第1节色谱法概述
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第十七章 色谱分析法概论
在流动相和固定中具有不同的分配系数，分配系数的大小
反映了组分在固定相上的溶解-挥发 或 吸附-解吸的能力。
分配系数大的组分在固定相上溶解或吸附能
力强，因此在柱内的移动速度慢；分配系数小的
组分在固定相上溶解或吸附能力弱，因此在柱内 的移动速度快。
经过一定时间后，由于分配系数的差别，使
各组分在柱内形成差速移行，达到分离的目的。
空间总和）
当色谱柱载气流速为F0(ml／min)时，它与死时间的 关系为：
V0(M) = tM· 0 F
(VM 大，色谱峰展宽，柱效低)
4. 保留值：定性参数，是在色谱分离过程中，试样中各组分
在色谱柱内滞留行为的一个指标。 （它可用保留时间、保留体积和相对保留值等表示） （1）保留时间 tR （retention time）： 从进样到柱后出现待测组分浓度最大值时（色谱峰顶点） 所需要的时间，称为该组分的保留时间。如图中tR(1)、 tR(2) 所示，
把这些色 带称为 “ 色谱图 ” （chromatography）, 相
应的方法叫作“色谱法”
色谱法是一种分离技术：
其中的一相固定不动，称为固定相 另一相是携带试样混合物流过此固 定相的流体（气体或液体），称为 流动相
各组分被分离后，可进一步进行定性和定量
分析： 经典：分离过程和其含量测定过程是离线的，即 不能连续进行 现代：分离过程和其含量测定过程是在线的，即 能连续进行
p tR tM t 'R k q tM tM
任一组分的 k 值可由实验测得，即为调整保留时间 tR’与 不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间tM 的比值。可将k 看
作色谱柱对组分保留能力的参数，k 值越大，保留时间越长。
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2020/6/17
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.
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
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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
29
9.分配系数K与分配比k的关系
ms cs Vs Vm K k k cm m m Vs Vm
其中β称为相比率。 相比率是反映色谱柱柱型特点的又一个参数。例如，对 填充柱，其β值一般为6~35，对毛细管柱，其β值一般 为60~600。
11:19
30
10. 分配比与保留时间的关系
11:19
37
• 但由于死时间tM包含在tR中，而tM并不参加柱 内的分配，所以理论塔板数、理论塔板高并不 能真实地反映色谱柱的好坏。为此： • 常用有效塔板数或有效塔板高度作衡量柱效能 的指标。计算式如下：
' ' tR t 2 R 2 n有 效 5.54( ) 16( ) Y1 Y 2
H有效
第六章
色谱分析法
11:19
1
第一节 概述
一、色谱法简介 u 色谱法是由1906年俄国植物学家茨维特最早创立的。
11:19
2
石油醚
植物叶石 油醚溶液
CaCO3
11:19
3
色谱法中: 起分离作用的分离柱称为色谱柱。 固定在柱内的填充物称固定相。 携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或 液体），称为流动相。
L n H
n称为理论塔板数。
11:19
35
(2)
以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续
进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积。
(3) 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试
样沿轴（纵）向扩散可忽略。
(4) 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某
一塔板上的量无关。
11:19
36
塔板理论指出：
i．保留时间tR：指被测组分从进样开始到出现色 谱峰最高点时所需的时间，如图15－6中的O΄B 所示。
15-色谱分析法简介
8
色谱图及常用术语
色谱流出曲线: 由检测器输出的电信号强 度对时间作图，所得曲线 色谱峰: 曲线上突起部分
t
1、基线: 没有样品组分流出时的流出曲线； 2、峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离； 3、区域宽度: 即色谱峰的宽度； 峰底宽度wb：Wb = 4 σ 半峰宽w1/2： W1/2 = 2.354 σ 标准偏差σ： 0.607倍峰高处峰宽的一半 。
15
分离度定义：相邻两峰保留值之差与两蜂宽之和的一半的比值
在—般情况下，由于色谱柱中溶质的浓度较低，分配系数K 为常数。——称线性色谱。 色谱峰是对称的呈高斯分布，高斯峰，其蜂底宽度等于4σ。 相邻两个蜂，其峰宽大致相等：
Rs＝1，峰间距离4 σ ，4 σ分离。峰有2％的重叠 Rs＝1.5，峰间距离6 σ ，称为6 σ分离，峰重叠小于1％， 两峰已完全分开。
9
峰面积A： 4、保留值 常用时间、距离或用将组分带出色谱柱所需要的流动相体
积表示，保留值由色谱分离过程中的热力学因素所决定; 在一 定色谱条件下保留值是特征的，可作为色谱定性的参数是色谱 法的重要概念之一；
a．保留时间 tR 从进样开始到色谱蜂最大值出现时所需要的时间；某组分
的保留时间就是它通过色谱柱所需要的时间； 死时间tM：多用t0表示 不被固定相保留的组分,从进样到出现峰极大值的时间；死 时间实际上就是流动相流经色谱柱所需要的时间；
3
色谱法的实质：分离； 色谱法的依据：各组分在互不相溶的两相——固定相与流动 相中吸附能力、分配系数或其它亲和作用性能的差异. 2. 色谱法的分类 (1)按流动相和固定相所处状态分类 气固色谱 气相色谱：气体作流动相 气液色谱 液相色谱：液体作流动相 液固色谱 液液色谱 超临界流体色谱: (2)按固定相的固定方式分类 柱色谱法：固定相装在色谱柱中 纸色谱法：用滤纸上的水分子作固定相 薄层色谱法：将吸附剂粉末制成薄层作固定相
