16-色谱分析法概论
色谱分析法概述
气相色谱法
流动相为气体，根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
液相色谱法
流动相为液体，根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
按分离机制分类
吸附色谱法
利用物质在固定相上的吸附作用进行分离。
分配色谱法
利用物质在固定相和流动相之间的分配平衡 进行分离。
离子交换色谱法
利用物质在固定相上的离子交换作用进行分 离。
缺点
01
02
03
04
样品处理要求高
在进行色谱分析之前，需要对 样品进行预处理，如提取、纯
化等，较为繁琐。
仪器成本高
色谱分析仪器通常较为昂贵， 需要较高的投资成本。
分析时间长
色谱分析法通常需要一定的时 间来完成分离和检测过程。
对操作人员要求高
色谱分析法的操作较为复杂色谱分析法的未来发展
03 色谱分析法的操作流程
样品前处理
01
02
03
样品收集
根据分析目的，选择合适 的采样方法，确保采集到 具有代表性的样品。
样品制备
将采集的样品进行破碎、 混合、稀释等操作，以便 于后续的分离和检测。
样品净化
去除样品中的杂质，降低 干扰，提高检测的准确性 和可靠性。
分离操作
固定相选择
根据待测组分的性质，选择合适的固定相，实现组分 的吸附或分离。
色谱分析法概述
目录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的分类 • 色谱分析法的操作流程 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的未来发展
01 色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混合物中各组分的方法，通过利用不同物质 在固定相和流动相之间的吸附、溶解等相互作用的不同，实现各组分的分离和 分析。
色谱分析法概论
§1.1 概述
色谱法也叫层析法，它是一种
高效能的物理分离技术，将它用于
分析化学并配合适当的检测手段，
就成为色谱分析法。
色谱法的最早应用是用于分 离植物色素，其方法是这样的： 在一玻璃管中放入碳酸钙，将含 有植物色素（植物叶的提取液） 的石油醚倒入管中。
此时，玻璃管的上端立即出现几 种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚 冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断 地向下移动，并逐渐分开成几个不同 颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得 各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。 色谱法也由此而得名。
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数（样品中单组份的最少个数）
色谱保留值（定性依据）
色谱峰高或面积（定量依据）
色谱保留值或区域宽度（色谱柱分离效
能评价指标）
色谱峰间距（固定相或流动相选择是否
合适的依据）
§1.3 色谱法基本原理
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离， 组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远， 两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定
h. 区域宽度：色谱峰的区域宽
度是色谱流出曲线的重要参数之一
，可用于衡量色谱柱的柱效及反映 色谱操作条件下的动力学因素。宽
度越窄，其效率越高，分离的效果
也越好。
区域宽度通常有三种表示法： 标准偏差：峰高0.607 倍处峰 宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。 W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切 线与基线的交点间的距离。W= 4
有关，与两相体积、
柱管特性和所用仪
器无关。
分配系数 K的讨论
试样一定时，K主要取决于固定相性质一定温
度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；每个组 分在各种固定相上的分配系数K不同；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K值是分离的基础；某组分的K=0时，即不被 固定相保留，最先流出。
