色譜課程基本要求及章回顧

色譜課程基本要求及章回顧第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日1.利用基本定量關(guān)系對色譜圖進行計算熟練掌握色譜學(xué)有關(guān)的基本概念及名詞評價色譜柱的性能(對給定色譜圖計算Vm，VR,Wb,VS,

,neff,Heff,n

,H

,RS,

,W1/2,SI,)預(yù)估同系物的保留值2.根據(jù)速率理論:分析影響色譜帶寬的因素、影響柱效的因素,提出改進色譜柱的方向3.根據(jù)分離度定義及分離方程等相關(guān)關(guān)系計算分離度，判斷分離效果；分析影響分離度的因素、提出改進色譜分離效果的方向、影響分離時間因素第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.熟練掌握有關(guān)色譜分離的基本常識柱外效應(yīng)、非線性等溫線、載體活性中心、進樣量、分析時間、分離數(shù)、柱載荷（固定相容量）5從被分離組分與固定相分子的相互作用力粗略預(yù)測色譜分離條件6保留指數(shù)I的概念,連通性指數(shù)X的計算以及X與I的關(guān)系7.理解氣相色譜載體的一般情況和載體的預(yù)處理的意義

固定液的McReynolds分類體系和分類表

固定液的選擇的一般原則,混合固定液的選擇第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日8.影響正確測定保留值的因素9.

定量分析的誤差以及誤差來源10.

痕量分析問題(從平衡塔板理論和速率理論分析色譜痕量分析的操作條件)11.

液相色譜的特點(與氣相色譜比較)，各類液相色譜體系的特點:鍵合相色譜、離子交換色譜、離子對色譜、排阻色譜；12.

液相色譜法流動相分類、流動相極性的選擇、容量因子與流動相極性的關(guān)系，流動相選擇的基本原則。13.

色譜體系和操作參數(shù)的一般選擇（包括在氣相色譜和液相色譜操作中，改變被分離組分容量因子的基本途徑及區(qū)別）14.

對典型圖示的解釋第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第五、六章氣相、液相色譜法回顧分析技術(shù)操作部分儀器的一般問題定性分析定量分析痕量分析氣相色譜法液相色譜法第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第五章：氣相色譜法D＝2RN/S1。氣相色譜檢測器熱導(dǎo)檢測器（TCD）、氫火焰離子化檢測器（FID）電子捕獲檢測器（ECD）的一般常識2。氣相色譜柱⑴載體的一般情況和載體的預(yù)處理的意義①酸洗②堿洗③硅烷化④釉化處理3。固定液的分類

按化學(xué)類型分類、按相對極性分類⑴Rohrschneider分類體系

⑵McReynolds分類體系和分類表、常用色譜固定相靈敏度（應(yīng)答值）最小檢測量（濃度）線性范圍第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日（4）固定液的選擇相似性原則非極性組分樣品一般采用非極性固定液強極性組分樣品一般采用強極性固定液根據(jù)McReynolds常數(shù)進行選擇混合固定液的選擇

020406080100%

固定液Ⅰ

100806040200%

固定液ⅡABCDBA,DC柱Ⅰ保留時間柱Ⅱ保留時間第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日

色譜操作條件的選擇

⑴色譜柱及其長度

⑵載體及其粒度

⑶固定液配比

⑷柱溫

⑸載氣及流速

⑹樣品量

⑺氣化溫度ABCtR10%h峰對稱因子的定義第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日樣品量對分離度的影響:保留體積大的樣品量可以大些tR進樣量1.0gRS(1)=1.05RS(1)=1.30進樣量2.2gRS(1)=0.70RS(1)=1.00進樣量3.5gRS(1)=0.35RS(1)=0.72(1)(1)(1)(2)(2)(2)第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日定性分析1利用保留數(shù)據(jù)定性

利用調(diào)整保留值和碳數(shù)的關(guān)系定性,lgVRi’＝Ani＋B

或

Cn=algVR’+b2。影響保留值正確的因素:

分離度、非滯留組分保留值,死體積Vm,死時間tm

、載體活性中心的吸附作用、進樣量、載氣純度、固定液純度、操作參數(shù)的波動定量分析1.歸一化法、2已知樣品校正法(外標法和內(nèi)標法)定量分析中的有關(guān)問題,色譜圖參數(shù)的測量⑴峰面積的測量、⑵峰高定量、⑶定量校正因子定量分析的誤差來源第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日樣品量與保留值之間的關(guān)系VR（正確保留值）因非線性分配等溫線以及樣品超載造成保留值變小測得的不正確保留值保留值第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日

