分离分析篇医学知识讲座培训课件.ppt

1、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。本章教学要求本章教学要求 掌握学习要点掌握学习要点背公式？会计算？基本概念、理论！背公式？会计算？基本概念、理论！会活学活用！会活学活用！广泛阅读广泛阅读知识面、深度、多学科融会贯通知识面、深度、多学科融会贯通课堂、课外小作业课堂、课外小作业每章小结自愿完成每章小结自愿完成文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。参考书目参考书目l卢佩章等编卢佩章等编 色谱理论基础色谱理论基础 科学出版社科学出版社 （1997）l色谱技术丛书：（色谱技术丛书：（13册）册）化学工业出版社化学工业出

2、版社l汪尔康主编，汪尔康主编，21世纪的分析化学，科学出版社，世纪的分析化学，科学出版社，1999lPrinciples and Practice of Chromatography，Raymond P.W.ScottlPractical HPLC Method Development，2nd,Lloyd R.Snyder,Joseph L.Glajch,Joseph J.Kirkland,1997l俞惟乐等编著俞惟乐等编著 毛细管气相色谱和分离分析新技术毛细管气相色谱和分离分析新技术l达世禄等编著达世禄等编著 色谱学导论色谱学导论第二版第二版l现代分离科学理论导引现代分离科学理论导引,高等教

3、育出版社高等教育出版社,耿信笃耿信笃 著著 2001年年8月月l生物大分子的液相色谱分离和制备生物大分子的液相色谱分离和制备,科学出版社科学出版社,师治贤等编著师治贤等编著文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。国内外色谱主要期刊国内外色谱主要期刊J.Chromatogr.A and J.Chromatogr.B（荷兰）（荷兰）Chromatographia（德国）（德国）J.Chromatographic Sci.（美国）（美国）J.Liq.Chrom.&Rel.Technol.J.High Resol.Chromatogr.J.Microcolumn

4、Sep.LC-GCAnalytical ChemistryAnalystTrend in Analytical ChemistryAnalytical Chemistry ActaTalanta色谱色谱分析化学分析化学高等化学学报高等化学学报CNKI知识网络服务平台知识网络服务平台中国期刊全文数据库中国期刊全文数据库 ACS(美国化学学会电子期美国化学学会电子期刊刊)SCI（科学引文索引）（科学引文索引）RSC（英国皇家化学学会期（英国皇家化学学会期刊及数据库）刊及数据库）Elsevier Science 全文学术全文学术期刊期刊 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系

5、网站或本人删除。什么是分离？什么是分离？物质的分离是化学中最基本的研究手段，也是最物质的分离是化学中最基本的研究手段，也是最重要的实验技术。重要的实验技术。沉淀分离、萃取、柱层析等沉淀分离、萃取、柱层析等 分离是利用物质的物理与化学性质的差异来实现分离是利用物质的物理与化学性质的差异来实现的。的。分离非自发过程，在热力学上是受阻的，分离过分离非自发过程，在热力学上是受阻的，分离过程必须做功程必须做功文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离的定义分离的定义 化工词典：化工词典：把混合物中某些组分或各组分把混合物中某些组分或各组分彼此分开，或把混合物中各相

6、间彼此分开彼此分开，或把混合物中各相间彼此分开的过程叫分离。的过程叫分离。Separation is an operation in which a mixture is divided at least two components with different compositions or two molecules with the same composition but different stereochemical structure.文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离科学在化学中的地位分离科学在化学中的地位 21世纪的化学可以定

7、位为世纪的化学可以定位为“创造和识别泛创造和识别泛分子的科学分子的科学”。引自徐光宪：从外行人的眼里远看引自徐光宪：从外行人的眼里远看“2121世纪的分析世纪的分析化学化学”CAS Reg No 登录的分子数平均每天增加登录的分子数平均每天增加两万多两万多个，其中识别和创造的分子数之比个，其中识别和创造的分子数之比是是2:1文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。制备型分离制备型分离/纯化纯化分析型分离分析型分离分离分析分离分析按分离目的分类按分离目的分类要求高纯度、高回收率产物要求高纯度、高回收率产物规模：实验室；生产规模：实验室；生产/工程工程测定物质

