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1、分 离 方 法,气相色谱法gas chromatography, GC 气相色谱与质谱联用GC-MS 高效液相色谱 high performance liquid chromatography, HPLC 分离分析中的新技术 毛细管电泳capillary electrophoresis, CE,表面分析方法,色谱法分离原理,概述及分类 有关的术语 色谱法的基本理论 分离度 定性和定量分析 作业,色谱法chromatography与蒸馏，重结晶，溶剂 萃取，化学沉积及电解沉积法一样，也是一种分离技 术。特别适宜分离多组分的试样，是各种分离技术中 效率最高和应用最广的一种方法。,最早创立色谱法的是
2、俄国植物学家茨维特Tsweet,将填入玻璃柱内静止不动的一相固相或液相称为固定相 自上而下运动的一相一般是气体，液体或超临界流体称为流动相 装有固定相的柱子玻璃或不锈钢称为色谱柱,Simulation of Tswett s experiment,色谱的分类,按色谱动力学过程,按所利用的物理化学原理将色谱法分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶渗透色谱以及形成络合物色谱等。,色谱法中的有关术语,基线是柱中仅有流动相通过时，检测器响应信号的记录值。,峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以 h 表示。,保留值: 1 死时间tM，不被固定相吸附或溶解的物质 2 保留时间tR，试样从进入开始到
3、柱后出现峰极大值 3 调整保留时间 tR = tR - tM 4 分配比k，也称容量因子。为组分在固定相和流动相中分配量之比，是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。,区域宽度:是组分在色谱柱中谱带扩张的函数，反映了色谱操作条件的动力学因素。度量法有:标准偏差 半峰宽Y1/2 基线宽度Y。,色谱流出曲线可以得到的重要信息,根据色谱峰的个数，可以判断试样中所含组分的最少个数。 根据色谱峰的保留值或位置，可以进行定性分析。 根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析。 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。 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相和流动选择是否合适的依据。,组分完全
4、分离的必须条件:,组分的分配系数K必须有差异; K = cs/cm cs和cm 分别为组分在固定相和流动相中的浓度 区域扩宽的速率应小于区域分离的速度; 在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱。,色谱法基本理论,塔板理论,n = L/H,n 称为理论塔板数，柱效随塔板数增加而增加。 1 n 50, 可得到基本对称的峰形曲线。如气相色谱柱的n约为103 106，这时的流出曲线可趋近于正态分布曲线。 2 当试样进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异，经过反复多次的分配平衡后，仍可获得良好的分离。 3 n与半峰宽度及峰底宽的关系式为: n = 5.54 tR / Y1/22 = 1
5、6 tR / Y2 n有效 = 5.54 tR / Y1/22 = 16 tR / Y2,L为色谱柱的长度，H称为塔板高度，简称板高。,速率理论,吸收了塔板理论中板高的概念，并同时考虑影响板高的动力学因素，指出:填充柱的柱效受涡流扩散，分子扩散，传质阻力，流动相的流速等因素的控制，从而较好地解释了影响板高的各种因素。,谱峰展宽的因素 速率理论用随机行走模型解释了色谱流出曲线的形状是高斯曲线，认为可以用方差2作为色谱峰展宽的指标，进而可以用12， 22， 32 和42 分别表示涡流扩散，分子扩散，气相传质阻力和液相传质阻力对谱峰展宽的贡献，即 2 = 12 22 32 42 速率理论方程 板高方
6、程: 指出了色谱柱填充的均匀程度，填料粒度的大小，流动相的种类及流速，固定相的液膜厚度对柱效的影响。,分 离 度,柱效和选择性,理论塔板数n (n有效)是衡量柱效的指标，反映了色谱分离过程动力学性质。,常用色谱图上两峰间的距离衡量色谱柱的选择性，其距离越大说明柱子的选择性越好。柱子的选择性主要取决于组分在固定相上的热力学性质。(),分离度 也称分辨率 (resolution, Rs)。它是指相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比，即,当Rs 1时，两峰总有部分重叠； 当Rs = 1时，两峰能明显分离； 当Rs = 1.5时，两峰已完全分离。 当然，更大的值分离效果会更好，但会延长分析时间。
7、,分离度受柱效n, 选择因子 和容量因子k的控制,1. 的大小与两组分的性质有关。 一般可以用如下的方法来调节: 改变流动相的组成，包括改变pH 改变固定相的组成 改变柱温 采用特殊的化学效应 2. 增加塔板数，可以增加分离度。 3. 容量因子k取决于组分和色谱柱两者的性质。 加大容量因子可以增加分离度，但是会延长分析时间，甚至造成谱带检测困难。常常通过改变柱温或流动相的组成，将k控制在1 5之间。,第一项称热力学因素，第二项称动力学因素，第三项称容量因素。,定性和定量分析,定性分析: 是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。保留时间,定量分析: (1) 响应信号的测量 测量峰高和峰面积 (2) 定量校正因子: 绝对校正因子 相对效正因子 (3) 定量方法 外标法: 操作简单，适于工厂控制分析和自动分析。 内标法: 当只需测定试样中某几个组分，或试样中所有组分不可能全部出峰时，可采用内标法。 归一法: 将试样中所有组分的含量之和按100%计算，以它们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数。优点是简便，准确；操作条件变化时，对分析结果影响较小。尤其适合于进量少而其体积不易准确测量的液体试样。,作业,P362, 3. 柱效能指标和柱的分离度有什么区别和联系 P363, 18.,