（正確保留值）VR因固定相活性中心的強吸附小樣品保留值變大,色譜峰拖尾.測得的不正確保留值保留值固定相存在活性中心時,樣品量與保留值的關(guān)系第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日①校正用樣品的制備,進樣量和進樣技術(shù)②檢測器的線性范圍③分離度和定量誤差相鄰色譜峰的峰高比為1:1,峰高準確測定所需的最小分離度為0.8;相鄰的色譜峰的峰高比為4:1,峰高準確測定所需的最小分離度為1.0;相鄰的色譜峰的峰高比為32:1,峰高準確測定所需的最小分離度應(yīng)大于1.25.不完全分離峰,小峰面積測量的誤差總是負值峰高比為(a/b)<1.大峰與小峰峰面積測量誤差關(guān)系為大峰面積誤差＝－(a/b)較小峰峰面積的誤差第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日5痕量分析要采用理論塔板數(shù)大的色譜柱,大的進樣體積,痕量組分有盡量小的保留體積(k’小些).k’大峰<k’小峰,k’小峰<k’大峰,tr小r大首先，儀器系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靈敏度（足夠的最小檢測量或最小檢測濃度），正常操作的系統(tǒng)應(yīng)有足夠小的噪音。組成總的檢測噪音的因素有：體系操作及檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性、載氣所含雜質(zhì)、系統(tǒng)的清潔、固定相的流失等第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日當(dāng)k‘達到合適的大小后,通過增加理論塔板數(shù)或進樣體積來提高Cmax/C0

,增加進樣體積不僅受到柱容量和ｒ的限制,ｒ值大,允許較大的進樣量不至于使分離度明顯變壞.ｒ值大可用比較短的色譜柱,既可以保持有必要的分離度,又可以縮短痕量組分的保留時間.合適的進樣量需要用實驗來確定.應(yīng)當(dāng)選用細顆粒填料填充的短柱子.固定相,嚴格對載體的選用和鈍化處理ｒ增加,tw減小;因tw與流動相流速成反比.流速增加獲得比較窄的峰痕量分析要仔細選擇最佳流速和柱內(nèi)徑第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日第六章液相色譜法要點1色譜填充柱速率方程偶合式H＝HM＋HL＋HS＋HS,m│VanDeemter

方程

H1├┈┈┈┈┈┈┈┈┐H2├┈┈┈┈┈┈┈┈┥VanDeemter方程偶合式(gididngs方程)│┊│┊│┊┊│┊┊└────────┴─────────→第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日柱阻參數(shù)和柱穿透率折合塔板高度和折合流速第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日正相色譜和反相色譜法正相色譜:

流動相是非極性,固定相是極性的

流動相的極性＜固定相的極性反相色譜:

流動相是極性,固定相是非極性的

流動相的極性＞固定相的極性

液固色譜分離原理與色譜固定相第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日

液固色譜分離原理與色譜固定相1.液固色譜原理正相色譜βAS=(1/2)

反相色譜

βAS=－

(1/2)

第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日

液液色譜和鍵合色譜⑵正相鍵合固定相①弱極性正相弱極性鍵合固定相的官能團有二醇、醚基、三烷胺和硝基等②中等極性鍵合的官能團有氰基等,也可以用于反相色譜操作.其結(jié)構(gòu)為:氰基:－(CH2)n

CNn=2或3③強極性鍵合的官能團有烷氨基、氨基和二氨基等,第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日⑶反相鍵合固定相

反相鍵合固定相所鍵合的烷基可以是長碳鏈,也可以是短碳鏈.有甲基硅烷、己基硅烷、辛基硅烷、十六硅烷、十八硅烷、二十二硅烷等.其中以十八硅烷(簡稱ODS或C18)和辛硅烷(C8)、丁基（C4）

⑷反相鍵合色譜操作①強極性組分的分離:②操作溫度③pH值的控制與離子抑制技術(shù).④流動相中有機溶劑的比例⑤流動相的離子強度⑥水的純度第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日

離子交換色譜1.原理和分離對象陰離子交換～R+Y－＋X－＝～R+X－＋Y－

陽離子交換色譜分配比k’與流動相中的反離子的濃度成反比:

k'∝1/[Y+]第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日5.流動相的影響①pH值的影響②離子強度的影響

流動相的離子強度增大,組分的保留值減小.一般k‘隨離子強度的倒數(shù)成正比③平衡離子的影響④有機溶劑的影響流動相加入有機溶劑,其作用與反相色譜的情況類似(k’減小).

加入的有機溶劑量增加,加入的有機溶劑極性越小,組分的保留值減小越多.第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日

離子對色譜1.原理和分離對象樣品+＋配對離子－──→[樣品+-配對離子－]離子對

A+

水相＋B－水相＝(A+,B-)有機相

反相離子對色譜的分配比k’與配對離子的濃度成正比,第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日以水溶液相為固定相,有機溶劑為流動相,分離過程為正相離子對色譜.正相離子對色譜的分配比k‘與配對離子的濃度成反比,根據(jù)基本保留方程,離子對色譜的保留時間與配對離子的濃度的關(guān)系為:第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日4)影響保留值的因素配對離子

流動相的性質(zhì)

(加入弱極性或強極性有機溶劑的影響)相比(固定相與流動相的體積比)、溫度離子強度離子對色譜分配比k‘與溫度成反比.影響比對其它色譜體系大.