8、结构和性质的分离：测定物质结构和性质的分离：高纯度；但不一定要求高收率高纯度；但不一定要求高收率要求要求“定量定量”概念，即考虑分离程概念，即考虑分离程度的完全性；定量分离的可能性；度的完全性；定量分离的可能性；简单快速；分离结果具有良好的再简单快速；分离结果具有良好的再现性现性一类仪器分析方法，其特征就是分离分一类仪器分析方法，其特征就是分离分析系统化，即分离过程与检测技术有机析系统化，即分离过程与检测技术有机结合起来构成一种新型的分析技术结合起来构成一种新型的分析技术文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离与色谱分离与色谱差异大，易分离：如特效化学

9、反应，生物亲和力，用差异大，易分离：如特效化学反应，生物亲和力，用于二元分离于二元分离差异小，难分离：高效差异小，难分离：高效/高性能分离技术，如色谱、电高性能分离技术，如色谱、电泳，用于多组分分离泳，用于多组分分离文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。主要内容主要内容一、色谱学导论一、色谱学导论二、气相色谱二、气相色谱三、高效液相色谱三、高效液相色谱四、毛细管电泳四、毛细管电泳五、色谱分析中的样品前处理技术五、色谱分析中的样品前处理技术文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一节第一节色谱学导论色谱学导论1.1

10、概述概述1.2 概念和术语概念和术语1.3 基本理论基本理论1.4 定性定量方法定性定量方法文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。前言前言 色谱技术不管是在色谱技术不管是在关乎国计民生的问关乎国计民生的问题还是在基础科学题还是在基础科学研究中都发挥了重研究中都发挥了重要的作用。要的作用。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。食品安全问题！食品安全问题！三聚氰胺色谱与日常生活色谱与日常生活文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2005年3月29日，国家质检总局和国家标准委联合发

11、布了有关苏丹红检测方法国家标准食品中苏丹红染料的检测方法高效液相食品中苏丹红染料的检测方法高效液相色谱法色谱法（GB/T19681-2005）。标准编号：标准编号：GB/T 5009.192-2003动物性食品中克伦特罗残留量的测定动物性食品中克伦特罗残留量的测定 第一法气相色谱质谱法为0.5g/kg;第二法高效液相色谱法为0.5g/kg；第三法酶联免疫法为0.5g/kg。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱与科学研究色谱与科学研究多维液相色谱与蛋白组学多维液相色谱与蛋白组学文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删

12、除。1.1 概述概述文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。固定相固定相CaCO3颗粒颗粒流动相流动相石油醚石油醚 1903年由俄国植物学家年由俄国植物学家Tsweet创立创立1.1.1 色谱法产生和发展色谱法产生和发展Chromatographychroma=colourgraphein=to write文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。20世纪世纪40年代年代 纸色谱纸色谱 20世纪世纪50年代年代 薄层色谱薄层色谱 1952年年 James和和Martin发明了气相色谱法发明了气相色谱法(重要标志）重要标志

13、）1957年年 Golay开创了毛细管气相色谱法开创了毛细管气相色谱法 20世纪世纪60年代末年代末 高效液相色谱高效液相色谱 20世纪世纪80年代初年代初 Jorgenson发展的毛细管电泳发展的毛细管电泳 20世纪世纪90年代年代 毛细管电色谱毛细管电色谱色谱的发展色谱的发展文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。辛格辛格(Richard Synge)马丁马丁(Archer Martin)英国生物化学家英国生物化学家 由于马丁与辛格合作研究发明了一种快速而又经济的分析技术，即由于马丁与辛格合作研究发明了一种快速而又经济的分析技术，即分配色谱，使化学、医

