色谱分析法导论
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仪器分析学习 第6章 色谱法导论-气相色谱
精选ppt
* 用时间表示 单位: s或cm
（1）保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点
时所经历的时间(O´B)
（2）死时间
t 0
不被固定相吸附或溶解的气体（如：空
* 用体积表示 单位：mL
（1）保留体积 VR
从进样开始到出现峰极大所通过的
载气体积。 VR=tRF0 F0:柱出口处载气流速 mL/min
精选ppt
2）评价柱效的参数
理论塔板数(n)
n5.5(4tR )21(6tR)2
W 1/2
W
理论塔板高度（H） 有效理论塔板数
H L n
n有效 5.54 (W tR '1
)2
16 (tR ' )2 W
2
有效理论塔板高度
注意事项：
L H 有效 n有效
（1）n大，柱效高，分离好，前提是两组分分配系数K应有差
H A B /u C gu C luA B /u Cu
由此可知:流动相线速u一定时，仅在A、B、C较小时，塔板高 度H才能较小，柱效才较高；反之柱效较低，色谱 峰将展宽。
这一方程对选择色谱分离条件具有实际指导意义，它指出 了色谱柱填充的均匀程度，填料颗粒的大小，流动相的种 类及流速，固定相的液膜厚度等对柱效的影响。
3) 塔板之间无分子扩散（忽略试样 的纵相扩散）
4) 组分在所有塔板上的分配精选系ppt 数保 持常数
精馏塔示意图
精选ppt
2、塔板理论之推导结论
1) 当组分进入色谱柱后，在每块塔板上进行两相间的分配， 塔板数越多，组分在柱内两相间达到分配平衡的次数也越 多，柱效越高，分离就越好。
n L H
n50 流出曲线呈基本对称的峰形； 当 n 达 103－106 流出曲线趋近于正态分布；
* 用时间表示 单位: s或cm
（1）保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点
时所经历的时间(O´B)
（2）死时间
t 0
不被固定相吸附或溶解的气体（如：空
* 用体积表示 单位：mL
（1）保留体积 VR
从进样开始到出现峰极大所通过的
载气体积。 VR=tRF0 F0:柱出口处载气流速 mL/min
精选ppt
2）评价柱效的参数
理论塔板数(n)
n5.5(4tR )21(6tR)2
W 1/2
W
理论塔板高度（H） 有效理论塔板数
H L n
n有效 5.54 (W tR '1
)2
16 (tR ' )2 W
2
有效理论塔板高度
注意事项：
L H 有效 n有效
（1）n大，柱效高，分离好，前提是两组分分配系数K应有差
H A B /u C gu C luA B /u Cu
由此可知:流动相线速u一定时，仅在A、B、C较小时，塔板高 度H才能较小，柱效才较高；反之柱效较低，色谱 峰将展宽。
这一方程对选择色谱分离条件具有实际指导意义，它指出 了色谱柱填充的均匀程度，填料颗粒的大小，流动相的种 类及流速，固定相的液膜厚度等对柱效的影响。
3) 塔板之间无分子扩散（忽略试样 的纵相扩散）
4) 组分在所有塔板上的分配精选系ppt 数保 持常数
精馏塔示意图
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2、塔板理论之推导结论
1) 当组分进入色谱柱后，在每块塔板上进行两相间的分配， 塔板数越多，组分在柱内两相间达到分配平衡的次数也越 多，柱效越高，分离就越好。
n L H
n50 流出曲线呈基本对称的峰形； 当 n 达 103－106 流出曲线趋近于正态分布；
色谱分析法
组分在固定相中的质量 k 组分在流动相中的质量
分配比又称容量因子。
2013-7-1 色谱分析法导论 10
分配系数和分配比值决定于组分及固定相热力学性质。除 了与温度、压力有关外，还与流动相及固定相的性质有关。
分配比k与分配系数K的关系为：
MS VS MS VS cs VS k K/ Mm MS V cm Vm m Vm
2013-7-1
色谱分析法导论
8
（一） 分离原理
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。
14
5. 分配系数 K 与保留值的关系
VR ＝K Vs 将反映色谱行为的保留值与反映热力学性质的分配系 数K直接联系起来。
6. 分配比 k 与保留值的关系
tR tM t k R tM tM
tR＝ tM（1＋ k ）
k 是衡量色谱柱对组分保留能力的参数， k值越大， 保留时间越长。
2013-7-1
20
二、速率理论
速率理论方程式（也称范弟姆特方程式）:
B H A Cu u
H：理论塔板高度，u：流动相的线速度(cm/s)
A、B、C为常数，分别代表涡流扩散项、分子扩散
项系数和传质阻力项系数。
（1956年荷兰学者van Deemter（范第姆特）等在研究气 液色谱时提出。该理论模型对气相、液相色谱都适用。）
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
2013-7-1 色谱分析法导论 17
色谱分析法导论
第14章色谱分析法导论【14-1】在仪器分析中，色谱的独特特点是什么？答：具有能同时进行分离和分析的特点。
