第四章 (一) 色谱法概述
色谱分析法概论PPT课件
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44
C ·u —传质阻力项
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）
Cg
0.01k2 (1 k)2
dp2 Dg
CL
2 3
k (1k)2
d2f DL
k为容量因子； Dg 、DL为扩散系数。
减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气，可降低传质 阻力。
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2.载气流速与柱效——最佳流速
n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
n5.5(4tR )21(6tR)2
Y1/2
Wb
保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!
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39
2.有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。
• 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效 塔板数和有效塔板高度：
峰高一半处的宽 度GH
w1 2.354 2
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23
3.标准偏差 σ
两个拐点E和F之间的距离 的 一半
4.峰面积 A 色谱峰与基 线延长线所包围的面积， 精确计算时
w A1.06h5 1 2
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• 保留值的定义
1.保留时间 t R
从进样开始到色 谱峰最大值出现 时所需的时间
-
25
• 保留值的定义
n理5.5(4Yt1R /2)21(6W tRb)2
n有效
5.54(
t
' R
Y1/ 2
)2
16(
t
' R
Wb
)2
L H有效 n有效
-
40
色谱分析法引论
第一节 概述 第二节 色谱法基本术语 第三节 色谱法基本理论
结束
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第4章 色谱分析法引论 一、色谱分析法基本原理
二、色谱法分类
第1节 概述
三、色谱分析法过程 四、色谱法特点
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第四章 色谱分析法引论
• [本章学习要求] • 1．理解并掌握色谱法的基本原理和
特点。 • 2．掌握色谱法的各种分类方法。 • 3．了解色谱分离过程。 • 4．掌握色谱流出曲线及有关的参数
.
一、色谱分析法的基本原理
• 当流动相携带的混合物流经固定相时， 便与固定相产生相互作用。
• 由于混合物中各组分在性质和结构上的 差异，与固定相之间的作用力的大小、 强弱不同，宏观上表现为各组分在固定 相中移动速度的微小差异。
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一、色谱分析法的基本原理
• 随着流动相的移动，各组分在两相间经 过反复多次的分配平衡，使各组分与固 定相间相互作用的微小差异被反复多次 的累积和放大，
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二、色谱法的分类
• 气相色谱法按照固定相的状态, 又分 为气-液色谱法和气-固色谱法：
• a)气-液色谱法---是以气体为流动相， 以涂在载体表面的液体为固定相的色 谱法；
• b)气-固色谱法---是以气体为流动相， 以固体为固定相的色谱法。
• 气相色谱中流动相常称为载气。
.
二、色谱法的分类
• (2) 液相色谱法 • 以液体为流动相的色谱法称
• (3) 离子交换色谱法 固定相为离子交 换剂，利用离子交换剂与不同离子交换 能力的不同而进行分离的色谱法。
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二、色谱法的分类
为液相色谱法(LC)。 • 按照固定相的状态,液相色谱
法分为液-固色谱法和液-液 色谱法:
天然药物化学电子教案第四章 色谱分离法
一、氧化铝色谱法
色谱技术
操作步骤
根据所用氧化铝的量及试样分离的具体情况决定收集 的每份洗脱液的体积。如所用氧化铝的量为50g，则 每份收集的洗脱液为50ml；若试样各组分的结构相似 或洗脱剂极性很大，则每份洗脱液收集量小。
洗脱后所得的各份洗脱液分别进行适当的浓缩， 经薄层色谱检测后，合并相同流分，回收溶剂，获得 单体。若为混合物，可进一步分离纯化。
2020/3/12
一、氧化铝色谱法
色谱技术
操作步骤
（3）上样：对于易溶于洗脱剂的试样，可用洗脱 剂溶解试样制成高浓度试样溶液，放出色谱柱内洗脱 液至液面略高于氧化铝表面，然后沿柱壁轻轻注入试 样液，注意不要使氧化铝表面受搅动，打开活塞，使 试样液缓缓渗入氧化铝柱内。对于难溶于洗脱剂的试 样，则先将试样溶于适量甲醇、丙酮等低沸点的极性 有机溶剂中，再用少量氧化铝拌匀，
如果被分离物质的极性较大，可选用活 度较低的吸附剂和极性较大的移动相；如果 被分离物质的极性较小，可选用活度较高的 吸附剂和极性较小的移动相。
2020/3/12
色谱分离法的基本原理
色谱法原理
1．吸附色谱的原理 常见一些化合物官能团的极性大小顺序如下：
R （ 烷 H 烃 ＜ 烯 烃 ＜ 芳 烃 ） ＜ R （ 卤 X 烃 ） ＜ O3 C ＜ H CO ＜ O CO R ＜ CH ＜ S＜ HN2＜ HO＜ H AO r ＜ HCOOH
2020/3/12
2020/3/12
一、氧化铝色谱法
色谱技术
操作步骤
常采用柱色谱（column chromatography） 的操作方法。柱色谱是一种将分离材料装入柱 状容器中，以适当的洗脱剂进行洗脱而使不同 成分得到分离的色谱分离方法，也是色谱法最 早出现的形式。具体操作如下：
色谱法1
三、色谱法诞生与发展
（一）萌芽时期
1.古罗馬时期，在白布上罗马人用于分析染料和色素。
2.1834年德国化学家在纸片上分离盐溶液。
3.1897年德伊以白土分离石油。
4.1903年俄国植物学家茨维特以碳酸钙粉末分离植物色素， 开创了色谱技术的新纪元，人们把这种色谱称为液-固色 谱，又称为经典柱色谱。
茨维特以碳酸钙粉末分离植物色素
2）1949年以淀粉为粘合剂制得氧化铝薄层板。
3）1956年正式提出薄层色谱的概念，开发出薄层涂铺器，同时并得到 广泛作用。
3.气相色谱法（GC法）
1）1952年James和Martin正式提出气相色谱法（理论与实践方 法），因此被授予诺贝尔奖。
2）1954年发明热导检测器.