14、学和生物学研究得到广泛的进展。为此，马分配色谱，使化学、医学和生物学研究得到广泛的进展。为此，马丁和辛格共同获得了丁和辛格共同获得了19521952年的诺贝尔化学奖，时年年的诺贝尔化学奖，时年4242岁和岁和3838岁。岁。色谱与诺贝尔奖色谱与诺贝尔奖文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱分析在不同时期的作用色谱分析在不同时期的作用 3040年代：为揭开生物世界的奥秘，为分离复年代：为揭开生物世界的奥秘，为分离复杂的生物组成发挥了他独特的作用；杂的生物组成发挥了他独特的作用；6070年代成为石油化工、化学工业等部门不可年代成为石油化工、化学工业等部门

15、不可缺少的分析监测工具。缺少的分析监测工具。目前色谱法是生命科学、材料科学、环境科学、目前色谱法是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、食品科学、法庭科学以及航天科学等医药科学、食品科学、法庭科学以及航天科学等研究领域的重要手段。各种色谱仪器已经成为各研究领域的重要手段。各种色谱仪器已经成为各类研究室、实验室极为重要的仪器设备。类研究室、实验室极为重要的仪器设备。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.1.2 色谱概念及分离原理色谱概念及分离原理 色谱法色谱法是一种用来分离分析多组分混合物质的是一种用来分离分析多组分混合物质的方法方法。其中的一相固定

16、不动，称为其中的一相固定不动，称为固定相固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体(气体或气体或液体液体)，称为，称为流动相流动相。Chromatography is essentially a physical method of separation in which components to be separated are distributed between two phase,one of which does not move(appropriately called the stationary phase)and the ot

17、her that moves through it in a definite direction(commonly described as the mobile phase).文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。慢慢中等中等快快Temporal course淋洗液淋洗液分离原理：分离原理：基于各组分在两相之间平衡分配的差异基于各组分在两相之间平衡分配的差异。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。差异：包括吸附、分配、差异：包括吸附、分配、离子交换、亲和力及分子离子交换、亲和力及分子体积大小体积大小 分配系数的

18、微小差异分配系数的微小差异微微小差异积累小差异积累较大差异较大差异与固定相作用弱的组分先与固定相作用弱的组分先流出；作用强的组分后流流出；作用强的组分后流出。出。两相及两相的相对运动构两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础成了色谱法的基础与适当的柱后检测方法结合，实与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测现混合物中各组分的分离与检测文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱法的分离过程色谱法的分离过程色谱分离过程是在色谱柱内完成的，以气相色谱为例：当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附;随着载气的不断通入，被溶解或吸

19、附的组分又从固定相中挥发或脱附;挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附;随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.1.3 色谱法分类色谱法分类 (1)(1)气相色谱气相色谱：流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱(2)(2)液相色谱液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。：流动相为液体（也称为淋洗液）。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。离子色谱离子色谱：液相色谱的一种，以

20、特制的离子交换树脂为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(3)(3)其他色谱方法其他色谱方法薄层色谱和纸色谱薄层色谱和纸色谱：比较简单的色谱方法超临界流体色谱超临界流体色谱:CO2流动相毛细管电泳毛细管电泳:1990年代快速发展起来的、特别适合生物试样 分析分离的高效分离分析技术。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。按固定相的固定方式分：按固定相的固定方式分：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。按分离机制分：按分离机制分：分析型色谱分

21、析型色谱 制备用色谱仪制备用色谱仪 流程色谱流程色谱文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.1.4 色谱法与其他分析方法比较的特点色谱法与其他分析方法比较的特点（1）分离效率高分离效率高 复杂混合物、手性异构体等复杂混合物、手性异构体等（2）定性困难定性困难光谱、质谱可提供物质的结构信息，色谱本质光谱、质谱可提供物质的结构信息，色谱本质上不具备定性分析功能。上不具备定性分析功能。（3）联用联用色谱与光谱、电化学分析、质谱联用是重要发色谱与光谱、电化学分析、质谱联用是重要发展方向之一。展方向之一。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请

