色譜法基本原理講課教案

色譜法基本原理采用多級(jí)化、層析化的高效分離技術(shù)。它不僅是復(fù)雜混合物的多組分分離技術(shù)。也是分離分析一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多組分測(cè)定的現(xiàn)代儀器分析方法。色譜分析法，你了解多少？色譜法chromatography2★

色譜歷史★

色譜法定義★

色譜圖與色譜參數(shù)★

色譜法分類★色譜分析的特點(diǎn)★色譜法發(fā)展趨勢(shì)色譜分析法概論3一、色譜法的由來1906年，俄國(guó)植物學(xué)家Tsweet，應(yīng)用吸附原理分離植物色素。色譜歷史4組分1組分2石油醚（流動(dòng)相）組分1+2碳酸鈣（固定相）ylsfl植物色素的分離51903（1906）年，MichaelTswett提出色譜法1931年，Kuhn采用柱色譜分離了類胡蘿卜素1941年，Martin和Synge提出分配色譜法1944年，Martin等又提出紙色譜法1952年，Martin和James發(fā)明了氣液色譜法1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立1956年，Stahl系統(tǒng)研究了薄層色譜法二、色譜法的發(fā)展61957年，戈雷(Golay)發(fā)表“涂壁毛細(xì)管氣液分配色譜理論和實(shí)踐”論文，首先提出毛細(xì)管速率方程，并第一次實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管氣相色譜分離。1958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析儀，確定了核糖核酸的分子結(jié)構(gòu)1967年，Horvvath和Huber等研制了高效液相色譜儀1975年，Small等提出離子色譜

720世紀(jì)80年代，超臨界色譜20世紀(jì)90年代，毛細(xì)管電泳（1809年Re?ss第一次電泳實(shí)驗(yàn)）21世紀(jì)，聯(lián)用技術(shù)、大分子色譜分離、制備色譜可望取得更大的發(fā)展8

固定相：固體，液體

流動(dòng)相：氣體，液體，超臨界流體

色譜柱：各種材質(zhì)和尺寸

被分離組分：不再僅局限于有色物質(zhì)現(xiàn)在：一種重要的分離、分析技術(shù)分離混合物各組分并加以分析9色譜法定義色譜分析基本步聚試樣選固定相進(jìn)樣洗脫收集組分分析important10BAABA溶劑A+B流動(dòng)相色譜柱色譜分離過程示意圖BAB11是一種物理分析方法，物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相的分配系數(shù)有微小差異，當(dāng)兩相做相對(duì)移動(dòng)時(shí)，各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，使各組分被流動(dòng)相運(yùn)載移動(dòng)的速率不同，最終達(dá)到相互分離。色譜法：12分配系數(shù)是廣義的，包括溶解、吸附、離子交換、親和力和分子體積等分離特性。物質(zhì)能否分離取決于它們之間是否存在分配差異，這是一切分離的必要條件，色譜也不能例外。與其它分離法相比，色譜法的高效率在于獨(dú)特的“動(dòng)態(tài)分離過程”，即反復(fù)多次分配，它大大擴(kuò)大了原來分配系數(shù)的差異，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離。？？？13色譜分析法是一種十分重要和應(yīng)用廣泛的儀器分析方法。它采用色譜分離和連續(xù)測(cè)定方式相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜體系中的多組分（包括價(jià)態(tài)、性質(zhì)相近的元素或化合物）分析。色譜法作用：色譜分析法的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)分離分析系統(tǒng)化/一體化。14色譜過程中，流動(dòng)相/固定相對(duì)物質(zhì)起著下列哪種作用？

A．運(yùn)輸作用B．滯留作用

C．化學(xué)反應(yīng)作用D．分解作用15（一）典型色譜流出曲線色譜圖（色譜流出曲線）由檢測(cè)器輸出的電信號(hào)強(qiáng)度

對(duì)時(shí)間（t）或流動(dòng)相體積（V）作圖所得到的曲線。

色譜圖及常用術(shù)語important16tRVRtMVMtR′VR′h電信號(hào)(mV)(mA)時(shí)間（t）體積（V）W1/2Wb進(jìn)樣curve171.

