仪器分析技术三2011

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1、第四章第四章 常用仪器分析技术（三）常用仪器分析技术（三）授课人：授课人：陈丽琴陈丽琴第二节第二节 色谱分析法色谱分析法(chromatography) 色谱分析法概论色谱分析法概论 色谱过程和基本原理色谱过程和基本原理 气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法一、色谱法的历史由来一、色谱法的历史由来二、二、色谱法的概念色谱法的概念三、色谱法的分类三、色谱法的分类四、色谱法的特点四、色谱法的特点l色谱法最初应用和得名：俄国植物学家色谱法最初应用和得名：俄国植物学家Tsweet在在1906年使用装置分离植物色素。年使用装置分离植物色素。l色谱法是一种分离分析技术色

2、谱法是一种分离分析技术, , 不仅用于有色物质的分离不仅用于有色物质的分离, ,而且大量用于无色物质的分离而且大量用于无色物质的分离, , 但其名称仍在沿用。但其名称仍在沿用。l试样混合物的分离过程试样混合物的分离过程 = = 试样中各组分在柱中的试样中各组分在柱中的两相两相间不断进行着的分配过程。间不断进行着的分配过程。固定相固定相(sable phase): (sable phase): 固定不动的一相；固定不动的一相；流动相流动相(mobile phase):(mobile phase): 携带试样混合物流过固定携带试样混合物流过固定相的流体（气体或液体）。相的流体（气体或液体）。一、色

3、谱法的历史由来一、色谱法的历史由来 当流动相中携带的混合物流经固定相时，其当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方法结合，实固定相中流出。与适当的柱后

4、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。二二. .色谱法的概念色谱法的概念 1.1.按两相的物态分类按两相的物态分类 （1 1）气相色谱法）气相色谱法 流动相为气体。流动相为气体。 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱三三. .色谱法的分类色谱法的分类 （2 2）液相色谱法）液相色谱法流动相为液体。流动相为液体。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。2.2.按组分在两相间的分离机制分类按组分在两相间的分离机制分类 （1 1）吸附色谱法）吸附色谱法 组分在吸附剂上的吸附能力不

5、同。组分在吸附剂上的吸附能力不同。（2 2）分配色谱法）分配色谱法 组分在固定液中的溶解度不同。组分在固定液中的溶解度不同。（3 3）离子交换色谱法）离子交换色谱法 组分在离子交换剂上的亲和力大小不同。组分在离子交换剂上的亲和力大小不同。（4 4）空间排阻色谱法）空间排阻色谱法 组分的分子体积大小不同而在多孔固定相组分的分子体积大小不同而在多孔固定相 中选择性渗透。中选择性渗透。（5 5）毛细管电泳法）毛细管电泳法 以毛细管为分离通道，以电场为驱动力，不以毛细管为分离通道，以电场为驱动力，不同组分在电介质溶液中电泳淌度不同。同组分在电介质溶液中电泳淌度不同。3.3.按固定相所处的形态分类按固定

6、相所处的形态分类 （1 1）柱色谱法）柱色谱法 固定相装于柱内（三维）。固定相装于柱内（三维）。 （2 2）平板色谱法）平板色谱法 固定相呈平面状（二维，包括纸色谱法固定相呈平面状（二维，包括纸色谱法和薄层色谱法）和薄层色谱法） 四四. .色谱法的优点色谱法的优点（1）分离效率高分离效率高： 复杂混合物，甚至有机同系物、异构体。（2 2）分析灵敏度高：）分析灵敏度高： 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。（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。（4 4） 应用范围广：应用范围广： GC：适用于沸点低于400的各种有

7、机或无机试样的分析。 HPLC：GC不适用的药毒物。第二节第二节 色谱分析法色谱分析法(chromatography) 色谱分析法概论色谱分析法概论 色谱过程和基本原理色谱过程和基本原理 气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法 毛细管电泳法毛细管电泳法一、色谱过程一、色谱过程二、分配平衡二、分配平衡三、色谱图和有关概念三、色谱图和有关概念四、理论塔板概念四、理论塔板概念五、速率理论五、速率理论一、色谱过程一、色谱过程例例：气相色谱法气相色谱法 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 气固色谱和气液色谱的分离机理不同。气固色谱和

8、气液色谱的分离机理不同。 气固色谱的固定相气固色谱的固定相: 多孔的固体吸附剂颗粒。多孔的固体吸附剂颗粒。 气液色谱的固定相气液色谱的固定相: : 涂渍在载体表面的固定液。涂渍在载体表面的固定液。 基本特征基本特征气相色谱仪气相色谱仪当试样由载气携带进入色谱柱与固当试样由载气携带进入色谱柱与固定液接触时，部分被固定液溶解。定液接触时，部分被固定液溶解。随着载气的不断通入，被溶解组分随着载气的不断通入，被溶解组分又从固定液中挥发。又从固定液中挥发。挥发的组分随着载气向前移动时又挥发的组分随着载气向前移动时又再次被固定液溶解。再次被固定液溶解。随着载气的流动，溶解、挥发的过随着载气的流动，溶解、挥

9、发的过程反复地进行。程反复地进行。试样中各组分由于在固定液中的溶试样中各组分由于在固定液中的溶解度大小不同而被分离。解度大小不同而被分离。气液色谱分离过程气液色谱分离过程气固色谱分离过程气固色谱分离过程1.试样试样2.载气载气3.吸附剂吸附剂4.色谱柱色谱柱5.检测器检测器当试样由载气携带进入色谱当试样由载气携带进入色谱柱与吸附剂接触时，部分被柱与吸附剂接触时，部分被吸附剂吸附。吸附剂吸附。随着载气的不断通入，被吸随着载气的不断通入，被吸附组分又从吸附剂中解离吸附组分又从吸附剂中解离吸附。附。解离吸附的组分随着载气向解离吸附的组分随着载气向前移动时又再次被吸附剂吸前移动时又再次被吸附剂吸附。附

10、。随着载气的流动，吸附、解随着载气的流动，吸附、解离吸附的过程反复地进行。离吸附的过程反复地进行。试样中各组分由于在吸附剂试样中各组分由于在吸附剂中的吸附力不同而被分离。中的吸附力不同而被分离。 组分在固定相和流动相间发生的吸附、解离吸附，或溶解、组分在固定相和流动相间发生的吸附、解离吸附，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。 在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为）比，称为分配系数分配系数，用，用K 表示。表示。 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K二、分配平衡二、分配平衡分配

11、系数分配系数K的讨论：的讨论： 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K 一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种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。三、色谱图及相关概念三、色谱图及相关概念色谱图：色谱图：是由检测器输出的电信号强度对时间作图所绘制的曲线。基线：基线：流动相通过检测器时，检测到的信号即为基线。色谱峰：色谱峰：是流出曲线上