1、 色谱分析法色谱分析法第一节第一节 色谱分析法导论色谱分析法导论19061906年俄国植物学家迈克尔年俄国植物学家迈克尔茨维特茨维特(Michael Tswett(Michael Tswett)从植物提取液从植物提取液中分离出叶绿素及其它色素中分离出叶绿素及其它色素利用组分在两相间分配系数不同利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术而进行分离的技术流动相：携带样品流过整个系流动相：携带样品流过整个系 统的流体统的流体固定相：静止不动的一相固定相：静止不动的一相一、一、概念概念发发现现定定义义二、色谱法分类二、色谱法分类色谱法色谱法液相色谱法液相色谱法气相色谱法气相色谱法气气-液色谱法液色谱
2、法气气-固色谱法固色谱法液液-固色谱法固色谱法液液-液色谱法液色谱法（一）按（一）按两相两相状态分类：状态分类：（二）按固定相的形式分类：（二）按固定相的形式分类：柱色谱柱色谱：固定相装在色谱柱中；：固定相装在色谱柱中；纸色谱纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相；：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相；薄层色谱薄层色谱：将固体吸附剂铺在玻璃板或塑料板上制成薄：将固体吸附剂铺在玻璃板或塑料板上制成薄 层作固定相。层作固定相。（三）按分离原理分类（三）按分离原理分类v 吸附色谱（吸附色谱（adsorption chromatography)v 分配色谱分配色谱(partition ch
3、romatography)v 离子交换色谱离子交换色谱(ion-exchange chromatography)v 凝胶色谱凝胶色谱(gel chromatography)v 亲和色谱亲和色谱(affinity chromatography)其它色谱方法其它色谱方法超临界色谱超临界色谱逆流色谱逆流色谱高效毛细管电泳高效毛细管电泳上世纪九十年代快速发展上世纪九十年代快速发展特别适合生物试样分析分离特别适合生物试样分析分离色色谱谱分配色谱分配色谱离子交换色谱离子交换色谱离子色谱离子色谱凝胶色谱凝胶色谱液相色谱液相色谱薄层色谱薄层色谱超临界色谱超临界色谱高效毛细管高效毛细管电泳电泳气相色谱气相色谱纸
4、层析纸层析薄板层析薄板层析毛细管气相色谱毛细管气相色谱填充柱气相色谱填充柱气相色谱三、色谱分析的特点三、色谱分析的特点(1)分离效率高分离效率高 复杂混合物、有机同系物、异构体、复杂混合物、有机同系物、异构体、手性异构体。手性异构体。(2)灵敏度高灵敏度高 可以检测出可以检测出g.g-1(10-6)级甚至级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。级的物质量。(3)选择性高选择性高 可将性质相似的组分分开可将性质相似的组分分开(4)分析速度快分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一般在几分钟或几十分钟内可以完成 一个试样的分析，一次可同时测定多个指标。一个试样的分析，一次可同时测定多个指标
5、。不足之处：不足之处：(5)应用范围广应用范围广 气相色谱：沸点低于气相色谱：沸点低于400的各种有机或无机试样的分析。的各种有机或无机试样的分析。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。离子色谱：无机离子及有机酸碱的分离分析离子色谱：无机离子及有机酸碱的分离分析 填充柱类型填充柱类型气固气固(液固液固)色谱色谱气液气液(液液液液)色谱色谱固定相固定相多孔性的固体吸附剂颗粒多孔性的固体吸附剂颗粒由担体和固定液所组成由担体和固定液所组成分离机理分离机理固体吸附剂对试样中各组固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同分的吸附能力的不同固定液对试
6、样中各组分固定液对试样中各组分的溶解能力的不同的溶解能力的不同分离过程分离过程吸附与脱附的不断重复吸附与脱附的不断重复溶解与挥发的不断重复溶解与挥发的不断重复四、色谱分离过程四、色谱分离过程色谱分离过程是在色谱柱内完成。以填充柱为例色谱分离过程是在色谱柱内完成。以填充柱为例 五、五、色谱流出曲线（色谱图）及有关术语色谱流出曲线（色谱图）及有关术语（一）气相色谱法分离的过程：（一）气相色谱法分离的过程：以分离以分离A A、B B两组分为例：两组分为例：024681012024681002468101202468100246810120246810（二）色谱流出曲线（二）色谱流出曲线-信号随时间的