【14-2】导致谱带展宽的因素有哪些？【14-3】哪些参数可以改进色谱分离的分离度以及怎样在色谱图上测定这些参数？【14-4】影响选择性因子的参数有哪些？【14-5】如何控制和调节容量因子？【14-6】色谱柱效n由哪些因素决定？如何提高柱效？答：根据速率理论，影响n的因素有：（1）固定相，包括固定相的粒径、填充均匀程度、固定液种类、液膜厚度等。
（2）流动相，包括流动相的种类、组成、流速（3）柱温。
提高柱效的方法有：（1）优化流动相组成、流速及柱温来优化柱效。
（2）增大柱长可以增加理论塔板数，但会使分析时间增长。
（3）降低塔板高度H。
【14-7】色谱定量分析中，为什么要定量校正因子？校正因子有几种表示方法？实验中如何测定定量校正因子？【14-8】已知某色谱峰的半峰宽为4.708mm，求此色谱峰的峰底宽。
答：8.000mm【14-9】组分A，B在某气液色谱柱上的分配系数分别为495和467。
试问在分离时哪个组分先流出色谱柱？答：根据分配系数的定义：，K值表示组分与固定相作用力的差异，K值大，说明组分与固定相的亲和力越大，其在柱中滞留的时间长。
由于A组分的分配系数大于B组分，因此B组分先流出色谱柱。
【14-10】组分A从色谱柱流出需15.0min，组分B流出需25.0min，而不被色谱柱保留的组分P流出色谱柱需2.0min。
问:（1）B组分相对于A组分的相对保留时间是多少?（2）A组分相对于B的相对保留时间是多少?（3）组分A在柱中的容量因子是多少?（4）组分A通过流动相的时间占通过色谱柱的总时间的百分之几？（5）组分B通过固定相上平均停留时间是多少?解：（1）=(25.0-2.0)/(15.0-2.0)=17.7（2）=(15.0-2.0)/(25.0-2.0)=0.57（3）=(15.0-2.0)/2.0=6.5（4）2.0/15.0×100%=13.3%（5）=25.0-2.0=23.0min【14-11】已知某组分峰的峰底宽为40s，保留时间为400s，（1）计算此色谱柱底理论塔板数；（2）若柱长为1.00m，求此理论塔板高度。
第15章-色谱分析法导论
k mS mM
k 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的
容量大，因此又称分配容量。 它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。
k 值也取决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。
23
3、分配系数和分配比之间的关系
k cSVS cMVM
17
§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相） 色谱柱
色带
2
植物色素分离图示
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个 词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
2）死时间( tM )： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。
因为这种物质不被固定相吸附 或溶解，故其流动速度将与流动相 的流动速度相近。
测定流动相平均线速度u0时， 可用柱长 L 与 tM 的比值计算。
uu0 L tM
29
3）调整保留时间( tR ' )：
tR' = tR － tM
30
k 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的
容量大，因此又称分配容量。 它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。
k 值也取决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。
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3、分配系数和分配比之间的关系
k cSVS cMVM
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§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相） 色谱柱
色带
2
植物色素分离图示
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个 词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
2）死时间( tM )： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。
因为这种物质不被固定相吸附 或溶解，故其流动速度将与流动相 的流动速度相近。
测定流动相平均线速度u0时， 可用柱长 L 与 tM 的比值计算。
uu0 L tM
29
3）调整保留时间( tR ' )：
tR' = tR － tM
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色谱分析
四、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成。以填充柱为例
填充柱类型 气固(液固)色谱 固定相
气液(液液)色谱
