2010-8-2
第九章
色谱分析基础
第一节
色谱法概述
一,色谱法的特点、
分类和作用
characteristic,classification
actuation of chromatograph
二、气相色谱分离过程
separation process of gas
chromatograph
三,色谱流出 曲线与基
本术语
Chromatogram and name words
fundamental of
chromatograph analysis
generalization of
chromatograph analysis
2010-8-2
一,色谱法的特点、分类和作用
1.概述
混合物最有效的 分离、分析 方法。
俄国植物学家 茨维特 （ Tswett)在 1906年使用
的装置：色谱原型装置，如图。
? 色谱法是一种分离技术 。
? 试样混合物的分离过程也就是试样中各组
分在称之为色谱分离柱中的 两相间 不断进行着的
分配过程。
? 其中的一相固定不动，称为 固定相 ；
? 另一相是 携带试样 混合物流过此固定相的 流
体（气体或液体）,称为 流动相 。
（动画）
2010-8-2
色谱法原理
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发
生相互作用。由于混合物中 各组分 在性质和结构上的差异，
与固定相之间产生的 作用力 的大小、强弱 不同,随着流动相
的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各
组分被固定相 保留的时间不同,从而 按一定次序 从色谱柱中
流出。
（动画）
与适当的 柱后检测 方
法结合，实现混合物中各
组分的分离与检测。
? 两相及两相的相对运
动构成了色谱法的基础
2010-8-2
2.色谱法分类
按 流动相 的 状态不同 主要分为两类：
(1)气相色谱, 流动相为 气体 （ 称为载气 ） 。
按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；
按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2010-8-2
(2)液相色谱, 流动相为 液体 （也称为淋洗液）。
按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。
离子色谱, 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
为固定相，不同 pH值的水溶液为流动相。
2010-8-2
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱,
比较简单的色谱方法
凝胶色谱法,测聚合物分子
量分布。
超临界色谱, CO2流动相。
高效毛细管电泳,
九十年代快速发展、特
别适合生物试样分析分离的
高效分析仪器。
2010-8-2
3.色谱法的特点
（ 1） 分离效率 高
复杂混合物, 有机同系物, 异构体 。 手性异构体 。
（ 2） 灵敏度 高
可以检测出 μ g.g-1(10-6)级甚至 ng.g-1(10-9)级的物质量 。
（ 3） 分析速度 快
一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析 。
（ 4） 应用范围 广
气相色谱,沸点低于 400℃ 的各种有机或无机试样的分析 。
液相色谱,高沸点, 热不稳定, 生物试样的分离分析 。
不足之处,
被分离组分的 定性 较为 困难 。
2010-8-2
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的 。 以气相色谱为例 。
气固 (液固 )色谱和气液 (液液 )色谱, 两者的分离机理不同 。
气固 (液固 )色谱的固定相, 多孔性的固体吸附剂颗粒 。
固体吸附剂对试样中各组分的 吸附能力 的不同 。
气液 (液液 )色谱的固定相, 由 担体和固定液所组成 。
固定液对试样中各组分的 溶解能力 的不同 。
气固色谱的分离机理,
吸附与脱附 的不断重复过程；
气液色谱的分离机理：
溶解与挥发 的反复多次分配过程。
2010-8-2
气相色谱分离过程
? 当 试样 由载气携带进入色谱柱与
固定相接触时, 被 固定相 溶解 或 吸附;
? 随着载气的不断通入, 被溶解或吸
附的组分又从固定相中 挥发 或 脱附 ;
? 挥发或脱附下的组分随着载气向前
移动时又 再次被 固定相 溶解 或 吸附 ;
? 随着载气的流动, 溶解, 挥发,
或吸附, 脱附的过程 反复 地进行；
?较难被吸附 （ 溶解 ） 的组分随载气
较快地向前移动, 较易被吸附 （ 溶解
） 的组分则随载气较慢地移动 。 经过
一定时间后, 各组分就彼此分离 。
（动画）
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三,色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样 通过检测器时,