7、变化曲线信号随时间的变化曲线1.1.基线基线无试样通过时的信号无试样通过时的信号（1 1）时间表示的保留值）时间表示的保留值 保留时间（保留时间（tR）：）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时组分从进样到柱后出现浓度极大值时 所需的时间所需的时间 死时间（死时间（tM）：）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间 调整保留时间（调整保留时间（tR）：）：tR=tRtM 2.2.保留值保留值tM（2 2）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 =tRF0 （F0为色谱柱出口处的载气流量，单位：为色谱柱出口处的载气流量，
8、单位：m L /min。）。）死体积（死体积（VM）：）：VM=tM F0 调整保留体积（调整保留体积（VR）：）：V R=VR VM 3 3、相对保留值相对保留值r r2121组分组分2与组分与组分1调整保留值之比：调整保留值之比：r21=tR2 /tR1=VR2/V R1相对保留值只与相对保留值只与柱温和固定相性质柱温和固定相性质有关，与其他色有关，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谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。选择性。4、区域宽度、区域宽度衡量色谱峰宽度的参数衡量色谱峰宽度的参数 三种表示方法：三种表示方法：（1）标准偏差）标准偏差()即即0.60
9、7倍峰高处色谱峰宽度的一半。倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽）半峰宽(Y1/2或或W1/2)色谱峰高一半处的宽度色谱峰高一半处的宽度 Y1/2=2.354 （3）峰底宽）峰底宽(Wb)Wb=4 色谱流出曲线的意义：色谱流出曲线的意义：色谱峰数色谱峰数=样品中单组份的最少个数；样品中单组份的最少个数；色谱保留值色谱保留值定性依据；定性依据；色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量依据；定量依据；色谱保留值或区域宽度色谱保留值或区域宽度色谱柱分离效能评色谱柱分离效能评 价指标；价指标；色谱峰间距色谱峰间距固定相或流动相选择是否合适固定相或流动相选择是否合适 的依据。的依据。第二节第二节 色谱分析的理
10、论基础色谱分析的理论基础一、分配系数与分配比一、分配系数与分配比 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、挥发的过程叫做挥发的过程叫做分配过程分配过程。一定温度下，组分在两相间达一定温度下，组分在两相间达到分配平衡时的到分配平衡时的浓度比称为分配系数，浓度比称为分配系数，用用K K 表示，即表示，即：Ms ccK 组分在流动相中的浓度组分在流动相中的浓度组分在固定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 1、分配系数、分配系数 K K分配系数分配系数K的讨论的讨论 一定温度下，组分的分配系数一定
11、温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；试样一定时，试样一定时，K主要取决于固定相性质；主要取决于固定相性质；同一组份在不同固定相上的分配系数同一组份在不同固定相上的分配系数K不同；不同；试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；值是分离的基础；某组分的某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出；时，即不被固定相保留，最先流出；选择适宜的固定相可改善分离效果；选择适宜的固定相可改善分离效果；气相色谱中柱温对气相色谱中柱温对K影响很大，是影响分离效果的影响很大，是影响分离效果的 一个关键因素一个关键因素Ms ccK 组分在流动相中的浓度组分在流动相中的浓
12、度组分在固定相中的浓度组分在固定相中的浓度2.分配比分配比k 分配比分配比是指在一定温度下，组分在两相间分是指在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：配达到平衡时的质量比：Ms mmk组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量分配比也称容量因子或容量比分配比也称容量因子或容量比，分配比越大，组分保留时间越长。分配比越大，组分保留时间越长。3.分配比与分配系数的关系分配比与分配系数的关系 式中式中为相比，即固定相体积为相比，即固定相体积Vs与流动相体积与流动相体积Vm之比值之比值 KVVccVVMVVMMMkmSmsmmmSSSmS讨论讨论1.1.分配系数与分配比都分配系数与分配比都与与