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空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
色谱分析法概论
⾊谱分析法概论第⼀章⾊谱分析法概论第⼀节概述⾊谱分析法简称⾊谱法或层析法(chromatography)，是⼀种物理或物理化学分离分析⽅法。
从本世纪初起，特别是在近50年中，由于⽓相⾊谱法、⾼效液相⾊谱法及薄层扫描法的飞速发展，⽽形成⼀门专门的科学——⾊谱学。
⾊谱法已⼴泛应⽤于各个领域，成为多组分混合物的最重要的分析⽅法，在各学科中起着重要作⽤。
历史上曾有两次诺贝尔化学奖是授予⾊谱研究⼯作者的：1948年瑞典科学家Tiselins因电泳和吸附分析的研究⽽获奖，1952年英国的Martin和Synge因发展了分配⾊谱⽽获奖；此外在1937～l972年期间有12次诺贝尔奖的研究中，⾊谱法都起了关键的作⽤。
⾊谱法创始于20世纪初，1906年俄国植物学家Tsweet将碳酸钙放在竖⽴的玻璃管中，从顶端倒⼊植物⾊素的⽯油醚浸取液，并⽤⽯油醚冲洗。
在管的不同部位形成⾊带，因⽽命名为⾊谱。
管内填充物称为固定相(stationary phase)，冲洗剂称为流动相(mobile phase)。
随着其不断发展，⾊谱法不仅⽤于有⾊物质的分离，⽽且⼤量⽤于⽆⾊物质的分离。
虽然“⾊”已失去原有意义，但⾊谱法名称仍沿⽤⾄今。
30与40年代相继出现了薄层⾊谱法与纸⾊谱法。
50年代⽓相⾊谱法兴起，把⾊谱法提⾼到分离与“在线”分析的新⽔平，奠定了现代⾊谱法的基础，l957年诞⽣了⽑细管⾊谱分析法。
60年代推出了⽓相⾊谱—质谱联⽤技术(GC-MS)，有效地弥补了⾊谱法定性特征差的弱点。
70年代⾼效液相⾊谱法(HPLC)的崛起，为难挥发、热不稳定及⾼分⼦样品的分析提供了有⼒⼿段。
扩⼤了⾊谱法的应⽤范围，把⾊谱法⼜推进到⼀个新的⾥程碑。
80年代初出现了超临界流体⾊谱法(SFC)，兼有GC与HPLC的某些优点。
80年代末飞速发展起来的⾼效⽑细管电泳法(high performance capillary electrophoresis，HPCE)更令⼈瞩⽬，其柱效⾼，理论塔板数可达l07m-1。
色谱分析法概论
流动相选择
02
03
分离条件优化
选择合适的流动相，控制待测组 分的吸附和解吸行为，提高分离 效果。
通过调整温度、压力、流速等参 数，优化分离过程，提高分离效 率和准确性。
检测过程
检测器选择
根据待测组分的性质和检测需求， 选择合适的检测器，如紫外可见 光检测器、荧光检测器、电化学 检测器等。
检测条件优化
原理
基于不同物质在两相之间的吸附 或溶解能力差异，实现各组分的 分离。固定相和流动相的选择性 差异是色谱分离的基础。
发展历程与现状
发展历程
自1906年俄国植物学家茨维特发明了色谱法以来，该技术不 断发展并广泛应用于各个领域。随着技术的进步，出现了许 多新型色谱技术，如高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳 等。
现状
色谱分析法已成为实验室常规分析手段，尤其在生命科学、 药物研发、环境监测等领域具有不可替代的作用。随着仪器 自动化和智能化的发展，色谱分析法的应用前景更加广阔。
色谱分析法的分类
根据流动相的不同
液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱等。
根据分离原理的不同
体积排阻色谱、亲和色谱、环糊精色谱等。
根据固定相的不同
优化检测器的参数，如波长、电 压、响应时间等，提高检测灵敏 度和准确性。
数据处理与分析
对检测数据进行处理、分析和解 释，得出待测组分的含量、分布 和变化规律等信息。
05
色谱分析法的实验
技术
薄层色谱法
原理
薄层色谱法是一种基于吸附原理的色 谱技术，利用固定相吸附剂对不同组 分的吸附能力差异实现分离。
操作流程
样品制备
样品收集
根据分析目的，选择合适 的样品收集方法，确保样 品的代表性和可靠性。
《色谱分析法概述》课件
开发新型固定相和色谱柱，提高分离效率和分辨率。
灵敏度提升
采用新型检测器和技术，提高检测灵敏度和响应速度 。
联用技术
与质谱等检测技术联用，实现复杂样品的高效分离和 定性分析。
毛细管电泳法的发展趋势
01
02
03
微型化
采用微型化进样技术和毛 细管电泳芯片，实现快速 、便携的样品分析。
多维分离
结合多种分离模式和检测 技术，实现复杂样品的多 维分离和定性分析。
在色谱过程中，固定相和流动相的选择性是关键因素，它们决定了各组分在两 相之间的分配行为，进而影响分离效果。
色谱分析法的分类
分类
