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药物分析方法会计学第1页/共21页第五节 色谱法chromatography 5.1色谱分析法概论一、色谱法的由来 1．1906年由俄国植物学家Tsweet创立 植物色素分离见图示 2．现在：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析 固定相——除了固体，还可以是液体 流动相——液体或气体 色谱柱——各种材质和尺寸 被分离组分——不再仅局限于有色物质色带第2页/共21页图示固定相——CaCO3颗粒流动相——石油醚 液体 固体 液-固色谱液体 液体 液-液色谱液相色谱气体 固体 气-固色谱气体 液体 气-液色谱气相色谱第3页/共21页二、色谱法定义、实质和目的定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分方法实质：分离目的：定性分析或定量分析三、分类： 1．按两相分子的聚集状态分：流动相 固定相 类型 填充柱色谱 毛细管柱色谱 分配色谱：利用分配系数的不同 吸附色谱：利用物理吸附性能的差异 离子交换色谱：利用离子交换原理 空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同柱色谱 纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱平面色谱 第4页/共21页续前2．按固定相的固定方式分：3．按分离机制分：第5页/共21页第6页/共21页5.2基本类型色谱法的分离机制基本概念：固定相（s）；流动相（m）分配系数（K）：是在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相（s）和流动相（m）中的浓度之比CsK =Cm容量因子（k）：是在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相（s）和流动相（m）中的质量之比第7页/共21页四大基本类型色谱（一）吸附色谱法（二）分配色谱法（三）离子交换色谱法（四）空间排阻色谱法第8页/共21页（一）吸附色谱法要求： 固定相→吸附剂（硅胶或Al2O3） 具表面活性吸附中心分离机制：见图示吸附系数注：Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及温度有关next第9页/共21页图示分离机制： 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开 第10页/共21页（二）分配色谱法要求： 固定相→机械吸附在惰性载体上的液体 流动相→必须与固定相不为互溶 载体→惰性，性质稳定， 不与固定相和流动相发生化学反应分离机制见图示 狭义分配系数注：K与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质 以及柱温有关next第11页/共21页图示分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离连续萃取过程 back固定离子可交换离子待测离子第12页/共21页（三）离子交换色谱法要求： 固定相→离子交换树脂流动相→水为溶剂的缓冲溶液被分离组分→离子型的有机物或无机物分离机制见图示阳离子交换树脂 RSO3-H++ X+→ RSO3-X++ H+ 选择性系数 注：Ks与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、 离子交换树脂性质以及温度有关 next 第13页/共21页图示分离机制： 依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力） 不同而实现分离back第14页/共21页（四）空间排阻色谱法要求： 固定相→多孔性凝胶 流动相→水——凝胶过滤色谱 流动相→有机溶剂——凝胶渗透色谱 分离机制见图示渗透系数 注：Kp仅取决于待测分子尺寸和凝胶孔径大小， 与流动相的性质无关 next第15页/共21页图示分离机制： 利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性 渗透实现分离 back第16页/共21页 结论：四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、 分配平衡、离子交换平衡和渗透平衡 K分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和 渗透系数除了凝胶色谱法中的K仅与待测分子大小尺寸、凝胶 孔径大小有关外，其他三种K值都受组分的性质、流 动相的性质、固定相的性质以及柱温的影响第17页/共21页5.2色谱法的基本理论色谱理论的研究包括热力学和动力学两方面。热力学理论是从相平衡观点来研究分配过程——塔板理论动力学理论是从动力学观点来研究各种动力学因素对峰展宽的影响——速率理论第18页/共21页1.色谱曲线为正态分布曲线2.色谱柱的柱效能塔板高度： H = L/n色谱柱长理论塔板数同长度的色谱柱塔板数越多，塔板高度H越小，分离效果越好。色谱柱的理论塔板数按下式计算：第19页/共21页2.速率理论范第姆特方程式： H=A+B/U+CU☆☆☆式中：U为流动相平均线速度， A为涡流扩散项， B/U为分子扩散项， CU为传质阻力项。减少A，B/U，CU三项的值，可以降低塔板高度量，减少色谱峰的扩张，提高柱