13、组分及固定相的热力学性质有关，组分及固定相的热力学性质有关，随柱温、柱压的改变而变化。随柱温、柱压的改变而变化。2.2.分配系数只决定于两相性质，与两相体积无关，分配比分配系数只决定于两相性质，与两相体积无关，分配比既与两相性质有关，也与两相体积有关。既与两相性质有关，也与两相体积有关。3 3.分配系数与分配比都是分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力衡量色谱柱对组分保留能力的参的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。数，数值越大，该组分的保留时间越长。4 4.分配比可以由实验测得。分配比可以由实验测得。二、二、色谱法基本理论色谱法基本理论组分要达到完全分离，必须满足两个条件：组分要达到
14、完全分离，必须满足两个条件：1 1 两峰间的距离必须足够远两峰间的距离必须足够远：两峰间的距离是由组：两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的热力学性质热力学性质有关。有关。2 2 峰一定要窄：峰一定要窄：峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程的质和扩散行为决定的，即与色谱过程的动力学性动力学性质质有关。有关。因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为 （一（一)塔板理论塔板理论 塔板理论将一根色谱柱当作一个由许多塔塔板理论将一根色谱
15、柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱板组成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱中的分配行为。中的分配行为。它成功地解释了它成功地解释了色谱流出曲线色谱流出曲线呈正态分布。呈正态分布。1 1、塔板理论假定：、塔板理论假定：1 1）塔板之间不连续；）塔板之间不连续；2 2）塔板之间无分子扩散；）塔板之间无分子扩散；3 3）组分在各塔板内两相间的分配瞬）组分在各塔板内两相间的分配瞬 间达至平衡，达一次平衡所需柱长间达至平衡，达一次平衡所需柱长 为理论塔板高度为理论塔板高度H H；4 4）某组分在所有塔板上的分配系数相同；）某组分在所有塔板上的分配系数相同；5 5）流动相以不连续方
16、式加入，即以）流动相以不连续方式加入，即以 一个一个的塔板体积加入。一个一个的塔板体积加入。2 2、塔板分离过程、塔板分离过程 3 3、柱效能指标、柱效能指标 对于一个色谱柱来说，其分离能力（叫柱对于一个色谱柱来说，其分离能力（叫柱效能）的大小主要与塔板的数目有关，效能）的大小主要与塔板的数目有关，塔板数塔板数越多，分配次数越多，分离效果越好，柱效能越多，分配次数越多，分离效果越好，柱效能越高。越高。色谱柱的塔板数可以用理论塔板数和有效色谱柱的塔板数可以用理论塔板数和有效塔板数来表示。塔板数来表示。t tR R为保留时间；为保留时间；W W1/21/2为半宽度；为半宽度；W W为峰底宽度。为峰
17、底宽度。221/25.54()16()RRttnww（1 1）理论塔板数）理论塔板数n n对于一个柱子来说，其理论塔板数可由下式计算：对于一个柱子来说，其理论塔板数可由下式计算：由式可见，柱子的理论塔板数与峰宽和保留时间有由式可见，柱子的理论塔板数与峰宽和保留时间有关。关。保留时间越长，峰越窄，理论塔板数就越多，保留时间越长，峰越窄，理论塔板数就越多，柱效能越高。柱效能越高。对于一个柱长固定为对于一个柱长固定为L L的柱子，的柱子，其理论塔板高度其理论塔板高度H H为为 H H为每一个塔板的高度，即组分在柱内每达为每一个塔板的高度，即组分在柱内每达成一次分配平衡所需要的柱长。成一次分配平衡所需
18、要的柱长。H H越小，越小，n n越大，柱效能越高。越大，柱效能越高。LHn理论塔板高度理论塔板高度H（2 2）有效塔板数有效塔板数n n有效有效221/25.54()16()RRttnww同理有效塔板高度为：同理有效塔板高度为：LHn有 效有 效(1)(1)当色谱柱长度一定时，当色谱柱长度一定时，塔板高度塔板高度 H H 越小越小 塔板数塔板数n n 越大，被测组分在柱内被分配的越大，被测组分在柱内被分配的 次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(2)(2)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数
