1、化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法第八章第八章 平面色谱法平面色谱法概述概述平面色谱法的分类与原理平面色谱法的分类与原理薄层色谱法薄层色谱法纸色谱法纸色谱法应用与示例应用与示例化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法重点掌握：重点掌握：1.薄层色谱法和纸色谱法原理；薄层色谱法和纸色谱法原理；2.薄层色谱法常用的固定相和流动相以及选择方法；薄层色谱法常用的固定相和流动相以及选择方法；分配系数与保留体积之间的关系；薄板种类显色分配系数与保留体积之间的关系；薄板种类显色方法；方法
2、；3.平面色谱中比移值与分子结构关系；平面色谱中比移值与分子结构关系；4.理解各色谱类型中组分的流出顺序，薄层色谱操理解各色谱类型中组分的流出顺序，薄层色谱操作、定性、定量方法；正相色谱与反相色谱。作、定性、定量方法；正相色谱与反相色谱。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1 概述概述 色谱由来色谱由来1906年植物学家年植物学家Tswett M.植物叶片石油醚浸取液植物叶片石油醚浸取液 碳酸钙柱碳酸钙柱 石油醚冲洗石油醚冲洗色带色带固定相固定相流动相流动相色谱色谱化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第
3、第8章章 平面色谱法平面色谱法1 概述概述 一一.色谱法色谱法(层析法层析法)利用各组分物理化学性质的利用各组分物理化学性质的不同，在流动相流经固定相时，不同，在流动相流经固定相时，由于各组分在两相间的吸附、由于各组分在两相间的吸附、分配或其它亲和力的差异而产分配或其它亲和力的差异而产生不同速度的移动，最终达到生不同速度的移动，最终达到分离的目的。分离的目的。分离基础：分离基础：差速迁移差速迁移 (例例:赛跑赛跑)化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、分类：二、分类：1 1按两相分子的聚集状态分：按两相分子的聚集状态分：2按操作形
4、式分：按操作形式分：化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法3按分离机制分：按分离机制分：四大基本类型四大基本类型化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2平面色谱法的分类与原理平面色谱法的分类与原理 平面色谱法平面色谱法(plane chromatography)是在平面上进行分是在平面上进行分离的一种色谱方法；主要包括薄层色谱法、纸色谱法和薄离的一种色谱方法；主要包括薄层色谱法、纸色谱法和薄层电泳法。层电泳法。薄层色谱法薄层色谱法:固定相铺在玻璃板、铝箔或塑料板上成薄层固定相
5、铺在玻璃板、铝箔或塑料板上成薄层纸色谱法：纸色谱法：以纸为载体，固定相为纸上吸附的水分，流动以纸为载体，固定相为纸上吸附的水分，流动 相为有机溶剂相为有机溶剂薄层电泳法薄层电泳法一、平面色谱法的分类一、平面色谱法的分类化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、平面色谱法参数二、平面色谱法参数（一）定性参数（一）定性参数-保留值保留值(组分与固定相作用力大小组分与固定相作用力大小)1.比移值比移值Rf(retardation factor；Rf)溶质移动的距离与流动溶质移动的距离与流动相移动距离之比相移动距离之比 图示图示 Rf范围：范
6、围：0 Rf 1 Rf =0.20.8（最佳）（最佳）next0LLRf 原原点点到到溶溶剂剂前前沿沿的的距距离离心心的的距距离离原原点点到到组组分分斑斑点点质质量量中中化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法L0 backL1L2110fLRL220fLRL化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2.相对比移值相对比移值Rr 参考物与被测组分在参考物与被测组分在完全相同条件下完全相同条件下展开展开,可以可以消除系消除系统误差统误差，大大提高重现性和可靠性；，大大提高重现性和可靠
7、性；参考物可以是参考物可以是后加入纯物质，也可是样品中已知组分后加入纯物质，也可是样品中已知组分;相对比移值相对比移值Rs与组分、参考物性质及色谱条件有关，与组分、参考物性质及色谱条件有关，范围可以大于或小于范围可以大于或小于1sisfifLLRRRr 中中心心的的距距离离原原点点到到参参考考物物斑斑点点质质量量心心的的距距离离原原点点到到组组分分斑斑点点质质量量中中）（）（化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（二）相平衡参数（二）相平衡参数1.分配系数分配系数K和容量因子和容量因子kMs ccK 组组分分在在流流动动相相中中的的浓
