第十二章色谱分析法-PPT.pptx

第十二章色谱分析法茨维特茨维特茨维特茨维特 (1872187219191919)uu俄罗斯植物学家。俄罗斯植物学家。俄罗斯植物学家。俄罗斯植物学家。uu19001900年年年年,在树叶中发现两种叶绿素在树叶中发现两种叶绿素在树叶中发现两种叶绿素在树叶中发现两种叶绿素:叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a与叶绿素与叶绿素与叶绿素与叶绿素b,b,后来又发现叶绿后来又发现叶绿后来又发现叶绿后来又发现叶绿素素素素c c,并分离出纯得叶绿素。并分离出纯得叶绿素。并分离出纯得叶绿素。并分离出纯得叶绿素。uu最重大得贡献最重大得贡献最重大得贡献最重大得贡献:发明分析化学中极其发明分析化学中极其发明分析化学中极其发明分析化学中极其重要得分析方法重要得分析方法重要得分析方法重要得分析方法-色谱法。色谱法。色谱法。色谱法。uu伟大得化学家。伟大得化学家。伟大得化学家。伟大得化学家。uu“色谱学之父色谱学之父色谱学之父色谱学之父”,以她得名字命名得以她得名字命名得以她得名字命名得以她得名字命名得TswettTswett奖成为色谱界最高荣誉奖。奖成为色谱界最高荣誉奖。奖成为色谱界最高荣誉奖。奖成为色谱界最高荣誉奖。1 1、1 1、1 1 色谱法起源色谱法起源色谱法起源色谱法起源 190 1903 3年年年年,茨维特无意中做了茨维特无意中做了茨维特无意中做了茨维特无意中做了一个一个一个一个影响深远得实验影响深远得实验影响深远得实验影响深远得实验:叶绿素提取液在分离以后叶绿素提取液在分离以后叶绿素提取液在分离以后叶绿素提取液在分离以后形成一条具有不同颜色得谱带形成一条具有不同颜色得谱带形成一条具有不同颜色得谱带形成一条具有不同颜色得谱带,这就就是这就就是这就就是这就就是“色谱色谱色谱色谱”一词得由来。一词得由来。一词得由来。一词得由来。这套实验装置就就是现代这套实验装置就就是现代这套实验装置就就是现代这套实验装置就就是现代色谱装置得原型。色谱装置得原型。色谱装置得原型。色谱装置得原型。1 1、1 1、1 1 色谱法起源色谱法起源色谱法起源色谱法起源uu茨维特得第一篇关于色谱法得论文茨维特得第一篇关于色谱法得论文茨维特得第一篇关于色谱法得论文茨维特得第一篇关于色谱法得论文“一种新型一种新型一种新型一种新型吸附现象及其在生化分析上得应用吸附现象及其在生化分析上得应用吸附现象及其在生化分析上得应用吸附现象及其在生化分析上得应用”发表在发表在发表在发表在19031903年得年得年得年得生物学杂志生物学杂志生物学杂志生物学杂志。uu1906190619101910年得论文发表在年得论文发表在年得论文发表在年得论文发表在植物学杂志植物学杂志植物学杂志植物学杂志。uu19311931年年年年,R R、库恩发现茨维特所发明色谱法得重库恩发现茨维特所发明色谱法得重库恩发现茨维特所发明色谱法得重库恩发现茨维特所发明色谱法得重要性要性要性要性,此法才得到普遍得推广与应用。此法才得到普遍得推广与应用。此法才得到普遍得推广与应用。此法才得到普遍得推广与应用。1 1、1 1、1 1 色谱法起源色谱法起源色谱法起源色谱法起源u1930s,离子交换色谱法建立。离子交换色谱法建立。u1940年年,吸附色谱与电泳相结合。吸附色谱与电泳相结合。u1941年年,分配色谱创立。分配色谱创立。u1952年年,气相色谱法建立。气相色谱法建立。u1968年年,高效液相色谱法建立。高效液相色谱法建立。u1975年之后年之后,离子色谱、超临界流体色谱、高效离子色谱、超临界流体色谱、高效毛细管电泳等新型色谱方法逐渐发展起来。毛细管电泳等新型色谱方法逐渐发展起来。1 1、1 1、2 2 色谱法发展色谱法发展色谱法发展色谱法发展19481948年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖吸附色谱与电泳吸附色谱与电泳吸附色谱与电泳吸附色谱与电泳TiseliusTiseliusMartinMartinSyngeSynge19521952年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖分配色谱法分配色谱法分配色谱法分配色谱法1 1、1 1、2 2 色谱法发色谱法发色谱法发色谱法发展展展展卢佩章院士卢佩章院士卢佩章院士卢佩章院士1 1、1 1、2 2 色谱法发色谱法发色谱法发色谱法发展展展展uu中国色谱分析得先驱者。中国色谱分析得先驱者。中国色谱分析得先驱者。中国色谱分析得先驱者。uu设计出我国第一台体积色谱仪。