19、当两组分的分配系数 K K 相同时，无论该色相同时，无论该色 谱柱的塔板数多大，都无法分离。谱柱的塔板数多大，都无法分离。(3)(3)塔板理论无法指出影响柱效的因素及提高塔板理论无法指出影响柱效的因素及提高 柱效的途径。柱效的途径。（二）速率理论（二）速率理论范弟姆特方程式范弟姆特方程式 速率理论是在塔板理论的基础上，给出了速率理论是在塔板理论的基础上，给出了影响塔板高度的因素：影响塔板高度的因素：BHACuu u u 为流动相线速度；为流动相线速度；A A，B B，C C 为常数，其中为常数，其中 A A 涡流扩散系数；涡流扩散系数；B B 分子扩散系数；分子扩散系数；C C 传质阻力系数（
20、包括液相和固相传质阻力系数）。传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。1.1.涡流扩散项涡流扩散项A 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，填充越均匀，填充越均匀，A，H，柱效，柱效n2.2.分子扩散项分子扩散项B B=2 Dg：弯曲因子，填充柱色谱，弯曲因子，填充柱色谱，1 Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2s-1）。）。由于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：由于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，H(n)
21、，分离变差，分离变差 3.3.传质阻力项传质阻力项 C 组分在气相和液相两相间进行组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。反复分配时，遇到阻力。传质阻力包括气相传质阻力传质阻力包括气相传质阻力Cg和和液相传质阻力液相传质阻力CL，液相传质阻力，液相传质阻力大于气相传质阻力。大于气相传质阻力。即：即：C=（Cg+CL）传质阻力导致传质阻力导致C C，H H ，n n 分离变差分离变差 。C C与扩散系与扩散系数、液膜厚度等有关数、液膜厚度等有关4.4.载气流速与柱效载气流速与柱效-最佳流速最佳流速载气流速高时，传质阻力项载气流速高时，传质阻力项是影响柱效的主要因素是影响柱效的主要因素 由
22、于流速对这两项完全相反的作用，以塔板高度由于流速对这两项完全相反的作用，以塔板高度H H对载气流速对载气流速u u 作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。载气流速低时，载气流速低时，分子扩散项成分子扩散项成为影响柱效的主要因素为影响柱效的主要因素HH u u 曲线与最佳流速曲线与最佳流速5.速率理论的要点速率理论的要点 (1)(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配不能瞬间达造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配不能瞬间达到平衡等因素是造成色谱峰扩展、柱
23、效下降的主要原因。到平衡等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因。(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。载气流速可提高柱效。(3)(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。(4)各种因素相互制约，选择最佳条件，才能使柱效达到各种因素相互制约，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。最高。第三节第三节 色谱分离条件的选择色谱分离条件的选择一一 、分离度、分离度(Resolution,R)(R
24、esolution,R)同时反映色谱柱效能和选择性同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。其定义为：也称总分离效能指标或分辨率。其定义为：2121112122()()1()2RRRRrRRttttttRWWWWW用此式，可直接从色谱流出曲线上求出分离度用此式，可直接从色谱流出曲线上求出分离度R R二、分离方程式二、分离方程式)1(4)1)(1(422有效nkknR1212/kkKKR1.5作为两相邻组分完全分开的条件作为两相邻组分完全分开的条件柱效柱效 柱选择性柱选择性柱容量柱容量 是选择性因子是选择性因子（1）分离度与柱效分离度与柱效 分离度与柱
25、效的平方根成正比，分离度与柱效的平方根成正比，一定时，增加柱效，一定时，增加柱效，可提高分离度，可提高分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间延但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间延长。长。（2）分离度与选择性分离度与选择性 增大增大是提高分离度的最有效方法，是提高分离度的最有效方法，增大增大 的最有效方的最有效方法是选择合适的固定液。法是选择合适的固定液。当当=1=1时时,无论无论n n有效有效多大，也不可多大，也不可能实现分离，所以有选择性是分离的前提。能实现分离，所以有选择性是分离的前提。（2 2）分离度与分配比分离度与分配比k k1010，对，对R R影响不大；影响不大；k1,k1
