色谱课件-1-概论

1色谱分析主讲人纪晓娜1色谱分析主讲人纪晓娜2课程内容简介塔板理论速率理论色谱法理论填充柱气相色谱法毛细管柱气相色谱法高效液相色谱法气相色谱法液相色谱法定性与定量分析制备色谱2课程内容简介塔板理论速率理论色谱法理论填充柱毛细管柱高效液3实验内容简介Agilent6820GCVarianVista6000GCAgilent1100HPLC气相色谱仪和液相色谱仪的认识液相色谱法对混合样品定量分析气相色谱法的定性分析3实验内容简介Agilent6820GC气相色谱仪和液相448学时=36学时理论课+12学时实验课参考书：傅若农编著，《色谱分析概论》，化学工业出版社；史景江等编，《色谱分析》，重庆大学出版社；张祥民编著，《现代色谱分析》，复旦大学出版社。考核办法：实验30%考试70%其它100%448学时=36学时理论课+12学时实验课参考书：傅若农编著5第一章概论第一节色谱法的发展简史第二节色谱法的定义与分类第三节色谱分析法的本质及流程第四节色谱法的特点与比较5第一章概论第一节色谱法的发展简史6仪器分析方法分类

电化学分析仪器分析简介以测量物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。光学分析色谱分析热分析其它6仪器分析方法分类仪器分析简介以测量物质的物理和物理化学性7第一节色谱法的发展简史一、色谱分析法的出现色谱法是一种分离技术，而且是分离技术中应用广泛的一种技术。这是一门新兴的学科，但历史已有百年。1、早在古罗马时代，人们用此法分析染料的组成。7第一节色谱法的发展简史一、色谱分析法的出现1、早在古罗82、色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特（Tswett），他一生都致力于植物色素的分离和提纯工作。1901年Tswett开始研究这种方法。1903年3月21日，Tswett在华沙自然科学学会生物学分会会议上，发表文章“一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用”。1906年，Tswett将这种方法命名为色谱法。色谱法=颜色+图谱(Chromatography)派生词色谱仪Chromatograph

色谱图Chromatogram色谱工作者Chromatographer82、色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特（Tswett），他91907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公开展示了自己的成果。CaCO391907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公101907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公开展示了自己的成果。101907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们11在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相；自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相；将装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。样品色谱柱固定相11在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或12色谱图流动相在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相；自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相；将装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。12色谱图流动相在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的13现在的色谱图13现在的色谱图141、Tswett的工作当时并未受到学术界的重视。今天我们意识到Tswett的开创性工作具有重大意义，后人尊称他为“色谱学之父”，还有以他名字命名的“Tswett奖”。二、色谱分析法的发展3、1935年，人们首次合成了酚醛树脂，离子交换色谱法诞生，到1950年该方法已成型。2、色谱法的发展始于20世纪30年代，R.Kuhn把这个方法用于类胡萝卜素的分离。141、Tswett的工作当时并未受到学术界的重视。二、色谱15其他学者发展了气-固色谱法，使气相色谱法有了新的突破。此后，气相色谱法的应用越来越广泛，理论也进一步完善。5、同一时期，液相色谱法的发展却处于低谷。到了70年代，高效液相色谱法（HPLC）得到了广泛应用。4、1941年，Martin等人设计了一套萃取仪器，为了提取水解的氨基酸。以硅胶作固定相，利用三种衍生化氨基酸在水和氯仿之间的不等分配，进行了成功的液-液分离。Martin等人的工作并没有停留在这一步，后来又研究了气-液色谱法，成功分离了脂肪酸混合物。15其他学者发展了气-固色谱法，使气相色谱法有了新的突破。此166、在色谱法发展的同时，人们认识到检测器也很重要。首先发明了热导池（TCD）作为气相色谱的检测器。色谱柱的发展也有了进一步的突破，人们从实验和理论两方面都证明了，小口径毛细管柱具有高分辨率和高效能。我国的色谱研究工作起步较晚，是在解放后，中科院大连化物所首先涉足，并一直处于国内领先位置。166、在色谱法发展的同时，人们认识到检测器也很重要。首先发17色谱法的学科及分支气相色谱(GC)薄层色谱毛细管电泳色谱离子色谱液相色谱(LC)…二、色谱分析法的现状17色谱法气相色薄层毛细管离子液相色…二、色谱分析法的现状181、色谱理论的现状20世纪初20世纪70年代经典液相色谱气相色谱法液相色谱理论高效液相色谱181、色谱理论的现状20世纪初20世纪70年代经典液相色谱19色谱学的三个重要问题组分在两相中分配系数不同热力学过程组分在两相中扩散速度不同动力学过程选择最佳分离条件19色谱学的三个重要问题组分在两相中分配系数不同组分在两相中202、色谱技术的现状技术更新色谱柱：如手性分离检测器：MS、NMR、FTIR其它：如进样技术和流动相202、色谱技术的现状色谱柱：如手性分离检测器：MS、NMR21色谱法是一种分离方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间作相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。从不同角度，可将色谱法分类如下：