基線：實(shí)驗(yàn)條件下，只有純流動(dòng)相通過檢測(cè)器時(shí)所得到的流出曲線。

噪聲：由于各種偶然因素，如固定液揮發(fā)、外界電信號(hào)干擾等引起的基線起伏。2.峰高h(yuǎn)

:從峰頂點(diǎn)到基線距離。181）

峰寬

Wb

：2）半高峰寬W1/2:0.5h對(duì)應(yīng)的峰寬3.區(qū)域?qū)挾?）峰面積AA=1.065h

W1/23）標(biāo)準(zhǔn)偏差σ

:0.607h對(duì)應(yīng)峰寬的一半19各組分在色譜柱中滯留狀況的一個(gè)指標(biāo)4.保留值色譜峰在色譜圖中的位置由色譜分離過程中的熱力學(xué)因素所決定。在一定條件下，保留值是定值。（t，v）important20（1）保留時(shí)間tR（2）死時(shí)間

t

M保留時(shí)間從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所需時(shí)間，即組分通過色譜柱所需要的時(shí)間

不被固定相溶解或吸附的組分通過色譜柱所消耗的的時(shí)間（流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間）

21（3）調(diào)整保留時(shí)間t

R′

tR′=tR–tM在實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí)，只取決于組分的性質(zhì)。實(shí)質(zhì)：組分在固定相中滯留的時(shí)間V=t·F（F：流動(dòng)相流速,ml/min）22柱溫、固定相、流動(dòng)相條件不變，ri,s不變r(jià)i,s值越大，分離越易實(shí)現(xiàn)，ri,s

＝1時(shí)，兩組色譜峰重疊。（4）相對(duì)保留值

ri,s

--選擇性參數(shù)組分i對(duì)組分s的相對(duì)保留值23相對(duì)保留值是指某組分2與某組分1的___。A.調(diào)整保留值之比B.死時(shí)間之比C.保留時(shí)間之比D.保留體積之比24下列哪項(xiàng)數(shù)值反映了組分通過色譜柱所需的時(shí)間?A.保留時(shí)間B.調(diào)整保留時(shí)間C.保留體積D.調(diào)整保留體積25色譜峰的保留值（t，v）----峰面積或峰高----峰間距及寬度----定性定量色譜柱分離效率（柱效）評(píng)價(jià)峰的數(shù)目----含組分的最少個(gè)數(shù)5.色譜圖的作用26（5）分配系數(shù)K------相平衡參數(shù)注：K為熱力學(xué)常數(shù)實(shí)驗(yàn)條件固定，K僅與組分性質(zhì)有關(guān)在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡后，在固定相與流動(dòng)相中的濃度比27（6）分配比------容量因子

k==K隨固定相的量而變化由組分和兩相的性質(zhì)決定衡量色譜住對(duì)被分離組分保留能力的重要參數(shù)＝t'R/tM=V'R/VM

28注意：K或k反映的是某一組分在兩相間的分配；當(dāng)兩組分K或k相同時(shí)，兩組分不能分開；當(dāng)兩組分K或k

相差越大時(shí)，分離得越好。

兩組分在兩相間的分配系數(shù)不同，是色譜分離的先決條件。

29流動(dòng)相液相色譜法(LC)氣相色譜法(GC)液-固色譜法,液-液色譜法氣-固色譜法,氣-液色譜法色譜法分類（一）按兩相所處的狀態(tài)30（二）按操作形式分類平面色譜

紙色譜

薄層色譜

薄膜色譜柱色譜

填充柱色譜

毛細(xì)管柱色譜

微填充柱色譜

31（三）按分離機(jī)理分類吸附色譜法氣-固、液-固色譜分離機(jī)理：基于固定相對(duì)樣品中各組分的吸附能力不同而分離。固定相:具有大表面積的多孔吸附劑。例：硅膠，Al2O3，活性炭32分離機(jī)理：2.分配色譜法：氣-液、液-液色譜基于不同組分在流動(dòng)相和固定相之間的溶解分配能力的差異而實(shí)現(xiàn)。液體固定相涂布或吸附在載體表面。？33液固/氣固色譜分析中，首先流出色譜柱的組分是()A.吸附能力大的B.吸附能力小的C.溶解度大的D.溶解度小的34氣液/液液色譜分析中，首先流出色譜柱的組分是：

A.吸附能力大的B.吸附能力小的C.溶解度大的D.溶解度小的35氣－液色譜法，其分離原理是：液-固色譜法，其分離原理是：

A.