26、,分离度差；合适的范围是分离度差；合适的范围是1k10 1k10 讨论讨论色谱分离中的四种典型情况色谱分离中的四种典型情况 分离效果差，柱效低，选择分离效果差，柱效低，选择 性低性低;完全分离，柱效高，峰窄，完全分离，柱效高，峰窄，选择性低选择性低;完全分离，选择性增加，柱完全分离，选择性增加，柱 效低，峰宽；效低，峰宽；完全分离，柱效高，选择性完全分离，柱效高，选择性 好。好。R=1.5R=0.75R=1.0响应信号响应信号保留时间保留时间 t,min第四节第四节 气相色谱法气相色谱法一、一、概念概念 以气体（载气）作为流动相的一种色谱以气体（载气）作为流动相的一种色谱法。在此法中，载气不与
27、被测物作用，只是法。在此法中，载气不与被测物作用，只是用来载送试样。试样成分与固定相作用分离用来载送试样。试样成分与固定相作用分离载气系统载气系统进样系统进样系统柱系统柱系统检测系统检测系统温控系统温控系统固定相固定相气气 -固色谱固色谱 （吸附剂）（吸附剂）非极性的活性炭非极性的活性炭弱极性的氧化铝弱极性的氧化铝极性的分子筛极性的分子筛氢键型硅胶氢键型硅胶高分子多孔微球高分子多孔微球 担体担体:硅藻土型、非硅藻土硅藻土型、非硅藻土气气 -液色谱液色谱 固定液固定液:极性、非极性、弱极性极性、非极性、弱极性流动相（载气）流动相（载气）：HH2 2、NN2 2 、HeHe 气气相相色色谱谱二、二
28、、气相色谱仪气相色谱仪1.载气系统载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制包括气源、净化干燥管和载气流速控制;2.进样系统进样系统：进样器及气化室；：进样器及气化室；3.色谱柱色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）4.检测器检测器：以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；：以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；5.记录系统记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪；：放大器、记录仪或数据处理仪；6.温度控制系统温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。：柱室、气化室的温度控制。三、三、气相色谱检测器气相色谱检测器 氢焰离子化检测器氢焰离子
29、化检测器含碳有机物含碳有机物 质量型质量型 火焰光度检测器火焰光度检测器含含S、P化合物化合物 检测器检测器 热导检测器热导检测器通用型检测器通用型检测器 浓度型浓度型 电子捕获检测器电子捕获检测器电负性有机化合物电负性有机化合物1 1 色谱柱的选择：色谱柱的选择：选择固定相和柱长选择固定相和柱长 （1 1）固定相选择）固定相选择 极性、最高使用温度极性、最高使用温度 （2 2）柱长：）柱长：增加柱长，能增加塔板数增加柱长，能增加塔板数n n，使分离度提高，但分析时，使分离度提高，但分析时 间延长，在保证分离度的前提下选择短柱。间延长，在保证分离度的前提下选择短柱。2 2、柱温的选择：、柱温的
30、选择：在符合分离度要求的前提下，尽可能采用较低柱温。在符合分离度要求的前提下，尽可能采用较低柱温。分离高沸点样品（分离高沸点样品（300400）：柱温比沸点低柱温比沸点低100150。分离沸点分离沸点300 的样品：柱温比沸点低的样品：柱温比沸点低50 100。分离宽沸程样品：程序升温分离宽沸程样品：程序升温四、气相色谱实验条件的选择四、气相色谱实验条件的选择3 3、载气的选择：、载气的选择：种类和流速种类和流速 载气线速度较低时，用氮气；较高时，用氦气或氢气。载气线速度较低时，用氮气；较高时，用氦气或氢气。为缩短分析时间，载气流速通常高于最佳流速。为缩短分析时间，载气流速通常高于最佳流速。4
31、 4、其它条件的选择、其它条件的选择 （1 1）气化室温度：比柱温高）气化室温度：比柱温高30-7030-70 （2 2）检测室温度：随检测器不同而不同，但比柱温高）检测室温度：随检测器不同而不同，但比柱温高 （3 3）进样量：保证待测组分出峰的前提下尽量减少进样量）进样量：保证待测组分出峰的前提下尽量减少进样量 （4 4）进样时间：越快越好）进样时间：越快越好五、五、定性和定量分析方法定性和定量分析方法(一）一）定性分析方法定性分析方法 1 利用保留值定性利用保留值定性（1）已知物对照法（加入已知物增加峰高法）已知物对照法（加入已知物增加峰高法）sisRiRkkttris)()(（2）相对保
