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2014色谱分析法概论


( R' 1)
对于大量的溶质分子,1/3的分子在流动相 (Cm),有2/3的分子在固定相(Cs) 。

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tR与k的关系:
k = =
C S VS C m Vm
= K VS Vm
tR - t0 t’ R = t0 t0
t R = t 0 (1 + k )
( R' 1)
k t R
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二、色谱法的历程
1906年 迈克尔· 茨维特提出色谱法 1931年 库恩 奥地利化学家 胡萝卜素植物色素 分离 30年代 离子交换色谱建立 40年代 分配色谱创立,平板色谱法 1952年 气相色谱法建立(GC) 1968年 高效液相色谱法建立(HPLC) 80年代:超临界流体色谱法(SFC) 90年代:毛细管电泳法(CE) 90年代末:毛细管电色谱法
在平衡状态下,组分在固定相与流动相中的质量比
k = C S VS C m Vm = K VS Vm
使A、B两组分完全分离的先决条件: 两组分的容量因子必须有差异 若kA>kB,哪个组分先出峰?
tR与k的关系:
保留因子 R/:组分在流动相中出现的概率
如:R/=1/3:
对某个分子,则1/3的时间在流动相(tm),而 有2/3的时间在固定相 (tR/)。
色 谱 法
LSC
液相色谱法 (LC)
柱色谱法
LSC SEC IEC
毛细管电泳法 (CE) 超临界流体色谱法 (SFC)
BP C
毛细管电色谱法 (CEC)
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第2节
色谱过程与术语
一、色谱过程

分离组分在两相中的“分配”平衡过程

组分的分配系数不等,移动的速率不等
形成差速迁移而被分离
吸附色谱:吸附→ 解吸→再吸附 →再解吸
3、调整保留时间tR
某组分由和固定相作用(如溶解或被吸附),比不作用 组分在柱中多停留的时间.
tR’ = tR - t0 4、死体积Vm
从进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空间体积
V = t0 F 0 c
5、保留体积VR
V =t c R RF
6、调整保留体积V’R
VR’= VR - V0= tR, F
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色谱法起源 色谱法历程 色谱法分类 色谱过程 常用术语
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第1节
起源、历程与分类
一、起源
1906年,俄国植物学家
迈克尔· 茨维特(Michael Tswett)
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1906年,Tsweet发明的色谱法
色素混合液 石油醚 (流动相)
色谱柱
碳酸钙粉末 (固定相)
色带
色 色:颜色
谱 谱 :图谱
色谱学的重要作用



诺贝尔化学奖:1948 年,瑞典Tiselins ,电 泳和吸附分析;1952年,英国马丁 (Martin)和辛格(Synge),分配色谱。 应用的科学领域:生命科学、材料科学、环 境科学等。 药学(药物分析):各国药典收载了许多色 谱分析方法。中国药典二部, 700 多,纯 度检查、定性鉴别或含量测定,一部, 600多鉴别或含量测定。
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色谱峰
1、峰面积(定量)
2、峰高(定量) 3、色谱峰宽度(反映柱效)
♫ 峰宽W ♫ 半峰宽W1/2 ♫ 标准差σ
W = 4σ=1.699W1/2
W1/2 = 2.355σ
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拖尾因子(tailing factor, fs)
又叫对称因子
W0.05h A + B = fs = 2A 2A
正常峰(对称峰) fs =0.95~1.05 色谱峰 非正常峰 前沿峰 拖尾峰
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注意: r i,s 只与柱温和固定相性质有关, 而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相 流速无关,因此,在色谱分析中,尤其 是GC中广泛用于定性的依据!
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选择性因子α 混合物中组分2与组分1的调整保留时间 之比称为选择性因子
2 K 2 k 2 t VR R2 = = = = 1 K1 k1 t VR R1
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讨论: k与组分、固定相和流动相的性质及温度、压力有关, 反映组分和固定相、流动相分子间作用力的大小
t R = t0 (kB k A )
k↑,tR↑ ,组分后出柱 k=0,组分不保留 k→∞ ,组分完全保留
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相对保留值 ri , s : 待测成分i与基准物质S的调整保留值之比
t VRi t m ki ki K i Ri ri , s = = = = = t VRs Rs tm ks ks K s
离的先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参数!
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1.请标出色谱图(见下图)各个参数的名称, 并指出色谱定性、定量的参数各是什么?
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2.说明容量因子的物理含义及与分配系数 的关系。为什么容量因子 (或分配系数) 不 等是分离的前提? 3.组分在固定相和流动相中的质量为mA、 mB(g),浓度为CA、 CB(g/ml),,固定 相和流动相的体积为VA、VB(ml),此组 分的容量因子是 ( ) 。 A. mA/mB;B. (CAVA)/(CBVB) ;C. mB/mA ;D. CA/CB。
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现在:一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析
固定相——除了固体,还可以是液体 流动相——液体或气体 色谱柱——各种材质和尺寸 被分离组分——不再仅局限于有色物质
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色谱法定义、实质和目的