设计出我国第一台体积色谱仪。设计出我国第一台体积色谱仪。设计出我国第一台体积色谱仪。uu完成我国第一艘核潜艇密封舱气体完成我国第一艘核潜艇密封舱气体完成我国第一艘核潜艇密封舱气体完成我国第一艘核潜艇密封舱气体分析任务分析任务分析任务分析任务,研制出当时世界上最先进研制出当时世界上最先进研制出当时世界上最先进研制出当时世界上最先进得船用色谱仪。得船用色谱仪。得船用色谱仪。得船用色谱仪。uu研制成功细管径得高效液相色谱柱研制成功细管径得高效液相色谱柱研制成功细管径得高效液相色谱柱研制成功细管径得高效液相色谱柱,当时独步世界。当时独步世界。当时独步世界。当时独步世界。uu1990199019901990年年年年,获得苏联色谱学会颁发得茨获得苏联色谱学会颁发得茨获得苏联色谱学会颁发得茨获得苏联色谱学会颁发得茨维特维特维特维特奖奖奖奖;1992199219921992年年年年,获得美国传记研究获得美国传记研究获得美国传记研究获得美国传记研究所所所所“世界终身成就奖世界终身成就奖世界终身成就奖世界终身成就奖”。uu色谱法就是一种混合物分离技术。分色谱法就是一种混合物分离技术。分色谱法就是一种混合物分离技术。分色谱法就是一种混合物分离技术。分离得关键在于色谱柱存在着两相。离得关键在于色谱柱存在着两相。离得关键在于色谱柱存在着两相。离得关键在于色谱柱存在着两相。uu固定相固定相固定相固定相:固定在色谱柱中不动得固体固定在色谱柱中不动得固体固定在色谱柱中不动得固体固定在色谱柱中不动得固体或液体。或液体。或液体。或液体。uu流动相流动相流动相流动相:流动得、携带混合物流过固流动得、携带混合物流过固流动得、携带混合物流过固流动得、携带混合物流过固定相得流体。定相得流体。定相得流体。定相得流体。uu色谱分离色谱分离色谱分离色谱分离:混合物中各组分在色谱分混合物中各组分在色谱分混合物中各组分在色谱分混合物中各组分在色谱分离柱中得离柱中得离柱中得离柱中得固定相与流动相固定相与流动相固定相与流动相固定相与流动相间不断得间不断得间不断得间不断得交交交交换过程换过程换过程换过程。固定相固定相固定相固定相流动相流动相流动相流动相1 1、2 2、1 1 色谱分离机色谱分离机色谱分离机色谱分离机理理理理uu当流动相携带混合物流经固定相时当流动相携带混合物流经固定相时当流动相携带混合物流经固定相时当流动相携带混合物流经固定相时,混合物中各组分与混合物中各组分与混合物中各组分与混合物中各组分与固定相发生相互作用。固定相发生相互作用。固定相发生相互作用。固定相发生相互作用。uu由于各组分在性质与结构上得差异由于各组分在性质与结构上得差异由于各组分在性质与结构上得差异由于各组分在性质与结构上得差异,与固定相之间产生与固定相之间产生与固定相之间产生与固定相之间产生得作用力得大小、强弱不同得作用力得大小、强弱不同得作用力得大小、强弱不同得作用力得大小、强弱不同,使得各组分被固定相保留使得各组分被固定相保留使得各组分被固定相保留使得各组分被固定相保留得时间不同得时间不同得时间不同得时间不同,随着流动相得移动随着流动相得移动随着流动相得移动随着流动相得移动,各种组分按一定次序各种组分按一定次序各种组分按一定次序各种组分按一定次序由固定相中先后流出。由固定相中先后流出。由固定相中先后流出。由固定相中先后流出。uu与适当得柱后检测方法结合与适当得柱后检测方法结合与适当得柱后检测方法结合与适当得柱后检测方法结合,即可实现混合物中各组分即可实现混合物中各组分即可实现混合物中各组分即可实现混合物中各组分得分离与检测。得分离与检测。得分离与检测。得分离与检测。色谱法得基础色谱法得基础色谱法得基础色谱法得基础:固定相、流动相得相对运固定相、流动相得相对运固定相、流动相得相对运固定相、流动相得相对运动以及组分与固定相得相互作用！动以及组分与固定相得相互作用！动以及组分与固定相得相互作用！动以及组分与固定相得相互作用！1 1、2 2、1 1 色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理1010大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问得大家有疑问得大家有疑问得大家有疑问得,可以询问与交流可以询问与交流可以询问与交流可以询问与交流1 1、2 2、1 1 色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理1 1、2 2、1 1 色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理色谱分离机理 组组组组分分分分在在在在固固固固定定定定相相相相与与与与流流流流动动动动相相相相两两两两相相相相间间间间发发发发生生生生得得得得吸吸吸吸附附附附、脱脱脱脱附附附附,或或或或溶溶溶溶解、挥发得过程称为分配。