色譜分析法原理

1、第三章第三章 色譜法分析原理色譜法分析原理 概述概述： 色譜法的發(fā)展歷程色譜法的發(fā)展歷程 色譜分離分析操作過色譜分離分析操作過程程 幾種色譜操作法幾種色譜操作法 迎頭色譜法、頂替色迎頭色譜法、頂替色譜法、洗脫色譜法譜法、洗脫色譜法ABCDEA aDC B A E色譜分離分析樣品組分的過程色譜分離分析樣品組分的過程1.樣品在載體樣品在載體“搬運(yùn)搬運(yùn)”下，通過分析路徑下，通過分析路徑2.在分析路徑上，樣品中的各個(gè)組分受到在分析路徑上，樣品中的各個(gè)組分受到某種某種“力場力場” 的作用的作用（力場可能是溫力場可能是溫度、壓力、電壓、光度、壓力、電壓、光產(chǎn)生可能引起分產(chǎn)生可能引起分離效應(yīng)，也可能不引起分

2、離效應(yīng)離效應(yīng)，也可能不引起分離效應(yīng)）3.在分析路徑上，發(fā)生在兩相之間的分配在分析路徑上，發(fā)生在兩相之間的分配平衡，由于各個(gè)組分在同樣兩相之間分平衡，由于各個(gè)組分在同樣兩相之間分配平衡有差異，從而實(shí)現(xiàn)各組分的分離配平衡有差異，從而實(shí)現(xiàn)各組分的分離4.被分離的樣品各個(gè)組分，在載體的搬運(yùn)被分離的樣品各個(gè)組分，在載體的搬運(yùn)下離開分析路徑，進(jìn)入檢測器被檢測出下離開分析路徑，進(jìn)入檢測器被檢測出來來5.假如在分析路徑上樣品所受到的力場是假如在分析路徑上樣品所受到的力場是電場力，則各個(gè)組分在電場力作用下實(shí)電場力，則各個(gè)組分在電場力作用下實(shí)現(xiàn)分離，這就是電泳現(xiàn)分離，這就是電泳ABCDEA ABCD兩個(gè)組分向前兩

3、個(gè)組分向前移動的特征移動的特征 1-1迎頭色譜法迎頭色譜法frontal chromatography 定義：定義： 將試樣連續(xù)地通過色譜柱，吸附或溶解最弱的組分，將試樣連續(xù)地通過色譜柱，吸附或溶解最弱的組分，首先以純物質(zhì)狀態(tài)流出色譜柱，然后順次流出的是首先以純物質(zhì)狀態(tài)流出色譜柱，然后順次流出的是次弱組分和第一流出組分的混合物，依次類推，從次弱組分和第一流出組分的混合物，依次類推，從而實(shí)現(xiàn)混合物分離的色譜法。而實(shí)現(xiàn)混合物分離的色譜法。 主要應(yīng)用于非定性定量分析的領(lǐng)域主要應(yīng)用于非定性定量分析的領(lǐng)域 例如某些物理化學(xué)參數(shù)的測定、吸附劑催化劑例如某些物理化學(xué)參數(shù)的測定、吸附劑催化劑及固體表面和孔尺寸

4、和孔徑分布等性質(zhì)的研究及固體表面和孔尺寸和孔徑分布等性質(zhì)的研究1-1 迎頭色譜法迎頭色譜法ABCDABCABAaaABCDABC AB A 流動方向流動方向流出體積流出體積 BbA RA RABR A ABRABRBRA b1-2置換法(displacement method) 又稱又稱頂替法頂替法，當(dāng)含三種組分的混合物樣品注入色，當(dāng)含三種組分的混合物樣品注入色譜柱后，各組分皆與固定相有強(qiáng)作用力，若使用譜柱后，各組分皆與固定相有強(qiáng)作用力，若使用一般流動相無法將他們洗脫下來，為此可一般流動相無法將他們洗脫下來，為此可使用一使用一種比樣品組分與固定相間作用力更強(qiáng)的置換劑種比樣品組分與固定相間作用力