色谱图及常用术语
色谱流出曲线: 由检测器输出的电信号强 度对时间作图，所得曲线 色谱峰: 曲线上突起部分
t
1、基线: 没有样品组分流出时的流出曲线； 2、峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离； 3、区域宽度: 即色谱峰的宽度； 峰底宽度wb：Wb = 4 σ 半峰宽w1/2： W1/2 = 2.354 σ 标准偏差σ： 0.607倍峰高处峰宽的一半 。
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分离度定义：相邻两峰保留值之差与两蜂宽之和的一半的比值
在—般情况下，由于色谱柱中溶质的浓度较低，分配系数K 为常数。——称线性色谱。 色谱峰是对称的呈高斯分布，高斯峰，其蜂底宽度等于4σ。 相邻两个蜂，其峰宽大致相等：
Rs＝1，峰间距离4 σ ，4 σ分离。峰有2％的重叠 Rs＝1.5，峰间距离6 σ ，称为6 σ分离，峰重叠小于1％， 两峰已完全分开。
9
峰面积A： 4、保留值 常用时间、距离或用将组分带出色谱柱所需要的流动相体
积表示，保留值由色谱分离过程中的热力学因素所决定; 在一 定色谱条件下保留值是特征的，可作为色谱定性的参数是色谱 法的重要概念之一；
a．保留时间 tR 从进样开始到色谱蜂最大值出现时所需要的时间；某组分
的保留时间就是它通过色谱柱所需要的时间； 死时间tM：多用t0表示 不被固定相保留的组分,从进样到出现峰极大值的时间；死 时间实际上就是流动相流经色谱柱所需要的时间；
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色谱法的实质：分离； 色谱法的依据：各组分在互不相溶的两相——固定相与流动 相中吸附能力、分配系数或其它亲和作用性能的差异. 2. 色谱法的分类 (1)按流动相和固定相所处状态分类 气固色谱 气相色谱：气体作流动相 气液色谱 液相色谱：液体作流动相 液固色谱 液液色谱 超临界流体色谱: (2)按固定相的固定方式分类 柱色谱法：固定相装在色谱柱中 纸色谱法：用滤纸上的水分子作固定相 薄层色谱法：将吸附剂粉末制成薄层作固定相
色谱图概述——精选推荐
第一章色谱图概述第一节色谱图的获得色谱法（!"#$%&’$(#&)"*）是一种目前使用最广泛的和有效的分离、分析方法。
色谱（!"#$%&’$(#&%）这一概念最早是由俄国植物学家+,-.’’提出，/012年他在一根细长的玻璃管中装入碳酸钙粉末，然后把植物绿叶的石油醚的萃取液倒入管中的碳酸钙上，萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸钙上，再用纯净的石油醚洗脱这些被吸附的色素，于是在碳酸钙上形成了一圈一圈的色带（图34/4/），这些色带被称为色谱，这就是世界上得到的最早的色谱图。
柱中的碳酸钙被称为固定相（,’&’5$6&#*)"&,.），而用作洗脱液的石油醚则被称为流动相（%$758.)"&,.），流动相可以是气体、液体和超临界流体。
将欲被分离的混合物放在固定相上，然后用流动相去洗脱放在固定相上的混合物，这一过程称为洗脱（.89’5$6）。
在洗脱过程中混合物中的不同组分得到分离，陆续从固定相中洗脱下来。
记录这一分离和洗脱过程的图谱就是色谱图34/4/+,-.’’色谱分离示意图（&）刚刚加入萃取液；（7）已加入部分溶剂淋洗图（!"#$%&’$(#&%）。
色谱方法种类很多，分类的方法也很多。
根据流动相是气体还是液体，色谱可分为气相色谱（(&,!"#$%&’$(#&)"*）和液相色谱（85:95;!"#$%&’$(#&)"*）。
当流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体，而这种液体在常温和常压下是气体时，这种流动相就不能简单地说是气体或液体了，这种色谱就称为超临界流体色谱（,9).#!#5’5!&8<895;!"#$%&’$(#&)"*）。
色谱分析概论
分离因子和分离度 色谱中描述相邻组分分离状态的指标一般用分离因子 或分离度表示。
分离因子被定义为两种物质调整保留值之比，又称为 分配系数比或选择性系数，以α表示。
分离因子（选择性系数α）：
α
两个物质分离的前提： α≠1，即α＞1。
分离度（RS）
两个相邻色谱峰的分离度Rs（resolution）定义为两峰保 留时间差与两峰峰底宽平均值之商。
注：颗粒太小，柱压过高且不易填充均匀
填充柱——60~100目 空心毛细管柱（0.1~0.5mm），A=0，n理较高
速率理论
back
柱子规格： 30m× 0.32mm× 0.25μm
速率理论
(2). 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
扩散，即浓度趋向均一的现象。
扩散速度的快慢，用扩散系数衡量。
由于样品组份被载气带入色谱柱后，以“塞子”的形式存在色谱柱的很 小一段空间中，在“塞子”前后（纵向），存在浓度差，形成浓度梯度 ，导致运动着的分子产生纵向扩散。
涡流扩散项
传质阻抗项
纵向扩散项
(1). 涡流扩散项（多径扩散项）：A
产生原因： 载气携样品进柱，由于固定相填充不均匀，使 一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱， 引起峰扩张。
— 填充不规则因子
dp — 填充颗粒直径
影响因素：固体颗粒越小，填充越实，A项越小
讨论：λ↓，dp ↓ →A↓ →H↓ → n↑ → 柱效↑ λ↑ ，dp ↑ →A ↑ →H ↑ → n ↓ → 柱效↓
速率理论
C· u —传质阻力项
气液色谱 传质阻力包括气相传质阻力 Cg和液相传质阻力 CL，即： C = Cg + CL
色谱峰面积
色谱峰与基线间所包围的面积。
色谱分析原理及应用
容量因子k与分配系数K的关系为：
k
MS
MS VS
VS
cs
VS
K
Mm
MS Vm
Vm
cm Vm
容量因子越大，保留时间越长。
式中β为相比。 填充柱相比：6～35； 毛细管柱的相比：50～1500
可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：
k tR tM tR'
tM
tM
2020/4/10
• 第三节 色谱法基本理论
调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
2020/4/10
