色谱分析法原理

1、第三章第三章 色谱法分析原理色谱法分析原理 概述概述： 色谱法的发展历程色谱法的发展历程 色谱分离分析操作过色谱分离分析操作过程程 几种色谱操作法几种色谱操作法 迎头色谱法、顶替色迎头色谱法、顶替色谱法、洗脱色谱法谱法、洗脱色谱法ABCDEA aDC B A E色谱分离分析样品组分的过程色谱分离分析样品组分的过程1.样品在载体样品在载体“搬运搬运”下，通过分析路径下，通过分析路径2.在分析路径上，样品中的各个组分受到在分析路径上，样品中的各个组分受到某种某种“力场力场” 的作用的作用（力场可能是温力场可能是温度、压力、电压、光度、压力、电压、光产生可能引起分产生可能引起分离效应，也可能不引起分

2、离效应离效应，也可能不引起分离效应）3.在分析路径上，发生在两相之间的分配在分析路径上，发生在两相之间的分配平衡，由于各个组分在同样两相之间分平衡，由于各个组分在同样两相之间分配平衡有差异，从而实现各组分的分离配平衡有差异，从而实现各组分的分离4.被分离的样品各个组分，在载体的搬运被分离的样品各个组分，在载体的搬运下离开分析路径，进入检测器被检测出下离开分析路径，进入检测器被检测出来来5.假如在分析路径上样品所受到的力场是假如在分析路径上样品所受到的力场是电场力，则各个组分在电场力作用下实电场力，则各个组分在电场力作用下实现分离，这就是电泳现分离，这就是电泳ABCDEA ABCD两个组分向前两

3、个组分向前移动的特征移动的特征 1-1迎头色谱法迎头色谱法frontal chromatography 定义：定义： 将试样连续地通过色谱柱，吸附或溶解最弱的组分，将试样连续地通过色谱柱，吸附或溶解最弱的组分，首先以纯物质状态流出色谱柱，然后顺次流出的是首先以纯物质状态流出色谱柱，然后顺次流出的是次弱组分和第一流出组分的混合物，依次类推，从次弱组分和第一流出组分的混合物，依次类推，从而实现混合物分离的色谱法。而实现混合物分离的色谱法。 主要应用于非定性定量分析的领域主要应用于非定性定量分析的领域 例如某些物理化学参数的测定、吸附剂催化剂例如某些物理化学参数的测定、吸附剂催化剂及固体表面和孔尺寸

4、和孔径分布等性质的研究及固体表面和孔尺寸和孔径分布等性质的研究1-1 迎头色谱法迎头色谱法ABCDABCABAaaABCDABC AB A 流动方向流动方向流出体积流出体积 BbA RA RABR A ABRABRBRA b1-2置换法(displacement method) 又称又称顶替法顶替法，当含三种组分的混合物样品注入色，当含三种组分的混合物样品注入色谱柱后，各组分皆与固定相有强作用力，若使用谱柱后，各组分皆与固定相有强作用力，若使用一般流动相无法将他们洗脱下来，为此可一般流动相无法将他们洗脱下来，为此可使用一使用一种比样品组分与固定相间作用力更强的置换剂种比样品组分与固定相间作用力

5、更强的置换剂（或称顶替剂）作流动相，当它注入色谱柱后，（或称顶替剂）作流动相，当它注入色谱柱后，可迫使滞留在柱上的各个组分，依其与固定相作可迫使滞留在柱上的各个组分，依其与固定相作用力的差别而依次洗脱下来，且各谱带皆为各个用力的差别而依次洗脱下来，且各谱带皆为各个组分的纯品组分的纯品。置换法现已在大规模制备色谱中获。置换法现已在大规模制备色谱中获广泛应用，在生物大分子纯品制备中取得良好的广泛应用，在生物大分子纯品制备中取得良好的效果效果 顶替色谱法顶替色谱法( (置换色谱法置换色谱法) ) DCB + CA + B 流动方向流动方向aDCBAbA DBACDEABCD顶替剂顶替剂顶替色谱法顶替

6、色谱法 ( (置换色谱法置换色谱法) )优点优点: : （1） 样品量大产率高、被分离样品在分离过程中会自行样品量大产率高、被分离样品在分离过程中会自行浓缩。浓度比洗脱色谱高浓缩。浓度比洗脱色谱高12数量级。柱载高数量级。柱载高50100倍倍 （2） 可以同时分离样品中的多个组分（与亲和色谱不同）可以同时分离样品中的多个组分（与亲和色谱不同） （3）被分离组分能在相当高的纯度的条件下获得高产率。）被分离组分能在相当高的纯度的条件下获得高产率。 （4）各组分分离界限较清晰，拖尾少，产量和回收率高。）各组分分离界限较清晰，拖尾少，产量和回收率高。 （5）产品浓度可控）产品浓度可控 （6）用小分子顶