解、挥发得过程称为分配。解、挥发得过程称为分配。解、挥发得过程称为分配。在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下,组组组组分分分分在在在在两两两两相相相相间间间间分分分分配配配配达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡时时时时得得得得浓浓浓浓度度度度比比比比,称为分配系数称为分配系数称为分配系数称为分配系数,用用用用 K K 表示表示表示表示:如何衡量组分与固定相相互作用力得大小？如何衡量组分与固定相相互作用力得大小？如何衡量组分与固定相相互作用力得大小？如何衡量组分与固定相相互作用力得大小？1 1、2 2、2 2 分配系数分配系数分配系数分配系数K Kuu某组分得某组分得某组分得某组分得 K K=0=0时时时时uu组分得分配系数组分得分配系数组分得分配系数组分得分配系数 K K 越大越大越大越大,代表组分与固定相作用力越代表组分与固定相作用力越代表组分与固定相作用力越代表组分与固定相作用力越强强强强,越倾向于保留在固定相中。越倾向于保留在固定相中。越倾向于保留在固定相中。越倾向于保留在固定相中。uu混合物中不同组分具有不同得分配系数混合物中不同组分具有不同得分配系数混合物中不同组分具有不同得分配系数混合物中不同组分具有不同得分配系数KK,就是实现混就是实现混就是实现混就是实现混合物中各组分分离得基础。合物中各组分分离得基础。合物中各组分分离得基础。合物中各组分分离得基础。,不被固定相保留不被固定相保留不被固定相保留不被固定相保留,最先流出。最先流出。最先流出。最先流出。1 1、2 2、2 2 分配系数分配系数分配系数分配系数K K思考题一思考题一思考题一思考题一:在相同固定相条件下在相同固定相条件下在相同固定相条件下在相同固定相条件下,具有不同分配系数具有不同分配系数具有不同分配系数具有不同分配系数 K K 值值值值得组分就是按照什么顺序先后出峰得？得组分就是按照什么顺序先后出峰得？得组分就是按照什么顺序先后出峰得？得组分就是按照什么顺序先后出峰得？按按按按分分分分配配配配系系系系数数数数 K K 得得得得大大大大小小小小先先先先后后后后出出出出峰峰峰峰:分分分分配配配配系系系系数数数数 K K 小小小小得得得得组组组组分分分分在在在在色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱中中中中保保保保留留留留时时时时间间间间短短短短,先先先先出出出出峰峰峰峰;分分分分配配配配系系系系数数数数 K K 大大大大得得得得组分在色谱柱中保留时间长组分在色谱柱中保留时间长组分在色谱柱中保留时间长组分在色谱柱中保留时间长,后出峰！后出峰！后出峰！后出峰！1 1、2 2、2 2 分配系数分配系数分配系数分配系数K K1 1、2 2、2 2 分配系数分配系数分配系数分配系数K K 每个组份在各种固定相上得分配系数每个组份在各种固定相上得分配系数每个组份在各种固定相上得分配系数每个组份在各种固定相上得分配系数 K K 就是不同得就是不同得就是不同得就是不同得,当两种组分在某一固定相中无法分离时当两种组分在某一固定相中无法分离时当两种组分在某一固定相中无法分离时当两种组分在某一固定相中无法分离时,改用其它适宜得改用其它适宜得改用其它适宜得改用其它适宜得固定相可改善分离效果。固定相可改善分离效果。固定相可改善分离效果。固定相可改善分离效果。固体固定相只有少数几种固体固定相只有少数几种固体固定相只有少数几种固体固定相只有少数几种,选择较少选择较少选择较少选择较少;而液体固定相而液体固定相而液体固定相而液体固定相可供选择得有四五百种之多！可供选择得有四五百种之多！可供选择得有四五百种之多！可供选择得有四五百种之多！思考题二思考题二思考题二思考题二:试样中得各组分具有不同得试样中得各组分具有不同得试样中得各组分具有不同得试样中得各组分具有不同得 K K 值就是分离得基值就是分离得基值就是分离得基值就是分离得基础础础础,如果两种组分如果两种组分如果两种组分如果两种组分 K K 值完全相同值完全相同值完全相同值完全相同,能否分离？怎么办？能否分离？怎么办？能否分离？怎么办？能否分离？怎么办？