二．层析展开技术
层析过程包括： ①加样 ②展开（*） ③分部收集
层析过程的关键是色谱的展开， 具体方法有以下三种：
➢ 洗脱分析法 ➢ 前流分析法 ➢ 顶替分析法
1．洗脱分析法
将混合物(样品)尽量浓缩，使体积 缩小，然后引入色谱柱上部，并用溶剂 洗脱，洗脱剂可以是原来溶解混合物的 溶剂，也可选用另外的溶剂。
第九章层析法
9.1 概述
层析用于物质的分离始于二十世纪初。
1903年，俄国植物学家向填充碳酸钙的柱 中注入植物色素的石油醚萃取物，然后用石油 醚冲洗，发现柱中出现数条相互分离的色带， 层析法的命名就是由此发现开始的。层析又称 色谱或色层。
层析分离精度高、设备简单、 操作方便。
它是获得高纯度产物最有效的 技术。
一．塔板理论
塔板理论假定 层析柱是不连续
的，是由N个相同
大小的混合接触 器串联而成。
大多数塔板理论模型所共有的假设：
① 吸附过程是热力学上可逆的； ② 在相间，溶质的质量传递阻力
可以忽略不计，也就是说溶质 的分布平衡可瞬间达到； ③ 洗脱液连续通过板；
④ 在相邻板之间没有返混；对于第j
级，溶质的质量平衡方程为： Q ccj 1Q ccjV m ctj V s q tj （9-10）
色谱法按照不同的标准可以分成不同的类型：
Hale Waihona Puke 固相的阻滞作用是由不同的机理产生的， 其中包括相的变化、相的分配、在溶液中 的分子筛效应或电场作用。
相变化是指溶质从液相传递到固相，如 吸附；相分配是指溶质从一个液相迁移到 另一个液相，溶质始终保持在液相中。
按照层析过程的机制，层析技术又可 进一步分类。
K1 Kd1
K2 Kd2
（9-8）
(5) 分离度或分辨率Rs
一个固定相在分离两种物质时，如果两 种物质的洗脱曲线重叠，则无法用分离因 子来描述，必须用分离度来解释，其定义 为：
R s0.(5 t(R W 1 1 tR W 2)2) （N 94 1/-29(） 1)1 ( K K 22)
式中N为理论板数；W为峰宽。
称保留时间)与死时间τ(τ＝Vm/Qe)通
过下面的方程式关联在一起：
tR(1K)
（9-7）
容量因子是吸附剂对一种溶质亲 和力的量度，对于给定的溶质，容量 因子越低，它从柱中流出得越早。
(4) 分离因子或选择性α
在给定的层析系统中，混合物各组
分的每一个参数都有一个特定的值。 这个系统分离任何两种溶质1和2的能力 可用分离因子或选择性α来表示，它是 峰与峰之间分离时间的一个量度：
时间。
Rf值与分布系数有关，可通过
下面的式子关联：
Rf
1
1Kd(Vs /Vm)
（9-3）
式中Vs和Vm分别为固定相和流动相
的总体积。
(2) 溶出体积VR
定义为溶质的最大浓度区从柱中流 出时已流出的流动相体积。
它与分配系数的关系是：
VRVmKdVs
（9-4）
一种溶质流出色谱柱所需的时间
（滞留时间）与VR的关系是：
9.2 层析分离过程理论
有效层析分离的两个条件：
1. 分离因素或选择性要足够高，即溶质的平均 迁移速度（或保留时间）应相差较大；
2. 保留时间的控制与溶质在固定相和流动 相之间分配的热力学平衡有关，通过固定相 和流动相的适当选择可以改善峰的分离。
2. 色层的末端弥散应保证减至最低程度，从而 使两个连续色带的重叠范围达到最小限度。
洗脱分析法能使 各组分分层且分离 完全，层与层间隔 着一层溶剂。
如果溶质迁移速 率不同，它们将以 分离带的形式从柱 中排出。
2．前流分析法
将混合物溶液连续通 过色谱柱，只有吸附力 最弱的组分以纯品状态 最先自柱中流出，其他 各组分都不能达到分离。 色谱图呈阶梯式，在分 析吸附平衡和确定等温 线时很有用。
3．顶替分析法
利用一种吸附力比 各被吸附组分都强的物 质来洗脱，这种物质称 为顶替剂。
此法处理量较大， 且各组分分层清楚，但 层与层相连，故不能将 组分完全分离。
三．层析分离中的有关术语
在层析过程中，所有的溶质都被同 一流动速度的移动相运送，并且可逆 地向固定相迁移，由于在固定相上面 它们所消耗的时间不同，所以其总的 迁移速率各不相同。
tR
VR vA
VR Qe
（9-5）
式中υ为洗脱剂的空塔速度；A为柱的 截面积；Qe为洗脱剂的流量。
(3) 容量因子K
容量因子K是衡量色谱柱对分离组
分保留能力的重要参数，它意味着
在固定相和移动相中溶质数量的比 例大小：
KcqVVms Kd
(1)
式中ε为床的孔隙率。
（9-6）
容量因子把溶质的滞留时间(或
层析过程中，溶质在固定相和移
动相之间存在着一个动力学分配平衡，
可用分配系数Kd来表示，其定义是溶
质在固定相中的浓度q与移动相中浓 度c之比：
Kd q/c
（9-1）
对于每个溶质，分配系数Kd值
反映了它消耗在固定相上的时间，
也反映了它在柱中的停留程度。
描述溶质的层析行为的参数：
(1) 阻滞因素Rf
式中Vs和Vm分别为该级中固定相和移
动相的体积；
⑤ 平衡等温线是线性的(Kd＝常数)；
色层的扩张起因于弥散和流体力学效应 以及溶质在流动相和固定相之间质量传递 的限制（实际上，层析分离过程是在一个 不平衡状况下进行的）。
可以通过控制操作参数的办法来进一步 改善分离特性，主要是洗脱剂的速率和颗 粒的直径，它们将影响色层的扩展。
层析分离的理论
塔板理论或反应器串联模型 速率理论或质量平衡模型
一．层析中的基本概念及其分类
基本概念
层析是根据混合物中，溶质在 互不混溶的两相之间分配行为的差 别，引起移动速度的不同而进行分 离的方法。
互不相溶的两相分别称为固定相和流 动相。
固定相可以是固体或者是包埋在惰性 固体中的液体，而流动相可以是气体(气 相色谱，GC)或液体(液相色谱，LC)，这 取决于两相物理性质的结合，色谱过程有 气-液、气-固、液-液、液-固色谱。
定义为溶质的迁移速度和一个理想标准 物质(既不吸着也不溶解)的迁移速度之比， 实际上这个理想标准物质一般是指洗脱剂 或移动相。
当标准物质沿柱移动L长度时，
移动相所需的时间为tm，而溶质所 需的时间更长，为（tm+ ts），即 滞留时间tR，因此阻滞因素为：
Rf
tm (tm ts )
（9-2）
式中ts为溶质在固定相中消耗的