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色谱分析法
概论
色谱法是对混合物进行分离分析的方法，广泛应用于医药卫生、食品、环境等各个领域
固定相
色谱法中相对固定的相
流动相
携带试样混合物流过固定相的流体
色谱柱
装有固定相道德柱子
基本术语
色谱图
色谱分离过程中，样品的各组分经色谱柱流出后进入检测器，检测器将各组分浓度（质量）的变化转换为电压（电流）信号，再由记录仪记录下，电信号随时间或流动相流出体积变化的曲线，称为色谱流出曲线，又称色谱图
色谱峰
色谱图中凸出的部分
峰面积
指色谱峰与基线之间所包围的面积，A来表示
峰高
指色谱峰的顶点至基线之间的距离，h来表示
定量分析
峰宽
基线（在一定色谱条件下，仅有流动相通过检测器时产生的信号曲线，该线波动的情况反映检测器噪声的水平）宽度，是峰底峰宽Wb来表示
半高峰宽
是峰高的一般（h/2）处的峰宽，称为半宽度，用W1/2来表示
标准偏差
是正态分布色谱峰上两拐点间距离的一般，用σ表示
三者之间的关系
Wb=4σ W1/2=2.354σ
用于衡量柱效及反映色谱操作条件的动力学因素
宽度越小，表明流出组分越集中，柱效越高
保留值
保留时间tR
是某组分从进样到色谱峰出现时的时间间隔【定性参数】
死时间tM
不被固定相保留的时间
调整保留时间t'R
t'R=tR-tM
相对保留时间r2r【选择因子或分离因子】
r2r=t'R2/t'R1
r2r≠1，表明形成的两个峰的峰顶已经分开
分配系数K
在一定的温度和压力下，组分在两相间分配达到平衡时，组分在固定相的浓度cs与流动相浓度cm之比【分配系数越高，固定相浓度越高，后流出】
分配比k
在一定的温度和压力下，组分在两相间分配达到平衡时，组分在固定相的质量Ms与流动相质量Mm之比【分配比越大，固定相质量越大，柱容量大】
K与k不同是分离的先决条件【两者相差越大，越容易实现分离】
分离度R【与K、n、r2r相关】
衡量色谱柱总分离效能指标
R=1.5，完全分离
基本理论
分配系数与保留值的关系
色谱保留值方程
塔板理论【热力学因素】
理论塔板数
理论塔板数n
有效塔板数neff
描述柱效能的指标
速率理论
H=A+B/u+Cu【H越小，柱效越好】
涡流扩散项A
A=2λdp【dp为固定相颗粒的平均直径；λ为填充不均匀因子】
分子扩散项B/u
B=2γDg【Dg组分在气相中的流动系数；γ为路径弯曲因子】
传质阻力Cu
C=Cg+CI
气相色谱法GC
概述
以气体作为流动相的色谱分析方法
分类
GSC气-固色谱法
GLC气-液色谱法
选择性好，适用性广
基本原理
混合物各组分在色谱柱中气相与液相之间的分配系数（溶解度不同），在载气的推动下，经过反复多次的分配平衡过程，K小的先流出，从而实现分离
气相色谱仪
气路系统
气源
气体净化装置
稳压恒流装置
进样系统
进样器
气化室
分离系统
填充色谱柱
气相色谱固定相
固体固定相
液体固定相
载体
固定液
要求
1.选择性好，对不同组分有一定的溶解度，分离效果好
2.应对被分离试样有较好的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应
3.黏度小，与组分作用快，分离速度快
4.挥发性小，不易流失
固定液的极性大小可用相对极性P来表示
范围0~100
0或-1极为非极性固定液；1~20、21~40为弱极性固定液；41~60为中等极性固定液；61~80/81~100为极性固定液
选择（相似相容原理）
分离非极性或极性弱的物质
选用非极性或极性弱的固定液；组分与固体液之间的作用是色散力，低沸点先出峰
分离中等极性的物质
选用中等极性的固定液；组分与固体液之间的作用是诱导力与色散力，按沸点顺序出峰，若沸点相近时，非极性组分先流出
分离极性的物质
选用极性的固定液；组分与固体液之间的作用是取向力，极性小的先出峰
分离非极性和极性混合物
选用极性固定液；沸点相近时，非极性组分先出峰
分离含有能形成氢键的物质时
选用氢键型固定液或极性固定液；不易形成氢键的先出峰
分离复杂的难分离试样
选用两种或两种以上混用
毛细管色谱柱
柱箱
控温装置
检测系统
检测器
FID火焰离子化检测器【有机物】
注意
1.多用氮气做载气，氢气做燃气，空气做助燃气【H2： N2：空气=1：（1~1.5）:10】
2.检测器的温度应高于100℃，否则水蒸气会在离子室内冷凝，造成灵敏度显著下降，影响使用寿命
优点
灵敏度高，噪声小，死体积小，线性范围宽、响应快、稳定性好
缺点
检测时试样被破坏，无法与其他仪器联用
适用于
所有能在氢火焰电离的物质（烃、脂醇、羧酸类等）
ECD电子捕获检测器
高选择性、高灵敏性
含有较强电负性元素（卤素、氧、硫、氮等）；对大多数烃类没有响应
NPD氮磷检测器
含氮、磷环境污染物的分析
恒温
程序升温
气相色谱分离操作条件的选择
总分离指标
分离度R
R与r21
r21反映了固定相的选择性，选择性越好，分离越容易
改变r21的方法
改变固定相或流动相的性质和组成
降低柱温
R与k
k控制在2~10
改变k的方法
GC：适当降低柱温
LC：改变流动相性质和组成
R与n
改变n的方法
增加柱长
降低板高
柱温
定性分析
保留值定性
分析依据
m=fXA
m=fXh
f校正因子
绝对校正因子
相对校正因子
方法
外标法
标准曲线法
单点外标法
内标法
归一化法
前提：所有组分都流出色谱柱并产生相应色谱峰时
依据：组分含量与峰面积成正比
HPLC高效液相色谱法
概念
以高压输出液体为流动相的色谱分析法
高效、高速、高灵敏度、高自动化
高效液相色谱仪
高压输液系统
贮液器
高压输液泵
恒流泵
恒压泵
过滤器
压力脉动阻尼器
数据记录与处理系统
辅助装置
梯度洗脱
在分离过程中，按一定程序改变流动相的配比，使溶剂极性、离子强度或pH改变，从而改进复杂样品的分离，改善峰形、缩短分析时间，提高分离效率
低压梯度洗脱（外）
高压梯度洗脱（内）
液-固吸附色谱固定相
液-液吸附色谱固定相
化学键合固定相：用化学方法把有机分子键合到载体（硅胶）表面
酯化型
硅烷化型
1.柱效高
2.固定液不流失
3.提高选择性
4.适于梯度洗脱；提高分析效率
选择
液-固吸附色谱流动相
液-液吸附色谱流动相【要求流动相与固定相的极性有显著不同，以防固体液流出】
正相
常的选用弱极性溶剂；极性小的先流出
反相
流动相主体为水
依据
溶剂的极性是重要的依据
分离操作条件选择
A
B/u
Cu
H=A+Cu