uu吸附吸附吸附吸附:固体吸附剂为固定相固体吸附剂为固定相固体吸附剂为固定相固体吸附剂为固定相,利用吸附剂表面对不同组分利用吸附剂表面对不同组分利用吸附剂表面对不同组分利用吸附剂表面对不同组分得物理吸附性能得差异进行分离得物理吸附性能得差异进行分离得物理吸附性能得差异进行分离得物理吸附性能得差异进行分离。uu分配分配分配分配:液体为固定相液体为固定相液体为固定相液体为固定相,利用不同组分在固定相与流动相之利用不同组分在固定相与流动相之利用不同组分在固定相与流动相之利用不同组分在固定相与流动相之间分配系数得差异进行分离间分配系数得差异进行分离间分配系数得差异进行分离间分配系数得差异进行分离。uu离子交换离子交换离子交换离子交换:离子交换树脂为固定相离子交换树脂为固定相离子交换树脂为固定相离子交换树脂为固定相,利用组分离子对交换利用组分离子对交换利用组分离子对交换利用组分离子对交换树脂具有不同得亲与力进行分离树脂具有不同得亲与力进行分离树脂具有不同得亲与力进行分离树脂具有不同得亲与力进行分离。uu凝胶渗透凝胶渗透凝胶渗透凝胶渗透:凝胶作为固定相凝胶作为固定相凝胶作为固定相凝胶作为固定相,利用尺寸大小不同得组分在利用尺寸大小不同得组分在利用尺寸大小不同得组分在利用尺寸大小不同得组分在具有不同大小孔穴得凝胶中具有不同得渗透能力进行分具有不同大小孔穴得凝胶中具有不同得渗透能力进行分具有不同大小孔穴得凝胶中具有不同得渗透能力进行分具有不同大小孔穴得凝胶中具有不同得渗透能力进行分离离离离。1 1、2 2、3 3 作用力类型作用力类型作用力类型作用力类型uu气气气气-固固固固色色色色谱谱谱谱:固固固固定定定定相相相相为为为为多多多多孔孔孔孔固固固固体体体体吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂颗颗颗颗粒粒粒粒;利利利利用用用用固固固固体体体体吸附剂对试样中各组分得吸附能力得不同。吸附剂对试样中各组分得吸附能力得不同。吸附剂对试样中各组分得吸附能力得不同。吸附剂对试样中各组分得吸附能力得不同。uu气气气气-液液液液色色色色谱谱谱谱:固固固固定定定定相相相相由由由由担担担担体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒与与与与固固固固定定定定液液液液所所所所组组组组成成成成;利利利利用用用用固定液对试样中各组分得溶解能力得不同。固定液对试样中各组分得溶解能力得不同。固定液对试样中各组分得溶解能力得不同。固定液对试样中各组分得溶解能力得不同。气气气气-固色谱分离固色谱分离固色谱分离固色谱分离:吸附与脱附得不断重复过程吸附与脱附得不断重复过程吸附与脱附得不断重复过程吸附与脱附得不断重复过程气气气气-液色谱分离液色谱分离液色谱分离液色谱分离:气液两相间得反复多次分配过程气液两相间得反复多次分配过程气液两相间得反复多次分配过程气液两相间得反复多次分配过程1 1、2 2、4 4 色谱分离过色谱分离过色谱分离过色谱分离过程程程程气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱:气相色谱分离过程气相色谱分离过程气相色谱分离过程气相色谱分离过程:uu试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时,被固定相溶被固定相溶被固定相溶被固定相溶解或吸附。解或吸附。解或吸附。解或吸附。uu随新鲜载气得不断通入随新鲜载气得不断通入随新鲜载气得不断通入随新鲜载气得不断通入,被溶解或吸附得组分又从固定相被溶解或吸附得组分又从固定相被溶解或吸附得组分又从固定相被溶解或吸附得组分又从固定相中挥发或脱附。中挥发或脱附。中挥发或脱附。中挥发或脱附。uu挥发或脱附下得组分随载气向前移动时又再次被固定相溶挥发或脱附下得组分随载气向前移动时又再次被固定相溶挥发或脱附下得组分随载气向前移动时又再次被固定相溶挥发或脱附下得组分随载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附。解或吸附。解或吸附。解或吸附。uu随着载气得流动随着载气得流动随着载气得流动随着载气得流动,溶解、挥发溶解、挥发溶解、挥发溶解、挥发,或吸附、脱附得过程反复地或吸附、脱附得过程反复地或吸附、脱附得过程反复地或吸附、脱附得过程反复地进行。进行。进行。进行。