色谱概论13章
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色谱分析法概论
色谱分析法引论
§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。
§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。
色谱理论基础ppt课件
色谱基本理论
传质阻力项Cu 对于气液色谱，传质阻力系数C包括气相传质阻 力系数Cg和液相传质阻力系数Cl两项， 即 C＝Cg＋Cl 气相传质过程是指试样组分从气相移动到固定相表 面的过程。这一过程中试样组分将在两相间进行 质量交换，即进行浓度分配。有的分子还来不及 进入两相界面，就被气相带走；有的则进入两相 界面又来不及返回气相。这样，使得试样在两相 界面上不能瞬间达到分配平衡，引起滞后现象， 从而使色谱峰变宽。对于填充柱，气相传质阻力 系数Cg为
色谱基本理论
它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要 参数。k值也决定于组分及固定相热力学性 质。它不仅随柱温、柱压变化而变化，而且 还与流动相及固定相的体积有关。 tr tm tr Vr k 分配系数K与 tm tm Vm 分配比k的关系
β称为相比率，它是 反映各种色谱柱型特 点的又一个参数。
分离度、柱效、理论塔板数、有效 塔板数的概念在“色谱基本理论”介绍。
色谱有关术语
选择因子 在定性中，通常固定一个色谱峰作为 标准（s），然后再求其它峰（i）对这 个峰的相对保留值。将它们的相对保留 值作为重要参数，可用符号α 表示： tR2′为后出峰的 t R2 调整保留时间， 所以这时α总是 t R1 大于1的
色谱法的历史
1944年，Martin发展了纸色谱 1952年，Martin和 James发展了气-液分配色 谱，气相色谱问世。 1956年，Van Deemter等发表了速率理论。 1957年，制作了离子色谱交换氨基酸分析仪。 1959年，凝胶过滤色谱。 Giddings 于1963年奠定色谱理论。 1969年，现代液相色谱，1975年，离子色谱法。 1981年，毛细管电泳。
从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： (l）根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组 分的最少个数。 （2）根据色谱峰的保留值，进行定性分析。 (3) 根据色谱峰的峰面积或峰高，进行定量分析。 （4）色谱峰的保留值及其区域宽度（峰高、峰 面积），是评价色谱柱分离效能的依据。 （5）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流 动相)选择是否合适的依据。
色谱法概论PPT课件
能。
色谱法与其他技术的联用
色谱-质谱联用（GC-MS, LC-MS）
通过将色谱的分离能力与质谱的高灵敏度检测相结合，可实现对复杂样品中目标化合物 的定性和定量分析，广泛应用于药物代谢、环境监测等领域。
色谱-光谱联用（GC-IR, LC-UV/Vis）
色谱与光谱技术的联用可以提供更丰富的化合物结构和组成信息，有助于深入了解化合 物的性质和行为。
实验材料
确保色谱柱、试剂、溶 剂等材料的质量和纯度，
以满足实验要求。
实验设备
检查色谱仪、检测器、 注射器等设备的运行状 况，确保实验过程中设
备正常工作。
实验设计
根据实验目的和要求， 设计合理的色谱条件和
实验方案。
实验安全
注意实验过程中的安全 问题，如使用有毒有害
试剂时的防护措施。
实验操作步骤
色谱柱安装与条件设置
数据整理
整理实验过程中记录的数据，包括 色谱图、峰面积等。
结果分析
对实验结果进行深入分析，探究可 能的原因和影响因素。