3)1958年,毛细管气相色谱法产生，火焰检测器及电子捕获检测 器陆续问世。 4）20世纪60年代，推出气-质联用技术。
各国药典色谱法收载时间比较
色谱方法法 TLC GC HPLC CE USP/年 1965 1965 1975 2001 BP/年 1968 1973 1980 2000 JP/年 1971 1971 1981 没收载 ChP/年 1977 1985 1985 2000
色谱法在中国药典（2005版）一、二部中的应用
色谱分析法1
药学系 邹云川
教学内容
一、色谱概论 （一）色谱法的定义、特点及其发 展历史 （三）色谱法在药学研究 中的作用和未来 1.色谱法在药学研究中的
1.色谱法定义。
2.色谱法的特点 3.色谱法的诞生与发展
地位和作用。
2.色谱法在药学领域的未 来与展望。
（二）色谱法分类
1.按流动相和固定相物态分类 2.按分离原理分类 3.按操作型式分类
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。
色谱分析法概论经典PPT课件
t t t'
tR=t0(1+ k)
V
tR=t0(1+K
s
V
k
)
R
t 0
0
R
t
0
m
色谱过程方程
分配系数与色谱分离
（三）色谱分离的前提
KA≠KB 或kA≠kB或r2 ,1 ≠1是色谱分离的前提
推导过程：
tV
RA
=
t0(1+KA
s
Vm
)
tRB
=
t0(1+KB
Vs Vm
)
tR=
t0
(KA－KB)
Vs Vm
分配系数(容量因子)不等是分离的前提。
(三) 理论塔板高度和理论塔板数 (height equivalent to a theoretical plate或plate height, H) (plate number, n)
是色谱柱效参数。
理论塔板高度
H =L/n
注意： 1、计算n时使标准差（峰宽或半峰宽） 和保留时间单位一致 2、n的单位
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
第二节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等
按固定相的分子聚集状态分类: GSC、GLC、LSC、LLC等
按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等
按色谱过程的分离机制分类: 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、
分配色谱法
分离原理 利用被分离组分在固定相或流 动相中的溶解度差别而实现分离。
K＝ Cs X s Vs Cm X m Vm
•溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动相 中溶解度越小，则K越大。在LLC中K主要与流 动相的性质 (种类与极性) 有关；在GLC中K与 固定相极性和柱温有关。
第四章液相色谱法
2、固定相制备
硅烷化反应
硅胶
十八烷基 氯硅烷
使用pH范围： 2-8
2021/7/10
ODS(C18)键合相 非极性
键合固定相类 型
疏水基团 烷烃（C8和C18）、苯基等
极性基团 丙氨基 氰乙基 醚和醇等
离子交换基团 胺基、季铵盐 磺酸、羧酸
2021/7/10
3、分类 正相键合相色谱
质阻力和停滞流动相传质阻力之和。
2021/7/10
(1) 固定相传质阻力
Cs D
.
