第1章 色谱分离原理.ppt

第1章色谱分离原理Chromatography Principle 1.1 概 述 色谱法也称色层法，是1906年俄国植物学家Michael Tswett发现并命名的。他将植物叶子的色素通过装填有吸附剂的柱子，各种色素以不同的速率流动后形成不同的色带而被分开，由此得名为“色谱法”（Chromatography) 。 后来无色物质也可利用吸附柱色谱分离。 英国生物学家Martin和Synge。他们首先提出了色谱塔板理论，发明分配色谱（1952年获诺贝尔化学奖）。 1944年出现纸色谱以后，色谱法不断发展，相继出现薄层色谱、亲和色谱、凝胶色谱、气相色谱、高压液相色谱（HPLC）等。 20世纪50年代气液色谱的创立和发展具有划时代的意义，催生了许多现代色谱方法。 1.2 色谱过程及其分类 色谱法是利用混合物中各组分物理化学性质的差异（如吸附力、分子形状及大小、分子亲和力、分配系数等），使各组分在两相（一相为固定的，称为固定相；另一相流过固定相，称为流动相）中的分布程度不同，从而使各组分以不同的速度移动而达到分离的目的。 1.3 区带迁移 1.4 色谱保留值 1.5 谱带展宽 1.4.5 洗脱的普遍性问题 注意的问题： 1、改变流动相组成和配比； 2、程序升温； 3、改变检测器 6.5.1 ～ 6.5.6 自学内容 1.6 分离度 resolution 定量描述相邻两组份在色谱柱内分离情况的指标。 当色谱峰底宽交叠不易测量时，可以采用半高峰宽来代替峰底宽计算分离度，称为半高峰宽分离度R1/2。 ?t1/2 = W1/2 峰高分离度Rh： 两个不等高的色谱峰的分离度。如何求算？ g f 1.6.1 分离度与色谱柱特性 色谱分离中常称两相邻色谱峰的组分为“物质对”，混合物分离条件的选择主要是提高最难分离物质对的分离度。 根据W=4tR/(N)1/2，当两相邻组分保留值相近时，可以认为两者具有相同的N值，分离度R可表示为： R与各种参数关系的通用方程 当色谱保留值较大，相邻色谱峰底宽相近时，则分离度近似表示为： 当 ?t 值较大时，则这种近似表示误差较大，将N=L/H 代入上式，得到： 结论：分离度是物质对相对保留、分配容量k 和色谱柱效N（或H）的函数。 图6-10 影响分离度的因素示意图 搞清各项的物理意义 1.7 分离时间 分离时间指物质对中第二个峰洗脱出来所需的时间，即tR2。对于多组分混合物，分离时间为最后一个组分的保留时间。 希望搞清各项物理意义！ 亲和色谱(Affinity chromatography) * * 教学目的和要求 1、了解色谱过程和分类； 2、掌握色谱保留值的表达和计算（比移值、容量因子、保留时间、保留因子、容量因子等）； 3、了解气相、液相色谱保留值规律、速率理论； 4、掌握分离度的含义及计算方法。 基本知识点 各种色谱方法；色谱的定性定量依据；谱带展宽原因；分离度；分离度与色谱特性的关系；色谱条件优化 慢 中等 快 色谱分离 Temporal course 淋洗液 色谱分类 图6－1 色谱分类 气相色谱法 迁移是色谱系统中不可缺少的组成部分。通常，柱色谱实验都是把样品从色谱柱的一端引入，而在另一端检测从柱中流出的流动相。有三种基本方式可实现柱色谱的选择性区带迁移：洗脱法（elution）、置换法（displacement）和前沿法（frontal analysis）。 柱色谱的区带迁移模式 样品作为流动相或流动相组成部分连续流经色谱柱 1.4.1 基本关系 比移值（rate of flow）: ● Rf 值主要用于描述平面色谱的保留行为，是色谱定性的依据。 ● Rf =0，溶质留在固定相不动，谱带不移动，ux = 0 ● Rf =1，溶质全部在流动相，ux = u 溶质谱带平均移动速度 流动相流速 分布系数 K（distribution coefficient）: 当溶质在两相中达到分布平衡时，溶质在固定相和流动相中的浓度比值称为分布系数。 分配色谱：K－分配系数 吸附色谱：吸附平衡常数 容量因子 k（capacity factor）或容量比 （capacity ratio）: 当溶质在两相中达到分布平衡时，溶质在固定相和流动相中的量（质量、摩尔数）的比值。 色谱保留时间 （retention time）tR、流速（flow rate）u和保留体积 （retention volume）VR的关系: VR = u tR 搞清楚：死体积V0、死时间t0、调整保留时间t’R、调整保留体积V’R的概念！ 相对保留时间 选择性因子 保留指数 1.4.2 分子间的相互作用能 色谱分离中的一个重要的热力学参数是容量因子