03
02
结果判断
根据实验目的和要求，判断实验结 果是否符合预期。
结论总结
总结实验结果，得出结论，并提出 进一步改进和完善的建议。
04
04 色谱法在分析化学中的应 用
在食品分析中的应用
食品成分分析
色谱法用于分离和检测食品中的营养 成分，如脂肪、蛋白质、碳水化合物、 维生素和矿物质等，以确保食品质量 和安全。
食品添加剂分析
食品污染物分析
色谱法用于检测食品中的有害物质， 如农药残留、重金属、霉菌毒素等， 以防止食品污染和保障食品安全。
色谱法用于检测食品中添加的防腐剂、 色素、香料等成分，以控制食品添加 剂的使用量，保障消费者健康。
色谱概论和经典液相色谱法PPT课件
04
液Байду номын сангаас色谱法的实验技术
实验前的准备
仪器准备
试剂准备
实验设计
安全措施
确保液相色谱仪、检测器、 泵、进样器等设备处于良好 工作状态，并进行必要的校
准和维护。
根据实验需求，准备适量的 流动相、固定相、样品等，
确保试剂的质量和纯度。
根据研究目的和目标化合物 性质，设计合理的色谱条件， 包括流动相组成、流速、柱
结合免疫分析的高特异性和液相色谱的高分离性能，实现对生
物样品中目标分子的快速、准确分析。
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定性分析
根据色谱图和检测器信号， 结合已知化合物的保留值或 光谱数据，对未知化合物进 行定性分析。
定量分析
通过外标法、内标法或标准 加入法等方法，依据色谱图 中的峰面积或峰高，对目标 化合物进行定量分析。
分离效果评估
根据分离后的色谱图，评估 色谱柱的分离效果、柱效等 指标，为实验条件的优化提 供依据。
快速分析
通过改进色谱柱和检测器技术，缩短分析时间和 提高检测速度，提高分析效率。
微型化
发展微型化色谱柱和微型化检测器，降低样品消 耗和试剂消耗，实现绿色环保分析。
超高效液相色谱法的研究进展
高灵敏度检测
利用新型检测器技术，提高检测灵敏度和选择性，实现对低浓度 样品的有效分析。
宽分离范围
发展多模式超高效液相色谱技术，实现宽分离范围和高分离效率的 分离分析。
在食品分析中的应用
食品添加剂分析
液相色谱法用于检测食品 中添加剂的种类和含量， 确保食品添加剂的安全使 用。
营养成分分析
通过液相色谱法对食品中 的营养成分进行分析，了 解食品的营养价值，指导 消费者合理选择食品。
第1章_色谱概论
色谱分析丁黎中国药科大学药物分析教研室第一章 概论一．定义色谱分析法（chromatography ）简称色谱法或层析法，该法是一种物理或物理化学的分离分析方法，主要用于分析多组分样品。
该法利用某一特定的色谱系统（如TLC ，HPLC 或GC 系统等），该系统一般包含二相（一为固定相，一为流动相）。
利用多组分样品中各组分在不同的两相之间具有不同的分配系数，当两相相对运动时，这些组分在两相的分配反复多次进行，使分配系数有微小差别图 1-2 色谱系统示意图 的组分得到分离。
分配系数大的组分保留时间长，较慢地被从色谱柱中被洗脱出来。
分配系数小的组分保留时间短，较快地被从色谱柱中被洗脱出来。
图 1-2 色谱分离示意图色谱分析法与光谱法、化学分析法的主要不同在于色谱法具有分离及分析两种功能，而光谱法及化学分析法不具备分离功能。
色谱法是先将混合物中各组分分离，而后逐个分析，因此它是分析混合物最有效的方法。
试样固定相 流动相色谱分析法与其它分析法的比较：化学法：判断标准简单、直观、快速、易得、价廉，但需纯物质（定量时）。
无分离能力，易受干扰，选择性差，无法区分结构相似的药物，适用范围不够广，一般用于原料药，非水滴定测含量，灵敏度一般为mg级。
光谱法：主要用于定性及结构鉴定，准确度高，但需纯物质，成本较高。
无分离能力，选择性差。
灵敏度较高，一般为ppm级，即微克级。
适用范围不够广，一般用于原料药的定性与定量。
色谱法：分离分析，最适宜分析多组分样品。