一.按两相状态分类第二节色谱方法的定义与分类按流动相状态分类气相色谱（GC）液相色谱（LC）另外，以超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）21色谱法是一种分离方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系22按流动相状态分类气相色谱（GC）液相色谱（LC）气固色谱（G-S）气液色谱（G-L）液固色谱（L-S）液液色谱（L-L）以超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）。按固定相状态分类22按流动相气相色谱（GC）液相色谱（LC）气固色谱（G-S23二.按分离机理分类利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。三.按固定相使用的形式分类固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱固定相呈平板状的色谱，称为平板色谱纸色谱法薄层色谱法填充柱色谱法毛细管柱色谱法23二.按分离机理分类三.按固定相使用的形式分类纸色谱24四、按使用领域不同对色谱仪分类用于完成色谱分离的仪器称为色谱仪。分析用色谱仪：主要应用在科研和检测领域制备用色谱仪：纯物质的制备流程色谱仪：在线连续分析24四、按使用领域不同对色谱仪分类用于完成色谱分离的仪器称为25第三节色谱分析法的本质及流程一、色谱法的本质

25第三节色谱分析法的本质及流程一、色谱法的本质26

ABCABCttc26ABCABCttc27典型的色谱图气相谱图液相谱图27典型的色谱图气相谱图液相谱图28二、气相色谱仪的组成

载气→减压→净化→稳压→

→色谱柱→检测器→记录仪

进样载气系统进样系统分离系统检测系统记录和控制系统28二、气相色谱仪的组成载气→减压→净化→稳压29三、气相色谱分离的实例29三、气相色谱分离的实例30第四节色谱法的特点与比较一、色谱法的一般特点1、高选择性对于同位素、同系物、烃类异构体等性质极为相似的物质，能得到良好的分离。2、高效能对于复杂混合物的分析效果很好。3、高灵敏度依赖于检测器的进步。30第四节色谱法的特点与比较一、色谱法的一般特点31正构烷烃标准样品图31正构烷烃标准样品图324、分析速度快尤其是气相色谱法。此外还得益于色谱仪的自动化和计算机化。5、应用范围广用于多种样品的分析，如有机物或无机物，低分子或高分子化合物，以及部分有生物活性的生物大分子。6、样品用量少7、分离和测定一次完成可以和多种波谱分析仪器联用。324、分析速度快33二、色谱法和其它方法的配合色谱法的缺点对所分析对象的鉴别功能较差，色谱法和其它方法配合才能发挥更大的作用。和其它方法的配合色谱方法的高效分离能力+光谱方法的鉴别能力GC-MS、GC-FTIR、HPLC-MS等。色谱法广泛应用在生命科学、环境科学等领域，并将生物学、信息科学、计算机技术引入其中，使分析化学的发展进入了一个新的阶段。33二、色谱法和其它方法的配合色谱法的缺点34三、GC与LC的比较适合不适合用于制备好差流动相的溶解性1000-2000＜1000分析组分分子量高低仪器价格少多塔板数相对差强流动相渗透性慢快组分的运输速度差好流动性高低黏度高低流动相分子量液体（种类多）气体（种类少）流动相状态LCGC比较项目34三、GC与LC的比较适合不适合用于制备好差流动相的溶解性35气相色谱仪35气相色谱仪36液相色谱仪36液相色谱仪37色谱分析主讲人纪晓娜1色谱分析主讲人纪晓娜38课程内容简介塔板理论速率理论色谱法理论填充柱气相色谱法毛细管柱气相色谱法高效液相色谱法气相色谱法液相色谱法定性与定量分析制备色谱2课程内容简介塔板理论速率理论色谱法理论填充柱毛细管柱高效液39实验内容简介Agilent6820GCVarianVista6000GCAgilent1100HPLC气相色谱仪和液相色谱仪的认识液相色谱法对混合样品定量分析气相色谱法的定性分析3实验内容简介Agilent6820GC气相色谱仪和液相4048学时=36学时理论课+12学时实验课参考书：傅若农编著，《色谱分析概论》，化学工业出版社；史景江等编，《色谱分析》，重庆大学出版社；张祥民编著，《现代色谱分析》，复旦大学出版社。考核办法：实验30%考试70%其它100%448学时=36学时理论课+12学时实验课参考书：傅若农编著41第一章概论第一节色谱法的发展简史第二节色谱法的定义与分类第三节色谱分析法的本质及流程第四节色谱法的特点与比较5第一章概论第一节色谱法的发展简史42仪器分析方法分类