22、联系网站或本人删除。1.2 色谱学基本概念色谱学基本概念和术语和术语(1)色谱过程色谱过程 流动相、固定相、溶质流动相、固定相、溶质 样品在柱内运行两个特点：样品在柱内运行两个特点：1.混合物不同组分在柱内的混合物不同组分在柱内的差速迁移差速迁移；2.同种组分分子在迁移过程的同种组分分子在迁移过程的分子分布离散分子分布离散。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.分配系数分配系数(partition factor)K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组

23、分在两相间挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数，用分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数，用K 表示，即：表示，即：Ms ccK组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度分配系数是色谱分离的依据。分配系数是色谱分离的依据。1.2.1 基本概念基本概念文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.分配比分配比(partition radio)k分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：时的质量比：Ms mmk 组组分分在在流流动动相相中中的的质质

24、量量组组分分在在固固定定相相中中的的质质量量 1、分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学、分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化；性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化；2、分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能、分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长；力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长；3、分配比可以由实验测得。、分配比可以由实验测得。分配比也称：分配比也称：容量因子容量因子(capacity factor)或或 容量比容量比文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之

25、处，请联系网站或本人删除。容量因子与分配系数的关系容量因子与分配系数的关系 式中为相比，VM为流动相体积，VS为固定相体积 KVVccVVMVVMMMkmSmsmmSSSSmS 容量因子与保留时间的关系容量因子与保留时间的关系 MRMMRtttttk 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.2.2 色谱色谱流出曲线和术语流出曲线和术语文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。从色谱流出曲线中，可得许多重要信息：从色谱流出曲线中，可得许多重要信息：(i)根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少根据色谱峰的个数，可

26、以判断样品中所含组分的最少个数；个数；(ii)根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析(iii)根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；(iv)色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；能的依据；(v)色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。择是否合适的依据。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1、基线、基线 无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线

27、。无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线。2、峰高峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h h）表示。）表示。3、峰面积峰面积 色谱曲线与基线包围的面积色谱曲线与基线包围的面积信号信号进样进样空气峰空气峰色谱峰色谱峰峰高峰高h基线基线a文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。4 4 保留值保留值 (1)(1)死时间死时间t t0 0 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比于色谱柱到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比

28、于色谱柱的空隙体积，如下图的空隙体积，如下图。信号进样t0测定流动相平均线速测定流动相平均线速 时，可用柱长时，可用柱长L L与与t t0 0的比值计算，的比值计算，=L/t=L/t0 0文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(2)保留时间保留时间tr 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。称为保留时间。信号进样tr(3)(3)调整保留时间调整保留时间tr tr =tr t t0 0 由于组分在色谱柱中的保留时间由于组分在色谱柱中的保留时间tr包含了组分随流动包含了组分随流动相通过柱子所须的

29、时间和组分在固定相中滞留所须的时间，相通过柱子所须的时间和组分在固定相中滞留所须的时间，所以所以tr实际上是组分在固定相中保留的总时间。实际上是组分在固定相中保留的总时间。tr 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（4）用体积表示的保留值）用体积表示的保留值保留体积（保留体积（VR）：）：VR =tRF0F0为柱出口处的载气流量为柱出口处的载气流量死体积（死体积（Vo）：）：V0=t0 F0调整保留体积调整保留体积(VR)：V R=VR VM 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。5、相对保留值相对保留值 组分组

30、分2与组分与组分1调整保留值之比：调整保留值之比：=t R2 /t R1=V R2/V R1 相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。6、区域宽度、区域宽度 用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：（1）标准偏差）标准偏差()：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽）半峰宽(Y1/2)：色谱峰高一半处的宽度 Y1/2=2.354（3）峰底宽）峰底宽(Wb