高分离效能。
高选择性：可检测差别很小的物质。
高灵敏度：ppm(10-6)~ ppt(10-12)，µg级~ pg级。
适用范围：几乎所有的药物（95%）可进行HPLC分析，30%的药物可进行GC分析。
二．色谱法的历史与发展古罗马时期，人们发现：色素滴在白布上会扩散成不同颜色的同心圆环。
1834年Runge根据此现象来以布分析染料的组成，此为色谱的萌芽阶段。
图1-3 色素滴在白布上会扩散成不同颜色的同心圆环。
色谱导论PPT课件
5、色谱分析的过程： 色谱法的共性
待分离的样品随流动相的移动，流经色谱 柱，若样品中各组分的分配系数有足够的差异， 则各组分被分离开，然后依次流经检测器，被 检测。
在柱色谱中，色谱柱和检测器是色谱系统 的关键部分。混合物能否分离，除了取决于组 分的分配系数外，还取决于色谱柱。分离后的 组分能否检测出来，受检测器性能的影响。
色谱法分类
2.按色谱系统中固定相的载体分类
将固定相装在柱中的称：柱色谱，又分为： 柱色谱、毛细管色谱。
在平面上展开的色谱分离方法称：平板色谱。 也称为：开床式色谱 其中：利用滤纸作固定相的称：纸色谱。
固定相被涂布于玻璃板上的称：薄层色谱。
8
3.按色谱分离机理分类
（1）分配色谱 （2）吸附色谱 （3）离子交换色谱 （4）凝胶色谱 （5）电色谱
50年代后期出现了将固定相涂布在玻璃板 上的薄层色谱法。60年代末，高效液相色谱法 得到迅速发展，使色谱法成为一门应用广泛的 分离分析方法。
二、色谱法的分类
色谱法分类
1.按固定相和流动相的状态分类
流动相分为：气体、液体两类， 色谱法也分：气相色谱法和液相色谱法。 固定相分：液态固定相、固体固定相。 气相色谱又分：气～液色谱和气～固色谱， 液相色谱又分：液～液色谱和液～固色谱。 注：液态固定相为作为固定相的液态物质涂布 或键合在颗粒状的由惰性材料制成的担体上。
O
0 O’
tM
C
B’ D
W
t’R
B
tR
洗脱时间
二、色谱峰和峰宽
只有流动相,而没有组分通过色谱柱和检测器 时的色谱曲线，称为基线。
加入组分后，每个被分离良好的组分对应一个 正态分布的色谱峰曲线。描述色谱峰的参数主要 有四个：色谱峰的位置、宽度、高度、峰形。
第19章色谱概论1
色谱流出曲线的意义： 色谱流出曲线的意义： 色谱峰数—样品中单组份的最少个数； 色谱峰数 样品中单组份的最少个数； 样品中单组份的最少个数 色谱保留值——定性依据； 定性依据； 色谱保留值 定性依据 色谱峰高或面积——定量依据； 定量依据； 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 色谱柱分离效能评价指 色谱保留值或区域宽度 标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依 固定相或流动相选择是否合适的依 色谱峰间距 据。
γ 2 ,1 =
t ' R2 t ' R1
相对保留值只与柱温及固定相性质有关，是色谱中广 相对保留值只与柱温及固定相性质有关， 泛使用的定性数据。 泛使用的定性数据。 定性数据 在多元混合物分析中，通常选择最难分离的物质对， 在多元混合物分析中，通常选择最难分离的物质对， 选择性因子separation factor （α） 将它们的相对保留值称为选择性因子 将它们的相对保留值称为选择性因子 α>1
色谱柱的分离效果（柱效）可以用塔板数和塔板高度来 色谱柱的分离效果（柱效）可以用塔板数和塔板高度来 塔板数 表示。 表示。
理论塔板数n 有效塔板数： 1．理论塔板数n／有效塔板数：
t t n = 5.54( R ) 2 = 16( R ) 2 w1/ 2 w n有效 t 'R 2 t 'R 2 = 5.54( ) = 16( ) w1/ 2 w
