色谱分析-绪论.

色谱分析法chromatography色谱分析法概论色谱分析法的历史色谱分析法的分类色谱分析法的特点和局限性色谱图和相关术语现代发展和联用技术24313335色谱分析法定义色谱(chromatography)分析法：以试样组分固定相(stationaryphase)和流动相(mobilephase)间的溶解、吸附、分配、离子交换或其它亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱分析法。利用物质的物理及物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离和测定的一种分析方法。色谱分析法是仪器分析常用的方法之一。应用对象：主要是混合物中有机成分的分离和分析。色谱分析法的发展历史M.S.Tswett---------俄，botanist1903年植物色素-----石油醚浸取液CaCO3的直立玻璃管石油醚冲洗形成不同颜色的谱带1906，色谱图、色谱法1.色谱法的由来石油醚(流动相)}色谱带叶绿素的石油醚溶液色谱柱碳酸钙(固定相)1938年R.Kuhn,（德国）等人用氧化铝和碳酸钙分离,,γ-胡萝卜素，确定维生素A的结构等，获得了1938年诺贝尔奖。1937年P.karrer,（瑞士）1939年L.Ruzicka（瑞士）1941年，A.J.P.Martin&R.L.M.Synge分配色谱法（色谱发展的一个重要转折点,获1952年诺贝尔奖）氨基酸水溶液，硅胶色谱柱，氯仿洗脱提出色谱塔板理论1952年，气相色谱法，塔板理论(1952，Nobelprize)1956，VanDeemter速率方程2.固定相和流动相的变化分配色谱塔板理论VaDeemter方程1956，Golay，毛细管柱，理论塔板数和分离效能1957，Holmes气相和质谱联用1959，PorathandFlodin多孔凝胶空间排阻色谱法(分子量和分子大小)1970高效液相色谱(HPLC)检测模式和性能优越的检测器1975，H.small离子色谱，阴离子色谱分析薄层色谱法发展气相色谱法发展高效液相色谱法发展气相色谱仪高效液相色谱仪1979，石英毛细管色谱柱毛细管电泳技术1981，熔融石英毛细管电迁移进样荧光检测蛋白质分析、糖分析、DNA测序、手性分离、单细胞分析5.毛细管电泳的快速发展时期二、色谱分析的应用色谱法在食品检测中的应用在化妆品行业的应用：激素的检测服装、纺织行业违禁染料检测富马酸二甲酯(DMFU)色谱技术在化妆品、服装、纺织行业的应用色谱法在医药行业的应用药品中有害物质的检测药物主要成分的测定大气、水、土壤中环境污染物含量的测定食品、饲料、作物营养成分的测定色谱法在环境、农业领域的应用毒物分析毒品气相色谱法是现有的毒品分析的最好方法海洛因、冰毒、摇头丸、氯胺酮……鸦片、大麻等色谱技术在法庭科学中的应用色谱分析法的分类1、按两相的聚集状态流动相固定相类型液相色谱LC液体固体吸附剂液-固色谱液体液体液-液色谱气体固体吸附剂气-固色谱气体液体气-液色谱气相色谱GC吸附色谱：adsorptionchroma-吸附性能的差异气固液固分配色谱：partitionchroma-分配系数的不同溶解度液体离子交换色谱：ionexchangechroma-分离组分与固定相离子进行可逆交换离子交换树脂空间排阻色谱molecularexclusionchroma-：分子筛葡聚糖凝胶亲和色谱affinitychroma-利用生物大分子：酶与底物，酶与辅酶，抗原与抗体2、按分离的原理分类柱色谱（CC）columnchroma-(玻璃、不锈钢、石英)气固液固纸色谱(PC)paperchroma-纸液液薄层色谱(TLC)thinlayerchroma-(硅胶、聚酰胺)液固3、按固定相的材料和使用方式冲洗法、顶替法、迎头法4、按色谱动力学过程分类5、按色谱技术分类程序升温气相色谱法沸点范围宽反应气相色谱法沸点高样品裂解气相色谱法分子量大，聚合物顶空气相色谱法分析置于密闭容器中的气固或气液达到平衡毛细管气相色谱法总理论踏板数高、高效、快速、高灵敏多维气相色谱法制备色谱法一、特点1、选择性好2、分离效率高，分析速度快3、灵敏度高、样品用量少4、应用范围广色谱分析法的特点和局限性色谱分析法的特点和局限性1、选择性好理论塔板数高固定相、流动相操作温度沸点相近的混合物同位素同分异构体对映异构体气相色谱气体黏度小长色谱柱高效液相色谱高压泵多色谱填料2、分离效率高，分析速度快熔融石英毛细管柱C18反相色谱柱3、灵敏度高、样品用量少检测器热导池检测器氢火焰离子化检测器电子俘获检测器火焰光度检测器气相色谱气体易挥发的有机物沸点高热裂解高效液相色谱不易挥发、高沸点不稳定糖类、大分子化合物药物分析石油工业、环境保护、临床化学、药物与药剂、农药、食品、卫生防疫理化检验、司法检验4、应用范围广无法给出定性结果，需要已知的标物质作对比，或将样品的数据与标准物质的数据进行对比，与质谱、红外等波谱鉴定仪器联用定量时需要标准物质对个别异构体和固体物质分析能力差二、局限性色谱图和相关术语1、色谱图(chromatogram)：进样后检测仪器记录下来的检测器响应信号随流动相（液体或气体）流出体积或时间而分布的曲线图。