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0 （ F0为色谱柱出口处的流动相流量， 单位：m L / min。）
死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM
2020/4/10
即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。 （2）半峰宽(Y1/2)：
色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354
（3）峰底宽(Wb)：
Wb=4
2020/4/10
二、容量因子与分配系数
分配系数K：组分在两相间的浓度比； 容量因子k：平衡时，组分在各相中总的质量比；
k =MS / Mm
MS为组分在固定相中的质量，Mm为组分在流动相中的质量。
分配系数 K
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
2020/4/10
分配系数 K的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份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。
k
MS
MS VS
VS
cs
VS
K
Mm
MS Vm
Vm
cm Vm
容量因子越大，保留时间越长。
式中β为相比。 填充柱相比：6～35； 毛细管柱的相比：50～1500
可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：
k tR tM tR'
tM
tM
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• 第三节 色谱法基本理论
调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
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（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0 （ F0为色谱柱出口处的流动相流量， 单位：m L / min。）
死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM
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即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。 （2）半峰宽(Y1/2)：
色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354
（3）峰底宽(Wb)：
Wb=4
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二、容量因子与分配系数
分配系数K：组分在两相间的浓度比； 容量因子k：平衡时，组分在各相中总的质量比；
k =MS / Mm
MS为组分在固定相中的质量，Mm为组分在流动相中的质量。
分配系数 K
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
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分配系数 K的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份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。
色谱概论1-3章
气相色谱图
二、色谱流出曲线的意义： 从色谱图上可获得的信息有： 色谱峰的个数，可判断样品中所含组份的最少个数； 色谱峰的保留值，可进行定性分析； 色谱峰的峰高或峰面积，可进行定量分析；
色谱的保留值或区域宽度，是评价色谱柱分离性能的
色谱峰间距是固定相或流动相选择是否合适的依据。
依据；
a.死时间(tM) ：不与固定相作用的物质从进样到出现 峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。 由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的 流速相近。如用热导池检测器时，从注射空气样品到空气峰 顶出现时的时间。 b.保留时间（tR）：试样从进样到出现峰极大值时的时
间。它包括组份随流动相通过柱子的时间tM和组份在固定相
第三节 色谱法的定义与分类
一、色谱法的定义
色谱法或色谱分析也称之为层析法，是一种物理化学的分 析方法，它利用混合物中各组分在两相间分配系数的差别，当 溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配， 从而使各组分得到分离。分离的仪器即色谱仪。
二、色谱法的分类
色谱法可按两相的状态及应用领域的不同分为两大类。 （一）按流动相与固定相的状态分类 1 ．气相色谱 气相色谱又可分为气固色谱和气液色谱，前者是以气体为 流动相，以固体为固定相的色谱，后者是以气体为流动相，以 液体为固定相的色谱。 2 ．液相色谱 液相色谱又可分为液固色谱和液液色谱，前者是以液体为 流动相，以固体为固定相的色谱；后者是以一种液体为流动相， 以另一种液体为固定向的色谱。
色谱分析
概论
第一章 绪论
第二章 色谱法的原理
第三章 色谱仪
第一章 绪论
1
色谱法的发展简史 色谱法与其他方法的比较和配合
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2011-9-8
色谱法的发展过程
