第六章 色谱分析导论.doc

第六章色谱分析导论
基本要求:
1. 理解混合物中各组分在色谱柱内得到分离的原因
2. 理解柱效率的物理意义及其计算方法
3. 理解速率理论方程对实际分离的指导意义
4. 掌握分离度的计算及影响分离度的重要色谱参数
色谱法及其分类
色谱法
色谱法(Chromatography)是一种分离分析方法。它是利用各物质在两相中具有不同的分配系数,当两相作相对运动时,这些物质在两相中进行多次反复的分配来达到分离的目的。
。Tswett把植物绿叶的色素混合液加在一根装有干燥固体碳酸钙颗粒(称固定相)的玻璃长管(称为填充色谱柱)上端,然后让洗脱剂(亦称流动相)石油醚自上而下流过。在石油醚不断冲洗下,原来在柱子上端的色素混合液向下移动。由于色素中各组分的性质的差异,与碳酸钙的作用力大小不同,作用力小的先流出,作用力大的后流出,最后分离成不同颜色的清晰色带。因此称这种方法为色谱法。然后将潮湿的碳酸钙挤出玻璃管,用刀将各色带切下,对其中的组分用合适的分析方法分别进行测定。这是经典色谱法,各色素的分离过程与其含量测定过程是离线的,即不能连续进行。现代色谱法的分离过程与其含量测定过程是在线的,即连续进行。当一个二组分(A和B)的混合样品在t1时间从柱头加入,随着流动相不断加入,洗脱作用连续进行,直至A和B组分先后流出柱子而进入检测器,从而使各组分浓度转变成电信号后记录在记录纸上,或显示在荧光屏上,或由电脑贮存后打印出来。图6-1(a)为色谱柱内A和B的洗脱过程;(b)则为记录下来的色谱图。一般说,在图上不同位置的峰代表不同的组分,而峰的面积代表各组分的含量。
图6-1 二组分混合样的分离
(a) 柱内洗脱过程; (b) 所记录下来的色谱图
分类
色谱法种类很多,通常按以下几种方式分类。

在Tswett的实验中,碳酸钙是固定不动的,称为固定相;石油醚是流动的,称为流动相。根据流动相状态,流动相是气体的,称为气相色谱法;流动相是液体的,称为液相色谱法。若流动相为超临界流体,则称为超临界流体色谱法。
根据固定相状态,是活性固体(吸附剂)还是不挥发液体或在操作温度下呈液体(此液体称固定液,它预先固定在一种载体上),气相色谱法又可分为气固色谱法和气液色谱法;同理,液相色谱法也可分为液固色谱和液液色谱法。
2. 按分离原理分类
色谱法中,固定相的性质对分离起着决定性的作用。
根据不同组分在固定液中溶解度的大小而分离的称为分配色谱。气相色谱法中的气液色谱和液相色谱法中的液液色谱均属于分配色谱。
根据不同组分在吸附剂上的吸附和解吸能力的大小而分离的称为吸附色谱。气相色谱法中的气固色谱和液相色谱法中的液固色谱均属于吸附色谱。
3. 按固定相的形式分类
固定相在柱内的称为柱色谱,柱色谱有填充柱色谱和开管柱色谱。固定相填充满玻璃或金属管中的称为填充柱色谱;固定相固定在管内壁的称为开管柱色谱或毛细管柱色谱。
固定相呈平面状的称为平板色谱,平板色谱有纸色谱和薄层色谱。前者以吸附水分的滤纸作固定相,后者以涂敷在玻璃板上的吸附剂作固定相。
按固定相材料分类
根据固定相材料的不同进行分类。以离子交换剂为固定相的称为离子交换色谱。以孔径有一定范围的多孔玻璃或多孔高聚物为固定相的称为尺寸排阻色谱。采用化学键合相(即通过化学反应将固定液分子键合于多孔载体,如硅胶上)的称为键合相色谱。
以上分类总结于表6-1。
表6-1色谱法分类
流动相名称固定相名称
气体气相色谱固体气固色谱(gas solid chromatography,GSC)
(gas chromatography,GC) 液体气液色谱(gas liquid chromatography, GLC)
液体液相色谱* 固体吸附剂液固色谱(liquid solid chromatography,LSC)
(liquid chromatography,LC) 液体液液色谱(liquid liquid chromatography,LLC)
键合固定相键合相色谱(bonded phase chromatography,BPC)
多孔固体尺寸排阻色谱(sized exclusion chromatography,SEC)
离子交换剂离子交换色谱(ion exchange chromatography, IEC)
纸纤维中的水纸色谱**(paper chromatography,PC)
固体吸附剂薄层色谱**(thin layer chromatography,TLC)
超临界流体超临界流体色谱类似LC 超临界流体色谱(super