第八章色谱分析基础
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高效液相色谱法
第八章高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatograph)第一节概述（Generalization）以高压液体为流动相的液相色谱分析法称高效液相色谱法（HPLC）。
HPLC是20世纪70年代初发展起来的一种新的色谱分离分析技术。
具有分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快、适用范围广（样品不需气化，只需制成溶液即可）的特点，适用于高沸点、热不稳定有机及生化试样的分离分析。
HPLC基本方法是用高压泵将具有一定极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂泵入装有填充剂的色谱柱，经进样阀注入的样品被流动相带入色谱柱内进行分离后依次进入检测器，由记录仪、或数据处理系统记录色谱信号再进行数据处理而得到分析结果。
高效液相色谱法按固定相不同可分为液－液色谱法和液－固色谱法；按色谱原理不同可分为分配色谱法（液－液色谱）和吸附色谱法（液－固色谱）等。
目前，化学键合相色谱应用最为广泛，它是在液－液色谱法的基础上发展起来的。
将固定液的官能团键合在载体上，形成的固定相称为化学键合相，具有固定液不易流失的特点，一般认为有分配与吸附两种功能，常以分配作用为主。
C18（ODS）是最常使用的化学键合相。
根据固定相与流动相极性的不同，液-液色谱法又可分为正相色谱法和反相色谱法，当流动相的极性小于固定相的极性时称正相色谱法，主要用于极性物质的分离分析；当流动相的极性大于固定相的极性时称反相色谱法，主要用于非极性物质或中等极性物质的分离分析。
《中国药典》中有50种中成药的定量分析采用HPLC法，在中药制剂分析中，大多采用反相键合相色谱法。
一、高效液相色谱法的特点目前经典LC主要用于制备，若用于分析则采用脱机或非连续检测。
经典LC填料缺陷，通常是填料粒度大、范围宽、不规则，不易填充均匀，扩散和传质阻力大，谱带展宽加大。
它存在致命弱点：速度慢、效率低和灵敏度低。
HPLC填料（高效固定相）颗粒细、直径范围窄、能承受高压。
《色谱分析基础》课件
薄层色谱法：利用薄层色谱技术， 分离和分析液体和固体混合物
色谱分析的原理
色谱分析是一种分离和鉴定混合物的方法 原理：利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，实现分离 色谱分析包括气相色谱和液相色谱两种类型 气相色谱适用于分析挥发性物质，液相色谱适用于分析非挥发性物质
色谱柱的选择和使用
色谱柱类型： 填充柱、毛细 管柱、微板柱
法
样品保存：选 择合适的保存 方法和保存条
件
样品预处理： 包括样品的粉 碎、研磨、过
筛等
样品提取：选 择合适的提取 方法和提取条
件
样品净化：去 除样品中的杂 质和干扰物质
样品浓缩：将 提取液浓缩至 适宜的浓度进
行色谱分析
进样技术
进样方式：手动进样、自动进样 进样量：根据样品浓度和检测需求确定 进样时间：根据仪器性能和样品性质确定 进样温度：根据样品性质和检测需求确定
检测：选择合适的检 测器，如紫外检测器、 荧光检测器等，检测 样品的响应信号
添加标题
数据处理：对检测信 号进行数据处理，如 峰面积、保留时间等， 得到样品的定性和定 量结果
实验结果和数据分析
实验结果：色谱图中的峰高、峰面积、保留时间等参数 数据分析：通过峰高、峰面积、保留时间等参数进行定性和定量分析 结果解释：根据分析结果，对样品进行定性和定量分析 数据处理：对实验数据进行处理，如平滑、基线校正等 结果报告：撰写实验报告，包括实验方法、结果、讨论和结论等
施
实验结束后， 及时清理实验 现场，确保实
验室整洁
仪器设备安全防范措施
确保仪器设备接地良好，避免静电 干扰
操作仪器设备时，应佩戴防护眼镜 和手套等防护用品
添加标题
添加标题
第八章色谱分析基础
2019/2/19
3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配 平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两 相间分配达到平衡时的质量比：
组分在固定相中的质量 ms k 组分在流动相中的质量 mM
分配比也称：
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
气液(液液)两相间的反复多次分配过程。
2019/2/19
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，被固定 相溶解或吸附; 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; 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; 随着载气的流动，溶解、 挥发，或吸附、脱附的过程反 复地进行。 （动画）
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。 2. 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。
3. 分配比可以由实验测得。
2019/2/19
4. 容量因子与分配系数的关系
MS VS M V c V K k S S s S Mm M S cm Vm Vm Vm
滞留因子（retardation factor）： RS uS
u
us：组分在分离柱内的线速度；u：流动相在分离柱内的线 速度；滞留因子RS也可以用质量分数ω表示：
RS ms ms m M 1 1 m 1 k 1 s mM
若组分和流动相通过长度为 L 的分离柱，需要的时间分 别为tR和tM，则：
fundamental of chromatograph theory
3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配 平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两 相间分配达到平衡时的质量比：
组分在固定相中的质量 ms k 组分在流动相中的质量 mM
分配比也称：
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
气液(液液)两相间的反复多次分配过程。
2019/2/19
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，被固定 相溶解或吸附; 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; 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; 随着载气的流动，溶解、 挥发，或吸附、脱附的过程反 复地进行。 （动画）
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。 2. 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。
3. 分配比可以由实验测得。
2019/2/19
4. 容量因子与分配系数的关系
MS VS M V c V K k S S s S Mm M S cm Vm Vm Vm
滞留因子（retardation factor）： RS uS
u
us：组分在分离柱内的线速度；u：流动相在分离柱内的线 速度；滞留因子RS也可以用质量分数ω表示：
RS ms ms m M 1 1 m 1 k 1 s mM
若组分和流动相通过长度为 L 的分离柱，需要的时间分 别为tR和tM，则：
fundamental of chromatograph theory
色谱理论
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，以特制的离子交换树脂 为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
(3)其他色谱方法
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 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
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。
气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
分配比与保留值的关系
t r t0 t V k t0 t0 V0
' r
' r
色谱流出曲线的意义：
色谱峰数代表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。
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。
容量因子与分配系数的关系
MS VS M V c V K k S S s S Mm M S cm Vm Vm Vm
式中β为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
容量因子越大，保留时间越长。 VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积；
第八章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
第一节 色谱法概述 generalization of chromatograph analysis