1906年—茨维特发现最初的色谱柱 年 茨维特发现最初的色谱柱 1944年—Martin提出薄层色谱法和柱色谱法 年 提出薄层色谱法和柱色谱法 1952年—马丁和辛格成功研制了气 液色谱法，提出塔板理 年 马丁和辛格成功研制了气 液色谱法， 马丁和辛格成功研制了气-液色谱法 论概念， 论概念，获得诺贝尔奖 1957年—戈雷发明了毛细管柱，分离效率显著提高 年 戈雷发明了毛细管柱 戈雷发明了毛细管柱， 50年代末 霍尔姆斯，GC-MS，近代分析发展的重要标志 年代末—霍尔姆斯， ， 年代末 霍尔姆斯 1962年—Porath，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子，凝胶渗 年 ，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子， 透色谱法 60年代末 高压技术、高效固定相、检测技术的发展，高效 年代末—高压技术 高效固定相、检测技术的发展， 年代末 高压技术、 液相色谱的发展 70年代 高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代—高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代
2011-9-8
气固(液固 色谱和气液 液液)色谱 气固 液固)色谱和气液 液液 色谱，两者的 液固 色谱和气液(液液 色谱，
1. 气相色谱分离过程
♥ 当试样由载气携带进入色 谱柱与固定相接触时， 谱柱与固定相接触时 ， 被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的不断通入， 随着载气的不断通入 ， 被 溶解或吸附的组分又从固定相 中挥发或脱附; 中挥发或脱附; ♥ 挥发或脱附下的组分随着 载气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的流动 ， 溶解 、 随着载气的流动， 溶解、 挥发， 或吸附、 脱附的过程反 挥发 ， 或吸附 、 复地进行。 复地进行。 动画） （动画）
2011-9-8
(3)其他色谱方法 (3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法 凝胶色谱法：测聚合物分子 凝胶色谱法 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 超临界色谱: 流动相。 高效毛细管电泳: 高效毛细管电泳: 九十年代快速发展、 九十年代快速发展、特 别适合生物试样分析分离的 高效分析仪器。 高效分析仪器。
二、气相色谱分离过程
separation process of gas chromatograph
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2011-9-8
一、 色谱法的特点、分类和作用 色谱法的特点、
1.概述 1.概述
混合物最有效的分离、分析方法。 混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 1906年使用的装置 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如右图所示。 色谱原型装置，如右图所示。 ♦ 色谱法是一种分离技术， 色谱法是一种分离技术， ♦ 试样混合物的分离过程也就是试样中各组 分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的 分配过程。 分配过程。 ♦ 其中的一相固定不动，称为固定相 固定相； 其中的一相固定不动，称为固定相； ♦ 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 气体或液体），称为流动相 ），称为流动相。 体（气体或液体），称为流动相。
2011-9-8
色谱分类
在色谱分析中，有固定相和流动相。 在色谱分析中，有固定相和流动相。 流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 固定相： 固定相：指色谱过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂 渍在载体表面上的液体。 渍在载体表面上的液体。 按两相状态分类： 按两相状态分类： 固色谱： 液-固色谱：流动相为液体，固定相为具有吸附活性的固体； 固色谱 流动相为液体，固定相为具有吸附活性的固体； 液色谱： 液-液色谱：流动相为液体，固定相为附于载体表面的液体； 液色谱 流动相为液体，固定相为附于载体表面的液体； 固色谱： 气-固色谱：流动相为气体，固定相为具有吸附活性的固体； 固色谱 流动相为气体，固定相为具有吸附活性的固体； 液色谱： 气-液色谱：流动相为气体，固定相为附于载体表面的液体。 液色谱 流动相为气体，固定相为附于载体表面的液体。
分配比也称： 分配比也称：
容量因子(capacity factor)；容量比 容量因子 ；容量比(capacity factor)； ； 1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。 3. 分配比可以由实验测得。 分配比可以由实验测得。
2011-9-8
分配系数（ 2. 分配系数（ partion factor） K ）
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下， 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位： 称为分配系数， 分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， ） 表示， 用K 表示，即：
♠试样一定时，K主要取决于固定相性质； 试样一定时， 主要取决于固定相性质 主要取决于固定相性质； 试样一定时 ♠每个组份在各种固定相上的分配系数 不同； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同； ♠选择适宜的固定相可改善分离效果； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 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 值是分离的基础； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础； ♠某组分的 = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 某组分的K 某组分的 时 即不被固定相保留，最先流出。
