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第一讲 色谱法的理论与实践 1 色谱分析概论 1.1 色谱分析简史 色谱法早在1903年由俄国植物学家Цвет分离植物色素时采用。后来不仅用于分离有色物质，还用于分离无色物质，并出现了种类繁多的各种色谱法。许多气体、液体和固体样品都能找到合适的色谱法进行分离和分析。目前色谱法已广泛应用于许多领域，成为十分重要的分离分析手段。但不管属于哪一类色谱法，其共同的基本特点是具备两个相：不动的一相，称一为固定相；另一相是携带样品流过固定相的流动体，称为流动相。当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。 1.3 色谱法的特点 优点 ① 分离效率高 ② 应用范围广 ③分析速度快 ④样品用量少 ⑤灵敏度高 ⑥分析和测定一次完成 ⑦易于自动化 不足 对分析对象的鉴别能力差。可以通过与质谱、红外等一起联用解决。 1.4.1 按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱（GC） 根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（GS C）和气液色谱（GLC）． 液体为流动相的色谱称液相色谱（LC） 液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）．超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色谱（SFC）。随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。 1.4.2 按分离机理分类 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或空间排阻色谱法。最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离 1.4.3 按固定相的外形分类 固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱。固定相呈平板状的色谱法，称为平板色谱，它又可分为薄层色谱和纸色谱。 1.4.4 按使用领域不同对色谱仪的分类 分析用色谱仪 制备色谱仪 流程色谱仪 根据以上所述，将色谱法的分类总结于图1.l中。 对色谱方法两相更进一步的认识： 流动相： 色谱工作时，流过色谱柱的物质。它既可以是气体，也可以是液体，还可以是超临界体。既可以是单质或单一化合物，也可以是一定比例的混合物。 固定相： 色谱工作时，固定相在色谱柱中固定不动。通常其核心是一类惰性物质，如硅胶、硅藻土等。对于气固、液固色谱法来说，固定相既是惰性物质；对于气液、液液色谱法固定相=惰性物质（载体）+固定液（粘稠的液体或固体有机物）。在载体和固定液之间有物理的涂裹，现多为化学键合。固定液是固定相的一部分，在毛细管色谱柱中只有固定液而没有载体。 色谱流出曲线及主要术 1.7.1 流出曲线和色谱峰 如果进样量很小，浓度很低，色谱峰如果对称，可用Gauss正态分布函数表示： 式中：C—不同时间t时某物质的浓度，C0—进样 浓度，tr—保留时间，σ—标准偏差。 1.7.2 基线 是柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录值，即图中O—t线．稳定的基线通过电子线路的衰减表面上看似“一条水平直线” ． 1.7.3 峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示，如图中B′A 1.7.4.1 死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，如图 O′A′。因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与流动相的流动速度相近．测定流动相平均线速ū时，可用柱长L与tM的比值计算。 1.7.4.2 保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间，称为保留时间，如图 O′B．它相应于样品到达色谱柱末端的检测器所需的时间． 1.7.4.3 调整保留时间tR′ 某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即 tR′ = tR - tM 由于组份在色谱柱中的保留时间tR包含了组份随流动相通过柱子所需的时间和组份在固定相中滞留所需的时间，所以tR′实际上是组份在固定相中停留的总时间．保留时间通常用时间单位（如min）表示；很少用距离单位（如cm）