多孔性的固体吸附剂颗粒 由担体和固定液所组成
分离机理
固体吸附剂对试样中各组 固定液对试样中各组分 分的吸附能力的不同 的溶解能力的不同
吸附与脱附的不断重复 溶解与挥发的不断重复
分离过程
五、色谱流出曲线（色谱图）及有关术语
5）流动相以不连续方式加入，即以
一个一个的塔板体积加入。
2、塔板分离过程
3 、柱效能指标
对于一个色谱柱来说，其分离能力（叫柱 效能）的大小主要与塔板的数目有关，塔板数 越多，分配次数越多，分离效果越好，柱效能
越高。
色谱柱的塔板数可以用理论塔板数和有效
塔板数来表示。
（1）理论塔板数n
对于一个柱子来说，其理论塔板数可由下式计算：
5. 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不能瞬间达 到平衡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。 (3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。 阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。 (4) 各种因素相互制约，选择最佳条件，才能使柱效达到 最高。
传质阻力导致C ↑，H ↑ ，n ↓分离变差 。 C与扩散系 数、液膜厚度等有关
4. 载气流速与柱效-最佳流速
载气流速高时，传质阻力项 是影响柱效的主要因素
载气流速低时，分子扩散项成 为影响柱效的主要因素
H – u 曲线与最佳流速
由于流速对这两项完全相反的作用，以塔板高度H对载气流速
色谱法导论PPT课件
色谱法的应用领域
01
02
03
04
化学分析
色谱法广泛应用于化学分析领 域，用于分离和测定复杂有机 化合物、无机离子和金属配合 物等。
生物医药
在生物医药领域，色谱法用于 分离和纯化生物分子、药物成 分以及检测药物残留等。
环境监测
在环境监测领域，色谱法用于 检测空气、水和土壤中的有害 物质，如有机污染物、重金属 等。
新型硅胶基质固定相
硅胶基质固定相具有良好的热稳定性和化学稳定性， 可用于分离各种极性化合物。
新型聚合物固定相
聚合物固定相具有高选择性、高柱效和良好的耐受性， 可用于分离复杂样品。
新型手性固定相
手性固定相可用于拆分光学异构体，为手性化合物的 分离提供了新的解决方案。
色谱仪器的发展
高效液相色谱仪
高效液相色谱仪具有高分离效能、高灵敏度和广 泛应用的特点，已成为色谱分析的重要手段。
食品成分分析
色谱法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、蛋白 质、糖类等，以评估食品的质量和营养价值。
食品添加剂检测
色谱法用于检测食品中添加剂的含量，确保食品的 安全性和合规性。
食品污染物检测
色谱法用于检测食品中的污染物，如农药残留、重 金属等，保障食品安全和消费者健康。
在环境监测中的应用
01
空气污染物的分离 与测定
食品工业
在食品工业中，色谱法用于检 测食品中的添加剂、农药残留 和营养成分等。
02
色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法通过流动相和固定相之 间的相互作用，使不同组分在 固定相和流动相之间的分配系 数不同，从而实现各组分的分 离。
分配系数
各组分在固定相和流动相之间 的分配系数决定了它们在色谱 分离中的行为。分配系数越大 ，组分在固定相上的保留越强 ，越难以被洗脱。
色谱分析法导论课件
检测原理基于物质与 检测器之间的相互作 用，如热导、光吸收、 荧光等。
定量原理
通过比较标准品和样品的色谱峰面积或峰高进行定量。
01
02
标准品和样品需在同一条件下进行分析，以获得准确的定量结果。
定量方法包括外标法和内标法，选择合适的定量方法可以提高
03
分析准确度。
03
色谱分析法的分类
按固定相的状态分类
实验操作步骤
色谱柱的安装与条件设置
流动相的准备与泵的操作
样品的处理与进样
检测器的操作与数据采集
按照操作规程正确安装色谱柱， 并根据实验需求设置色谱柱的 温度、压力等条件。确保色谱 柱的稳定性和分离效果。
根据实验方案准备适量的流动 相，并按照操作规程启动泵， 调整流动相的流速和组成。确 保流动相的稳定性和均匀性。
实验环境设置
根据实验需求，设置实验室温度、湿度等环境条件，确保 实验过程中环境因素的一致性和稳定性。
仪器设备检查
检查色谱仪、检测器、泵等设备是否正常工作，确保仪器 处于良好状态。同时，对仪器进行必要的校准和调整，以 保证实验结果的准确性。
安全措施准备
根据实验中可能存在的安全隐患，准备必要的安全防护措 施，如佩戴防护眼镜、手套等，确保实验人员的安全。
环境监测
在环境监测中，色谱分析法用于空气、 水体、土壤等环境样品中污染物的检 测和分析，如有机氯农药、多环芳烃 等持久性有机污染物。
生物医药
在生物医药领域，色谱分析法用于蛋 白质、核酸等生物大分子的分离和纯 化，以及药物成分的分析和质量控制。
食品检测
在食品检测中，色谱分析法用于食品 中添加剂、农药残留、重金属等有害 物质的检测和分析，以确保食品安全。
第五章-色谱分析法概论
VM = Fc·tM
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
Fc:流动相平均体积流速,（单位:cm3·min-1）.
