色谱分析的基本原理

《色谱分析的基本原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十一章色谱分析的基本原理§11.6色谱的定性和定量分析第十一章色谱分析的基本原理§11.1概述(Overview)§11.2色谱图的展开及相关术语§11.3色谱分析理论基础§11.4色谱理论§11.5色谱分离条件的选择色谱法分离的基本原理是基于组分通过互不相溶的两相而达到分离的，即样品溶解在流动相(MobilePhase)中。从装填在柱子中或涂渍在载体表面的固定相(StationaryPhase)上通过，依据组分与固定相之间的相互作用力的不同。经过充分的运行时间，它们即可被分离。色谱法是一种分离技术，

2、这种分离技术应用于分析化学中，就是色谱分析。一.色谱法分离的基本原理§11.1概述(Overview)分离原理：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相，另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。当流动相中所含混合物经过此固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。流出的物质用相应的检测器进行检测。这种利用物质在两相间

3、分配原理而使混合物中各组分分离，进而同时进行分析的技术称为色谱分析法，或色谱法（又称色层法，层析法）。最早的色谱分析法是俄罗斯植物学家Michail-Tswett在1906年，将碳酸钙装填在玻璃管(也称为色谱柱，Column)内，石油醚洗脱，用于分离植物叶子中的叶绿素，植物叶子的提取液在通过柱子后，在柱床上出现了不同颜色的色带，因此他将这种方法命名为色谱法(Chromatography)。这就是最早使用的柱色谱法。石油醚外色谱法即柱色谱法(ColumnChromatography),即是说，在气相色谱

4、、高效液相色谱或液体色谱中，所有的组分在相同的流动相推动下通过柱床，由于组分与固定相之间特殊的作用力，各个组分在柱后显示了不同的保留时间，并可用外部连接的检测器检测。1.依据展开后色谱图的类型，可将其分为:内色谱法外色谱法。内色谱即样品中的各组分在相同的时间内有不同的迁移距离。但最终的分离仍在柱床上，并可检测。这种类型的色谱法称为平板色谱，如纸色谱和薄层色谱。固定相涂敷在平板上，流动相通过毛细管力而移动或通过重力的影响而通过固定相。二.色谱法的分类2.根据固定相和流动相的不同，柱色谱的分类见下表：表1

5、1-1柱色谱法的分类流动相固定相色谱法气体固体GSC(气-固色谱)液体GLC(气-液色谱)液体固体LSC(液-固色谱)液体LLC(液-液色谱）超临界流体SFC(超临界流体色谱)4.根据分离过程的机制的不同，色谱法又分为：吸附色谱法分配色谱法离子交换色谱法排阻色谱法3.根据固定相使用形式的不同，色谱法又分为：柱色谱法纸色谱法薄层色谱法一.色谱图的展开在柱色谱分离方法中最常用的是洗脱技术(ElutionTechnique)，在该法中，首先将样品溶解在流动相中，然后将其加入柱顶，最后用流动相洗脱，直到各个组

6、分被分离，并在柱后检测。图11-1是样品A，B，C三组分的色谱分离洗脱示意图。§11.2色谱图的展开及相关术语A+B+CCCBCBACBAABC图11-1色谱洗脱原理图流动相当样品被加入柱上，样品就在两相之间进行分配，当流动相连续地加入柱顶，组分就在柱内新的流动相和固定相之间分配，与固定相的作用力强的组分比作用力弱的组分保留的时间长，经过一段时间的洗脱，它们即可被分离，并可在柱后以不同的时间顺序依次流出并分别被检测。在柱色谱中，根据检测信号与洗脱时间或洗脱体积的函数关系得到的图称为色谱图(Chroma

7、togram)。柱中物质的谱带移动存在着两种趋向。峰间距的增加，和峰的扩展造成峰变宽。A+B+CABCCBACBACCB图11-1色谱洗脱过程与色谱图t，minABC信号原则上改进分离的条件为：1、改变组分的移动速率；2、峰的展宽降到最低限度与什么因素有关？（后面再讲）迁移速率峰的展宽检测信号tRtM时间t图11-1色谱图中的相关参数二.色谱图的特征值1.基线当色谱柱没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随时间变化的线称为基线。稳定的基线是一条直线。如图中的ot所示的线。基线漂移

8、：指基线随时间定向的缓慢变化。基线噪声：指各种噪声所引起的基线起伏（波动）。2.保留值保留值是用来表示试样中各组分在色谱柱中滞留时间的数值。通常用时间或用组分流出色谱柱所需流动相的体积来表示。死时间tM指不与固定相作用（吸附，溶解）的物质（如空气，甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需要的时间。死体积VM指色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。当后两相可以忽略不计时死体积可由死时