（2）吸附剂的类别 ） 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、 ①有机类 淀粉、葡萄糖、聚酰胺、纤维素等 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 ②无机类 氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、 硅藻 土等
流动相 （1）要求 ） 应使用较纯试剂， ①应使用较纯试剂，含杂质会影响洗脱能力 ②与样品或吸附剂不发生化学反应 能溶解样品中各成分，且各被分离组分有不同的K值 ③能溶解样品中各成分，且各被分离组分有不同的 值 粘度小， ④粘度小，易流动
层析柱——径高比（10：1—1：100）、材质（玻璃、有 径高比（10： ）、材质 层析柱 径高比 1 100）、材质（玻璃、 机玻璃、PVC、不锈钢等）、耐压（0.05－ MPa ）、耐压 Pa） 机玻璃、PVC、不锈钢等）、耐压（0.05－10 MPa） 等
工业用的层析柱 实验室用的层析柱
——恒速 压力（蠕动泵等） 恒速、 泵——恒速、压力（蠕动泵等）
tR 2 或 n = 16( ) W
tR 2 n = 5.54( ) Wh
2
有效塔板数（neff）
neff
t 'R 2 t 'R 2 = 5.54( ) = 16( ) wh / 2 w
来评价柱的效能比较符合实际。 用有效塔板数（neff）来评价柱的效能比较符合实际。
五、 色谱的分类
1）、按两相所处的状态分类 ）、按两相所处的状态分类 ）、
色谱流程及 主要部件
操作术语： 操作术语： 洗脱剂——作为流动相的液体。 作为流动相的液体。 ①洗脱剂 作为流动相的液体 ②层析剂——分离技术中的固定相 层析剂 分离技术中的固定相 展开——加入洗脱剂而使各组分分层的操作。 加入洗脱剂而使各组分分层的操作。 ③展开 加入洗脱剂而使各组分分层的操作 色谱图——展开后各组分的分布情况。 展开后各组分的分布情况。 ④色谱图 展开后各组分的分布情况 洗脱液——洗脱时从柱中流出的溶液。 洗脱时从柱中流出的溶液。 ⑤洗脱液 洗脱时从柱中流出的溶液
a:吸附剂 a:吸附剂
m:流动相 m:流动相
Xm: Xm: 流动相中的组分分子
Xa: Ym: Ya: Xa: 固定相中组分的分子 Ym:流动相分子 Ya:固定相中溶剂分子
吸附过程是试样中组分分子与流动相分子争夺吸附剂表 面活性中心的过程。 面活性中心的过程。
固定相 固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂， 固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂，常用 吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。经典液相 吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。 柱色谱和薄层色谱使用一般硅胶， 柱色谱和薄层色谱使用一般硅胶，高效液相色谱 常用球型或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。 常用球型或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。 （1）对吸附剂的要求 ） 有大的表面积和足够的吸附能力； ①有大的表面积和足够的吸附能力； 对不同的化学成分有不同的吸附力， ②对不同的化学成分有不同的吸附力，能较好地 把混合物分开； 把混合物分开； 与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应； ③与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应； 在所用的溶剂及流动相中不溶解； ④在所用的溶剂及流动相中不溶解； 颗粒均匀，操作过程中不会碎裂。 ⑤颗粒均匀，操作过程中不会碎裂。
伯乐公司（BIO-RAD）柱层析系统
发玛西亚公司（Pharmacia）柱层析系统
国产柱层析系统
二、 色谱分离过程的基本原理
1 分离原理 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异。 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异。 以吸附色谱为例见图示 吸附→ 解吸→再吸附 再解吸 反复多次洗脱 反复多次洗脱→ 吸附 解吸 再吸附 →再解吸 →反复多次洗脱 被测组分分配系数不同→ 被测组分分配系数不同 差速迁移 → 分离
加样， 加样，洗脱剂冲洗 各组分与固定相无作用力——与 与 各组分与固定相无作用力 洗脱剂一起流动，得不到分离； 洗脱剂一起流动，得不到分离； 各组分与固定相有一定作用力— 各组分与固定相有一定作用力 —移动速率低于流动相。 移动速率低于流动相。 移动速率低于流动相 各组分与固定相的作用力大小不 移动速率不同， 同——移动速率不同，作用力大， 移动速率不同 作用力大， 移动慢，各组分得到分离。 移动慢，各组分得到分离。
B.纸色谱法（paper chromatography） 纸色谱法（ 纸色谱法 ） 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体， 纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点 在滤纸上，然后用溶剂展开， 在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不 同位置以斑点形式显现， 同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及 大小进行定性和定量分析。 大小进行定性和定量分析。
第11章 色谱分离过程 章 chromatography
一、 概述
定义： 定义： 色谱是根据混合物中， 色谱是根据混合物中，溶质在互不混溶的两相 之间分配行为的差别， 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。 行分离的方法。
典型的柱层 析分离设备
起源
几个概念 色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。 固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。 流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。 流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
分配系数的微小差异→ 分配系数的微小差异 吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异 微小差异积累 较大差异 →吸附能力弱的组分先流出； 吸附能力弱的组分先流出； 吸附能力弱的组分先流出 吸附能力强的组分后流出