31、)：Wb=4 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。7、分离度分离度 定义：两倍峰顶距离除以两峰宽之和。2（tR（2）-tR（1）R=W（1）+W（2）N1/2 -1 k R=（）（）4 k-1最佳的分离度最佳的分离度：流出峰相隔足够远流出峰相隔足够远色谱热力学因素色谱热力学因素峰宽应尽可能窄峰宽应尽可能窄色谱动力学因素色谱动力学因素文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱分离中的四种情况如图所示色谱分离中的四种情况如图所示 柱效较高，柱效较高，K(分配系数分配系数)较大较大,完全分离；完全分离；K不是很大，柱效

32、较高，峰较窄，基本上完全分离；不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；柱效较低，柱效较低，K较大较大,但分离的不好；但分离的不好；K小，小，柱效低，分离效果更差。柱效低，分离效果更差。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。R=1.5：达：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。（相邻两峰完全分离的标准）。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离度与柱效的关系分离度与柱效的关系当物质对和固定相确定时：当物质对和固定相确定时：2121221)(LLnnRReff1()()41n1()4nkRkR或文档仅供参考，不

33、能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离度与容量因子的关系分离度与容量因子的关系分离度与选择因子的关分离度与选择因子的关系系=1.0时，时，R=0的微小变化就能引起的微小变化就能引起分离度的显著改变分离度的显著改变主要通过改变固定相主要通过改变固定相和流动相实现和流动相实现文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱基本概念小结 需掌握：需掌握：1.什么是死时间？保留时间？调整保留时间？什么是死时间？保留时间？调整保留时间？2.分配系数与容量因子的区别，分别受哪些因素影分配系数与容量因子的区别，分别受哪些因素影响？响？3.色谱分析

34、根据什么定性、定量？色谱分析根据什么定性、定量？4.相对保留值相对保留值和分离度和分离度R概念有何不同？它们分别概念有何不同？它们分别受哪些因素影响？受哪些因素影响？文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.3、基本理论、基本理论色谱理论需要解决的问题：色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和动力学问题色谱分离过程的热力学和动力学问题 影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径 柱效与分离度的评价指标及其关系柱效与分离度的评价指标及其关系组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？组分保

35、留时间：色谱过程的组分保留时间：色谱过程的热力学因素热力学因素控制；控制；(组分和固定相的结构和性质组分和固定相的结构和性质)色谱峰变宽：色谱过程的色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素动力学因素控制；控制；(两相中的运动阻力、扩散两相中的运动阻力、扩散)两种色谱理论：两种色谱理论：塔板理论塔板理论和和速率理论速率理论；文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。塔板理论的假设：塔板理论的假设：(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到(2)将载气看作成脉动（间歇）过程将载气看作成脉动（间歇）过程(3)试样沿色谱柱方向的扩

36、散可忽略试样沿色谱柱方向的扩散可忽略(4)每次分配的分配系数相同每次分配的分配系数相同1.3.1、塔板理论塔板理论 （1）塔板理论）塔板理论(plate theory)一个半经验理论：将色谱分离过程比拟作一个半经验理论：将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复的平衡过程的重复(类似于蒸馏塔塔板上的平衡类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程过程)；文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分离过程如下图所示分离过程如下图所示文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人

37、删除。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。色谱色谱流出曲线的数学描述流出曲线的数学描述222)(02ttRecc 色谱峰为正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的色谱峰为正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的关系为：关系为：当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰减函数构建关系式。减函数构建关系式。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。HH/2WH/2开始tR222/1)(16)(54.5bRRWtYtn理（2）塔板数和塔板高度）塔板数和塔板高度有效有效有

