色谱法概论精选PPT.ppt
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1、关于色谱法概论第1页,讲稿共46张,创作于星期三色谱法是什么样的方法呢?色谱法是什么样的方法呢?经典的分离方法如经典的分离方法如1.沉淀法:利用物质沉淀法:利用物质溶解度溶解度的不同而进行分离。的不同而进行分离。2.蒸馏法:利用有机物蒸馏法:利用有机物沸点沸点的差异进行分离。的差异进行分离。3.萃取法:利用组分在水相和有机相(互不相溶)萃取法:利用组分在水相和有机相(互不相溶)中的中的分配系数分配系数不同进行而分离。不同进行而分离。定义:定义:利利用用各各组组分分物物理理化化学学性性质质的的不不同同,在在流流动动相相流流经经固固定定相相时时,由由于于各各组组分分在在两两相相间间的的吸吸附附、分
2、分配配或或其其它它亲亲和和力力的的差差异异而产生不同速度的迁移,最终达到相互分离的目的。而产生不同速度的迁移,最终达到相互分离的目的。色谱法色谱法色谱法是一种色谱法是一种物理物理或或物理化学物理化学分离分离分析分析方方法。法。分离基础分离基础:差速迁移差速迁移第2页,讲稿共46张,创作于星期三色色谱谱法法已已广广泛泛用用于于各各个个领领域域,是是多多组组分分混混合合物物首首选选的的分分离离分分析析方方法法。以以中中国国药药典典2005版版为为例例,一一部部收收载载中中药药1146个个品品种种,用用薄薄层层色色谱谱进进行行鉴鉴别别或或含含量量测测定定的的有有1523项项,用用高高效效液液相相色色
3、谱谱进进行行定定量量分分析析的的有有479种种518项项,用用气气相相色色谱谱进进行行检检测测的的有有47种种。二二部部收收载载的的有有1967个个品品种种,采采用用高高效效液液相相色色谱谱法法的的品品种种有有848种种。现现在色谱法已形成一门专门的科学。在色谱法已形成一门专门的科学。第3页,讲稿共46张,创作于星期三9-1色谱法的起源、历程及分类色谱法的起源、历程及分类一、色谱法的起源一、色谱法的起源1903年年3月月21日俄国植物学家茨日俄国植物学家茨维特维特MichaelTswett(1872-1919)在华)在华沙自然科学学会生物学会议上发表了沙自然科学学会生物学会议上发表了“一种新型
4、吸附现象及其在生化分析一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用上的应用”研究论文,介绍了一种应研究论文,介绍了一种应用吸附原理分离植物色素的新方法,用吸附原理分离植物色素的新方法,并首先认识到这种并首先认识到这种吸附吸附现象在分离分现象在分离分析方面有重大价值。析方面有重大价值。第4页,讲稿共46张,创作于星期三碳酸钙粉末碳酸钙粉末(固定相)(固定相)色素混合液色素混合液石油醚石油醚 (流动相)流动相)色谱柱色谱柱色带色带色谱色:颜色谱:图谱1903年,年,Tsweet发明的色谱法发明的色谱法第5页,讲稿共46张,创作于星期三植物色素分离植物色素分离图示图示第6页,讲稿共46张,创作于星期三 固
5、定相:固定相:不动的一相不动的一相 流动相:流动相:携带样品流过固定相的携带样品流过固定相的 流动体流动体色谱法共同的基本特点色谱法共同的基本特点(1)具备两个相)具备两个相 当流动相中样品混合物经过固定相时,就会与固定相当流动相中样品混合物经过固定相时,就会与固定相发生发生作用作用,由于各组分在,由于各组分在性质性质和和结构结构上的差异,与固定相上的差异,与固定相相互作用的相互作用的类型类型、强弱强弱也有差异,因此在同一推动力的作用也有差异,因此在同一推动力的作用下,不同组分在固定相下,不同组分在固定相滞留滞留时间长短不同,从而按先后不时间长短不同,从而按先后不同的同的次序次序从固定相中流出