检测到的信号即为基线 。
2.色谱峰
当某组分从色谱柱流出时,
检测器对该组分的 响应信号
随时间变化所形成的峰形曲
线 称为该组分的色谱峰 。
3.峰高 (h)
色谱峰顶到基线的垂直距
离 。
（动画）
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4.保留值
表示试样中各组分在色谱
柱中滞留时间的数值 。
（ 1）时间表示的保留值
保留时间（ tR）,组
分从进样到柱后出现浓度
极大值（即色谱峰顶值）
时所需的时间；
（动画）
调整保留时间（ tR＇）, tR＇ =tR－ t0
死时间（ t0）,不与
固定相作用的气体（如
空气）的保留时间；
2010-8-2
（ 2）用体积表示的保留值
保留体积（ VR）：
VR = tR× F0
F0为柱出口处的载气流量，
单位,m L / min。
死体积（ V0）：
V0 = t0 × F0
调整保留体积 (VR＇ )：
V R＇ = VR － V0
（动画）
2010-8-2
5,相对保留值 r2,1
组分 2与组分 1调整保留值之比：
r2,1 = t′R2 / t′R1= V′R2 / V′R1
相对保留值只与 柱温
和固定相 性质 有关, 与其
他色谱操作条件无关, 它
表示了 固定相对这两种组
分的 选择性 。
所以又称为选择因子 。
2010-8-2
6,区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参
数, 有 三种表示方法,
（ 1） 标准偏差 (?),即 0.607倍
峰高处色谱峰宽度的一半 。
（ 2） 半峰宽 (W1/2),色谱峰高
一半处的宽度 W1/2 =2.354 ?
（ 3） 峰底宽 (Wb),Wb=4 ?
2010-8-2
色谱流出曲线的意义
由色谱流出曲线可以实现以下目的：
（ 1）根据色谱峰的数目，可以判断试样中
所含组分的最少个数。
（ 2）根据色谱峰的保留值进行 定性 分析。
（ 3）依据色谱峰的面积或峰高进行 定量 分
析。
（ 4）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色
谱柱的 分离效能 。
2010-8-2
选择内容,
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
第二节 色谱理论基础
fundamental of chromatograph theory
结束
第九章
色谱分析基础
第一节
色谱法概述
一,色谱法的特点、
分类和作用
characteristic,classification
actuation of chromatograph
二、气相色谱分离过程
separation process of gas
chromatograph
三,色谱流出 曲线与基
本术语
Chromatogram and name words
fundamental of
chromatograph analysis
generalization of
chromatograph analysis
2010-8-2
一,色谱法的特点、分类和作用
1.概述
混合物最有效的 分离、分析 方法。
俄国植物学家 茨维特 （ Tswett)在 1906年使用
的装置：色谱原型装置，如图。
? 色谱法是一种分离技术 。
? 试样混合物的分离过程也就是试样中各组
分在称之为色谱分离柱中的 两相间 不断进行着的
分配过程。
? 其中的一相固定不动，称为 固定相 ；
? 另一相是 携带试样 混合物流过此固定相的 流
体（气体或液体）,称为 流动相 。
（动画）
2010-8-2
色谱法原理
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发
生相互作用。由于混合物中 各组分 在性质和结构上的差异，
与固定相之间产生的 作用力 的大小、强弱 不同,随着流动相
的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各
组分被固定相 保留的时间不同,从而 按一定次序 从色谱柱中
流出。
（动画）
与适当的 柱后检测 方
法结合，实现混合物中各
组分的分离与检测。
? 两相及两相的相对运
动构成了色谱法的基础
2010-8-2
2.色谱法分类
按 流动相 的 状态不同 主要分为两类：
(1)气相色谱, 流动相为 气体 （ 称为载气 ） 。
按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；
按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2010-8-2
(2)液相色谱, 流动相为 液体 （也称为淋洗液）。
按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。