8、浓度度组组分分在在固固定定相相中中的的浓浓度度K与温度有关与温度有关分配系数分配系数K容量因子容量因子k质量分配系数、分配比质量分配系数、分配比MSVVKmmkMs 组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法定时展开时定时展开时 R RfmSmmSSVVKVCVCRR 111RkSmK VVk 设设R表示单位时间内一个分子在流动相中出现的几率，也表示单位时间内一个分子在流动相中出现的几率，也可以表示组分分子在平面上移动的速度可以表示组分分子在平面上移动的速度2.K、k、Rf的关系的关系RfL/L0=
9、ut/u0t 化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法3.薄层板一定，薄层板一定，Rf只与组分性质有关，对于极性组分，只与组分性质有关，对于极性组分，展开剂极性展开剂极性大，大，Rf大大 展开剂极性展开剂极性小，小，Rf小小11fSmRRK VV11fRk1.Rf1 K或或k=0 组分在前沿组分在前沿 Rf0 K或或k=组分在原点组分在原点讨论：讨论：2.Rf与与K有关，即与组分性质（溶解度）以及薄层板和展开有关，即与组分性质（溶解度）以及薄层板和展开剂的性质有关，剂的性质有关，K大，大，Rf小小化学化工学院化学化工学院Analytic
10、al Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（三）板效参数（三）板效参数1、理论塔板数、理论塔板数色谱分离性能指标色谱分离性能指标 n=16(L/W)2 L:原点到斑点中心的距离原点到斑点中心的距离 W：组分斑点的纵向宽度：组分斑点的纵向宽度2、塔板高度、塔板高度 H=L0/n L0：原点到展开剂前沿的距离原点到展开剂前沿的距离 n越大，越大，H越小。越小。斑点移动距离相等时，斑点越集中即斑点移动距离相等时，斑点越集中即W越小，越小，n越大。越大。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（四）分离参数（四）分离参数1、分离
11、度、分离度(resolution;R)：两相邻斑点中心的：两相邻斑点中心的距离与两斑点平均宽度的比值距离与两斑点平均宽度的比值 L1、L2:分别为原点至两半斑点中心的分别为原点至两半斑点中心的距离，距离，W1、W2斑点的宽度。斑点的宽度。R=2(L2-L1)/(W1+W2)=2d/(W1+W2)化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2.分离数分离数(separation number;SN)相邻斑点分离度为相邻斑点分离度为1.177时，在时，在Rf=0(原点原点)到到Rf=1(溶剂溶剂前沿前沿)之间能容纳的色谱斑点数。之间能容纳的色谱
12、斑点数。SN=L0/(b0+b1)-1 b0：Rf=0组分的半峰宽；组分的半峰宽；b1：Rf=1组分的半峰宽组分的半峰宽 SN越大，平面的容量越大。一般薄层板的分离数为越大，平面的容量越大。一般薄层板的分离数为 710，高效薄层板可达，高效薄层板可达1020。SN是衡量分离容量的重要参是衡量分离容量的重要参数。数。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1定义定义：将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，形成薄层而进行色谱分离和分析的方法形成薄层而进行色谱分离和分析的方法2操作过程：操作过程：铺板铺板 活
13、化活化 点样点样 展开展开 定位定位(定性定性)/洗脱洗脱(定量定量)3分离机制：吸附分离机制：吸附*、分配、分配*、离子交换、空间排阻、离子交换、空间排阻4特点特点；分离能力强、灵敏度高、展开时间较短、显分离能力强、灵敏度高、展开时间较短、显色方便。色方便。5应用：药物杂质检查、纯度测定、定量应用：药物杂质检查、纯度测定、定量 next3 薄层色谱法薄层色谱法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法一、主要类型一、主要类型（一）吸附薄层色
14、谱（一）吸附薄层色谱 固定相为吸附剂固定相为吸附剂的薄层色谱。利用的薄层色谱。利用吸附剂对不同组分的吸附吸附剂对不同组分的吸附能力差异能力差异而实现分离。经过吸附、解吸、再吸附、再解而实现分离。经过吸附、解吸、再吸附、再解吸吸最后混合物得到分离。最后混合物得到分离。K大，大，Rf值小，移动慢；值小，移动慢；K小，小，Rf大，移动快。大，移动快。（二）分配薄层色谱（二）分配薄层色谱 固定相为液体，吸留在载体上的薄层色谱。利用固定相为液体，吸留在载体上的薄层色谱。利用被分离组分被分离组分在固定相与流动相中的分配系数不同在固定相与流动相中的分配系数不同而被分离。常用的是而被分离。常用的是反反相薄层色