6、。从固定相中流出。第7页,讲稿共46张,创作于星期三二、色谱法的历程二、色谱法的历程1938年:年:Izmailov等人将糊状等人将糊状Al2O3浆液在玻璃板上铺成均浆液在玻璃板上铺成均匀薄层,用于分离植物中的药匀薄层,用于分离植物中的药用成分,即今日用的用成分,即今日用的薄层色谱薄层色谱。(用于薄层的材料已发展至多(用于薄层的材料已发展至多种:如硅酸、聚酰胺等)。种:如硅酸、聚酰胺等)。1931年年 Kuhn 等用氧化铝和碳酸钙分离了等用氧化铝和碳酸钙分离了-,-,-胡萝卜素胡萝卜素 等等60 多种植物色素多种植物色素第8页,讲稿共46张,创作于星期三1944年:年:Consden,Gord
7、on和和Martin将纤维(滤纸)作固定载体,将纤维(滤纸)作固定载体,以水吸附在滤纸上作溶剂,根据组分在两相中溶解度不同,即渗以水吸附在滤纸上作溶剂,根据组分在两相中溶解度不同,即渗透率(速率)不同而使各组分彼此分离,称之为透率(速率)不同而使各组分彼此分离,称之为纸色谱法纸色谱法。1952年:年:Martin和和Synge又研究成功了在惰性载体表面涂渍一层均匀又研究成功了在惰性载体表面涂渍一层均匀的有机化合物膜作为固定相,并以气体为流动相,用来分离脂肪酸混的有机化合物膜作为固定相,并以气体为流动相,用来分离脂肪酸混合物合物即今日的即今日的气液色谱气液色谱。1941 年年 Martin 和和
8、 Synge建立了液液分配色谱法并建立了液液分配色谱法并 提出气相色谱的提出气相色谱的设想设想 1952 年年 Martin 和和 Synge 获得诺贝尔化学奖获得诺贝尔化学奖第9页,讲稿共46张,创作于星期三1937-1972年,年,15年中有年中有12个个Nobel奖是有关色谱研究的!奖是有关色谱研究的!1955年第一台商品年第一台商品GC问世;问世;标志现代色谱分析的建立标志现代色谱分析的建立。1957年:年:Golay首先应用小口径毛细管柱进行色谱分离实验,结首先应用小口径毛细管柱进行色谱分离实验,结果证明了它具有高分辨率和高效能果证明了它具有高分辨率和高效能即为今日的即为今日的高效毛
9、细管气高效毛细管气相色谱法。相色谱法。1959年:年:Porath和和Flodin提出了使用具有化学惰性的多孔凝胶作固定相提出了使用具有化学惰性的多孔凝胶作固定相的的空间排阻色谱法空间排阻色谱法,根据固定相孔隙尺寸不同而具有不同的选择,根据固定相孔隙尺寸不同而具有不同的选择性渗透能力,从而对分子量分布不同的样品实现了分离。可用于性渗透能力,从而对分子量分布不同的样品实现了分离。可用于测定聚合物的相对分子质量的的分布。测定聚合物的相对分子质量的的分布。第10页,讲稿共46张,创作于星期三60年代末,出现了年代末,出现了HPLC;80年代,年代,超临界流体色谱;超临界流体色谱;Jorgeson发展
10、了毛细管电泳发展了毛细管电泳90年代后期毛细管电色谱年代后期毛细管电色谱21世纪世纪,出现了,出现了UPLC;使得色谱柱的分离效率、检测灵敏度大大使得色谱柱的分离效率、检测灵敏度大大提高,分析时间大大缩短,分离分析的成本大幅下降。提高,分析时间大大缩短,分离分析的成本大幅下降。我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于1954年,由中国科学院大连年,由中国科学院大连化学物理研究所首先开发。经过几十年的努力,我国色谱化学物理研究所首先开发。经过几十年的努力,我国色谱基础理论研究和应用技术研究方面具有特色,居世界领先基础理论研究和应用技术研究方面具有特色,居世界领先行列。行列。第11
11、页,讲稿共46张,创作于星期三色谱法的特点色谱法的特点优点:优点:“三高三高”、“一快一快”、“一广一广”缺点:缺点:高选择性、高效能高选择性、高效能 、高灵敏度、分析速度快、应用范围、高灵敏度、分析速度快、应用范围广广有效分离的量少有效分离的量少对未知物分析的定性专属性差对未知物分析的定性专属性差第12页,讲稿共46张,创作于星期三1 1按两相分子的聚集状态分:按两相分子的聚集状态分:按两相分子的聚集状态分:按两相分子的聚集状态分:流动相流动相流动相流动相固定相固定相固定相固定相类型类型类型类型液相色谱液相色谱液体 固体 液-固色谱液体 液体 液-液色谱气体 固体 气-固色谱气体 液体 气-