(5) 保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR = Fc·tR (6)调整保留体积VR
某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体 积。
VR = VR VM = tR Fc
3. 保留值与容量因子的关系
k' K1KVs KVs
Vm VM
将色谱过程基本方程代入：
k' VR VM Vs
Vs VM
可得： k' VRVMVR ' tR ' tRtM
VM VM tM tM
将该式改为： VRVM(1k')
tRtM(1k')
tR
L u
(1
k
')
4.相对保留值 2 ,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对
取决于组分在固定相上的热力学性质。
2、分离度的定义
分离度又叫分辨率或分辨度，既能反映柱效率又能反映选择
性的指标，是衡量分离效能的总指标。
定义：
Rs
1 2
{ 根据流动相的
气相色谱(GC) 气-液色谱(GLC)
物态可分为
液相色谱(LC) 液-固色谱(LSC)
液-液色谱(LLC)
按固定相的固 定方式分类
填充柱色谱 柱色谱 毛细管柱色谱
平板色谱 纸色谱 薄层色谱
平板色谱
根据分离机理 可分为
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
色谱法的特点和应用
1.分离效能高 2.灵敏度高 可检测10-11~10-13g,适于痕量分析.色
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20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取。
但它们对复杂物质的分离无能为力。
历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。采用填充有固 体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素)加于柱
顶端，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称
固定相
另一相是携带试样混合物流过固定相的流体（气体或液体）， 称为流动相。 色谱法（ Chromatography）：利用当流动相带着混合组分在 固定相间流动时，由于各组分在两相中有不同的吸附能力、 溶解度或渗透性等特性，因而当两相作相互运动时，组分会 在两相间进行反复多次分配，使原来微小的分配差异变大， 移动速度不同，从而使混合组分得到分离。
• 近年来分析仪器向小型化、专用化、简 用化(甚至“傻瓜化”)的另一极端方向发 展也已经成为潮流、满足现代社会和经 济发展的多样化要求。分析仪器已经由 传统的落地式——台式——移动式——便 携式——袋装式——芯片式变化；分析仪 器的应用也已由条件可控的实验室，经 过专门培训的分析人员向现场、野外、 家庭和非专业人员转移，出现了种种单 键(start)操作，即插即用(plug and play)、 无需控制(nocontro1)、无维护甚至“用过 即弃”的简便、专用分析仪器。
目前，它是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、食品科学 、法庭科学以及航天科学等的重要研究手段。各种色谱仪器已成为各类 研究室、实验室的极为重要的仪器设备。
俄国植物学家茨维特采用的分离装置如图。 色谱法是一种分离技术；是混合物最有效 的分离、分析方法。 试样混合物的分离过程也就是试样中组 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 体（气体或液体），称为流动相。 （动画）
§9.1 概述
• 50年代，色谱发展最快（一些色谱技术不断涌现；用于复杂组分分析）
• 1957-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
• 色谱法是目前混合物最有效的分离、分析方法。
流动相
二、色谱分离过程
分离过程：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。 一相固定不动，称为固定相。
光谱分析法
原于光谱法 分子光谱法 X射线光谱法 核磁共振波谱法 光学分析法
电位分析法 电导分析法 电解分析法 库仑分析法 极谱分析法 电化学分析法
非光谱分析法
仪器分析 方法 色谱分析法 其他仪器 分析法 质谱分析法 热分析法 放射化学分板法
气相色谱分析法 高效液相色谱分析法 薄层色谱分析法 纸色谱法
色谱分析在仪器分析中的地位
• 这可从2004年中国市场一些主要分析仪器的销 售情况看出： • 气相色谱 大约6000台； • 液相色谱 大约4000台； • 有机质谱 大约600台； • 无机质谱 大约70台 ； • 原子吸收 大约1800台； • 电镜 大约150台； • 直读光谱 大约500台； • 紫外/可见分光光度计 大约4万台