动画动画动画动画1 1、2 2、3 3 色谱分离过程色谱分离过程色谱分离过程色谱分离过程1、3 色谱法分色谱法分类类1、3 色谱法分类色谱法分类 1 1、3 3、1 1 按两相物理状态分按两相物理状态分按两相物理状态分按两相物理状态分类类类类 uu气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱:流动相为气体流动相为气体流动相为气体流动相为气体,按固定相不按固定相不按固定相不按固定相不同可细分为气同可细分为气同可细分为气同可细分为气-固色谱法与气固色谱法与气固色谱法与气固色谱法与气-液色谱液色谱液色谱液色谱法法法法uu液相色谱液相色谱液相色谱液相色谱:流动相为液体流动相为液体流动相为液体流动相为液体,按固定相不按固定相不按固定相不按固定相不同可细分为液同可细分为液同可细分为液同可细分为液-固色谱法与液固色谱法与液固色谱法与液固色谱法与液-液色谱液色谱液色谱液色谱法法法法uu超临界流体色谱超临界流体色谱超临界流体色谱超临界流体色谱:流动相为超临界流体流动相为超临界流体流动相为超临界流体流动相为超临界流体1 1、3 3、2 2 按固定相形式分类按固定相形式分类按固定相形式分类按固定相形式分类 uu柱色谱柱色谱柱色谱柱色谱:分为两类分为两类分为两类分为两类,一类将固定相装入玻璃或金属管内一类将固定相装入玻璃或金属管内一类将固定相装入玻璃或金属管内一类将固定相装入玻璃或金属管内,称为称为称为称为填充柱色谱填充柱色谱填充柱色谱填充柱色谱;另一类将固定液涂渍在毛细管内壁另一类将固定液涂渍在毛细管内壁另一类将固定液涂渍在毛细管内壁另一类将固定液涂渍在毛细管内壁,或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁,称为称为称为称为毛细管毛细管毛细管毛细管色谱色谱色谱色谱uu纸色谱纸色谱纸色谱纸色谱:以多孔滤纸为载体以多孔滤纸为载体以多孔滤纸为载体以多孔滤纸为载体,以吸附在滤纸上得水为流以吸附在滤纸上得水为流以吸附在滤纸上得水为流以吸附在滤纸上得水为流动相动相动相动相uu薄层色谱薄层色谱薄层色谱薄层色谱:以涂渍在玻璃或塑料板上得吸附剂薄层为以涂渍在玻璃或塑料板上得吸附剂薄层为以涂渍在玻璃或塑料板上得吸附剂薄层为以涂渍在玻璃或塑料板上得吸附剂薄层为固定相固定相固定相固定相,以展开溶剂为流动相进行分离以展开溶剂为流动相进行分离以展开溶剂为流动相进行分离以展开溶剂为流动相进行分离1 1、3 3、3 3 按分离过程物理化学原理分类按分离过程物理化学原理分类按分离过程物理化学原理分类按分离过程物理化学原理分类 uu吸附色谱吸附色谱吸附色谱吸附色谱:用固体吸附剂作为固定相用固体吸附剂作为固定相用固体吸附剂作为固定相用固体吸附剂作为固定相,利用吸附剂表面利用吸附剂表面利用吸附剂表面利用吸附剂表面对不同组分得物理吸附性能得差异进行分离对不同组分得物理吸附性能得差异进行分离对不同组分得物理吸附性能得差异进行分离对不同组分得物理吸附性能得差异进行分离,如气如气如气如气-固固固固吸附色谱、液吸附色谱、液吸附色谱、液吸附色谱、液-固吸附色谱固吸附色谱固吸附色谱固吸附色谱uu分配色谱分配色谱分配色谱分配色谱:用液体作为固定相用液体作为固定相用液体作为固定相用液体作为固定相,利用不同组分在固定相利用不同组分在固定相利用不同组分在固定相利用不同组分在固定相与流动相之间分配系数得差异进行分离与流动相之间分配系数得差异进行分离与流动相之间分配系数得差异进行分离与流动相之间分配系数得差异进行分离,如气如气如气如气-液分配液分配液分配液分配色谱、液色谱、液色谱、液色谱、液-液分配色谱液分配色谱液分配色谱液分配色谱uu其它作用原理其它作用原理其它作用原理其它作用原理:分为离子色谱、凝胶渗透色谱、络合色分为离子色谱、凝胶渗透色谱、络合色分为离子色谱、凝胶渗透色谱、络合色分为离子色谱、凝胶渗透色谱、络合色谱、亲与色谱、毛细管电泳色谱等谱、亲与色谱、毛细管电泳色谱等谱、亲与色谱、毛细管电泳色谱等谱、亲与色谱、毛细管电泳色谱等1、4 色谱法应用色谱法应用uu一根香烟中一根香烟中一根香烟中一根香烟中,可发现可发现可发现可发现50005000多种化学成分多种化学成分多种化学成分多种化学成分uu一瓶茅台酒里一瓶茅台酒里一瓶茅台酒里一瓶茅台酒里,可发现可发现可发现可发现900900多种化学成分多种化学成分多种化学成分多种化学成分 uu一瓶香水中一瓶香水中一瓶香水中一瓶香水中,可发现可发现可发现可发现600600多种化学成分多种化学成分多种化学成分多种化学成分uu一瓶矿泉水中一瓶矿泉水中一瓶矿泉水中一瓶矿泉水中,可发现上百种化学成分可发现上百种化学成分可发现上百种化学成分可发现上百种化学成分1 1、4 4、1 1 复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离烟叶挥发油成分分析色谱图烟叶挥发油成分分析色谱图烟叶挥发油成分分析色谱图烟叶挥发油成分分析色谱图1 