第十七章：色譜分析法概論
色譜分析法（chromatography）：利用物質(zhì)在作相對運動的兩相之間進行反復多次的分配過程而產(chǎn)生差速遷移豆同，從而實現(xiàn)混合組分的分離分析的方法
固定相：
流動相：
色譜柱：
第一節(jié)：色譜法的分類
根據(jù)流動相與固定相物態(tài)：
- 流動相物態(tài)：氣相色譜GC速挑、液相色譜LC越走、超臨界流體色譜SFC
- 固定相物態(tài)：固體、液體
按操作形式：
- 柱色譜磅废、平面色譜（紙色譜骑冗、薄層色譜TLC、薄膜色譜）戒突、逆流色譜
按色譜過程分離機制：
- 分配色譜、吸附色譜描睦、離子交換色譜膊存、分子排阻色譜、化學鍵和色譜忱叭、親和色譜隔崎、手性色譜
按流動相驅(qū)動力：
- 氣相色譜、液相色譜韵丑、毛細管電泳法CE爵卒、毛細管電色譜法CEC
第二節(jié)：色譜過程和色譜流出曲線
色譜過程
色譜過程是組分分子在流動相和固定相間多次分配的過程
色譜流出曲線
色譜流出曲線：經(jīng)色譜柱分離后的各組分隨流動相一次進入檢測器，檢測器將流動相中各組分濃度或質(zhì)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號撵彻，記錄此線好強度隨時間變化的曲線稱為色譜流出曲線钓株，又稱為色譜圖
- 基線：
- 色譜峰：
- 峰高h：
- 標準差σ：正態(tài)色譜流出曲線上兩拐點間距離之半稱為標準差，對于正常峰陌僵，σ為0.607倍峰高處的峰寬之半轴合，衡量組分被洗脫出色譜柱的分散程度
- 半峰寬W1/2：峰高一半處的寬度
- 峰寬W：通過色譜峰兩側(cè)拐點作切線，在基線上所截得的距離稱為峰寬碗短，也稱為基線寬度受葛，
或
- 峰面積A：色譜峰曲線與基線包圍的面積稱為峰面積，
第三節(jié)：色譜參數(shù)
相平衡參數(shù)
- 分配系數(shù)K：在一等溫度和壓力下偎谁，組分在兩相中達到分配平衡后奔坟，其在固定相與流動先中的濃度之比稱為分配系數(shù)
- 容量因子k：在一定溫度和壓力下，組分在兩相中達到分配平衡后搭盾，其在固定相和流動相中質(zhì)量之比稱為容量因子咳秉，又稱為質(zhì)量分配系數(shù)或分配比
保留值（定性參數(shù)）
- 保留時間tR：從進樣到某組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時的時間間隔，主要用于柱色譜
- 死時間t0：不被固定相保留的組分從進樣到其在柱后出現(xiàn)濃度極大時的時間
- 調(diào)整保留時間
：
- 保留體積VB：從進樣開始到某組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時所需要通過色譜柱流動相體積
- 死體積V0：由進樣器到檢測器的流路中未被固定相占有的空間體積
- 調(diào)整保留體積
：
與流速無關(guān)
- 保留指數(shù)I：把組分的保留行為換算成相當于含有幾個碳的正構(gòu)烷的保留行為鸯隅，通常是用與被測組分的保留時間相近的兩個正構(gòu)烷作為標準澜建，來標定被測組分保留指數(shù)。認為趕頂正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)為其碳原子數(shù)100倍蝌以。
分離度
炕舵，一般
第四節(jié)：色譜法的基本原理
差速遷移
保留比
基本類型色譜法的分離機制
分配色譜法
- 分配機制
- 固定相和流動相：流動相極性弱于固定相，稱為正相分配色譜
- 洗脫順序：
吸附色譜法
- 吸附系數(shù)：
- 固定相和流動相：固定相一般為硅膠跟畅、氧化鋁咽筋、聚酰胺
- 洗脫順序：
- 影響因素：組分分子與流動相分子對吸附劑表面活性中心的競爭；組分分子的基團與吸附劑表面活性中心的氫鍵徊件、偶極和誘導等作用奸攻；組分在流動相中的溶解性
離子交換柱色譜法
- 分離機制：利用樣品組分離子對離子交換劑的親和能力的差別而實現(xiàn)分離蒜危，選擇性系數(shù)與樣品組分離子、離子交換劑睹耐、流動相性質(zhì)有關(guān)
- 固定相和流動相：固定相常用離子交換樹脂（易膨脹辐赞、傳質(zhì)慢、柱效低硝训、不耐壓）化學鍵和離子交換劑（機械強度高响委、耐壓、不溶脹窖梁、傳質(zhì)快赘风、柱效高）