7、替剂容易与生物分子分离，）用小分子顶替剂容易与生物分子分离， （7）单位柱长固定相利用率高（和用于制备的超载洗脱）单位柱长固定相利用率高（和用于制备的超载洗脱和迎头分析法相比）和迎头分析法相比） （8）溶剂使用量少。分离时间和成本减少）溶剂使用量少。分离时间和成本减少30%以上。以上。1-3冲洗色谱法冲洗色谱法(elution method) 又称洗脱法，淋洗法。例如，将含三组分又称洗脱法，淋洗法。例如，将含三组分的样品注入色谱柱，流动相连续流过色谱的样品注入色谱柱，流动相连续流过色谱柱，并携带样品组分在柱内向前移动，经柱，并携带样品组分在柱内向前移动，经色谱分离后，样品中不同组分依据与固定色

8、谱分离后，样品中不同组分依据与固定相和流动相相互作用的差别，而顺序流出相和流动相相互作用的差别，而顺序流出色谱柱。色谱柱。 DB A+B A 流动方向流动方向ab淋洗色谱法淋洗色谱法 (冲洗色谱法、洗脱色谱法冲洗色谱法、洗脱色谱法)冲洗色谱法冲洗色谱法 用于定性、定量、制备分析及某些物理化学用于定性、定量、制备分析及某些物理化学性质和过程的研究。是用途最为广泛和最为性质和过程的研究。是用途最为广泛和最为普遍的色谱法普遍的色谱法。 优点：柱效高，很容易得到几千甚至几万个优点：柱效高，很容易得到几千甚至几万个塔板的分离效果、使用样品量极少、一次可塔板的分离效果、使用样品量极少、一次可以分析样品中的

9、几个甚至几百个成分、分离以分析样品中的几个甚至几百个成分、分离分析速度极快分析速度极快。色谱法应用简述色谱法应用简述一、一、色谱法在定量、定性分析与制备、生产中的应用色谱法在定量、定性分析与制备、生产中的应用二色谱法在理论研究、催化化工、萃取等领域的应用二色谱法在理论研究、催化化工、萃取等领域的应用1无限稀释活度系数数据的测定及其在工程上的应用无限稀释活度系数数据的测定及其在工程上的应用 混合溶剂、混合溶剂、高压气液平衡系统高压气液平衡系统2溶液理论及热数据的测定溶液理论及热数据的测定 过量偏摩尔参数与过量偏摩尔热容过量偏摩尔参数与过量偏摩尔热容 、溶解热、生成热、溶解热、生成热、反应热、反应

10、热、非电解质理论、非电解质理论、高聚物溶液理论高聚物溶液理论3维里系数的研究与测定维里系数的研究与测定4纯物质性质的研究与测定纯物质性质的研究与测定 蒸汽压、蒸汽压、蒸发焓、蒸发焓、沸点、沸点、相变、相变、分子量、分子量、分子分子结构、结构、熵、粘度、折光系数等熵、粘度、折光系数等 5固体表面物理化学性质的研究固体表面物理化学性质的研究 物理吸附（迎头色谱法、冲洗色谱法）物理吸附（迎头色谱法、冲洗色谱法）吸附等温线、吸附等温线、固体表面积、固体表面积、固体内含孔径分布、固体内含孔径分布、 化学吸附与化学滴定化学吸附与化学滴定吸附热、吸附热、固体表面的酸减性、固体表面的酸减性、催化剂活性中心及其性质、催化剂活性中心及其性质、 程序升温色谱法研究固体表面性质程序升温色谱法研究固体表面性质 脱附过程、脱附过程、还原与氧化、还原与氧化、表面反应、表面反应、6催化反应动力学研究（微反应器反应色谱法）催化反应动力学研究（微反应器反应色谱法）脉冲催化反应动力学、脉冲催化反应动力学、脉冲断流色谱法、脉冲断流色谱法、程序升温表面反程序升温表面反应动力学、应动力学、空穴色谱法与过渡应答技术、空穴色谱法与过渡应答技术、7传递性质研究传递性质研究气体扩散系数、气体扩散系数、液相扩散系数、液相扩散系数、催化剂中