色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界 流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固 定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。 与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与 固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的 速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带 (band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质
可分别进行定性、定量分析。
色谱分析方法的分类
classification of chromatographic analysis 超临界色谱法 气相色谱法 色谱分析法 薄层色谱法
液相色谱法
电色谱法
激光色谱法
• 色谱分析的分类方法： 1. 按固定相外形分： • 柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱）。 2. 按组份在固定相上的分离机理分： • 吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； • 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； • 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力 不同； • 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）：不同尺寸分子在固定相上的渗透作 用。 • 电色谱：不同组分在单位电场强度下迁移速度不同： • 激光色谱：几何尺寸不同的组分受到的激光辐射压不同。 3. 按流动相分： 气相色谱 液相色谱 超临界色谱
之为色谱 。 30-40年代，它为揭开生物的奥秘，分离复杂生物组成发挥了独特作 用。 40-50年代，发展了气相色谱，使色谱得以迅速发展，满足了复杂组 分分析发展的要求。 60-70年代，成为石油化工、化学工业等部门不可缺少的检测工具
1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
• 通过检测技术可以阐明物质的组成、结构、状 态及含量。科学地回答“What is this?”、 “ How much ? ”、“Why so?” • 现代检测技术，实际上就是仪器分析。它利用 特殊仪器测量物质的物理或物理化学参数及其 变化来对物质进行表征和测量的分析方法。 • 仪器分析并不是一门独立的学科，而是一门综 合学科。近代的仪器分析是涉及到物理学、数 学和生物科学以及微电子和计算机技术等诸多 领域的一门学科。是多种仪器方法的组合。其 中的各种方法一般都有独立的方法原理及理论 基础。
色谱分析的特点
• 优点是具有非常高的分离能力。 • 缺点是定性功能较弱
色谱分析法
是一种复杂物质的分离、分析方法。
主要从下面几个方面进行介绍： 1 概述
历史、色谱分离过程、分类、相关术语
2 气相色谱基本原理 塔板理论及速率理论、分离方程
3气相色谱法
4 高效液相色谱法 5 色谱分离方式的选择
1 概述
• 据统计，21世纪授予的诺贝尔奖项目中， 物理学科项目的68．4％ ，化学学科项目 的74．6％ ，生物医学学科项目的90％ ， 都是借助各种先进仪器完成的。1992年诺 贝尔化学奖获得者RR．Ernst说“现代科学 的进步越来越依靠尖端仪器的发展!”所以 说科学仪器技术和产业的发展、创新是人 类科学发展、社会发展的基础。
但它们对复杂物质的分离无能为力。
历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。采用填充有固 体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素)加于柱
顶端，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称
固定相
另一相是携带试样混合物流过固定相的流体（气体或液体）， 称为流动相。 色谱法（ Chromatography）：利用当流动相带着混合组分在 固定相间流动时，由于各组分在两相中有不同的吸附能力、 溶解度或渗透性等特性，因而当两相作相互运动时，组分会 在两相间进行反复多次分配，使原来微小的分配差异变大， 移动速度不同，从而使混合组分得到分离。
• 近年来分析仪器向小型化、专用化、简 用化(甚至“傻瓜化”)的另一极端方向发 展也已经成为潮流、满足现代社会和经 济发展的多样化要求。分析仪器已经由 传统的落地式——台式——移动式——便 携式——袋装式——芯片式变化；分析仪 器的应用也已由条件可控的实验室，经 过专门培训的分析人员向现场、野外、 家庭和非专业人员转移，出现了种种单 键(start)操作，即插即用(plug and play)、 无需控制(nocontro1)、无维护甚至“用过 即弃”的简便、专用分析仪器。
目前，它是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、食品科学 、法庭科学以及航天科学等的重要研究手段。各种色谱仪器已成为各类 研究室、实验室的极为重要的仪器设备。