15、谱法，固定相是相薄层色谱法，固定相是烷基化学键合相烷基化学键合相，展开剂是，展开剂是水及与水及与水相溶的有机溶剂。水相溶的有机溶剂。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、吸附薄层色谱的吸附剂与展开剂二、吸附薄层色谱的吸附剂与展开剂(一）吸附剂一）吸附剂1.硅胶：氢键吸附，适合与中性和酸性物质。硅胶硅胶：氢键吸附，适合与中性和酸性物质。硅胶H、硅胶、硅胶G、硅胶硅胶F2542.氧化铝：可分为氧化铝：可分为中性（中性（pH7.5)、碱性（、碱性（pH9.0）和酸性）和酸性（pH4.0）（二）展开剂二）展开剂 石油醚石油醚环己烷环己烷二
16、硫化碳二硫化碳四氯化碳四氯化碳三氯乙烷三氯乙烷苯苯甲苯甲苯二氯甲二氯甲烷烷乙醚乙醚氯仿氯仿乙酸乙酯乙酸乙酯正丁醇正丁醇丙酮丙酮乙醇乙醇甲醇甲醇吡啶吡啶酸酸水水活性分为活性分为5级，级数越大，含水量越多，吸附能力越弱，活级，级数越大，含水量越多，吸附能力越弱，活度越小。度越小。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法(三三)吸附剂与展开剂的选择吸附剂与展开剂的选择展开剂的选择：展开剂的选择：根据被测组分、吸附剂和展开剂本身的极性根据被测组分、吸附剂和展开剂本身的极性 吸附剂的选择：吸附剂的选择：根据被测物极性根据被测物极性和吸附剂的吸附能
17、力和吸附剂的吸附能力被测物极性强被测物极性强弱极性吸附剂弱极性吸附剂被测物极性弱被测物极性弱强极性吸附剂强极性吸附剂图183化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1.从被测物质的结构与性质考虑：从被测物质的结构与性质考虑：(1)分子母核相同，分子中基团极性越大分子极性越大；分子母核相同，分子中基团极性越大分子极性越大；极性基团数目越多极性越大，吸附能力越强；极性基团数目越多极性越大，吸附能力越强；(2)分子中双键多，极性大吸附能力强；分子中双键多，极性大吸附能力强；(3)形成分子内氢键吸附能力减弱。形成分子内氢键吸附能力减弱。2.吸附
18、剂的性能：吸附剂的性能：极性小的物质选用活度大的吸附剂；极性小的物质选用活度大的吸附剂；极性大的物质选择活度小的吸附剂。极性大的物质选择活度小的吸附剂。3.流动相的极性流动相的极性(三三)吸附剂与展开剂的选择吸附剂与展开剂的选择相似相溶相似相溶化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法三、操作方法三、操作方法 制板制板-点样点样-展开展开-显色显色定性分析定性分析窄条窄条定量分析定量分析1020cm 硅胶硅胶G自含粘和剂自含粘和剂硅胶硅胶H不含粘和剂，铺板时另加入不含粘和剂，铺板时另加入CMC硅胶硅胶FH254含荧光剂，含荧光剂，254n
19、m紫外光照发绿光紫外光照发绿光硅胶硅胶FH365含荧光剂，含荧光剂，365nm紫外光照发光紫外光照发光（一）薄层板的制备（一）薄层板的制备（二）点样：（二）点样：用毛细管或微量注射器，几微升，用毛细管或微量注射器，几微升，24mm（三）展开：（三）展开：见续页见续页（四）显色方法：（四）显色方法：日光、紫外光日光、紫外光(254、365nm)显色剂等显色剂等化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法 展开：层析缸，预饱和，展开：层析缸，预饱和，防止边缘效应防止边缘效应浸入展开剂深度浸入展开剂深度0.5 1.0cm，展开至整板，展开至整板3
20、/4距离距离,标记。标记。1,2样品样品 3 标准品标准品前沿前沿原点原点 1.5-2.0cm2.0cm1 2 3化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法四、定性和定量分析四、定性和定量分析定性分析定性分析利用利用Rf值，与对照品的值，与对照品的Rf值比较，同时值比较，同时在一块薄层板上进行。也可采用相对比移值定性。在一块薄层板上进行。也可采用相对比移值定性。定量分析定量分析洗脱法，直接定量法、薄层扫描法洗脱法，直接定量法、薄层扫描法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法五、高
21、效薄层色谱法五、高效薄层色谱法 高效薄层色谱法（高效薄层色谱法（high performance thin layer chromatography；HPTLC)所用的吸附剂颗粒很所用的吸附剂颗粒很小小(5m或或10m)，用喷雾法制成高效薄层板。常，用喷雾法制成高效薄层板。常用的有硅胶、氧化铝、纤维素和化学键合相预用的有硅胶、氧化铝、纤维素和化学键合相预制薄层板。制薄层板。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法六、薄层扫描法六、薄层扫描法 薄层扫描法是用一定强度光束照射薄层上的斑点，薄层扫描法是用一定强度光束照射薄层上的斑点，用仪器测