1、4 4、1 1 复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离1 1、4 4、1 1 复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离复杂混合物分离三聚氰胺三聚氰胺三聚氰胺三聚氰胺七种三嗪类除草剂七种三嗪类除草剂七种三嗪类除草剂七种三嗪类除草剂1 1、4 4、2 2 结构类似物分离结构类似物分离结构类似物分离结构类似物分离1 1、4 4、3 3 同分异构体分离同分异构体分离同分异构体分离同分异构体分离二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯9-hydroxyrisperidone9-hydroxyrisperidone帕潘立酮帕潘立酮帕潘立酮帕潘立酮1 1、4 4、4 4 手性异构体分离手性异构体分离手性异构体分离手性异构体分离章节重点章节重点:u色谱分析法得分离机理及其分离过程。色谱分析法得分离机理及其分离过程。u分配系数分配系数K得定义、意义及其应用。得定义、意义及其应用。u色谱出峰顺序得判定。色谱出峰顺序得判定。u色谱分析法得分类。色谱分析法得分类。第十二章第十二章 色谱分析法色谱分析法第二节第二节 气相色谱理论气相色谱理论基础基础1 1、气相色谱常用术语气相色谱常用术语气相色谱常用术语气相色谱常用术语2 2、分配平衡分配平衡分配平衡分配平衡3 3、塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论4 4、速率理论速率理论速率理论速率理论5 5、色谱基本分离方程色谱基本分离方程色谱基本分离方程色谱基本分离方程 1、气相色谱常用术语气相色谱常用术语 色谱图色谱图色谱图色谱图:试样中各组分经色谱柱分离后试样中各组分经色谱柱分离后试样中各组分经色谱柱分离后试样中各组分经色谱柱分离后,随载气依次进入随载气依次进入随载气依次进入随载气依次进入检测器检测器检测器检测器,将各组分浓度变化转为电信号将各组分浓度变化转为电信号将各组分浓度变化转为电信号将各组分浓度变化转为电信号,在记录仪上记录为在记录仪上记录为在记录仪上记录为在记录仪上记录为检检检检测器响应信号随时间变化得曲线测器响应信号随时间变化得曲线测器响应信号随时间变化得曲线测器响应信号随时间变化得曲线,即色谱流出曲线即色谱流出曲线即色谱流出曲线即色谱流出曲线。检测器对色谱柱流出组分得响应信号随时间变化所形成检测器对色谱柱流出组分得响应信号随时间变化所形成检测器对色谱柱流出组分得响应信号随时间变化所形成检测器对色谱柱流出组分得响应信号随时间变化所形成得峰形曲线。得峰形曲线。得峰形曲线。得峰形曲线。1 1、1 1 色谱峰色谱峰色谱峰色谱峰1 1、2 2 基线基线基线基线 无试样通过检测器时无试样通过检测器时无试样通过检测器时无试样通过检测器时,检测到得信号即为基线。检测到得信号即为基线。检测到得信号即为基线。检测到得信号即为基线。1 1、3 3 色谱峰高色谱峰高色谱峰高色谱峰高 色谱峰顶点与基线之间色谱峰顶点与基线之间色谱峰顶点与基线之间色谱峰顶点与基线之间得垂直距离得垂直距离得垂直距离得垂直距离,以以以以 h h 表示。表示。表示。表示。1 1、4 4 色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度uu标准偏差标准偏差标准偏差标准偏差():):即即即即0 0、607607倍峰高处色谱峰倍峰高处色谱峰倍峰高处色谱峰倍峰高处色谱峰宽度得一半。宽度得一半。宽度得一半。宽度得一半。uu半峰宽半峰宽半峰宽半峰宽(Y Y1/21/2):):色谱峰色谱峰色谱峰色谱峰高一半处得宽度高一半处得宽度高一半处得宽度高一半处得宽度 Y Y1/21/2 =2=2、354354 。uu峰底宽峰底宽峰底宽峰底宽(WWb b):):WWb b=4=4 。区域宽度用以衡量色谱柱得分离效能区域宽度用以衡量色谱柱得分离效能区域宽度用以衡量色谱柱得分离效能区域宽度用以衡量色谱柱得分离效能,通常区域宽度通常区域宽度通常区域宽度通常区域宽度越窄越好越窄越好越窄越好越窄越好,有三种表示方法有三种表示方法有三种表示方法有三种表示方法:1 1、5 5 保留值保留值保留值保留值uu各组分在色谱柱中保留行为得量度各组分在色谱柱中保留行为得量度各组分在色谱柱中保留行为得量度各组分在色谱柱中保留行为得量度,反映组分与固定相作反映组分与固定相作反映组分与固定相作反映组分与固定相作用力得大小。用力得大小。用力得大小。用力得大小。uu通常用保留时间、保留体积来表示。