32、留值法）相对保留值法（3）保留指数法保留指数法2 与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法 小型化的台式色质谱联用仪（小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS；LC-MS）色谱色谱-红外光谱仪联用仪；红外光谱仪联用仪；组分的结构鉴定组分的结构鉴定SampleSampleGas Chromatograph(GC)Mass Spectrometer(MS)SeparationIdentification（二）（二）定量分析方法定量分析方法iiiiAfAm 1、峰面积的计算：、峰面积的计算：2/1065.1WhAA A=h h（WW0.150.15+W W0.850.85 ）/2/2 自
33、动积分和微机处理法自动积分和微机处理法iiAm 定量分析的依据：定量分析的依据：2、定量校正因子：、定量校正因子：绝对校正因子：比例系数绝对校正因子：比例系数f i，单位面积对应的物质量：，单位面积对应的物质量：f i=m i /Ai 相对校正因子相对校正因子f i：即组分的绝对校正因子与标准物质的：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。绝对校正因子之比。ississiisiiAAmmA/mA/mfffnniiiifAfAfAfAmmC2211%100%2 2、定量分析方法、定量分析方法（1 1）归一化法归一化法（2）外标法）外标法 标准曲线法标准曲线法 外标一点法外标一点法（3）
34、内标法）内标法 siisiiAAWW)()(ssiisifAfAWW2022-7-2754 （1）归一化法：）归一化法：特点及要求：特点及要求：归一化法简便、准确归一化法简便、准确进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。100)(100%121 niiiiiniiAfAfmmmmc2022-7-2755（2）外标法）外标法:也称为标准曲线法。也称为标准曲线法。特点及要求：特点及要求：外标法不使用校正因子，准外标法不使用校正因子，准确性较高，确性较高，操作条件变化对结果
35、准确性操作条件变化对结果准确性影响较大。影响较大。对进样量的准确性控制要求对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快较高，适用于大批量试样的快速分析。速分析。2022-7-2756（3 3）内标法）内标法 内标物要满足以下要求：内标物要满足以下要求：（a）试样中不含有该物质；）试样中不含有该物质；（b）与被测组分性质比较接近；）与被测组分性质比较接近；（c）不与试样发生化学反应；）不与试样发生化学反应；（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。试样配制：试样配制：准确称取一定量的试样准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物，加入一定
36、量内标物mS计算式：计算式：SsiisiSsiisiAfAfmmAfAfmm;100100100%SsiiiSsiiiiiAfAfWmWAfAfmWmc2022-7-2757内标法特点内标法特点(a)内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。定量结果的影响不大。(b)每个试样的分析，都要进行两次测量，不适合大批量试每个试样的分析，都要进行两次测量，不适合大批量试样的快速分析。样的快速分析。(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：常数常数 SiiAAc%气相色谱
37、法的特点气相色谱法的特点（1 1）分离效率高分离效率高 复杂混合物、有机同系物、异构体、手性异构体。复杂混合物、有机同系物、异构体、手性异构体。（2 2）灵敏度高灵敏度高 可以检测出可以检测出g.gg.g-1-1(10(10-6-6)级甚至级甚至ng.gng.g-1-1(10(10-9-9)级的物质量级的物质量.（3 3）分析速度快分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4 4）应用范围广应用范围广 沸点低于沸点低于400400的各种有机或无机试样的分析。的各种有机或无机试样的分析。不足之处：不足之处：不适用于高沸点、难挥发