•基线•色谱峰•峰高•峰面积•峰宽•半峰宽•标准偏差2、基线(baseline)：当没有组分进入检测器时，色谱流出曲线是一条只反映仪器噪声随时间变化的曲线。(正常操作条件下，检测器对流动相的响应信号)3、色谱峰(chromatographicpeak)样品随流动相经过色谱柱后，分离开的各组分经过检测器时产生的吸收峰，峰状为微分曲线。4、峰面积(area)组分流出的曲线与基线所包围的面积。(CGEAFHD)表示：符号A5、峰底(peakbase)色谱峰下面的基线延长线峰起点到终点间的直线CD6、峰高色谱峰最高点至峰底的垂直距离AB'表示符号:h7、峰宽(W)：沿色谱峰两侧拐点所作的切线与峰底相交两点之间的距离。IJ。8、半高峰宽(Wh/2)：半峰宽：峰高为0.5h处的峰宽。GH。9、标准偏差(σ)：正态色谱流出曲线上两拐点距离的一半。正常吸收峰,峰高0.607h处峰宽EF的一半。区域宽度：保留时间(rententiontime,t)：组分从进样到出现峰最大值所需的时间死时间(deadtime,t0)：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相近。据t0可求出流动相平均流速0tLu柱长死时间保留值：调整保留时间(adjustedretentiontime,tr’)：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间。即由于保留时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。00coVtF死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项可得到：Fco为柱出口的载气流速（mL/min)000cwcorTppFFTpF0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。0rcoVtF调整保留体积Vr'：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。''0rrrcoVVVtF色谱曲线的意义色谱峰数=样品中单组份的最少个数；色谱保留值——定性依据；色谱峰高或面积——定量依据；色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。色谱现代发展及相关联用技术1、理论发展Tsweet的经典色谱色谱热力学和动力学热力学：色谱峰间的距离。动力学：色谱峰宽窄平衡理论、塔板理论、纵向扩散理论、速率理论块状液膜模型、分子顶替模型、定标粒子理论模型及最新的各种保留值预测理论２、技术发展1)超临界流体色谱supercriticalfluidchromatography,SFC超临界流体特点：同时具有气相色谱和液相色谱的优点。变更压力、温度等参数可以改变超临界流体的密度，即改变它的溶解能力、黏度和扩散系数，改变分离效能。应用范围：难挥发、易热解、易氧化等特性的高分子和天然产物的分离和制备。2)微型色谱常规仪器，部件按比例缩小，仪器的小型化，便携式的色谱仪色谱原理和仪器与微制造技术结合部件和连接系统等环节进行重新设计不仅是尺寸的缩小，而是技术革新3)高速气相色谱分析速度更快微填充柱电子程序压力流量控制系统耐高压的仪器气路系统分析速度提高5-10倍，分辨率提高3-5倍。4)高温气相色谱难挥发的化合物(高沸点的脂肪烃)温度超过300℃色谱柱：聚酰亚胺，330℃聚硅氧烷镀铝层不锈钢内衬石英，过渡层5)多维色谱多个色谱柱串联色谱柱间的固定相不同GC-GC，LC-LC，GC-GC6)快速扫描色质联用峰宽小5/s7)毛细管电动色谱(capillaryelectrochromatography,CEC)HPLC的固定相填充毛细管内或键合、交联在毛细管的内表面动力：电渗流分离原理电场中的迁移速度两相间的分配系数8)保留时间锁定保留时间重现性特定化合物在不同仪器、不同色谱柱之间保持不变原理组分性质、固定液、仪器操作条件一定范围内色谱操作条件对保留时间的影响规律仪器操作条件：载气压力、流速、柱温9)生物芯片10)液相色谱微柱11)GC-MS-MS12)LC-MS-MS13)集束式毛细管多根毛细管色谱柱并联14)Merck整体硅胶棒柱、大孔和中孔大孔：直通，渗透性中孔:表面积