a. 死时间 死时间dead time(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。由于该物质不与固定相作用， 到出现峰极大值时的时间。由于该物质不与固定相作用， 其流速与流动相的流速相近。 其流速与流动相的流速相近。
b. 保留时间 保留时间retention time tR：
色谱概论(2011年9月)10-11-1
2．基线、噪音和漂移
基线（ baseline) ： 当没 有待测 组 分进入检测器时，反映检测器噪 音随时间变化的曲线（稳定—平直
直线）
噪音：仪器本身所固有的，以噪音 带表示（仪器越好，噪音越小）
漂移：基线向某个方向稳定移动
（仪器未稳定造成）
3．保留值：色谱定性参数 (时间参数，体积参数)
▪ 保出现留浓时度间极(re大te点nt时ion所ti需me时，间tR，):从即进组样分开通始过到色组谱柱分 所需要的时间
W 4 W 1.699W1 2
✓ 注：除了用于衡量柱效，还可以计算峰面积
图示
W1 2 2.355 W 4
W 1.699W1 2
5.分离参数
W1
(W1 W2 )
续前
6．相平衡参数
分配系数K（平衡常数，partition coefficient）：指在一定温度 和压力下，组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与 流动相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）
1．流出曲线和色谱峰
流出曲线（色谱图chromatogram ）：电信号强度随时间变 化曲线
色谱峰：流出曲线上突起部分
续前
色谱峰
正常峰（对称）——fs在0.95~1.05之间
非正常峰 前沿峰 ——fs小于0.95 拖尾峰 ——fs大于1.05
对称因子(sysmmetry factor)
(拖尾因子,T) f s W0.05h 2A ( A B) 2A
气相色谱(GC)
经典柱色谱
经典液相色谱法TLC
PC
液相色谱（LC）
现代液相色谱法：HPLC等
续前
2．按固定相的固定方式分：
柱色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱 纸色谱
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（三）按色谱过程的分离机制分类
按色谱过程的分离机制可将色谱法分为：吸附色谱法、 分配色谱法、体积排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱 法及毛细管电色谱法等类别。
吸附色谱法：其分离主要是基于组分在固态吸附剂表面 吸附能力的差异。固定相吸附作用强的组分的色谱保留时间 会较长，反之会有较短的保留时间。
分配色谱法：固定相为液态，利用样品组分在固定相与 流动相中的溶解度不同，引起分配系数的差别而分离。流动 相的极性大于固定相的极性的液相色谱法，称为反相色谱法， 常用于极性组分的分离；反之，称为正相色谱法，常用于非 极性组分的分离。
二、色谱法的发展
1931 年德国的化学家库恩重复了茨维特的某些实验， 用氧化铝和碳酸钙分离了α-、 β -和，γ - 胡萝卜素，此后 用这种方法分离了60 多种此类色素。
英国科学家Martin 和Syng 在1940 年提出液-液色谱 法，即固定相是吸附在硅胶上的水，流动相是某种有机溶 剂。1941 年，Martin 和Synge 提出用气体代替液体作流 动相的可能性，11 年之后，James 和Martin 提出了从理 论到实践较完整的气-液色谱方法，从而获得了1952 年的 诺贝尔化学奖。
二、色谱法的缺点 1 . 对所分析对象的鉴别力是较差的。 2 . 一般来说色谱的定性分析是靠保留值定性，但在一定的
色谱条件下，一个保留值可能对应多个化合物。
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。