在反相離子對色譜中,流動相(水溶液)的粘度較大,溫度升高對分離有利，但使離子對色譜(正相和反相)敷涂柱流失增加,柱穩(wěn)定性變壞第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日排阻色譜法柱內(nèi)總死體積Vm=V0+Vp0<Ｋ<１：tR=空隙流動相流出時間t0+因有部分分子進入孔容中被滯留的平均時間Ktpk’=負值

K=1：

tR=

tmVR=Vm=V0+VP

最大保留值Ftm

K=0：

tR=

t0VR=V0

最小保留值第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日響應(yīng)tmtR時間進樣tmt0tP第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日2.排阻色譜分離特性(選擇性-相對保留值

r)組分與固定相沒有相互作用,流動相只起樣品運載作用.其它色譜柱改善選擇性的辦法不能用于排阻色譜法.排阻色譜法的選擇性,只能依靠選擇合適孔隙大小和孔徑分布的固定相來實現(xiàn).即按照被分離物質(zhì)的分子量范圍選擇凝膠.當(dāng)被分離化合物保留體積處于給出的固定相分離范圍中段時分離效果最好.考慮流動相的組成(pH、離子強度等),是為了消除組分與固定相之間可能產(chǎn)生的任何作用力(如離子交換、離子排除作用、吸附、氫鍵力).有低的粘度（改善傳質(zhì)、和對樣品的溶解能力）.對排阻分離效果沒有影響.第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日4.流動相的選擇

排阻色譜的流動相與樣品組分的分離效果無關(guān).

大多數(shù)排阻色譜的固定相在流動相中會發(fā)生溶脹或收縮.流動相要有溶解樣品的能力,粘度要小;對固定相要有良好的浸潤性,避免由于柱填料的溶脹而引起柱效降低.

流動相溶劑的粘度小,可以改善樣品組分分子在流動相中的傳質(zhì),提高柱效.排阻色譜的峰容量小,改善分離主要是靠調(diào)節(jié)流動相的粘度控制流動相的pH值和離子強度,消除或改善排阻色譜固定相(凝膠濾過色譜)固定相存在的殘余吸附能力和其它非排阻效應(yīng)(離子交換或離子排除作用等).第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日6.6親和色譜法

6.3.2.液相色譜柱的裝填6.3.3.柱效考察分配比k'＝(tR─tm)/tm

理論板數(shù)

n＝16(tR/

tw)2理論板高H＝L

/n

折合板高h＝L

/dP折合流速v＝(LdP)

/(Dmtm)柱阻參數(shù)φ'＝(△P

tmdP2)

/(ηL2)對稱因子SI第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日6.4流動相從以下方面考慮使分離達到最佳化:①首先要考慮溶劑的物理性能(粘度、沸點、紫外吸收特征等)和純度符合要求.②有適當(dāng)?shù)膹姸?使樣品組分的k’有適當(dāng)?shù)拇笮?組分數(shù)較少是2≤k'≤5;

樣品中的組分數(shù)較多時,要求0.5≤k'≤20.③考慮溶劑的選擇性,增大組分的相對保留值ｒ第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日6.4.1.對溶劑的要求1）保證色譜過程的穩(wěn)定性避免流動相組成的改變和固定相性質(zhì)的變化2）溶劑對樣品各個組分的溶解能力和粘度3）溶劑與檢測器的匹配4）化學(xué)穩(wěn)定性好5）溶劑純度和脫氣6）經(jīng)濟性和安全性第三十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日2.鍵合相色譜中溶劑強度和流動相溶劑選擇⑴溶劑極性參數(shù)P’和溶劑強度P‘＝log(K“g)乙醇＋log(K”g)二氧六環(huán)＋log(K“g)硝基甲烷XC＝log(K“g)乙醇/P‘

(描寫固定相受質(zhì)子能力)Xd＝log(K“g)二氧六環(huán)/P‘

（描寫固定相給質(zhì)子能力）Xn＝log(K"g)硝基甲烷/P’（描寫固定相給質(zhì)子能力）溶劑特性參數(shù)P‘用來描寫流動相的溶劑強度,P’具有加和性.P'＝∑φiP'iφi和P’i分別表示組成流動相的i

溶劑在流動相中的體積百分數(shù)和其溶劑特性參數(shù).第三十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日控制色譜分離改善分離的選擇性(即改變r),通常用改變混合溶劑中的成分來實現(xiàn).若初始用的混合溶劑流動相有合適的強度,即k‘值在最佳的范圍之內(nèi)(1≤k