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按固定相的性质分类： 按固定相的性质分类： 柱色谱法： 柱色谱法： 填充柱色谱：将固定相装于色谱住内；内径为 填充柱色谱：将固定相装于色谱住内；内径为2-6mm，长几 ， 米； 开管毛细管柱色谱：将固定液涂于毛细管内壁上， 开管毛细管柱色谱：将固定液涂于毛细管内壁上，内径为 0.2—0.5 m； ； 薄层色谱；将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 薄层色谱；将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 纸色谱法：以纸为载体，以纤维上吸附的水为固定相。 纸色谱法：以纸为载体，以纤维上吸附的水为固定相。
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二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 填充柱色谱 分离机理不同。 分离机理不同。 气固(液固 色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 气固 液固)色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 液固 色谱的固定相: 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液(液液 色谱的固定相 担体和固定液所组成。 气液 液液)色谱的固定相 由 担体和固定液所组成。 液液 色谱的固定相: 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理: 气固色谱的分离机理 吸附与脱附的不断重复过程； 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理： 气液色谱的分离机理： 气液(液液 两相间的反复多次分配过程 气液 液液)两相间的反复多次分配过程。 液液 两相间的反复多次分配过程。
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液相色谱
(2)液相色谱 流动相为液体 也称为淋洗液）。 (2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 液相色谱 流动相为液体（ 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种， 离子色谱 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂 液相色谱的一种 为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。 为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。 pH值的水溶液为流动相
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据。 分配系数是色谱分离的依据。
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分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K= 组分在流动相中的浓度
♠ 一定温度下，组分的分配系数 越大，出峰越慢； 一定温度下，组分的分配系数K越大 出峰越慢； 越大，
第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
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第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
色谱法的特点、 一、 色谱法的特点、 分类和作用
characteristic ,classification actuation of chromatograph
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色谱分类
按色谱过程的机理分类： 按色谱过程的机理分类： 吸附色谱：以吸附剂为固定相， 吸附色谱：以吸附剂为固定相，利用吸附剂对不同组分吸附 力的强弱差异进行分离的过程； 力的强弱差异进行分离的过程； 分配色谱：以液体作为固定相， 分配色谱：以液体作为固定相，根据各组分在两相中溶解度 的不同进行分离的过程； 的不同进行分离的过程； 离子交换色谱：用一种能交换离子的材料作为固定相，根据 离子交换色谱：用一种能交换离子的材料作为固定相， 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程； 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程；用于无 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离； 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离； 凝胶色谱：固定相为一种分子筛或凝胶， 凝胶色谱：固定相为一种分子筛或凝胶，根据各组分分子的 大小差异进行分离的方法。 大小差异进行分离的方法。
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2.色谱法分类 2.色谱法分类
流动相为气体（ (1)气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 气相色谱 流动相为气体 称为载气） 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为： 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
色谱法的发展过程