一、 色谱法的特点、分类和应用 characteristic ,classification application of chromatograph 二、气相色谱分离过程
(3)其他色谱方法
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 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
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。
气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
分配比与保留值的关系
t r t0 t V k t0 t0 V0
' r
' r
色谱流出曲线的意义：
色谱峰数代表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。
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。
容量因子与分配系数的关系
MS VS M V c V K k S S s S Mm M S cm Vm Vm Vm
式中β为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
容量因子越大，保留时间越长。 VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积；
第八章 色谱分析基础
fundamental of chromatograph analysis
第一节 色谱法概述 generalization of chromatograph analysis
一、 色谱法的特点、分类和应用 characteristic ,classification application of chromatograph 二、气相色谱分离过程
色谱分析部分习题
B、尽量使标准与样品浓度相近
C、不需考虑检测线性范围
D、进样量尽量保持一致
19、下列情形中不适宜使用“外标法”定量分析的是( )
A、样品中有的组分不能检出
B、样品不能完全分离
C、样品待测组分多
D、样品基体较复杂
20、下列情形中不是色谱定量分析方法“内标法”的优点是( )
A、定量分析结果与进样量无关
B、不要求样品中所有组分被检出
44、已知某组分经色谱柱分离所得峰的峰底宽为 40s，保留时间为 400s，而色谱柱长为 1.00m，则此色谱柱
的理论塔板高度为（ ）
A、0.0625mm
B、0.625mm
C、0.0625m
D、0.625m
45、下列哪种方法不是提高分离度的有效手段（ ）
A、增大理论塔板数
B、增大理论塔板高度
C、增大 k’
4
(1)分配容量 k
(2)死体积
(3)调整保留体积
(4)分配系数 K
(5)有效塔板数 (6)有效塔板高度
2、有 A、B 两组分，组分 A 的调整保留时间为 62s，组分 B 的调整保留时间为 71.3s，要使 A、B 两组分
完全分离，所需的有效塔板数是多少？如果有效塔板高度为 0.2cm，应使用多长的色谱柱。
3、下列保留参数中完全体现色谱柱固定相对组分滞留作用的是( )
A、死时间
B、保留时间
C、调整保留时间
D、相对保留时间
4、色谱保留参数“死时间”的正确含义是( )
A、载气流经色谱柱所需时间
B、所有组分流经色谱柱所需时间
C、待测组分流经色谱柱所需时间 D、完全不与固定相作用组分流经色谱柱所需时间
5、色谱峰的区域宽度用于色谱柱效能的评价，下列参数不属于区域宽度的是( )
色谱分析法理论基础
（1）用时间表示的保留值（二）_
调整保留时间 t ‘的R：保指留扣时除间了，死如时图间中 的A'B。
即：t'R = tR－ tM
注意：当固定相一 定，在确定的实验条 件下，任何物质都有 一定的保留时间，它 是色谱分析法的基本 参数。
（2）用体积表示的保留值
保留体积VR：指从进样 到柱后出现待测组分浓 度极大值时所通过的载 气体积。
区域宽度（三）
（3）峰基宽度Wb：即通 过流出曲线的拐点所作的 切线在基线的截距，如图 I J所示。 Wb与σ的关系：
Wb ＝4σ
7.2.2 色谱法中的主要参数和关系式
分配系数Kp和容量因子K '
（1）分配系数Kp：定温定压下物质在固定相和流动相中的 浓度比。 KP＝[A]s / [A]m （s－固定相； m－流动相）
• R＝ 0.59R'
7.2.5 分离效率的表示方法－分离度（四）
关于R、n有效、r2.1、H有效、L柱长间关系如下：
R= r 2.1 1
r 2.1
n有效 16
n有效＝16R2
r
r 2.1 2.1
1
2
L＝16R2
r 2.1 2 r 2.1 1
H有效
H有效=L / n有效
对于一定的色谱柱和一定的难分离物质对，在一定
❖扩散的严重与否，关键是取决于流动相的线速 度。
7.2.4 影响色谱柱效能的因素 ——速率理论（五）
C － 固定相传质阻力项 D － 流动相传质阻力项 (非平衡状态作用)
此两项对色谱峰的影响均与流速成正比。在流速很 高的情况下，由于没有足够的时间建立平衡，偏离更为 严重。
对于一定的色谱体系，速率方程中A、B、C、D其 值为一定。速率方程描述了流动相的平均线速度对柱 效能的影响。
第八章色谱分析基础-资料
与适当的柱后检测方
法结合，实现混合物中各
组分的分离与检测。 两相及两相的相对运 动构成了色谱法的基础
（动画）
2019/11/15
2.色谱法分类
(1)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； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2019/11/15
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
2019/11/15
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的 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。 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: 由 担体和固定液所组成。 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: 吸附与脱附的不断重复过程； 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。
关系为：
c
c0
(t tR )2
e 2σ2
σ 2π
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。
2019/11/15
选择内容：
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
第二节 色谱理论基础
fundamental of chromatograph theory
2019/11/15
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，被固定相
第八章 色谱分析基础 第三节 色谱理论基础
第八章 色谱分析基础
第三节 色谱理论基础
一、塔板理论 二、速率理论 三、分离度
21:08:10
色谱理论
色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和动 力学问题。即影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径，柱 效与分离度的评价指标及其关系。 组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？ 组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制； （组分和固定液的结构和性质） 色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制； （两相中的运动阻力，扩散） 两种色谱理论：塔板理论和速率理论；
(t 'R ( 2 ) t 'R (1) 1) t 'R (1) Wb
( r21 1) n有效 Wb r21 16
Hale Waihona Puke n有效r21 2 16 R ( ) r21 1
2 2
r21 2 L 16 R ( ) H 有效 r21 1
21:08:10
讨论：
（1）分离度与柱效n有效
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综
合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素； 区域宽度──色谱过程的动力学因素。 色谱分离中的四种情况如图所示：
21:08:10
讨论：
色谱分离中的四种情况的讨论： ① 柱效较高（峰较窄），△K(分配系数)较大，完全分离； ② △K不是很大，柱效较高（峰较窄），基本上完全分离； ③ 虽△K较大，但柱效较低（峰宽），分离效果不好；
21:08:10
3.速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。 (2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载 气流速可提高柱效。
第三节 色谱理论基础
一、塔板理论 二、速率理论 三、分离度
21:08:10
色谱理论
色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和动 力学问题。即影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径，柱 效与分离度的评价指标及其关系。 组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？ 组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制； （组分和固定液的结构和性质） 色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制； （两相中的运动阻力，扩散） 两种色谱理论：塔板理论和速率理论；