12、液色谱气相色谱气相色谱三、色谱法的分类三、色谱法的分类第13页,讲稿共46张,创作于星期三2按分离机制分:按分离机制分:键合相色谱法键合相色谱法(bonded phase chromatography,BPC)毛细管电泳法毛细管电泳法(capillary electrophoresis,CE)毛细管电色谱法毛细管电色谱法(capillary electro-chromatography,CEC)吸附色谱法吸附色谱法(adsorption chromatography)分配色谱法分配色谱法(partition chromatography)空间排阻色谱法(steric exclusion chr
13、omatography,SEC)离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)第14页,讲稿共46张,创作于星期三3.按操作形式分类按操作形式分类 纸色谱法(纸色谱法(PC)平面色谱平面色谱薄层色谱法(薄层色谱法(TLC)LLCLSCSECIECGSCGLCLSCBPCSEC柱色谱法柱色谱法 GC经典经典液相液相色谱色谱HPLCSFCCE,CEC色谱法色谱法第15页,讲稿共46张,创作于星期三第16页,讲稿共46张,创作于星期三色谱法的现状和发展趋势色谱法的现状和发展趋势现状:理论、技术和方法趋于成熟现状:理论、技术和方法趋于成熟发展:新型固定相和检测器的研制
14、发展:新型固定相和检测器的研制 色谱新方法的研究色谱新方法的研究 色谱联用技术色谱联用技术 色谱专家系统色谱专家系统第17页,讲稿共46张,创作于星期三9-2色谱过程与术语色谱过程与术语一、色谱过程一、色谱过程以吸附色谱为例见图示 吸附 解吸 再 吸附 再解吸 反复多 次 洗 脱被 测 组分 分 配 系数不同 差速迁移 分离色谱过程色谱过程:指被分离组分在两相中的指被分离组分在两相中的“分配分配”平衡过程平衡过程第18页,讲稿共46张,创作于星期三 第19页,讲稿共46张,创作于星期三色谱流出曲线和色谱峰色谱流出曲线和色谱峰第20页,讲稿共46张,创作于星期三色谱峰高和峰面积(定量参数)色谱峰
15、高和峰面积(定量参数)1.峰高峰高h:指组分在柱后出现浓度极大时的指组分在柱后出现浓度极大时的检测信号,即色谱峰顶至基线的距离检测信号,即色谱峰顶至基线的距离2.峰面积峰面积A:指色谱曲线与基线间包围的面积指色谱曲线与基线间包围的面积第21页,讲稿共46张,创作于星期三二、色谱图二、色谱图工业二甲苯中的杂质分析第22页,讲稿共46张,创作于星期三从色谱图上,可以得到许多重从色谱图上,可以得到许多重要信息:要信息:(l)根根据据色色谱谱峰峰的的个个数数,可可以以判判断断样样品品中中所所合合组组份份的的最少个数最少个数(2)根根据据色色谱谱峰峰的的保保留留值值(或或位位置置),可可以以进进行行定定
16、性分析性分析(3)根据色谱峰下的根据色谱峰下的面积或峰高面积或峰高,可以进行定量分析,可以进行定量分析(4)色色谱谱峰峰的的区区域域宽宽度度,是是评评价价色色谱谱柱柱分分离离效效能能的的依据依据(5)色谱峰)色谱峰两峰间的距离两峰间的距离,是评价固定相,是评价固定相(和流动和流动相相)选择是否合适的依据选择是否合适的依据第23页,讲稿共46张,创作于星期三1.基线基线在操作条件下,没有组分流出时的流出曲线在操作条件下,没有组分流出时的流出曲线三、常用术语与测定参数三、常用术语与测定参数第24页,讲稿共46张,创作于星期三噪声和漂移噪声和漂移在没有样品进入检测器在没有样品进入检测器的情况下,由于
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