俄国植物学家茨维特采用的分离装置如图。 色谱法是一种分离技术；是混合物最有效 的分离、分析方法。 试样混合物的分离过程也就是试样中组 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 体（气体或液体），称为流动相。 （动画）
§9.1 概述
• 50年代，色谱发展最快（一些色谱技术不断涌现；用于复杂组分分析）
• 1957-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
• 色谱法是目前混合物最有效的分离、分析方法。
流动相
二、色谱分离过程
分离过程：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。 一相固定不动，称为固定相。
光谱分析法
原于光谱法 分子光谱法 X射线光谱法 核磁共振波谱法 光学分析法
电位分析法 电导分析法 电解分析法 库仑分析法 极谱分析法 电化学分析法
非光谱分析法
仪器分析 方法 色谱分析法 其他仪器 分析法 质谱分析法 热分析法 放射化学分板法
气相色谱分析法 高效液相色谱分析法 薄层色谱分析法 纸色谱法
色谱分析在仪器分析中的地位
• 这可从2004年中国市场一些主要分析仪器的销 售情况看出： • 气相色谱 大约6000台； • 液相色谱 大约4000台； • 有机质谱 大约600台； • 无机质谱 大约70台 ； • 原子吸收 大约1800台； • 电镜 大约150台； • 直读光谱 大约500台； • 紫外/可见分光光度计 大约4万台
色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界 流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固 定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。 与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与 固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的 速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带 (band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质
可分别进行定性、定量分析。
色谱分析方法的分类
classification of chromatographic analysis 超临界色谱法 气相色谱法 色谱分析法 薄层色谱法
液相色谱法
电色谱法
激光色谱法
• 色谱分析的分类方法： 1. 按固定相外形分： • 柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱）。 2. 按组份在固定相上的分离机理分： • 吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； • 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； • 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力 不同； • 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）：不同尺寸分子在固定相上的渗透作 用。 • 电色谱：不同组分在单位电场强度下迁移速度不同： • 激光色谱：几何尺寸不同的组分受到的激光辐射压不同。 3. 按流动相分： 气相色谱 液相色谱 超临界色谱
之为色谱 。 30-40年代，它为揭开生物的奥秘，分离复杂生物组成发挥了独特作 用。 40-50年代，发展了气相色谱，使色谱得以迅速发展，满足了复杂组 分分析发展的要求。 60-70年代，成为石油化工、化学工业等部门不可缺少的检测工具
1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
• 通过检测技术可以阐明物质的组成、结构、状 态及含量。科学地回答“What is this?”、 “ How much ? ”、“Why so?” • 现代检测技术，实际上就是仪器分析。它利用 特殊仪器测量物质的物理或物理化学参数及其 变化来对物质进行表征和测量的分析方法。 • 仪器分析并不是一门独立的学科，而是一门综 合学科。近代的仪器分析是涉及到物理学、数 学和生物科学以及微电子和计算机技术等诸多 领域的一门学科。是多种仪器方法的组合。其 中的各种方法一般都有独立的方法原理及理论 基础。
色谱分析的特点
• 优点是具有非常高的分离能力。 • 缺点是定性功能较弱
色谱分析法
是一种复杂物质的分离、分析方法。
主要从下面几个方面进行介绍： 1 概述
历史、色谱分离过程、分类、相关术语
2 气相色谱基本原理 塔板理论及速率理论、分离方程
3气相色谱法
4 高效液相色谱法 5 色谱分离方式的选择
1 概述
• 据统计，21世纪授予的诺贝尔奖项目中， 物理学科项目的68．4％ ，化学学科项目 的74．6％ ，生物医学学科项目的90％ ， 都是借助各种先进仪器完成的。1992年诺 贝尔化学奖获得者RR．Ernst说“现代科学 的进步越来越依靠尖端仪器的发展!”所以 说科学仪器技术和产业的发展、创新是人 类科学发展、社会发展的基础。