2023/9/6第五章

色譜分析法第一節(jié)色譜分析法基礎(chǔ)5.1.1色譜分析法概述5.1.2色譜分析法的特點和分類5.1.3色譜分離基本原理與過程5.1.4色譜基本參數(shù)與色譜流出曲線的表征2023/8/3第五章

色譜分析法第一節(jié)5.1.1色譜2023/9/6本章教學(xué)基本要求1.熟悉色譜分析方法的特點、分類、作用；理解色譜的基本分離過程；2.掌握氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)，檢測器的作用和原理，固定相極性；3.掌握影響氣相色譜分離的各種因素及必要的操作條件選擇；4.重點掌握塔板理論、速率理論、分離度及相關(guān)計算，色譜分析的各種定性定量方法；5.了解毛細(xì)管色譜、液相色譜和超臨界流體色譜的基本特點及應(yīng)用對象。

2023/8/3本章教學(xué)基本要求1.熟悉色譜分析方法的特點2023/9/65.1.1色譜分析法概述

假酒問題？真與假、好與劣

空氣組成與污染問題？地溝油鑒別問題？共同問題：如何實現(xiàn)多組分混合物的快速分離分析？2023/8/35.1.1色譜分析法概述假酒問題2023/9/65.1.1色譜分析法概述

俄國植物學(xué)家茨維特在1906年使用的裝置：色譜原型裝置，如圖。chromatography

色譜法是一種分離技術(shù)。

試樣混合物的分離過程也就是試樣中各組分在稱之為色譜分離柱中的兩相間不斷進(jìn)行著的分配過程。

其中的一相固定不動，稱為固定相；另一相是攜帶試樣混合物流過此固定相的流體（氣體或液體），稱為流動相。（動畫）2023/8/35.1.1色譜分析法概述（動畫）2023/9/6色譜法

當(dāng)流動相攜帶的混合物流經(jīng)固定相時，與固定相發(fā)生相互作用。由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，從而按一定次序由固定相中流出。與適當(dāng)?shù)闹髾z測方法結(jié)合，實現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測。兩相及兩相的相對運(yùn)動構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ)（動畫）2023/8/3色譜法當(dāng)流動相攜帶的混合物流經(jīng)固定2023/9/65.1.2色譜分析法的分類與特點色譜法：一大類分析方法；可滿足不同的要求；原理與作用各不相同；

本章主要講氣相色譜法。2023/8/35.1.2色譜分析法的分類與特點色譜法：2023/9/6氣相色譜(GCgaschromatograph)流動相為氣體（稱為載氣）。按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜；按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜2023/8/3氣相色譜(GCgaschromatog2023/9/6液相色譜(LCliquidchromatograph)液相色譜：流動相為液體（也稱為淋洗液）。按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。離子色譜：液相色譜的一種，以特制的離子交換樹脂為固定相，不同pH的水溶液為流動相。2023/8/3液相色譜(LCliquidchroma2023/9/6其他色譜方法薄層色譜和紙色譜：比較簡單的色譜方法凝膠色譜法超臨界色譜高效毛細(xì)管電泳:

20世紀(jì)90年代快速發(fā)展、特別適合生物試樣分析分離的高效分析儀器。2023/8/3其他色譜方法薄層色譜和紙色譜：凝膠色譜法2023/9/6氣相色譜法的特點優(yōu)點：（1）分離效率高復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體，手性異構(gòu)體等。（2）靈敏度高

可檢出μg?g-1(10-6)級甚至ng?g-1(10-9)級的物質(zhì)量。（3）分析速度快

一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個試樣的分析。（4）應(yīng)用范圍廣

適用于沸點低于400℃的各種有機(jī)或無機(jī)試樣的分析。不足之處：

不適用于高沸點、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析。被分離組分的定性較為困難。2023/8/3氣相色譜法的特點優(yōu)點：2023/9/65.1.3

色譜分離基本原理與過程氣相色譜分離譜圖2023/8/35.1.3色譜分離基本原理與過程氣相色譜分2023/9/6氣相色譜基本原理與分離過程氣相色譜分離過程是在色譜柱內(nèi)完成的。填充柱色譜:氣固和氣液色譜，兩者分離機(jī)理不同。氣固色譜的固定相:多孔性的固體吸附劑顆粒。

固體吸附劑對試樣中各組分的吸附能力的不同。氣液色譜的固定相:由擔(dān)體和固定液所組成。

固定液對試樣中各組分的溶解能力的不同。氣固色譜的分離機(jī)理:

吸附與脫附的不斷重復(fù)過程；氣液色譜的分離機(jī)理：

氣液兩相間的反復(fù)多次分配過程。2023/8/3氣相色譜基本原理與分離過程氣相色譜分離過程是2023/9/6氣相色譜分離過程當(dāng)試樣由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱與固定相接觸時，被固定相溶解或吸附。隨著載氣的不斷通入，被溶解或吸附的組分又從固定相中揮發(fā)或脫附。揮發(fā)或脫附下的組分隨著載氣向前移動時又再次被固定相溶解或吸附。隨著載氣的流動，溶解、揮發(fā)，或吸附、脫附的過程反復(fù)地進(jìn)行。（動畫）2023/8/3氣相色譜分離過程當(dāng)試樣由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱與2023/9/6分配系數(shù)K組分在固定相和流動相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時的濃度（單位：g·mL-1）比，稱為分配系數(shù)，用K表示，即2023/8/3分配系數(shù)K組分在固定相和流動2023/9/6分配系數(shù)K的討論

一定溫度下，組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；試樣一定時，K主要取決于固定相性質(zhì)；每個組分在各種固定相上的分配系數(shù)K不同；選擇適宜的固定相可改善分離效果；試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎(chǔ)；某組分的K=0時，即不被固定相保留，最先流出。2023/8/3分配系數(shù)K的討論一定溫度下，組分的分配系2023/9/65.1.4色譜基本參數(shù)與色譜流出曲線的表征

1.基線無試樣通過檢測器時，檢測到的信號即為基線。2.保留值

（1）時間表示的保留值

保留時間（tR）：組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時所需的時間。

死時間（tM）：不與固定相作用的氣體（如空氣）的通過分離柱中空隙的時間。

調(diào)整保留時間（tR

＇）：tR＇=tR－tM

（動畫）2023/8/35.1.4色譜基本參數(shù)與色譜流出曲線的表征2023/9/6（2）用體積表示的保留值

保留體積（VR）：

VR=tR×F0（F0為色譜柱出口處的載氣流量，單位：mL/min。）

死體積（VM）：

VM=tM×F0

調(diào)整保留體積（VR＇）：

V

R＇=VR－VM

2023/8/3（2）用體積表示的保留值保留體積（V2023/9/63.相對保留值r21組分2與組分1調(diào)整保留值之比：

r21=t'R2

/t'R1=V′R2/V′

R1相對保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，與其他色譜操作條件無關(guān)，它表示了固定相對這兩種組分的選擇性。2023/8/33.相對保留值r21組分22023/9/64.區(qū)域?qū)挾扔脕砗饬可V峰寬度的參數(shù)。有三種表示方法：（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差(

)：

即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。（2）半峰寬(Y1/2)：

色譜峰高一半處的寬度Y1/2=2.354

（3）峰底寬(Wb)：

Wb=4