色谱分析概论和经典液相色谱_27页.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 色谱分析概论 和经典液相色谱,第一节 色谱法概述,一、色谱法的由来,1,1906,年由俄国植物学家,Tsweet,创立,植物色素分离,见图示,2,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,图示,固定相,CaCO,3,颗粒,流动相,石油醚,色带,二、色谱法定义、实质和目的,定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分析,方法,实质：分离,目的：定性分析或定量分析,三、分类：,1,按两相分子的聚集状态分：,流动相 固定相 类型,液相色谱,液体 固体 液,-,固色谱,液体 液体 液,-,液色谱,气体 固体 气,-,固色谱,气体 液体 气,-,液色谱,气相色谱,续前,2,按固定相的固定方式分：,3,按分离机制分：,平面色谱,纸色谱,薄层色谱,高分子薄膜色谱,柱色谱,填充柱色谱,毛细管柱色谱,分配色谱,：利用分配系数的不同,吸附色谱,：利用物理吸附性能的差异,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,图示,色谱法简单分类,四、色谱法的特点,优点：,“三高”、“一快”、“一广”,缺点：,高选择性,可将性质相似的组分分开,高效能,反复多次利用组分性质的差异,产生很好分离效果,高灵敏度,10,-11,10,-13,g,，,适于痕量分析,分析速度快,几,几十分钟完成分离,一次 可以测多种样品,应用范围广,气体，液体、固体物质,化学衍生化再色谱分离、分析,对未知物分析的定性专属性差,需要与其他分析方法联用,(GC-MS,LC-MS),第二节 色谱法的原理,一、色谱过程、分离原理及特点,二、基本类型色谱法的分离机制,三、分配系数与保留行为的关系,一、色谱过程、分离原理及特点,（一）色谱过程,指被分离组分在两相中的“分配”平衡过程,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,被测组分分配系数不同,差速迁移,分离,图示,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,吸附能力弱的组分先流出；,吸附能力强的组分后流出,back,续前,（二）色谱分离原理,色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异，,平衡分配可以用分配系数和分配比来衡量,（三）色谱分离特点,1,不同组分通过色谱柱时的迁移速度不等,提供了分离的可能性,2,各组分沿柱子扩散分布,峰宽,不利于不同组分分离,二、基本类型色谱法的分离机制,基本概念：,固定相,（,s,）；,流动相,（,m,）,（一）吸附色谱法,（二）分配色谱法,（三）离子交换色谱法,（四）空间排阻色谱法,（一）吸附色谱法,要求,：,固定相,吸附剂（硅胶或,AL,2,O,3,）,具表面活性吸附中心,分离机制,：,见图示,吸附系数,注：,K,a,与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质,及温度有关,next,吸附平衡,X,m,+,nY,a,X,a,+,nY,m,图示,分离机制：,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,吸附,解吸,再吸附,再解吸,无数次洗脱,分开,back,（二）分配色谱法,要求,：,固定相,机械吸附在惰性载体上的液体,流动相,必须与固定相不为互溶,载体,惰性，性质稳定，,不与固定相和流动相发生化学反应,分离机制,见图示,狭义分配系数,注：,K,与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质,以及柱温有关,next,图示,分离机制,利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离,连续萃取过程,back,（三）离子交换色谱法,要求,：,固定相,离子交换树脂,流动相,水为溶剂的缓冲溶液,被分离组分,离子型的有机物或无机物,分离机制,见图示,选择性系数,阳离子交换树脂,RSO,3,-,H,+,+X,+,RSO,3,-,X,+,+H,+,注：,K,s,与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、,离子交换树脂性质以及温度有关,next,固定离子,可交换离子,待测离子,图示,分离机制：,依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力）,不同而实现分离,back,（四）空间排阻色谱法,要求,：,固定相,多孔性凝胶,流动相,水,凝胶过滤色谱,流动相,有机溶剂,凝胶渗透色谱,分离机制,见图示,渗透系数,注：,K,p,仅取决于待测分子尺寸和凝胶孔径大小，,与流动相的性质无关,next,图示,分离机制,：,利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性,渗透实现分离,back,结论：,四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、,分配平衡、离子交换平衡和渗透平衡,K,分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和,渗透系数,除了凝胶色谱法中的,K,仅与待测分子大小尺寸、凝胶,孔径大小有关外，其他三种,K,值都受组分的性质、流,动相的性质、固定相的性质以及柱温的影响,图示,三、分配系数与保留行为的关系,（一）基本术语,1,保留时间,t,R,：,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,t,0,或,t,m,：,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（又称流动相保留时间）。,续前,3,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）,4,保留比,R,：,衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度,注：,K,为热力学常数,与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关,实验条件固定，,K,仅与组分性质有关,（二）,t,R,与,K,的关系,：,续前,讨论：,色谱条件一定时，,t,R,主要取决,K,的大小,（色谱法基本的定性参数）,K,，,t,R,，,组分后出柱,K=0,，,组分不保留,K,，,组分完全保留,结论：,色谱分离前提,各组分分配系数不等,注：应选择合适分离条件使得难分离的组分,K,不等,2,）色谱条件（,s,，,m,，,T,）,一定时，,K,一定,t,R,一定,1,）组分一定，,K,不等的前提,s,和,m,改变,T,改变,第三节 色谱法的历史与展望,一、历史：,30,年代 茨维特分离绿叶色素,40,年代,TLC,，,纸色谱,50,年代,GC,出现使色谱具备分离和在线分析功能,60,年代末,HPLC,出现，使色谱分析范围进一步扩大,二、展望：,1,新型固定相和检测器,2,联用仪器：,GC-MS,，,HPLC-MS,3,智能化发展,