色谱分析方法复习课程

色谱分析方法
一、色谱分析法概述
色谱分析法已成为当代科技迅速发展 时期的最适宜的最重要的分离分析方 法，形成了一门新兴学科――色谱法。 气相色谱、液相色谱、凝胶渗透色谱、 离子色谱等都得到了广泛深入的应用。
色谱法的独到之处在于它的高分离 效能，实质是讨论谱峰间的距离和谱 峰的宽窄，即所谓色谱柱的高效性和 高选择性。这两个性能指标的理论本 质，是由组分在两相中分配系数不同 的热力学过程和组分在两相中扩散速 度不同的动力学过程所决定的。
液相色谱法采用液体作流动相。适于作 液相色谱的流动相较仅有几种惰性气体的 GC流动相多；流动相对样品组分有较好的 溶解作用，且参与溶质的分配，可增大分 离的选择性。液相色谱适于分析高沸点、 难挥发、热稳定性差的、分子量（M＝ 1000～2000）较大的液体化合物，样品可 直接进样， 一般不需作样品衍生化处理。
凝胶渗透色谱法
离子色谱法 超临界流体色谱法
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等十余种方法。
2、色谱技术问题
• 色谱技术有如下几方面：
1. 进样技术，特别是关于毛细管色谱的进样技术； 2. 色谱柱制备技术； 3. 固定相和流动相的选择技术； 4. 多维色谱系统组合切换技术； 5. 流出组分检测技术； 6. 程序升温技术和剃度洗脱技术等。
二、色谱法的本质及流程
2、 色谱方法的装置系统流程
–色谱方法装置流程图见下图
4-检测器 5-记录仪 3-色谱柱 1-流动相及控制装置；2-流动相净化器
三、色谱分析法的一般特点
1wenku.baidu.com 高选择性
• 色谱分析方法对那些性质极为相似的物质， 如同位素、同系物和烃类异构体等有良好 的分离效果。这种选择分离，主要采用高 选择性固定液，使各组分间的分配系数能 产生较大的差别而实现保留值不同。
4、 分析速度快
色谱分析法，特别是气相色谱法，分析 速度较快。一般较为复杂的样品可在几分钟 到几十分钟内完成。而且现在的色谱仪器多 数已实现自动化、计算机化，配以高速分离 的色谱系统，分析速度会更快。
5 、 GC与LC特点之比较
两种色谱法的根本区别在于流动相 状态。气相色谱法多由永久性气体作流 动相，由于载气相对分子质量低，分子 间空隙大，故粘度低，流动性好，组分 在气相中运输速度快，流动相渗透性强 ，因此可以增加柱长，提高色谱柱理论 塔板数，从而增加柱效；
2 、高效能
色谱分析法对那些沸点极为相近的 多组分混合物和极其复杂的多组分混合 物，有能力改善它们的峰形，使各组分 彼此间有良好的分离效能。这种高效能 作用,主要是通过色谱柱具有足够的理论 塔板数（填充柱为几千块/m，毛细管柱 可达105～106块/m）来实现的。
3 、高灵敏性 色谱分析法的高灵敏度检测信号，表 现在检测器方面。目前在色谱界已出现 几十种检测器，可检测出10－11～10－13g 的物质量。因此在痕量分析中可大显功 效。如超纯气体、高纯试剂中的 ppm→ppb级的痕量杂质测定，测定大气 污染物中的ppb→ppt级的痕量毒物；测 定农、副产品、水果、食品中的 ppm→ppb级的农药残留物。
气体作流动相价格较液体的有机溶剂低廉； 气相色谱法可以选择愈来愈多的合成新固 定液；气相色谱法分析的对象多为相对分 子质量M<1000、低沸点、易挥发、热稳定 性较好的化合物，而且，样品必须在柱前 变成气态分子，否则不能随载气运输分离。 对于大分子、难挥发、热稳定性差的化合 物较为困难。裂解气相色谱法可以对高分 子化合物进行裂解后分离分析。
这些技术都在实践中得到了广泛应用和继续提 高，是色谱工作的一个重要方面。
3、色谱仪器
• 色谱仪器是验证色谱理论和色谱技术应用 的重要手段，也是建立各种分析方法的必 须条件。上世纪90年代以来，色谱仪器的 多样化、高精化、智能化等程度日新月异。 著名的色谱仪器厂家有：美国的安捷伦公 司、日本的岛津公司、waters公司等，国 内的上海、大连等公司也生产了质量较高 的色谱仪。
混合组分的样品在色谱柱中分离的依据是：同一 时刻进入色谱柱中的各组分，由于在流动相和固 定相之间溶解、吸附、渗透或离子交换等作用的 不同，随流动相在色谱柱中运行时，在两相间进 行反复多次（103～106）地分配过程，使得原来 分配系数具有微小差别的各组分，产生了保留能 力明显差异的效果，进而各组分在色谱柱中的移 动速度就不同，经过一定长度的色谱柱后，彼此 分离开来，最后按顺序流出色谱柱而进入信号检 测器，在色谱数据机上显示出各组分的色谱行为 和谱峰数值。
因此，要达到多组分复杂混合物通过色 谱柱理想地分离，就必须从热力学和动 力学两个方面进行综合性地研究；同时 对难分离物质要选择最佳色谱分离条件， 以达到快速分离的目的。
B、按样品组分在两相间分离机理分类: 利用组分在流动相和固定相之间的分离原理不
同而命名的分类方法。
吸附色谱法
分配色谱法
离子交换色谱法
四、色谱基本理论
1、 色谱图
• 色谱图是色谱柱流出物通过检测器系统时 所产生的响应信号对时间或载气流出体积 的曲线图。色谱图是色谱基本参数的源流， 可根据色谱图中峰位置点进行定性，根据 峰高或峰面积进行定量；根据各峰不同的 位置及其峰宽变化状态，可对色谱柱的分 离性能进行评价，表征色谱操作条件的优 劣。
4、色谱法的应用
• 由于色谱法独具特点，使它在各领域中获 得广泛的应用。
石油化学 环境科学和环境保护
应
生物学、微生物化学、生命科学
用
食品工业、农林牧渔业
领
医学及医药学
域
商品检验
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二、色谱法的本质及流程
1、 色谱法的本质
–色谱法的本质在于色谱柱高选择性和高效能的 分离作用与高检测技术的结合。
选择好流动相是改善液相色谱分离的关键之一（液 体种类繁多，选用二元或三元流动相时同时洗脱， 改变载液的种类浓度、比例、极性、PH稳定等，则 可以提高LC的分离度）；流动相因为是液体，所以 密度较高，组分扩散系数（DL）低（大约占气体的 10－5），故LC分析速度慢；液体粘度大于气体100 多倍，传质也较慢，故采用小颗粒，窄分布固定相 和高压泵强制流动相通过色谱柱以获得高效率分离； 高效液相色谱有其独特的检测器，如紫外检测器、 示差检测器、荧关检测器等，它们都有高的灵敏度； 高效液相色谱可进行大组分量制备，收集柱流出组 分十分方便。