d
2 f
s
在液相色谱中，固定相的液膜很薄，此 项影响很小，可忽略不计。
（2）流动相传质阻力
Cm Dm
.d 2p
采用小而均匀的填料，减小柱空间，有利
于分配平衡的瞬时达到，板高降低，柱效提
高。
2021/7/10
（3） 停滞流动相传质
2021/7/10
四、离子对色谱法
通过在固定相上涂渍或在流动相中加入与溶 质分子电荷相反的离子对试剂来分离离子 型化合物或可离子化的化合物的液相色谱 方法。
2021/7/10
1、原理 设某一样品的带正电荷离子R+，在进样
后与流动相中的反离子I－，形成了离子对 R+ I－，这种离子对程中性，可溶于有机溶 剂，就可以在非极性固定相上实现分配。
GC
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1.0
2.0
HPLC
液液分配色谱法
液固吸附色谱法
亲和色谱
第三节 高效液相 色谱法的类型
离子交换 色谱法
离子对色谱
空间排阻色谱
2021/7/10
离子色谱
一、液液分配色谱法
第1节 色谱法概述
（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：
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
不足之处：
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。 被分离组分的定性较为困难。
2013-8-20
二、气相色谱分离过程
气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 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。 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。
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： 气液两相间的反复多次分配过程。
2013-8-20
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）
2013-8-20
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: 超临界色谱: 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。
2013-8-20
3.气相色谱法的特点
（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μ g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
2013-8-20
色谱法概述 气相色谱仪 色谱理论基础 气相色谱操作条件选择 色谱定性、定量方法 毛细管色谱 液相色谱法 离子色谱法 高效毛细管电泳 薄层色谱与纸色谱法
色谱法简介
色谱法简介色谱法也称色层法或层析法，是一种物理化学分离分析方法。
经过近20年的飞速发展，已形成一门独立的科学，称色谱学，它是多组分混合物的最重要的分析方法。
它利用混合物中各组分在两相间分配系数的差异，当两相相对移动时，各组分在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。
1. 常用色谱法分类色谱法：1、气液色谱（GLC）2、气固色谱（GSC）3、液液色谱（LLC）4、液固色谱（LSC）5、纸色谱6、薄层色谱（TLC）7、凝胶色谱（GPC）8、离子交换色谱（IEC）9、毛细管电泳（CE）2.色谱法的特点（1）分析效率高。
应用毛细管色谱仪柱效可达几十万理论塔板数。
（2）分析速度快。
一般用几分钟到几十分钟就可进行一次复杂样品的分离和分析。
（3）灵敏度高。
可测得10-12g微量组分。
（4）样品用量少。
用㎎、μg级样品即可完成一次分离和测定。
（5）在环境分析中，价格不算太高，易于普及。
（6）可用于定性和定量。
不过定性方法还需要加强研究，以提高可靠性。
3 色谱流程色谱仪分为五大系统（1）流动相控制系统。
控制气体或液体流动相的压力和流量（2）进样系统。
使样品不发生质的变化，快速定量地进入色谱的装置（3）分离系统。
由色谱柱组成。
它是色谱仪的核心部分，用来分离样品中各个组分。
（4）检测系统。
样品经色谱柱分离后，顺序进入本系统，按时间及浓度或质量的变化，转变成电讯号。
（5）记录系统。
记录检测器的讯号，从而得到色谱流出曲线。
（6）计算机控制和采集系统。
由计算机发出指令控制色谱仪工作参数，采集数据并存贮起来，然后处理数据，打印出报告。
色谱分析法简述(最全版)PTT文档
可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和 各种同位素。 3.高效能：
可分离沸点极为相似和及其复杂的多组分混合物。 4.速度快：
一般分析可在几分钟到几十分钟内完成 ，特别是 气相色谱，分析速度较快。
1.气路系统 当以载高气 沸中点不有含机待化测合(为物物1时为)载，主气火要气焰分源中析离对，子象很；一作少，般用即基用流主很小氢要，约、是10-1氮4把A。、样氩品等输。送多到采色用谱氮柱气和作 检测器中。 电子捕获式和火焰光度式检测器等。
（2）液相色谱法：液体为流动相。以高沸点 （4）毛细管高效电泳：以电场为推动力，对蛋白质等生化试样有很高的分离效率 。
(2)流量调节阀 可以调节载气的流速，常用的有稳压阀和针形阀。
有机化合物为主要分析对象； 收集极捕集的离子流经放大器的高阻产生电压信号、放大后送至数据采集系统；
收集极捕集的离子流经放大器的高阻产生电压信号、放大后送至数据采集系统；
(3)流量计 常用的有转子流量计和皂膜流速 检测器 检测器用来检测色谱柱后流出的组分，并以电压或电流信号显示出来，常用检测器有热导；
计等。 以高沸点有机化合物为主要分析对象；
（2）液相色谱法：液体为流动相。
2.进样器和汽化室 将检测器输出的信号记录下来，进行定性，定量分析。
以气体或低沸点有机化合物为主要分析对象；
定量分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便
结构：FID的电离室由金 属圆筒作外罩，底座中心 有喷嘴;喷嘴附近有环状 金属圈(极化极，又称发 射极)，上端有一个金属 圆简(收集极)，两者间加 90～300V的直流电压， 形成静电场 。