5、更強(qiáng)的置換劑（或稱頂替劑）作流動相，當(dāng)它注入色譜柱后，（或稱頂替劑）作流動相，當(dāng)它注入色譜柱后，可迫使滯留在柱上的各個(gè)組分，依其與固定相作可迫使滯留在柱上的各個(gè)組分，依其與固定相作用力的差別而依次洗脫下來，且各譜帶皆為各個(gè)用力的差別而依次洗脫下來，且各譜帶皆為各個(gè)組分的純品組分的純品。置換法現(xiàn)已在大規(guī)模制備色譜中獲。置換法現(xiàn)已在大規(guī)模制備色譜中獲廣泛應(yīng)用，在生物大分子純品制備中取得良好的廣泛應(yīng)用，在生物大分子純品制備中取得良好的效果效果 頂替色譜法頂替色譜法( (置換色譜法置換色譜法) ) DCB + CA + B 流動方向流動方向aDCBAbA DBACDEABCD頂替劑頂替劑頂替色譜法頂替

6、色譜法 ( (置換色譜法置換色譜法) )優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : （1） 樣品量大產(chǎn)率高、被分離樣品在分離過程中會自行樣品量大產(chǎn)率高、被分離樣品在分離過程中會自行濃縮。濃度比洗脫色譜高濃縮。濃度比洗脫色譜高12數(shù)量級。柱載高數(shù)量級。柱載高50100倍倍 （2） 可以同時(shí)分離樣品中的多個(gè)組分（與親和色譜不同）可以同時(shí)分離樣品中的多個(gè)組分（與親和色譜不同） （3）被分離組分能在相當(dāng)高的純度的條件下獲得高產(chǎn)率。）被分離組分能在相當(dāng)高的純度的條件下獲得高產(chǎn)率。 （4）各組分分離界限較清晰，拖尾少，產(chǎn)量和回收率高。）各組分分離界限較清晰，拖尾少，產(chǎn)量和回收率高。 （5）產(chǎn)品濃度可控）產(chǎn)品濃度可控 （6）用小分子頂

7、替劑容易與生物分子分離，）用小分子頂替劑容易與生物分子分離， （7）單位柱長固定相利用率高（和用于制備的超載洗脫）單位柱長固定相利用率高（和用于制備的超載洗脫和迎頭分析法相比）和迎頭分析法相比） （8）溶劑使用量少。分離時(shí)間和成本減少）溶劑使用量少。分離時(shí)間和成本減少30%以上。以上。1-3沖洗色譜法沖洗色譜法(elution method) 又稱洗脫法，淋洗法。例如，將含三組分又稱洗脫法，淋洗法。例如，將含三組分的樣品注入色譜柱，流動相連續(xù)流過色譜的樣品注入色譜柱，流動相連續(xù)流過色譜柱，并攜帶樣品組分在柱內(nèi)向前移動，經(jīng)柱，并攜帶樣品組分在柱內(nèi)向前移動，經(jīng)色譜分離后，樣品中不同組分依據(jù)與固定色

8、譜分離后，樣品中不同組分依據(jù)與固定相和流動相相互作用的差別，而順序流出相和流動相相互作用的差別，而順序流出色譜柱。色譜柱。 DB A+B A 流動方向流動方向ab淋洗色譜法淋洗色譜法 (沖洗色譜法、洗脫色譜法沖洗色譜法、洗脫色譜法)沖洗色譜法沖洗色譜法 用于定性、定量、制備分析及某些物理化學(xué)用于定性、定量、制備分析及某些物理化學(xué)性質(zhì)和過程的研究。是用途最為廣泛和最為性質(zhì)和過程的研究。是用途最為廣泛和最為普遍的色譜法普遍的色譜法。 優(yōu)點(diǎn)：柱效高，很容易得到幾千甚至幾萬個(gè)優(yōu)點(diǎn)：柱效高，很容易得到幾千甚至幾萬個(gè)塔板的分離效果、使用樣品量極少、一次可塔板的分離效果、使用樣品量極少、一次可以分析樣品中的