1906年—茨维特发现最初的色谱柱 年 茨维特发现最初的色谱柱 1944年—Martin提出薄层色谱法和柱色谱法 年 提出薄层色谱法和柱色谱法 1952年—马丁和辛格成功研制了气 液色谱法，提出塔板理 年 马丁和辛格成功研制了气 液色谱法， 马丁和辛格成功研制了气-液色谱法 论概念， 论概念，获得诺贝尔奖 1957年—戈雷发明了毛细管柱，分离效率显著提高 年 戈雷发明了毛细管柱 戈雷发明了毛细管柱， 50年代末 霍尔姆斯，GC-MS，近代分析发展的重要标志 年代末—霍尔姆斯， ， 年代末 霍尔姆斯 1962年—Porath，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子，凝胶渗 年 ，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子， 透色谱法 60年代末 高压技术、高效固定相、检测技术的发展，高效 年代末—高压技术 高效固定相、检测技术的发展， 年代末 高压技术、 液相色谱的发展 70年代 高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代—高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代
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气固(液固 色谱和气液 液液)色谱 气固 液固)色谱和气液 液液 色谱，两者的 液固 色谱和气液(液液 色谱，
1. 气相色谱分离过程
♥ 当试样由载气携带进入色 谱柱与固定相接触时， 谱柱与固定相接触时 ， 被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的不断通入， 随着载气的不断通入 ， 被 溶解或吸附的组分又从固定相 中挥发或脱附; 中挥发或脱附; ♥ 挥发或脱附下的组分随着 载气向前移动时又再次被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的流动 ， 溶解 、 随着载气的流动， 溶解、 挥发， 或吸附、 脱附的过程反 挥发 ， 或吸附 、 复地进行。 复地进行。 动画） （动画）
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(3)其他色谱方法 (3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法 凝胶色谱法：测聚合物分子 凝胶色谱法 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 超临界色谱: 流动相。 高效毛细管电泳: 高效毛细管电泳: 九十年代快速发展、 九十年代快速发展、特 别适合生物试样分析分离的 高效分析仪器。 高效分析仪器。
二、气相色谱分离过程
separation process of gas chromatograph
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
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一、 色谱法的特点、分类和作用 色谱法的特点、
1.概述 1.概述
混合物最有效的分离、分析方法。 混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 1906年使用的装置 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如右图所示。 色谱原型装置，如右图所示。 ♦ 色谱法是一种分离技术， 色谱法是一种分离技术， ♦ 试样混合物的分离过程也就是试样中各组 分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的 分配过程。 分配过程。 ♦ 其中的一相固定不动，称为固定相 固定相； 其中的一相固定不动，称为固定相； ♦ 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 气体或液体），称为流动相 ），称为流动相。 体（气体或液体），称为流动相。
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色谱分类
在色谱分析中，有固定相和流动相。 在色谱分析中，有固定相和流动相。 流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 流动相：指色谱过程中携带组分向前移动的物质。 固定相： 固定相：指色谱过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂 渍在载体表面上的液体。 渍在载体表面上的液体。 按两相状态分类： 按两相状态分类： 固色谱： 液-固色谱：流动相为液体，固定相为具有吸附活性的固体； 固色谱 流动相为液体，固定相为具有吸附活性的固体； 液色谱： 液-液色谱：流动相为液体，固定相为附于载体表面的液体； 液色谱 流动相为液体，固定相为附于载体表面的液体； 固色谱： 气-固色谱：流动相为气体，固定相为具有吸附活性的固体； 固色谱 流动相为气体，固定相为具有吸附活性的固体； 液色谱： 气-液色谱：流动相为气体，固定相为附于载体表面的液体。 液色谱 流动相为气体，固定相为附于载体表面的液体。
分配比也称： 分配比也称：
容量因子(capacity factor)；容量比 容量因子 ；容量比(capacity factor)； ； 1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。 参数，数值越大，该组分的保留时间越长。 3. 分配比可以由实验测得。 分配比可以由实验测得。
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分配系数（ 2. 分配系数（ partion factor） K ）
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下， 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位： 称为分配系数， 分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， ） 表示， 用K 表示，即：