38、效有效有效有效nLHWtYtnbRR 222/1)(16)(54.5文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数用不同物质计算可得到不同的理论塔板数 组分在组分在t0时间内不参与柱内分配，需引入有效塔时间内不参与柱内分配，需引入有效塔板数和有效塔板高度：板数和有效塔板高度：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（3）塔板理论的特点和不足）塔板理论的特点和不足 (1)对色谱流出曲线分布形状和谱带移动规律给于近似对色谱流

39、出曲线分布形状和谱带移动规律给于近似的解释的解释 (2)提出了计算和评价柱效高低的参数。提出了计算和评价柱效高低的参数。当色谱柱长度当色谱柱长度一定时，塔板数一定时，塔板数 n n 越大越大(塔板高度塔板高度 H H 越小越小)，被测组分在柱，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高。内被分配的次数越多，柱效能则越高。(3)塔板理论没有将理论塔板高度与色谱参数定量联系塔板理论没有将理论塔板高度与色谱参数定量联系起来。起来。(4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的流动相流速下塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的流动相流速下柱效不同的实验结果。柱效不同的实验结果。文档仅供参考，不能作为科学依据，

40、请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(4)(4)塔板理论假设的错误塔板理论假设的错误l假设中忽略了分子纵向扩散的作用是不合假设中忽略了分子纵向扩散的作用是不合理的理的l分配系数不随溶质的浓度的变化而变化的分配系数不随溶质的浓度的变化而变化的假设只能在一定的浓度范围内成立假设只能在一定的浓度范围内成立 l假设流动相的运动是跳跃式的，不连续的，假设流动相的运动是跳跃式的，不连续的，这于实际色谱过程完全向背离这于实际色谱过程完全向背离 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.3.2、速率理论速率理论（1）速率方程（也称范）速率方程（也称范.弟姆特方

41、程式）弟姆特方程式）H=A+B/u+Cu H：理论塔板高度，：理论塔板高度，u：流动相的线速度：流动相的线速度(cm/s)减小减小A、B、C三项可提高柱效；三项可提高柱效；存在着最佳流速；存在着最佳流速；A、B、C三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。A涡流扩散项涡流扩散项 A=2dp dp：固定相的平均颗粒直径：固定相的平均颗粒直径 ：固定相的填充不均匀因子：固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小固定相颗粒越小dp，填充的越均匀，填充的越均匀，A，H，柱效，柱效n。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色

42、谱峰较。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。窄。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。B/u 分子扩散项分子扩散项 B=2D：弯曲因子，填充柱色谱，：弯曲因子，填充柱色谱，1.5c c内标物为高纯度标准物质，或含量已知物质内标物为高纯度标准物质，或含量已知物质文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。内标法抵消了上样体积，乃至流动相、检测内标法抵消了上样体积，乃至流动相、检测器的影响，因此比外标法精确。器的影响，因此比外标法精确。内标法优点内标法优点制样要求高；找合适内标物困难；已知校正制样要求高；找

43、合适内标物困难；已知校正因子。因子。内标法缺点内标法缺点文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。(4)分析方法的验证分析方法的验证线性范围：线性范围：精密度：不同浓度水准精密度：不同浓度水准RSD。一般。一般 RSD1.5%,痕量分痕量分析可放宽到析可放宽到10%。检出限：以三倍的平均噪声检出限：以三倍的平均噪声S0计算方法计算方法D.L.=3S0/S(其其中为中为S为灵敏度，即分析校准曲线的斜率为灵敏度，即分析校准曲线的斜率)定量下限定量下限10S0/S回收率计算方法回收率计算方法文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。思考题思考题1.色谱理论还存在哪些不足？有何新研究成果？色谱理论还存在哪些不足？有何新研究成果？2.国标中三聚氰胺的几种色谱分析方法各有何优国标中三聚氰胺的几种色谱分析方法各有何优缺点？缺点？3.色谱常用的定量校正方法有哪些？各有何特点？色谱常用的定量校正方法有哪些？各有何特点？