- 洗脫順序：受組分離子的電荷和水合離子半徑、離子交換劑性質(zhì)纵刘、流動相組成和pH影響贝次。一般低價太離子先出；水合離子半徑大先出彰导；交換能力強選擇性系數(shù)大的離子組成的流動相有較大洗脫能力；增加流動相離子強度也能增加洗脫能力敲茄；離子交換劑的交換能力越強位谋，組分離子倍洗脫越慢；強離子交換樹脂受pH影響較小堰燎，弱離子交換樹脂受pH影響較大
分子排阻色譜法
-
分離機制：柑橘被分離組分分子的線團尺寸不同即滲透系數(shù)不同而進行分離掏父。固定相是多孔凝膠，又稱凝膠色譜法秆剪。以有機溶劑為流動相稱為凝膠滲透色譜法赊淑，以水為流動相稱為凝膠過濾色譜法，分離機制與流動相性質(zhì)無關(guān)仅讽。
滲透系數(shù)：
-
固定相和流動相：多孔凝膠陶缺。
- 排斥極限：當某高分子化合物的相對分子質(zhì)量達到某一數(shù)值后就不能滲透進入凝膠的任何孔穴，這一相對分子質(zhì)量稱為排斥極限洁灵。小于某一書之后就能進入凝膠的所有孔穴饱岸，這一相對分子質(zhì)量稱為該凝膠的全滲透點。排斥極限和全滲透點之間的相對分子質(zhì)量范圍稱為該凝膠的相對分子質(zhì)量范圍徽千。
- 流動相必須能溶解旁品同時還必須能潤濕凝膠
洗脫順序：組分按相對分子質(zhì)量從大到小洗出
第五節(jié)：色譜法基本理論
塔板理論
內(nèi)容：把色譜柱看作一個有若干踏板的分餾塔苫费。被分離的混合物在每個踏板的間隔內(nèi)，在相對移動的流動相與固定相間達到動態(tài)平衡双抽，然后倍流動相攜帶從一塊塔板轉(zhuǎn)移至另一塊踏板百框，再達到動態(tài)分配平衡。經(jīng)過多次的平衡牍汹、轉(zhuǎn)移铐维，各組分按分配系數(shù)大小順序柬泽，一次流出色譜柱。
理論假設：
- 在柱色譜內(nèi)一小段高度H內(nèi)方椎。祖墳可以在兩相中瞬間達到動態(tài)分配平衡聂抢，H稱為塔板高度
- 分配系數(shù)在塔板內(nèi)是常數(shù)
- 流動相不是連續(xù)地而是間歇式進入色譜柱，且每次只進入一個塔板體積
- 樣品組分都先加在0號塔板上棠众，且組分的縱向擴散可以忽略不計
質(zhì)量分配和轉(zhuǎn)移
經(jīng)過N次分配平衡之后琳疏，各塔板內(nèi)組分總含量符合二項式的展開式：
色譜流出曲線方程
cmax為極大值，也就是tR處c的值
塔板數(shù)和塔板高度
塔板數(shù)：
在這里tR即為L
由于色譜系統(tǒng)存在死體積闸拿，組分因此消耗的死時間與分配平衡無關(guān)扣除死體積或死時間的影響空盼，用替換tR。
缺點：與實際不符新荤，沒有瞬間達到分配平衡揽趾，沒有考慮縱向擴散，無法解釋柱效流動相速度的關(guān)系苛骨，不能說明影響柱效的主要因素篱瞎。
速率理論
塔板高度的統(tǒng)計學意義
速率理論的塔板高度是柱內(nèi)單位長度中組分分子離散的程度。
總的塔板高度等于各獨立因素對塔板高度的貢獻之和痒芝。H為單位柱長上組分分子總的離散度俐筋，是單個分子離散度的統(tǒng)計概念。
速率理論方程
严衬，H為塔板高度澄者、A表示渦流擴散系數(shù)、B表示縱向擴散系數(shù)请琳、C表示傳質(zhì)阻抗系數(shù)粱挡、u為流動相線速度
- 影響柱效的動力學因素：
- 渦流擴散：由于填料粒徑大小不等，填充不均勻俄精，使同一組分的不同分子經(jīng)過多個不同長度的途徑流出色譜柱
- 縱向擴散：由于濃度梯度的存在询筏，組分相前后擴散，造成色譜峰展寬
- 傳質(zhì)阻抗：由于傳質(zhì)阻抗存在竖慧，組分不能在兩相間瞬間達到平衡屈留，結(jié)果使有些分子隨流動相向前移動較快，而另一些分子則滯后测蘑，從而引起峰展寬灌危。傳質(zhì)阻抗包括固定相傳質(zhì)阻抗和流動相傳質(zhì)阻抗。
- 流速對柱效的影響：在較低速度時碳胳，縱向擴散項起主要作用勇蝙，線速度增大，塔板高度降低挨约，柱效升高味混；在較大線速度時产雹，傳質(zhì)阻抗起主要作用，線速度增大翁锡，攤薄高度增高蔓挖，柱效降低。因此馆衔，對應某一流蘇瘟判，塔板高度有一極小值，這一流速稱為最佳流速角溃。
第六節(jié)：色譜法的發(fā)展概況
- 色譜法歷史
- 色譜法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
- 新固定相：手性固定相拷获、生物色譜固定相、整體柱技術(shù)减细、固定相粒徑減小
- 新檢測器：蒸發(fā)光散射檢測器匆瓜、電霧式檢測器、新型半導體激光熒光檢測器
- 新方法：電分離技術(shù)未蝌、微全分析系統(tǒng)驮吱、毛細管電色譜法
- 色譜技術(shù)聯(lián)用：色譜光譜聯(lián)用、色譜色譜聯(lián)用