♠试样一定时，K主要取决于固定相性质； 试样一定时， 主要取决于固定相性质 主要取决于固定相性质； 试样一定时 ♠每个组份在各种固定相上的分配系数 不同； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同； ♠选择适宜的固定相可改善分离效果； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 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 值是分离的基础； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础； ♠某组分的 = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 某组分的K 某组分的 时 即不被固定相保留，最先流出。
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按固定相的性质分类： 按固定相的性质分类： 柱色谱法： 柱色谱法： 填充柱色谱：将固定相装于色谱住内；内径为 填充柱色谱：将固定相装于色谱住内；内径为2-6mm，长几 ， 米； 开管毛细管柱色谱：将固定液涂于毛细管内壁上， 开管毛细管柱色谱：将固定液涂于毛细管内壁上，内径为 0.2—0.5 m； ； 薄层色谱；将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 薄层色谱；将固定相涂布在薄板上形成均匀的薄层。 纸色谱法：以纸为载体，以纤维上吸附的水为固定相。 纸色谱法：以纸为载体，以纤维上吸附的水为固定相。
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二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 填充柱色谱 分离机理不同。 分离机理不同。 气固(液固 色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 气固 液固)色谱的固定相 多孔性的固体吸附剂颗粒。 液固 色谱的固定相: 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液(液液 色谱的固定相 担体和固定液所组成。 气液 液液)色谱的固定相 由 担体和固定液所组成。 液液 色谱的固定相: 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理: 气固色谱的分离机理 吸附与脱附的不断重复过程； 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理： 气液色谱的分离机理： 气液(液液 两相间的反复多次分配过程 气液 液液)两相间的反复多次分配过程。 液液 两相间的反复多次分配过程。
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液相色谱
(2)液相色谱 流动相为液体 也称为淋洗液）。 (2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 液相色谱 流动相为液体（ 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种， 离子色谱 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂 液相色谱的一种 为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。 为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。 pH值的水溶液为流动相
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据。 分配系数是色谱分离的依据。
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分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K= 组分在流动相中的浓度
♠ 一定温度下，组分的分配系数 越大，出峰越慢； 一定温度下，组分的分配系数K越大 出峰越慢； 越大，
第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
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第一章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
色谱法的特点、 一、 色谱法的特点、 分类和作用
characteristic ,classification actuation of chromatograph
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色谱分类
按色谱过程的机理分类： 按色谱过程的机理分类： 吸附色谱：以吸附剂为固定相， 吸附色谱：以吸附剂为固定相，利用吸附剂对不同组分吸附 力的强弱差异进行分离的过程； 力的强弱差异进行分离的过程； 分配色谱：以液体作为固定相， 分配色谱：以液体作为固定相，根据各组分在两相中溶解度 的不同进行分离的过程； 的不同进行分离的过程； 离子交换色谱：用一种能交换离子的材料作为固定相，根据 离子交换色谱：用一种能交换离子的材料作为固定相， 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程； 各组分的离子交换能力的差异进行分离的色谱过程；用于无 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离； 机离子、生物化学中各种核酸衍生物、氨基酸等的分离； 凝胶色谱：固定相为一种分子筛或凝胶， 凝胶色谱：固定相为一种分子筛或凝胶，根据各组分分子的 大小差异进行分离的方法。 大小差异进行分离的方法。
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2.色谱法分类 2.色谱法分类
流动相为气体（ (1)气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 气相色谱 流动相为气体 称为载气） 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为： 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