色谱分析法有多种分类方式，根据固定相的形态可分为柱色谱、纸色谱和薄层色 谱；根据操作方式可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱等 。
描述
不同类型的色谱分析法适用于不同的分离需求，如柱色谱适用于大量样品的分离 ，而薄层色谱则适用于快速分离和定性分析。
《色谱分析法概述》ppt 课件
CATALOGUE
目 录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的应用 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的发展趋势 • 色谱分析法的前景展望
01
CATALOGUE
色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混 合物中各组分的方法，通过利用不同 物质在固定相和流动相之间的吸附、 溶解等分配行为的差异实现分离。
在环境领域的应用
污染物检测与控制
色谱分析法用于检测环境中的污 染物，如重金属、有机污染物等 ，为环境污染控制和治理提供依 据。
生态毒理学研究
在生态毒理学研究中，色谱分析 法用于检测环境中的有毒物质对 生物体的影响，评估环境安全性 和生态风险。
色谱分析法概论
色
按流动相分
气相 （GC） ） 超临界 按固定相分 液相 （LC） ）
谱 法
液-液 液
液-固 固
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2. 按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳 法等 3. 按色谱过程的分离机制分类: 分配色谱法、吸附色谱法、 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换 色谱法、 空间排阻色谱法、 色谱法、 空间排阻色谱法、毛细管电泳 法等
32
塔板理论实际上是用色谱过程的分解动作 慢镜头）解释分离机制，如果塔板数少， （慢镜头）解释分离机制，如果塔板数少， 用二项式解释； 用正态分布解释。 用二项式解释；多，用正态分布解释。
二、二项式分布 B组分： KB=1=Cs/Cm 组分： 组分 若：Vm=Vs KB=ms/mm=1/1
33
质量分配和转移过程
I x = 100[ z + n
lg t ' R ( X ) − lg t ' R ( 2 ) lg t ' R ( 2 + n ) − lg t ' R ( 2 )
]
12
3. 定量参数
峰高（ ： 峰高（h)：组分在柱后出现浓度极大时的检 测信号，即色谱峰顶至基线的距离。 测信号，即色谱峰顶至基线的距离。 峰面积(A)：色谱曲线与基线间包围的面积。 峰面积 ：色谱曲线与基线间包围的面积。
22
二、分配色谱法
23
分离原理 利用被分离组分在固定相和流 动相中的溶解度差别而实现分离。 动相中的溶解度差别而实现分离。
Cs Xs Vs K＝ = Cm Xm Vm
•在HPLC中K与流动相的性质 (种类与极性 有关 在 种类与极性) 中 与流动相的性质 种类与极性 •在GC中K与固定相极性和柱温有关 与固定相极性和柱温有关 在 中 与固定
16 色谱分析法概论
第十六章 色谱分析法概论思 考 题 和 习 题1．色谱法作为分析方法的最大特点是什么?2．一个组分的色谱峰可用哪些参数描述？ 这些参数各有何意义？3．说明容量因子的物理含义及与分配系数的关系。
为什么容量因子 (或分配系数) 不等是分离的前提？4．各类基本类型色谱的分离原理有何异同？5．衡量色谱柱效的指标是什么？衡量色谱系统选择性的指标是什么？6．什么是分离度？要提高分离度应从哪两方面考虑？7．在柱色谱法中，可以用分配系数为零的物质来测定色谱柱中 ( ) 。
A. 流动相的体积；B. 填料的体积；C. 填料孔隙的体积；D. 总体积。
（A 、C ）8．在以硅胶为固定相的吸附色谱中下列叙述中正确的是 ( ) 。
A. 组分的极性越强，吸附作用越强；B. 组分的分子量越大，越有利于吸附；C. 流动相的极性越强，溶质越容易被固定相所吸附；D. 二元混合溶剂中正己烷的含量越大，其洗脱能力越强。
（A ）9．在离子交换色谱法中，下列措施中能改变保留体积的是( )。
A. 选择交联度大的交换剂；B. 以二价金属盐溶液代替一价金属盐溶液作流动相；C. 降低流动相中盐的浓度；D. 改变流速。
（A 、B 、C ）10．在空间排阻色谱法中，下列叙述中完全正确的是( )。
A. V R 与K p 成正比；B. 调整流动相的组成能改变V R ；C. 某一凝胶只适于分离一定分子量范围的高分子物质；D. 凝胶孔径越大，其分子量排斥极限越大。
