第13章 色谱分析法导论

第13章色谱分析法导论13-1概述13-1-1色谱法色谱法是一种分离、分析技术，将待测试样中的各组分进行分离，然后顺序检测各组分的含量。叶绿素A叶黄素β胡萝卜素俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置：如右图其中的一相固定不动，称为固定相；(CaCO3)另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相(石油醚)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，从而按一定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础13-1-2色谱法的分类(1)按流动相和固定相的状态分类用气体作流动相，为气相色谱用液体作流动相，为液相色谱固体固定相-气固液体固定相-气液固体固定相-液固液体固定相-液液⑵按固定相的固定方式分类柱色谱纸色谱薄层色谱⑶按分离过程的作用力分类吸附色谱法分配色谱法离子交换色谱法排阻色谱法(4)其它色谱方法超临界色谱:超临界CO2流动相高效毛细管电泳:九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高效分析仪器13-1-3色谱法的特点（1）分离效率高复杂混合物，有机同系物，异构体，手性异构体（2）灵敏度高可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量（3）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）应用范围广不足之处：被分离组分的定性较为困难[min]141312111098765[mAU]2109.341蛋黄中的苏丹红I图谱[min]1716151413121110987654[mAU]2109.608苏丹红I（0.3μg/ml）的标准图谱苏丹红I的色谱分析（1-苯基偶氮-2-萘酚）瘦肉精的色谱分析盐酸双氯醇胺,β-兴奋剂裂解气色谱图食品中防腐剂的分析13-2色谱分离原理13-2-1分离原理及过程色谱分离过程是在色谱柱内完成的(以气液色谱为例)气液色谱的固定相:由担体和固定液所组成分离依据:固定液对试样中各组分的溶解能力的不同分离机理:气液两相间的反复多次分配过程分离过程当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解随着载气的不断通入，被溶解的组分又从固定相中挥发随着载气的流动，组分溶解、挥发的过程反复地进行，微小差异被扩大，性质相近的组分得以分离13-2-2分配系数K和容量因子k’1.分配系数K组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做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比，称为分配系数，用K表示，即：mccKs组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度分配系数差异是色谱分离的依据分配系数K的讨论一定温度下，组分的分配系数K越大，与固定相作用力越大各组份在固定相上的分配系数K不同，是分离的基础某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K2.容量因子k’（分配比）在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程分配比是在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：qpmmkms组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量容量因子也称：分配比或容量比1.分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分与固定相作用力越大3.分配比可以由实验测得3.分配系数与容量因子的关系式中β为相比Vm为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积Vs为固定相体积'kVVqpVqVpCCKsmmSmS13-3色谱图及常用术语1.基线无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线2.峰高从色谱峰顶点到基线的距离，图中h3.区域宽度表示色谱峰宽度的参数，有三种方法：⑴标准偏差()：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半⑵半峰宽(W1/2)：色谱峰高一半处的宽度W1/2=2.354⑶峰底宽(Wb)：Wb=4⑷峰面积（A=1.065hW1/2）w4.保留值（1）时间表示的保留值•保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间•死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间•调整保留时间（tR＇）：tR＇=tR－tM（2）用体积表示的保留值•保留体积（VR）：VR=tR×FcFc为柱出口处的载气流量，单位（mL/min）•死体积（VM）：VM=tM×Fc•调整保留体积(VR＇)：VR＇=VR－VM5.保留值与分配系数K的关系当某一组分的色谱峰值出现时,其组分的浓度应符合物料平衡:VRCm=VmCm+VsCs同除Cm，得：VR=Vm+VsCs/CmVR=Vm+KVsV’R=KVs调整保留时间与分配系数成正比6.保留值与容量因子k’的关系'kVVqpVqVpccKsmmSmsMsVVKKk/'MMRMMRMssMRtttVVVVVVVVk'k’可以从色谱图上求得保留体积与死体积的关系可改写为：VR=VM(1+k’)tR=tM(1+k’)而tM等于柱长L除以流动相的平均线速度utR=(1+k’)L/u7.相对保留值α也称选择性因子，其定义组分2与组分1调整保留值之比：α=t´R2/t´R1=V´R2/V´R1=k2/k1=K2/K1相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性作业13-10，13-13，13-14