电化学分析仪器分析简介以测量物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。光学分析色谱分析热分析其它6仪器分析方法分类仪器分析简介以测量物质的物理和物理化学性43第一节色谱法的发展简史一、色谱分析法的出现色谱法是一种分离技术，而且是分离技术中应用广泛的一种技术。这是一门新兴的学科，但历史已有百年。1、早在古罗马时代，人们用此法分析染料的组成。7第一节色谱法的发展简史一、色谱分析法的出现1、早在古罗442、色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特（Tswett），他一生都致力于植物色素的分离和提纯工作。1901年Tswett开始研究这种方法。1903年3月21日，Tswett在华沙自然科学学会生物学分会会议上，发表文章“一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用”。1906年，Tswett将这种方法命名为色谱法。色谱法=颜色+图谱(Chromatography)派生词色谱仪Chromatograph

色谱图Chromatogram色谱工作者Chromatographer82、色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特（Tswett），他451907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公开展示了自己的成果。CaCO391907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公461907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们公开展示了自己的成果。101907年，在德国生物学会议上，Tswett第一次向人们47在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相；自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相；将装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。样品色谱柱固定相11在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或48色谱图流动相在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相；自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相；将装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。12色谱图流动相在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的49现在的色谱图13现在的色谱图501、Tswett的工作当时并未受到学术界的重视。今天我们意识到Tswett的开创性工作具有重大意义，后人尊称他为“色谱学之父”，还有以他名字命名的“Tswett奖”。二、色谱分析法的发展3、1935年，人们首次合成了酚醛树脂，离子交换色谱法诞生，到1950年该方法已成型。2、色谱法的发展始于20世纪30年代，R.Kuhn把这个方法用于类胡萝卜素的分离。141、Tswett的工作当时并未受到学术界的重视。二、色谱51其他学者发展了气-固色谱法，使气相色谱法有了新的突破。此后，气相色谱法的应用越来越广泛，理论也进一步完善。5、同一时期，液相色谱法的发展却处于低谷。到了70年代，高效液相色谱法（HPLC）得到了广泛应用。4、1941年，Martin等人设计了一套萃取仪器，为了提取水解的氨基酸。以硅胶作固定相，利用三种衍生化氨基酸在水和氯仿之间的不等分配，进行了成功的液-液分离。Martin等人的工作并没有停留在这一步，后来又研究了气-液色谱法，成功分离了脂肪酸混合物。15其他学者发展了气-固色谱法，使气相色谱法有了新的突破。此526、在色谱法发展的同时，人们认识到检测器也很重要。首先发明了热导池（TCD）作为气相色谱的检测器。色谱柱的发展也有了进一步的突破，人们从实验和理论两方面都证明了，小口径毛细管柱具有高分辨率和高效能。我国的色谱研究工作起步较晚，是在解放后，中科院大连化物所首先涉足，并一直处于国内领先位置。166、在色谱法发展的同时，人们认识到检测器也很重要。首先发53色谱法的学科及分支气相色谱(GC)薄层色谱毛细管电泳色谱离子色谱液相色谱(LC)…二、色谱分析法的现状17色谱法气相色薄层毛细管离子液相色…二、色谱分析法的现状541、色谱理论的现状20世纪初20世纪70年代经典液相色谱气相色谱法液相色谱理论高效液相色谱181、色谱理论的现状20世纪初20世纪70年代经典液相色谱55色谱学的三个重要问题组分在两相中分配系数不同热力学过程组分在两相中扩散速度不同动力学过程选择最佳分离条件19色谱学的三个重要问题组分在两相中分配系数不同组分在两相中562、色谱技术的现状技术更新色谱柱：如手性分离检测器：MS、NMR、FTIR其它：如进样技术和流动相202、色谱技术的现状色谱柱：如手性分离检测器：MS、NMR57色谱法是一种分离方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间作相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。从不同角度，可将色谱法分类如下：

一.按两相状态分类第二节色谱方法的定义与分类按流动相状态分类气相色谱（GC）液相色谱（LC）另外，以超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）21色谱法是一种分离方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系58按流动相状态分类气相色谱（GC）液相色谱（LC）气固色谱（G-S）气液色谱（G-L）液固色谱（L-S）液液色谱（L-L）以超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）。按固定相状态分类22按流动相气相色谱（GC）液相色谱（LC）气固色谱（G-S59二.按分离机理分类利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。三.按固定相使用的形式分类固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱固定相呈平板状的色谱，称为平板色谱纸色谱法薄层色谱法填充柱色谱法毛细管柱色谱法23二.按分离机理分类三.按固定相使用的形式分类纸色谱60四、按使用领域不同对色谱仪分类用于完成色谱分离的仪器称为色谱仪。分析用色谱仪：主要应用在科研和检测领域制备用色谱仪：纯物质的制备流程色谱仪：在线连续分析24四、按使用领域不同对色谱仪分类用于完成色谱分离的仪器称为61第三节色谱分析法的本质及流程一、色谱法的本质

25第三节色谱分析法的本质及流程一、色谱法的本质62

ABCABCttc26ABCABCttc63典型的色谱图气相谱图液相谱图27典型的色谱图气相谱图液相谱图64二、气相色谱仪的组成

载气→减压→净化→稳压→

→色谱柱→检测器→记录仪