38、、热不稳定物质的分析。不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。被分离组分的定性较为困难。被分离组分的定性较为困难。八、毛细管色谱法八、毛细管色谱法分离能力提高分离能力提高 (1)柱长增加、柱径减小：柱长增加、柱径减小：塔板数增加塔板数增加 n (2)空心柱：空心柱：组分在柱中的组分在柱中的涡流扩散和传质阻力减小，涡流扩散和传质阻力减小，塔板高度降低塔板高度降低,H n毛细管色谱具有的优点毛细管色谱具有的优点（1）分离效率高：比填充柱高）分离效率高：比填充柱高10100倍；倍；（2）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度快）分析速度快：用毛细管色谱分析比用填充柱色谱速度快（3）色谱峰
39、窄、峰形对称。较多采用程序升温方式；）色谱峰窄、峰形对称。较多采用程序升温方式；（4）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。（5）涡流扩散为零。）涡流扩散为零。第三节第三节 高效液相色谱分析法高效液相色谱分析法 以液体作为流动相，以液体作为流动相，并在经典液相色谱基并在经典液相色谱基础上，础上，引入气相色谱的理论，引入气相色谱的理论，在技术上采用了在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，因而因而具备具备速度快、效率高、灵敏度高、操作自动化速度快、效率高、灵敏度高、操作自动化的特点。的特点。一、一、概念概念高效液相色谱法与经典
40、液相色谱法高效液相色谱法与经典液相色谱法比较比较1.分析对象广分析对象广 气相色谱只限于分析气体和沸点较低的化合物；气相色谱只限于分析气体和沸点较低的化合物；HPLC不受不受样品挥发性和热稳定性的限制，适用于高沸点、热稳定性差、样品挥发性和热稳定性的限制，适用于高沸点、热稳定性差、摩尔质量大的物质。摩尔质量大的物质。2.流动相对分离起作用流动相对分离起作用 气相色谱的流动相仅起运载作用，对组分不产生相互作用力；气相色谱的流动相仅起运载作用，对组分不产生相互作用力；HPLC的流动相对组分产生相互作用力，相当于增加了一个的流动相对组分产生相互作用力，相当于增加了一个控制和改进分离条件的参数。控制和
41、改进分离条件的参数。3.经常在室温条件下操作经常在室温条件下操作缺点缺点：仪器设备费用昂贵，操作严格。仪器设备费用昂贵，操作严格。高效液相色谱法与气相色谱法高效液相色谱法与气相色谱法比较比较二、高效液相色谱仪二、高效液相色谱仪高效液相色谱仪由高效液相色谱仪由 高压输液高压输液系统、系统、进样进样系系统、统、分离分离系统、系统、检测检测系统、系统、记录记录系统系统 等五等五大部分组成大部分组成。液相色谱仪（液相色谱仪（1）液相色谱仪（液相色谱仪（2）三、梯度洗脱三、梯度洗脱 在分离过程中，使在分离过程中，使两种或两种以上不两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变比例同极性的溶剂按一定程序连
42、续改变比例，从而使流动相的强度、极性、从而使流动相的强度、极性、pHpH值或离值或离子强度相应地变化，达到子强度相应地变化，达到提高分离效果，提高分离效果，缩短分析时间缩短分析时间的目的。的目的。仅用弱溶剂仅用弱溶剂仅用强溶剂仅用强溶剂梯度洗提梯度洗提u 紫外光度检测器紫外光度检测器 u 光电二极管阵列检测器光电二极管阵列检测器u 荧光检测器荧光检测器 u 差示折光检测器差示折光检测器 u 电导检测器电导检测器 u 化学发光检测器化学发光检测器四、高效液相色谱检测器四、高效液相色谱检测器五、高效液相色谱主要分离类型五、高效液相色谱主要分离类型固定相固定相：固体吸附剂，如硅胶、氧化铝等，较常使固
43、体吸附剂，如硅胶、氧化铝等，较常使 用的是用的是510m的硅胶吸附剂。的硅胶吸附剂。流动相流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。各种不同极性的一元或多元溶剂。1 1、液、液-固吸附色谱固吸附色谱分离原理分离原理：物质在固定相上的吸附作用不同物质在固定相上的吸附作用不同。2 2、液、液-液分配色谱液分配色谱分离原理：分离原理：根据物质根据物质在固定相和流动相上在固定相和流动相上具有不具有不 同的分配系数。同的分配系数。固定相固定相：担体担体+固定液固定液，固定液起分离作用，固定液起分离作用化学键合固定相：将固定液通过化学反应键合到硅胶化学键合固定相：将固定液通过化学反应键合到硅胶 （担体）表面的
44、游离羟基上。（担体）表面的游离羟基上。流动相流动相：一种或多种有机溶剂。一种或多种有机溶剂。根据流动相根据流动相 和固定相极性大小不同可分为和固定相极性大小不同可分为正相分配色谱：正相分配色谱：流动相的极性小于固定相的极流动相的极性小于固定相的极 性，性，适用于极性化合物的分适用于极性化合物的分 离。其流出顺序是极性小的先离。其流出顺序是极性小的先 流出，极性大的后流出。流出，极性大的后流出。反相分配色谱：反相分配色谱：流动相的极性大于固定相的极流动相的极性大于固定相的极 性，性，适用于非极性化合物的适用于非极性化合物的 分离，其流出顺序与正相色谱分离，其流出顺序与正相色谱 恰好相反。恰好相反