通常用保留时间、保留体积来表示。通常用保留时间、保留体积来表示。通常用保留时间、保留体积来表示。uu保留值能揭示色谱过程作用机理及分子结构特征保留值能揭示色谱过程作用机理及分子结构特征保留值能揭示色谱过程作用机理及分子结构特征保留值能揭示色谱过程作用机理及分子结构特征,就是色就是色就是色就是色谱定性分析与色谱过程热力学特性得重要参数。谱定性分析与色谱过程热力学特性得重要参数。谱定性分析与色谱过程热力学特性得重要参数。谱定性分析与色谱过程热力学特性得重要参数。uu死时间死时间死时间死时间(t t0 0):):不与固定相不与固定相不与固定相不与固定相作用得气体作用得气体作用得气体作用得气体(如空气如空气如空气如空气)得保留时间。得保留时间。得保留时间。得保留时间。uu调整保留时间调整保留时间调整保留时间调整保留时间(t tR R ):):t tR R =t tR R-t tMM ,反映组分在反映组分在反映组分在反映组分在色谱过程中与固定相色谱过程中与固定相色谱过程中与固定相色谱过程中与固定相相互作用所消耗得真相互作用所消耗得真相互作用所消耗得真相互作用所消耗得真实时间。实时间。实时间。实时间。(1)(1)用时间表示得保留值用时间表示得保留值用时间表示得保留值用时间表示得保留值uu保留时间保留时间保留时间保留时间(t tR R):):组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需得时间得时间得时间得时间,取决于色谱过程得热力学因素取决于色谱过程得热力学因素取决于色谱过程得热力学因素取决于色谱过程得热力学因素,在一定得色谱体在一定得色谱体在一定得色谱体在一定得色谱体系与操作条件下系与操作条件下系与操作条件下系与操作条件下,保留时间确定保留时间确定保留时间确定保留时间确定,就是定性分析依据就是定性分析依据就是定性分析依据就是定性分析依据(2)(2)用体积表示得保留值用体积表示得保留值用体积表示得保留值用体积表示得保留值uu保留体积保留体积保留体积保留体积(V VR R):):V VR R=t tR R F F0 0 (F F0 0为色谱柱出口处得载气流为色谱柱出口处得载气流为色谱柱出口处得载气流为色谱柱出口处得载气流量量量量,单位单位单位单位:mL/min)mL/min)。uu死体积死体积死体积死体积(V V0 0):):V V0 0=t t0 0 F F0 0,死体积实际上就就是色谱柱内死体积实际上就就是色谱柱内死体积实际上就就是色谱柱内死体积实际上就就是色谱柱内载气所占得体积。载气所占得体积。载气所占得体积。载气所占得体积。uu调整保留体积调整保留体积调整保留体积调整保留体积(V VR R):):V VR R =V VR R V V0 0 。(3)(3)相对保留值相对保留值相对保留值相对保留值 r r2,12,1uu定义定义定义定义:组分组分组分组分2 2与组分与组分与组分与组分1 1调整保留值之比。调整保留值之比。调整保留值之比。调整保留值之比。uu相对保留值只与柱温与固定相性质有关相对保留值只与柱温与固定相性质有关相对保留值只与柱温与固定相性质有关相对保留值只与柱温与固定相性质有关,与载气流量等与载气流量等与载气流量等与载气流量等其她色谱操作条件无关其她色谱操作条件无关其她色谱操作条件无关其她色谱操作条件无关,就是色谱定性分析得重要参数就是色谱定性分析得重要参数就是色谱定性分析得重要参数就是色谱定性分析得重要参数之一。之一。之一。之一。uu可用于表示色谱柱得选择性可用于表示色谱柱得选择性可用于表示色谱柱得选择性可用于表示色谱柱得选择性:r r2,1 2,1 越大越大越大越大,表明两组分得调表明两组分得调表明两组分得调表明两组分得调整保留时间整保留时间整保留时间整保留时间 t t R R 相差越大相差越大相差越大相差越大,越容易实现分离。越容易实现分离。越容易实现分离。越容易实现分离。色谱流出曲线提供得重要信息色谱流出曲线提供得重要信息色谱流出曲线提供得重要信息色谱流出曲线提供得重要信息:uu根据色谱峰数目根据色谱峰数目根据色谱峰数目根据色谱峰数目,可判断试样中所含组分得最少个数。可判断试样中所含组分得最少个数。可判断试样中所含组分得最少个数。可判断试样中所含组分得最少个数。uu根据色谱峰保留值根据色谱峰保留值根据色谱峰保留值根据色谱峰保留值,可以进行定性分析。可以进行定性分析。可以进行定性分析。可以进行定性分析。uu根据色谱峰高或峰面积根据色谱峰高或峰面积根据色谱峰高或峰面积根据色谱峰高或峰面积,可以进行定量分析。可以进行定量分析。可以进行定量分析。可以进行定量分析。