（C 、D ）11．在一液液色谱柱上，组分A 和B 的K 分别为10和15，柱的固定相体积为0.5ml ，流动相体积为1.5ml ，流速为0.5ml/min 。
求A 、B 的保留时间和保留体积。
（A R t =13min A R V =6.5ml, B R t =18min B R V =9ml ）12．某色谱柱长100cm ，流动相流速为0.1cm/s ，已知组分A 的洗脱时间为40min ，求组分A 在流动相中的时间和保留比R ′=t 0/t R 为多少。
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第十六章色谱分析法概论
1.在分配色谱中，被分离组分分子与固定液分子的性质越相近，则他们之间的作用力（越
大），该组份在柱中停留的时间越（长），越（后）流出色谱柱。
2.气液色谱法的流动相是（气体），固定相在操作温度下是（液体），组分与固定相间的作
用机制是（分配或溶解）。
3.液固吸附色谱法的流动相是（液体），固定相是（固体吸附剂），组分与固定相的作用机
制是（吸附）。
4.分配系数K是固定相和流动相中的溶质浓度之比。
待分离组分的K值越大，则保留值
（越大），各组分的K值相差越大，则他们（越容易）分离。
5.色谱定性的依据是（保留值），定量的依据是（峰高或峰面积）。
6.某色谱峰的标准偏差是1.49mm，则该色谱峰的峰宽为（5.96mm），半峰宽为（3.51mm）。
7.气相色谱由如下五个系统组成：
8.在GC中，分配系数越大的组分，分配在在其中的浓度越（低），保留时间（越长）。
9.如被测混合物中既有非极性组分，又有极性组分，则通常选择（极性）固定液。
10.载体钝化的方法有（），（），（），目的是（减弱载体表面的吸附活性）
11.对内标物的要求是：内标物应当是被测样品中不存在的组分、保留时间与被测组分接近
但完全分离、纯物质、加入量与被测组分量接近。
12.在正相健合色谱法中，极性强的组分的保留因子（大），极性强的流动相使组分的保
留因子（小）。
13.根据疏溶剂理论，反相色谱中，组分的极性越弱，其疏水性越（强），受溶剂分子的排
斥力越（强）。
14.分析性质相差较大的复杂试样时须采用（梯度）洗脱。
15.判断两组分能否用平面色谱法分离的依据是（比移值），其值相差愈（大），分离效果愈
好。
16.展开剂的极性（小），固定相的极性（大），称为正相薄层色谱；展开剂的极性（大），
固定相的极性（小），称为反相薄层色谱，
17.在吸附薄层色谱中，常以（硅胶）为固定相，（有机溶剂）为流动相，极性小的组分在
板上移行的速度较（快），比移值较（大）。
18.薄层色谱板的活化作用是（去除水分）、（增加吸附力）。
19. 薄层色谱法的一般操作程序是：制板、点样、展开、显色、定性定量。
1.在色谱过程中，组分在固定相中停留的时间为C
A. t0
B. t R
C. t`R
D. k
2. 在色谱流出曲线上，相邻两峰间距离决定于A
A. 两组分分配系数
B. 扩散速度
C. 理论塔板数
D．塔板高度
3. 在柱色谱法中，可以用分配系数为零的物质来测定色谱柱中AC
A. 流动相的体积
B.填料的体积
C.填料间隙的体积
D．总体积
4. 在以硅胶为固定相的吸附色谱中下列叙述中正确的是A
A．组分的极性越强，吸附作用越强。
B．组分的相对分子质量越大，越有利于吸附。
C．流动相的极性越强，溶质越容易被固定相所吸附。
D. 二元混合溶剂中正己烷的含量越大，其洗脱能力越强。
5. 在GC中，用TCD做检测器，选择（ B ）作载气时，检测灵敏度最高。
A. N2
B. H2
C. He
D. 空气
6. 能改变反相HOLC选择性的是AB
A．改变固定相的种类 B. 改变流动相的种类
C. 改变填料的粒度
D. 改变色谱柱长
7. 化学键合相的优点有AC
A. 化学稳定性好
B. 适用于任何PH的流动相
C. 适于梯度洗脱
D. 无残余硅醇基
6. 某组分保留时间为3.5min，则全部流出色谱柱的时间为7min. ×
7. 在GC图上出现4个色谱峰，因此可以肯定样品由4种组分组成。
×
8. 流动相极性弱于固定相极性的液相色谱是正相色谱。
√
9. ODS是反相色谱法中常用的固定相。
√
10. 改变色谱柱柱长不能改变反相HPLC选择性。
√
11. 在反相HPLC中，若组分保留时间长，可增加流动相中水的比例，使组分保留时间适当。
×
12. 化学键合相的优点是化学稳定性好，能适用于任何PH的流动相。
×
13. ODS柱主要用于分离极性大的分子型化合物。
×
14. 水在正、反相HPLC中流动相的强度相同。
×
15. 展开剂苯、甲苯、氯仿、正丁醇、乙醇的极性顺序依次减弱。
×
16. 吸附薄层色谱分析中，极性大的被分离物质应选择活性强的吸附剂，极性小的展开剂。
×
17.。