45、。3 3、离子交换色谱、离子交换色谱分离原理：分离原理：利用利用离子交换原理离子交换原理,通过通过不同待测离子不同待测离子 对固定相离子交换能力的差别来实现对固定相离子交换能力的差别来实现 分离。分离。凡在溶液中能够电离的物质，通凡在溶液中能够电离的物质，通 常都可用离子交换色谱法进行分离。常都可用离子交换色谱法进行分离。固定相固定相：阴离子交换树脂或阳离子交换树脂阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。流动相：流动相：一定一定pHpH和盐度（或离子强度）的缓冲溶液和盐度（或离子强度）的缓冲溶液。通过改变流动相中盐离子的种类、浓度和通过改变流动相中盐离子的种类、浓度和pHpH 值可改变选择性值可改变选
46、择性。4 4、离子对色谱、离子对色谱将一种（或数种）与溶质离子电荷相反的离将一种（或数种）与溶质离子电荷相反的离子加到流动相或固定相中，使其与溶质离子子加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成离子对，从而控制溶质离子保留行结合形成离子对，从而控制溶质离子保留行为的一种色谱法。为的一种色谱法。A+水相水相+B 水相水相=A+B-有机相有机相它是分离分析它是分离分析强极性有机酸和有机碱强极性有机酸和有机碱的极好的极好方法。方法。分离原理：分离原理：流动相流动相：加有平衡离子（反离子）的极性加有平衡离子（反离子）的极性 溶液，通过改变流动相的溶液，通过改变流动相的pH、平、平 衡离子的浓度和种类
47、可改变分离衡离子的浓度和种类可改变分离 的选择性。的选择性。固定相：非极性的疏水键合相固定相：非极性的疏水键合相5 5、空间排阻色谱、空间排阻色谱基于试样基于试样分子的尺寸不同分子的尺寸不同来实现分离的，来实现分离的，主要用于较主要用于较大分子大分子的分离。的分离。分离原理：分离原理：固定相：固定相：凝胶凝胶，一种经过交联而具有立体网状结构的一种经过交联而具有立体网状结构的 多聚体多聚体流动相：能溶解样品，粘度低，与检测器相匹配流动相：能溶解样品，粘度低，与检测器相匹配 的溶剂。的溶剂。6 6、亲和色谱、亲和色谱分离原理分离原理：利用生物大分子和固定相表面利用生物大分子和固定相表面 存在某种特
48、异性亲和力，进行存在某种特异性亲和力，进行 选择性分离。选择性分离。配位体（配基）以共价键形式与不溶性配位体（配基）以共价键形式与不溶性载体连接，高选择地吸附分离生物活性载体连接，高选择地吸附分离生物活性物质。物质。酶与底物、辅酶；酶与底物、辅酶；抗体与抗原结合；抗体与抗原结合；基因与核酸基因与核酸这种相互作用的结这种相互作用的结果可被利用来分离果可被利用来分离和纯化生物大分子。和纯化生物大分子。v 固定相：载体和配基固定相：载体和配基v 载载 体：具有多孔网状结构，能结合配基，无吸附体：具有多孔网状结构，能结合配基，无吸附 性，均一，有一定硬度，性质稳定。常用性，均一，有一定硬度，性质稳定。
49、常用 的有琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、葡聚的有琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、葡聚 糖凝胶、多孔玻璃。糖凝胶、多孔玻璃。v 配配 基：对亲和物有专一的亲和力，有能与载体相基：对亲和物有专一的亲和力，有能与载体相 连的基团。连的基团。v 流动相：缓冲溶液流动相：缓冲溶液v 应应 用：生物大分子分离和分析用：生物大分子分离和分析液相色谱分离类型选择参考表液相色谱分离类型选择参考表六、高效液相色谱实验技术六、高效液相色谱实验技术1、色谱柱的保养、色谱柱的保养 2、色谱柱的再生、色谱柱的再生 3、实验前准备工作、实验前准备工作 4、样品处理技术、样品处理技术 色谱柱的保养色谱柱的保养 在正常情况下，色谱柱
50、至少可以使用在正常情况下，色谱柱至少可以使用36个月，能完成数百次以上的分离。但个月，能完成数百次以上的分离。但是，若操作不慎，将使色谱柱很易损坏而是，若操作不慎，将使色谱柱很易损坏而不能使用。因此为了保持柱效、柱容量及不能使用。因此为了保持柱效、柱容量及渗透性，必须对色谱柱进行仔细地保养。渗透性，必须对色谱柱进行仔细地保养。1、色谱柱极易被微小的颗粒杂质堵塞，使操作、色谱柱极易被微小的颗粒杂质堵塞，使操作压力迅速升高而无法使用，因此必须将流动相仔压力迅速升高而无法使用，因此必须将流动相仔细地蒸馏或用一定孔径的滤膜过滤。在流动相与细地蒸馏或用一定孔径的滤膜过滤。在流动相与色谱柱间，安装色谱柱间