uu根据色谱峰间距及其宽度根据色谱峰间距及其宽度根据色谱峰间距及其宽度根据色谱峰间距及其宽度,可以对色谱柱得分离效能进可以对色谱柱得分离效能进可以对色谱柱得分离效能进可以对色谱柱得分离效能进行评价。行评价。行评价。行评价。色谱分离得条件色谱分离得条件:色谱分析得基本要求色谱分析得基本要求色谱分析得基本要求色谱分析得基本要求:实现混合物中各组分得分离。实现混合物中各组分得分离。实现混合物中各组分得分离。实现混合物中各组分得分离。uu首要条件首要条件首要条件首要条件:相邻两组分得保留值存在一定差别相邻两组分得保留值存在一定差别相邻两组分得保留值存在一定差别相邻两组分得保留值存在一定差别,两组分两组分两组分两组分得色谱峰间距足够远。保留值得变化规律就是色谱热得色谱峰间距足够远。保留值得变化规律就是色谱热得色谱峰间距足够远。保留值得变化规律就是色谱热得色谱峰间距足够远。保留值得变化规律就是色谱热力学研究得主要课题。力学研究得主要课题。力学研究得主要课题。力学研究得主要课题。uu第二条件第二条件第二条件第二条件:色谱峰区域宽度要窄。区域宽度与组分在流色谱峰区域宽度要窄。区域宽度与组分在流色谱峰区域宽度要窄。区域宽度与组分在流色谱峰区域宽度要窄。区域宽度与组分在流动相与固定相中连续分配过程得分子扩散、传质等因动相与固定相中连续分配过程得分子扩散、传质等因动相与固定相中连续分配过程得分子扩散、传质等因动相与固定相中连续分配过程得分子扩散、传质等因素有关素有关素有关素有关,就是色谱动力学得研究课题。就是色谱动力学得研究课题。就是色谱动力学得研究课题。就是色谱动力学得研究课题。2、分配平衡分配平衡 定义定义定义定义:在一定温度、压力下在一定温度、压力下在一定温度、压力下在一定温度、压力下,组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之间间间间分配达到平衡时分配达到平衡时分配达到平衡时分配达到平衡时,组分在两相间得浓度比组分在两相间得浓度比组分在两相间得浓度比组分在两相间得浓度比。2 2、1 1 分配系数分配系数分配系数分配系数 K K 式式式式中中中中 为为为为相相相相比比比比,=V Vm m/V Vs s (填填填填 充充充充 柱柱柱柱:6:6-35-35;毛毛毛毛 细细细细 管管管管 柱柱柱柱:50:50-1500-1500)。分配比分配比分配比分配比 k k 与分配系数与分配系数与分配系数与分配系数 K K 得关系为得关系为得关系为得关系为:2 2、2 2 分配比分配比分配比分配比 k k 定义定义定义定义:在一定温度、压力下在一定温度、压力下在一定温度、压力下在一定温度、压力下,组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之组分在液相与气相两相之间间间间分配达到平衡时分配达到平衡时分配达到平衡时分配达到平衡时,组分在两相间得质量比组分在两相间得质量比组分在两相间得质量比组分在两相间得质量比。保留时间越长保留时间越长保留时间越长保留时间越长,分配比越大！分配比越大！分配比越大！分配比越大！uuk k 越大越大越大越大,组分分配在固定液中得量越多组分分配在固定液中得量越多组分分配在固定液中得量越多组分分配在固定液中得量越多,相当于柱得容量相当于柱得容量相当于柱得容量相当于柱得容量越大越大越大越大,因此分配比又称为容量因子。因此分配比又称为容量因子。因此分配比又称为容量因子。因此分配比又称为容量因子。uu容量因子容量因子容量因子容量因子k k 就是衡量色谱柱对被分离组分保留能力得重就是衡量色谱柱对被分离组分保留能力得重就是衡量色谱柱对被分离组分保留能力得重就是衡量色谱柱对被分离组分保留能力得重要参数要参数要参数要参数,某组分得某组分得某组分得某组分得 k k 值可由实验测定值可由实验测定值可由实验测定值可由实验测定:2 2、3 3 色谱基本保留方程色谱基本保留方程色谱基本保留方程色谱基本保留方程 色谱柱确定后色谱柱确定后色谱柱确定后色谱柱确定后,V Vg g 与与与与 V Vl l 即为定值即为定值即为定值即为定值,由此可见由此可见由此可见由此可见,分配系数分配系数分配系数分配系数 K K 不同得各组分具有不同得保留值不同得各组分具有不同得保留值不同得各组分具有不同得保留值不同得各组分具有不同得保留值,在色谱图上具有不同位在色谱图上具有不同位在色谱图上具有不同位在色谱图上具有不同位置得色谱峰！置得色谱峰！置得色谱峰！置得色谱峰！3、塔板理论塔板理论(平衡理论平衡理论)uu假想假想假想假想:色谱柱为一个精馏塔色谱柱为一个精馏塔色谱柱为一个精馏塔色谱柱为一个精馏塔,塔内有一