22、量照射前后光束强度的变化，从而求得用仪器测量照射前后光束强度的变化，从而求得物质含量的方法。物质含量的方法。检测方法检测方法 吸收测定法和荧光测定法吸收测定法和荧光测定法 测量方法测量方法 投射法和反射法投射法和反射法 扫描方式扫描方式 单波长和双波长单波长和双波长 定量方法定量方法 外标两点法定量外标两点法定量化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法4 纸色谱法纸色谱法 以纸做载体的色谱法，分离原理属于液以纸做载体的色谱法，分离原理属于液-液分配色谱法，操作液分配色谱法，操作与薄层法类似。与薄层法类似。选纸选纸 点样点样 展开展开 显
23、色显色(定性定性)/洗脱洗脱(定量定量)固定相：纸纤维吸附的固定相：纸纤维吸附的水水 流动相：与水不互溶的流动相：与水不互溶的有机溶剂有机溶剂（饱和正丁醇）（饱和正丁醇）分离机制：同液分离机制：同液-液分配色谱液分配色谱 定性参数：定性参数：mSfVVKR 11讨论：讨论：Rf与组分性质、流动相及溶解度有关与组分性质、流动相及溶解度有关 极性组分极性组分易保留，易保留，Rf 小（流动相极性小（流动相极性，Rf）非极性组分非极性组分易流出，易流出，Rf大（流动相极性大（流动相极性，Rf）化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法化学化工学院
24、化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例1:用纸色谱分离组分用纸色谱分离组分A、B、C，以乙醇：水：冰，以乙醇：水：冰醋酸（醋酸（7：2：1）为展开剂时，）为展开剂时，Rf值的大小顺序值的大小顺序为为RfaRfbRfc；若改用苯：丙酮：冰醋酸（；若改用苯：丙酮：冰醋酸（7.5：2：0.5）为展开剂时，则）为展开剂时，则Rf值的大小顺序可能是值的大小顺序可能是（）。）。ARfcRfbRfa BRfbRfcRfa CRfaRfcRfb DRfcRfaRfb答案：答案：(A）化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章
25、 平面色谱法平面色谱法例例2 组分在固定相中的质量为组分在固定相中的质量为mA(g)，在流动相中，在流动相中的质量为的质量为mB(g)，而该组分在固定相中的浓度为，而该组分在固定相中的浓度为CA(g/ml)，在流动相中的浓度为，在流动相中的浓度为CB(g/ml)，则此，则此组分的分配系数是（组分的分配系数是（）。）。A.mA/mB B.mB/mA C.mA/（mA+mB）D.CA/CB E.CB/CA答案：答案：D化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例3、三种糖类化合物，其结构如下，若用纸色谱分、三种糖类化合物，其结构如下，若用纸
26、色谱分离，正丁醇为流动相，应（离，正丁醇为流动相，应（）Rf最大。最大。CHO C C C C CH 3 CH 2 OH C C C C CHO CH 3 C C C CH 2 CHO H HO H H OH H OH OH HO HO H H H H OH OH H H H OH OH OH A B C 答案：答案：C化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例4、在硅胶粘合薄层板上，用氯仿作展开剂，对、在硅胶粘合薄层板上，用氯仿作展开剂，对某极性物质进行分离，某极性物质进行分离，Rf值几乎为值几乎为0，若欲得合，若欲得合适的适的Rf
27、值，则要改变展开剂的极性，可选用下列值，则要改变展开剂的极性，可选用下列哪种展开剂进行试验哪种展开剂进行试验?()A.氯仿和环己烷氯仿和环己烷 B.氯仿和甲醇混和溶剂氯仿和甲醇混和溶剂 C.环己烷环己烷 答案：答案：B化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例5.如使用硅胶或氧化铝为固定相，其活性越高，如使用硅胶或氧化铝为固定相，其活性越高，则活度级数（则活度级数（）。）。A 越小越小 B 越大越大 C 不变不变 答案：答案：A例例6.甲乙两化合物，经同一甲乙两化合物，经同一TLC系统展开后，它系统展开后，它们的们的Rf值相同，则甲乙两者值相同，则甲乙两者(）A.是同一物质是同一物质 B.可能是同一物质可能是同一物质 C.不是同一物质不是同一物质 答案：答案：B化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法作业：作业：p224 思考题思考题2、5、6、7