在此基础上，1957 年，Golay开创了开管柱气相色谱 法，习惯上称为毛细管柱气相色谱法。
1956 年，Van Deemter在前人研究的基础上发展了 描述色谱过程的速率理论，1965 年，Giddings 总结和发 展了前人的理论，为色谱的发展奠定了理论基础。
另一方面早在1944 年，Consden 等发展了纸色合剂制作薄 层板，使薄层色谱法（TLC ）得以实际应用，而在1956 年，Stahl 发明出涂布器之后，才使TLC 得到广泛应用。
进行制备分离的特点，多维色谱，可用于药物、蛋白质、 多肽结构测定，并使整个操作完全自动化，这是21 世纪色 谱分析的发展方向之一。
第二节 色谱法与其他方法的比较和配合
一、色谱法的特点和优点
（一）色谱法的特点 色谱法是以其高超的分离能力为特点，它的分离效能远远
高于其他分离技术如蒸馏、萃取、离心等方法。 （二）色谱法的优点 1 ．分离效能高。30-50m的毛细管气相色谱柱可以到每米
三、色谱法的现状和未来
色谱法是分析化学领域中发展最快、应用最广的分析 方法之一。这是因为现代色谱法具有分离与分析两种功能， 能排除组分间的相互干扰，逐个将组分进行定性、定量分 析，而且还可制备纯组分。
高效液相色谱近年来以6 ％-8 ％的速度增长，其中较
活跃的领域是离子色谱、疏水作用色谱、手性分离及反相 色谱。HPLC 除具有GC 的优点外，还具有应用面广，可
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 2 色谱法与其他方法的比较和配合 3 色谱法的定义与分类
第一节 色谱法的发展史
一、色谱法的出现
1906 年，俄国植物学家茨维特 在研究植物叶子的组成时，用碳酸钙 作吸附剂装于玻璃柱中，石油醚萃取 液倒到管中的碳酸钙上，萃取液中的 色素就吸附在管内上部的碳酸钙里， 再形用成纯3 种净颜的色石的油5醚个洗色其色谱他脱带法方被与法。吸色的当谱比附时法较的与和茨色其配维他合素方法的比较和配合 特把这种色带叫做“色谱”，把玻璃 管称为色谱柱，碳酸钙称为固定相 ， 冲洗剂石油醚称为流动相。把茨维特 开创的方法称为液-固色谱法，不仅 用于有色物质的分离，而且大量用于 无色物质的分离。色谱的“色”字虽 已失去原有意义，但色谱名词仍沿用 至今。
3000多理论板数的柱效。 2 ．应用范围广。几乎用于所有化合物的分离和测定。 3 ．分析速度快，一般在几分钟到几十分钟就可完成一次复
杂样品的分离和分析。 4 ．样品用量少。 5 ．灵敏度高，如气相色谱可以分析几纳克的样品。 6 ．分离和测定一次完成。可以和多种波谱分析仪器联用。 7 ．易于自动化，可在工业流程中使用。
在20 世纪60 年代末把高压泵和化学键合相用于液相 色谱，出现了高效液相色谱法（HPLC ）。
20 世纪80 年代初超临界流体色谱（SFC ) 兴起。而 在20 世纪90 年代毛细管区带电泳（ CZE ）得到广泛应用。 同时集HPLC 和CZE 优点的毛细管电色谱在20 世纪90 年 代后期受到关注。
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。
（二）按操作形式
按操作形式可分为柱色谱法、平面色谱法及逆流分配等 类别。
1 . 柱色谱法 柱色谱法将固定相装在色谱柱里，色谱过程在色谱柱内 进行。 按色谱柱粗细，可分为一般柱色谱法、毛细管柱色谱法 及微填充柱色谱法等类别。 气相色谱法与高效液相色谱法及超临界流体色谱法等属 于柱色谱法范围。 2. 平面色谱法 平面色谱法是色谱过程在固定相构成的平面层内进行的 色谱法，又分为纸色谱法、薄层色谱法及薄膜色谱法等。 用滤纸作固定液载体的色谱法称为纸色谱法。 将固定相铺在玻璃板或铝箔板上，构成一定厚度的薄层 板，用这种薄层板进行分离分析的方法称为薄层色谱法。薄 膜色谱法与薄层色谱法类似，主要区别是它的固定相是用高 分子材料制成的薄膜。