吸附平衡B.離子交換平衡C.分配平衡D.滲透平衡363.離子交換色譜法具有離子交換功能團(tuán)的材料利用各組分與固定相進(jìn)行離子交換能力的差異而實(shí)現(xiàn)。分離機(jī)理：固定相：例：純凈水的制備R－SO3H，R－NR3Cl？37lzjh38在R-SO3H型的離子交換樹脂上選擇性最大的是？A．Li+B．Mg2+C．Ce3+

D．Th4+39分子排阻色譜法凝膠(gel)色譜或空間排阻色譜

利用各組分分子的大小不同而在凝膠上產(chǎn)生的阻滯作用不同實(shí)現(xiàn)的。分離機(jī)理:適合分離分子量大于2000的化合物。？40Dong-241體積排阻色譜中，先流出來的物質(zhì)是？A.分子量較小的物質(zhì)B.分子量較大的物質(zhì)C.極性較小的物質(zhì)D.極性較大的物質(zhì)42能用于測(cè)量組分分子量的液相色譜法是()A．離子交換色譜B．化學(xué)鍵合相色譜C．凝膠色譜D．反相色譜43如果樣品的相對(duì)分子量大于2000，一般可考慮使用____進(jìn)行分離。A.氣相色譜法B.空間排阻色譜法C.液相色譜法D.以上都不是。445.親和色譜法AC固定相將具有生物活性（酶、輔酶、抗體）的配位基鍵合到基質(zhì)表面上分離機(jī)理利用生物大分子或蛋白質(zhì)與配基的親和力專用于分離與純化蛋白質(zhì)等生化樣品456.毛細(xì)管電色譜法分離機(jī)理靠色譜與電場(chǎng)兩種作用力，依據(jù)樣品組分的分配系數(shù)及電泳速度差別而分離特點(diǎn)快速、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用廣46色譜分析的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：“高”、“快”、“廣”47(1)

高選擇性對(duì)于那些性質(zhì)極為相似的組分,如同位素、同分異構(gòu)體,采用高選擇性固定相，使它們之間的分配系數(shù)產(chǎn)生足夠大的差異,從而實(shí)現(xiàn)良好分離。（色譜的熱力學(xué)性質(zhì)）48

(2)

高柱效在良好的操作條件下，色譜柱能使復(fù)雜或相似的多組分樣品,在兩相間進(jìn)行多次的分配(103--106)而實(shí)現(xiàn)分離。49(3)高靈敏度：多種高靈敏檢測(cè)器，痕量雜質(zhì)分析的有力工具。與檢測(cè)原理一樣同類儀器方法相比，色譜分析法的靈敏度是高還是低？為什么？50(4)分析速度快：復(fù)雜多組分樣品分析僅幾～幾十分鐘(5)定量準(zhǔn)確：

分離檢測(cè)一體化，儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、微機(jī)化，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。(6)

應(yīng)用范圍廣(7)試樣用量少51色譜分析的局限性對(duì)分析對(duì)象的鑒定功能較差單次分析周期可能較長(zhǎng)濃度檢測(cè)靈敏度可能較低儀器及費(fèi)用也許較貴實(shí)驗(yàn)影響因素較多，需要有較高的專業(yè)知識(shí)？？？？？52色譜法發(fā)展趨勢(shì)1.色譜智能化例：薄層色譜法自動(dòng)點(diǎn)樣－－自動(dòng)程序多次展開－－薄層掃描53聯(lián)用技術(shù)氣-質(zhì)聯(lián)用（LC-MS）氣相-傅里葉變換紅外光譜（GC-FTIR）超臨界流體色譜-質(zhì)譜（SFC-MS）高效液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS）