

依據(jù)被測組分與離子交換劑交換能力（親和力）不同而實(shí)現(xiàn)分離back第三十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三（四）空間排阻色譜法要求：固定相→多孔性凝膠流動(dòng)相→水——凝膠過濾色譜流動(dòng)相→有機(jī)溶劑——凝膠滲透色譜分離機(jī)制見圖示滲透系數(shù)

注：Kp僅取決于待測分子尺寸和凝膠孔徑大小，與流動(dòng)相的性質(zhì)無關(guān)next第三十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示分離機(jī)制：利用被測組分分子大小不同、在固定相上選擇性滲透實(shí)現(xiàn)分離back第三十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三

結(jié)論：四種色譜的分離機(jī)制各不相同，分別形成吸附平衡、分配平衡、離子交換平衡和滲透平衡

K分別為吸附系數(shù)，狹義分配系數(shù)，選擇性系數(shù)和滲透系數(shù)除了凝膠色譜法中的K僅與待測分子大小尺寸、凝膠孔徑大小有關(guān)外，其他三種K值都受組分的性質(zhì)、流動(dòng)相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫的影響第三十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖示第三