(t 'R ( 2 ) t 'R (1) 1) t 'R (1) Wb
( r21 1) n有效 Wb r21 16
Hale Waihona Puke n有效r21 2 16 R ( ) r21 1
2 2
r21 2 L 16 R ( ) H 有效 r21 1
21:08:10
讨论：
（1）分离度与柱效n有效
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综
合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素； 区域宽度──色谱过程的动力学因素。 色谱分离中的四种情况如图所示：
21:08:10
讨论：
色谱分离中的四种情况的讨论： ① 柱效较高（峰较窄），△K(分配系数)较大，完全分离； ② △K不是很大，柱效较高（峰较窄），基本上完全分离； ③ 虽△K较大，但柱效较低（峰宽），分离效果不好；
21:08:10
3.速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。 (2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载 气流速可提高柱效。
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调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM （动画）
2021/1/1
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： VR = tR×F0
F0为柱出口处的载气流量， 单位：m L / min。
死体积（VM）：
VM = tM ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V R＇ = VR －VM
2021/1/1
（动画）
3. 相对保留值r21
组分2与组分1调整保留值之比：
r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1
相对保留值只与柱温 和固定相性质有关，与其 他色谱操作条件无关，它 表示了固定相对这两种组 分的选择性。
2021/1/1
4. 区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参 数，有三种表示方法：
（1）标准偏差()：即0.607倍
2021/1/1
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，被固定相
溶解或吸附;
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;
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;
随着载气的流动，溶解、挥
发，或吸附、脱附的过程反复
地进行。
（动画）
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
2021/1/1
5. 色谱流出曲线的数学描述
色谱峰为正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的
关系为：
c
c0
e(t2σtR2)2
σ 2π
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。
2021/1/1
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、 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：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
K 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 ccMs度 度
2021/1/1
3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配 平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两 相间分配达到平衡时的质量比：
k
分配比也称：
组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的质 质mmM 量 s量
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
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。
2021/1/1
3.色谱法的特点
（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
（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。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
2021/1/1
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的 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。 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: 由 担体和固定液所组成。 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: 吸附与脱附的不断重复过程； 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。
2021/1/1
结束
tR
uS
;
由以上各式，可得： tR = tM(1+k)
L tMu
k tR tM tR'
tM
tM
2021/1/1
三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组
分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；
死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间；
2021/1/1
选择内容：
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
第二节 色谱理论基础
fundamental of chromatograph theory
第三节 色谱定性、定量方法
qualitative and quantitative analysis in chromatograph
2021/1/1
液相色谱
(2)液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 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，以特制的离子交换树脂
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
2021/1/1
(3)其他色谱方法
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 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
第八章色谱分析基础
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
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： 色谱原型装置，如图。 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。 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 （动画） 体（气体或液体），称为流动相。
分配系数是色谱分离的依据。
2021/1/1
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。
Vm
cm Vm
式中β为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
容量因子越大，保留时间越长。
VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
2021/1/1
5. 分配比与保留时间的关系
滞留因子（retardation
factor）：
RS
uS u
us：组分在分离柱内的线速度；u：流动相在分离柱内的线
速度；滞留因子RS也可以用质量分数ω表示：
RS
ms 1
msmM 1ms
1 1k
mM
若组分和流动相通过长度为L的分离柱，需要的时间分
别为tR和tM，则：
L
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。
2.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。
3. 分配比可以由实验测得。