2 固定相（色谱柱填料 固定相（色谱柱填料) 硅胶衍生的固定相 离子交换树脂 大孔吸附树脂 凝胶 手性固定相
2）、 按固定相的几何形式分类 ）、 A 柱色谱法 B 纸色谱法 C 薄层色谱法
A.柱色谱法 (column chromatography) 柱色谱法 柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将 固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱， 固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱，试样从柱 头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法。 头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法。
蠕动泵
馏分收集仪
自动馏分收集仪（国产） 自动馏分收集仪（进口）
检测仪 通用型—示差折光 介电常数、 示差折光、 1) 通用型 示差折光、介电常数、电导等 专用型—紫外 荧光、 紫外、 2) 专用型 紫外、荧光、放射性检测器等 记录仪、 工作站—色谱参数的选择和设定 色谱参数的选择和设定、 记录仪 、 工作站 色谱参数的选择和设定 、 自动化 操作、色谱数据的采集和存储，并作实时处理、 操作、色谱数据的采集和存储，并作实时处理、 数据后处理、 数据后处理、自动打印出一套完整的色谱分析数 据……
3 色谱柱及柱技术 色谱柱的装填方法： 色谱柱的装填方法： 高压均浆填充 干法填充 径向压缩法 轴向压缩法 环形压缩技术
三、色谱分离过程和色谱图
图1 色谱过程
图2 色谱图
1 色谱图（chromatogram） 色谱图（ ） 试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时， 试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时， 检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号， 检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号， 由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号 时间曲线或信号——流动相 由记录仪所记录下的信号 时间曲线或信号 流动相 体积曲线，称为色谱流出曲线，或色谱图。如图2 体积曲线，称为色谱流出曲线，或色谱图。如图 常用术语： 常用术语： 1. 基线 在操作条件下，仅有纯流动相进入检测器时的流出 在操作条件下， 曲线。 曲线。 2. 色谱峰 当组分随流动相进入检测器时，其响应信号大小 当组分随流动相进入检测器时， 随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。 随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。 3. 峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高 峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高(peak height)。用h表示。 表示。 。 表示 4. 峰面积：峰与峰底之间的面积称为峰面积 峰面积：峰与峰底之间的面积称为峰面积(peak area)，用 ， A表示。 表示。 表示
洗脱顺序 流动相的洗脱能力主要由其极性决定， 流动相的洗脱能力主要由其极性决定，极性强的流动相分 子占据极性中心的能力强，洗脱能力就强。 子占据极性中心的能力强，洗脱能力就强。流动相的选择 要依据样品的极性、吸附剂的活性而定。 要依据样品的极性、吸附剂的活性而定。吸附弱的组分先 被洗脱，吸附强的组分后被洗脱。 被洗脱，吸附强的组分后被洗脱。吸附的强弱与组分的性 极性、 质(极性、取代基的类型和数目、构型）有关。 极性 取代基的类型和数目、构型）有关。 一般规律是： 一般规律是： 非极性化合物，吸附弱。 ①非极性化合物，吸附弱。 基本母核相同，分子中取代基的极性越强， ②基本母核相同，分子中取代基的极性越强，或极性基团越 分子极性越强(但要考虑其他因素的影响 但要考虑其他因素的影响)， 多，分子极性越强 但要考虑其他因素的影响 ，吸附能力 越强。 越强。 分子中双键数越多，则吸附力越强。 ③分子中双键数越多，则吸附力越强。 能形成分子内氢键的化合物，其吸附能力降低。 ④能形成分子内氢键的化合物，其吸附能力降低。
1.吸附色谱法 ( adsorption chromatography ) 吸附色谱法 利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别 而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。 而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。
分离原理 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心,利 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利 用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离. 用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离 经过吸附、解吸、再吸附、再解吸……最后混合物 经过吸附、解吸、再吸附、再解吸 最后混合物 得到分离. 得到分离
四、色谱分离过程基础理论
1保留值 保留值 试样中各组分在色谱柱中停留时间值或将组分带出色谱柱 所需流动相的体积值称为保留值。 所需流动相的体积值称为保留值。 1) 保留时间 ：从进样至被测组分出现浓度最大值时所需时 间 tR。 保留体积： 2) 保留体积：从进样至被测组分出现最大浓度时流动相通过 的体积， 的体积，VR。 死时间：不被固定相滞留的组分， 3) 死时间：不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大 值时所需的时间称为死时间(dead time)， 值时所需的时间称为死时间(dead time)，tM。 死体积: 不被固定相滞留的组分， 4) 死体积: 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大 值时流动相通过的体积称为死体积(dead 值时流动相通过的体积称为死体积(dead volume) ，VM。