9、幾個(gè)甚至幾百個(gè)成分、分離以分析樣品中的幾個(gè)甚至幾百個(gè)成分、分離分析速度極快分析速度極快。色譜法應(yīng)用簡述色譜法應(yīng)用簡述一、一、色譜法在定量、定性分析與制備、生產(chǎn)中的應(yīng)用色譜法在定量、定性分析與制備、生產(chǎn)中的應(yīng)用二色譜法在理論研究、催化化工、萃取等領(lǐng)域的應(yīng)用二色譜法在理論研究、催化化工、萃取等領(lǐng)域的應(yīng)用1無限稀釋活度系數(shù)數(shù)據(jù)的測定及其在工程上的應(yīng)用無限稀釋活度系數(shù)數(shù)據(jù)的測定及其在工程上的應(yīng)用 混合溶劑、混合溶劑、高壓氣液平衡系統(tǒng)高壓氣液平衡系統(tǒng)2溶液理論及熱數(shù)據(jù)的測定溶液理論及熱數(shù)據(jù)的測定 過量偏摩爾參數(shù)與過量偏摩爾熱容過量偏摩爾參數(shù)與過量偏摩爾熱容 、溶解熱、生成熱、溶解熱、生成熱、反應(yīng)熱、反應(yīng)

10、熱、非電解質(zhì)理論、非電解質(zhì)理論、高聚物溶液理論高聚物溶液理論3維里系數(shù)的研究與測定維里系數(shù)的研究與測定4純物質(zhì)性質(zhì)的研究與測定純物質(zhì)性質(zhì)的研究與測定 蒸汽壓、蒸汽壓、蒸發(fā)焓、蒸發(fā)焓、沸點(diǎn)、沸點(diǎn)、相變、相變、分子量、分子量、分子分子結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、熵、粘度、折光系數(shù)等熵、粘度、折光系數(shù)等 5固體表面物理化學(xué)性質(zhì)的研究固體表面物理化學(xué)性質(zhì)的研究 物理吸附（迎頭色譜法、沖洗色譜法）物理吸附（迎頭色譜法、沖洗色譜法）吸附等溫線、吸附等溫線、固體表面積、固體表面積、固體內(nèi)含孔徑分布、固體內(nèi)含孔徑分布、 化學(xué)吸附與化學(xué)滴定化學(xué)吸附與化學(xué)滴定吸附熱、吸附熱、固體表面的酸減性、固體表面的酸減性、催化劑活性中心及其性質(zhì)、催化劑活性中心及其性質(zhì)、 程序升溫色譜法研究固體表面性質(zhì)程序升溫色譜法研究固體表面性質(zhì) 脫附過程、脫附過程、還原與氧化、還原與氧化、表面反應(yīng)、表面反應(yīng)、6催化反應(yīng)動力學(xué)研究（微反應(yīng)器反應(yīng)色譜法）催化反應(yīng)動力學(xué)研究（微反應(yīng)器反應(yīng)色譜法）脈沖催化反應(yīng)動力學(xué)、脈沖催化反應(yīng)動力學(xué)、脈沖斷流色譜法、脈沖斷流色譜法、程序升溫表面反程序升溫表面反應(yīng)動力學(xué)、應(yīng)動力學(xué)、空穴色譜法與過渡應(yīng)答技術(shù)、空穴色譜法與過渡應(yīng)答技術(shù)、7傳遞性質(zhì)研究傳遞性質(zhì)研究氣體擴(kuò)散系數(shù)、氣體擴(kuò)散系數(shù)、液相擴(kuò)散系數(shù)、液相擴(kuò)散系數(shù)、催化劑中