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4. 容量因子与分配系数的关系
k MS
MS VS
VS
cs
VS
K
Mm
MS Vm
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（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： VR = tR×F0
F0为柱出口处的载气流量， 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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（动画）
3. 相对保留值r21
组分2与组分1调整保留值之比：
r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1
相对保留值只与柱温 和固定相性质有关，与其 他色谱操作条件无关，它 表示了固定相对这两种组 分的选择性。
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4. 区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参 数，有三种表示方法：
（1）标准偏差()：即0.607倍
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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，被固定相
溶解或吸附;
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;
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;
随着载气的流动，溶解、挥
发，或吸附、脱附的过程反复
地进行。
（动画）
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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5. 色谱流出曲线的数学描述
色谱峰为正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的
关系为：
c
c0
e(t2σtR2)2
σ 2π
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。
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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、 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：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
K 组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 ccMs度 度
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3.分配比 （partion radio）k
在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配 平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两 相间分配达到平衡时的质量比：
k
分配比也称：
组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中的 的质 质mmM 量 s量
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
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。
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3.色谱法的特点
（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
（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。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
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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。 填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的 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。 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: 由 担体和固定液所组成。 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: 吸附与脱附的不断重复过程； 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。
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结束
tR
uS
;
由以上各式，可得： tR = tM(1+k)
L tMu
k tR tM tR'
tM
tM
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三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组
分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间；
死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间；
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选择内容：
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
第二节 色谱理论基础
fundamental of chromatograph theory
第三节 色谱定性、定量方法
qualitative and quantitative analysis in chromatograph
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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）。 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，以特制的离子交换树脂
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
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(3)其他色谱方法
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 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
第八章色谱分析基础
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
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： 色谱原型装置，如图。 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。 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 （动画） 体（气体或液体），称为流动相。
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。
Vm
cm Vm
式中β为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
容量因子越大，保留时间越长。
VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
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5. 分配比与保留时间的关系
滞留因子（retardation
factor）：
RS
uS u
us：组分在分离柱内的线速度；u：流动相在分离柱内的线
速度；滞留因子RS也可以用质量分数ω表示：
RS
ms 1
msmM 1ms
1 1k
mM
若组分和流动相通过长度为L的分离柱，需要的时间分
别为tR和tM，则：
L
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。
2.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。
3. 分配比可以由实验测得。
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4. 容量因子与分配系数的关系
k MS
MS VS
VS
cs
VS
K
Mm
MS Vm