定义:一种利用固定相和流动相对组分 进行物理或物理化学分离的分析方法

实质:分离
目的:定性分析或定量分析
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(三)分配系数和分配比 分配系数K(平衡常数)
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)
Cs K= Cm
注:K为热力学常数 与组分性质、固定相性质、流动相性质
分配比(容量因子)k (capacity factor)
第9章 色谱法概论
An Introduction to Chromatography
(chromatography)
图谱
1
M种化合物
分离
。。。。。。
化合物1 化合物2 化合物3 化合物4
化合物M
2
色谱分离在中药研究中的应用 中药的提取、精制、制备单体成分、定性 及定量分析等方面均运用到色谱法 中药的鉴别与含量定多采用色谱法
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三、色谱法的分类:
1.按流动相与固定相的状态分: 流动相 液体 液体 气体 气体 固定相 固体 液体 固体 液体 类型 液-固色谱 液-液色谱 液相色谱
气-固色谱 气相色谱 气-液色谱
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液-固色谱
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气相色谱
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2.按分离机制分:
吸附色谱:利用物理吸附性能的差异
分配色谱:利用分配系数的不同
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4.在一液液色谱柱上,组分A和B的K分别为10 和15,柱的固定相体积为0.5ml,流动相体积 为1.5ml,流速为0.5ml/min。求A、B的保留 时间和保留体积。 5.在某一液相色谱柱上组分A流出需15.0min, 组分B流出需25.0min,而不溶于固定相的物 质C流出需2.0min。问:(1)B组分相对于A 的相对保留值是多少?(2)A组分相对于B的 相对保留值是多少?(3)组分A在柱中的容 量因子是多少?(4)组分B在固定相的时间 是多少?


多次洗脱→ 差速迁移 → 分离
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样品室 色 谱 柱
检测器
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二、 色谱图及常用术语
(一)色谱图:
由检测器输出的电信号强度对时间或流动相
流出体积作图得到的曲线
t
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色谱峰的个数:组分的最小个数 色谱峰的距离:评价色谱条件 色谱峰的保留值:定性分析 色谱峰的面积或峰高:定量分析
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基线:仅有流动相通过检测器时的响应信号 噪音:各种未知的偶然因素引起的基线起伏 色谱峰:检测器对组分的响应信号
离子交换色谱:利用离子交换原理
空间排阻色谱:利用排阻作用力的不同
键合相色谱法: 毛细管电泳法和毛细管电色谱法:利用电 细管和电的性质相结合而建立的
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3.按固定相的固定方式分:
Column chromatography
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
plane chromatography
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 薄膜色谱

α用于衡量色谱柱的选择性, α越大,色谱柱的选择性越好
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注意:K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配;
而 是反映两组分间的分离情况!当两组分 K 或
k 相同时, =1 时,两组分不能分开;当两组分 K 或 k 相差越大时, 越大,分离得越好。也就是
说,两组分在两相间的分配系数不同,是色谱分
——fs <0.95 ——fs >1.05
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(二)保留值 1、保留时间tR(定性)
从进样开始到某组分色谱峰顶(浓度极大点)的时间,即 组分在色谱柱中的停留时间或组分流经色谱柱所需要的时间。
2、死时间t0
分配系数为零的组分的保留时间,即组分在流动相中的 停留时间或流动相流经色谱柱所需要的时间.(空气出峰时 间)
paper chromatography thin layer chromatography thin film chromatography
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4.按使用目的分类 分析用色谱仪
制备用色谱仪
流程色谱仪
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GSC 气相色谱法 (GC) 柱色谱法
GLC
纸色谱法 平面色谱法 薄层色谱法 (TLC) LLC LLC LLC
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