离子色谱, 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
为固定相，不同 pH值的水溶液为流动相。
2010-8-2
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱,
比较简单的色谱方法
凝胶色谱法,测聚合物分子
量分布。
超临界色谱, CO2流动相。
高效毛细管电泳,
九十年代快速发展、特
别适合生物试样分析分离的
高效分析仪器。
2010-8-2
3.色谱法的特点
（ 1） 分离效率 高
复杂混合物, 有机同系物, 异构体 。 手性异构体 。
（ 2） 灵敏度 高
可以检测出 μ g.g-1(10-6)级甚至 ng.g-1(10-9)级的物质量 。
（ 3） 分析速度 快
一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析 。
（ 4） 应用范围 广
气相色谱,沸点低于 400℃ 的各种有机或无机试样的分析 。
液相色谱,高沸点, 热不稳定, 生物试样的分离分析 。
不足之处,
被分离组分的 定性 较为 困难 。
2010-8-2
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的 。 以气相色谱为例 。
气固 (液固 )色谱和气液 (液液 )色谱, 两者的分离机理不同 。
气固 (液固 )色谱的固定相, 多孔性的固体吸附剂颗粒 。
固体吸附剂对试样中各组分的 吸附能力 的不同 。
气液 (液液 )色谱的固定相, 由 担体和固定液所组成 。
固定液对试样中各组分的 溶解能力 的不同 。
气固色谱的分离机理,
吸附与脱附 的不断重复过程；
气液色谱的分离机理：
溶解与挥发 的反复多次分配过程。
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气相色谱分离过程
? 当 试样 由载气携带进入色谱柱与
固定相接触时, 被 固定相 溶解 或 吸附;
? 随着载气的不断通入, 被溶解或吸
附的组分又从固定相中 挥发 或 脱附 ;
? 挥发或脱附下的组分随着载气向前
移动时又 再次被 固定相 溶解 或 吸附 ;
? 随着载气的流动, 溶解, 挥发,
或吸附, 脱附的过程 反复 地进行；
?较难被吸附 （ 溶解 ） 的组分随载气
较快地向前移动, 较易被吸附 （ 溶解
） 的组分则随载气较慢地移动 。 经过
一定时间后, 各组分就彼此分离 。
（动画）
2010-8-2
三,色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样 通过检测器时,
检测到的信号即为基线 。
2.色谱峰
当某组分从色谱柱流出时,
检测器对该组分的 响应信号
随时间变化所形成的峰形曲
线 称为该组分的色谱峰 。
3.峰高 (h)
色谱峰顶到基线的垂直距
离 。
（动画）
2010-8-2
4.保留值
表示试样中各组分在色谱
柱中滞留时间的数值 。
（ 1）时间表示的保留值
保留时间（ tR）,组
分从进样到柱后出现浓度
极大值（即色谱峰顶值）
时所需的时间；
（动画）
调整保留时间（ tR＇）, tR＇ =tR－ t0
死时间（ t0）,不与
固定相作用的气体（如
空气）的保留时间；
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（ 2）用体积表示的保留值
保留体积（ VR）：
VR = tR× F0
F0为柱出口处的载气流量，
单位,m L / min。
死体积（ V0）：
V0 = t0 × F0
调整保留体积 (VR＇ )：
V R＇ = VR － V0
（动画）
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5,相对保留值 r2,1
组分 2与组分 1调整保留值之比：
r2,1 = t′R2 / t′R1= V′R2 / V′R1
相对保留值只与 柱温
和固定相 性质 有关, 与其
他色谱操作条件无关, 它
表示了 固定相对这两种组
分的 选择性 。
所以又称为选择因子 。
2010-8-2
6,区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参
数, 有 三种表示方法,
（ 1） 标准偏差 (?),即 0.607倍
峰高处色谱峰宽度的一半 。
（ 2） 半峰宽 (W1/2),色谱峰高
一半处的宽度 W1/2 =2.354 ?
（ 3） 峰底宽 (Wb),Wb=4 ?
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色谱流出曲线的意义
由色谱流出曲线可以实现以下目的：
（ 1）根据色谱峰的数目，可以判断试样中
所含组分的最少个数。
（ 2）根据色谱峰的保留值进行 定性 分析。
（ 3）依据色谱峰的面积或峰高进行 定量 分
析。
（ 4）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色
谱柱的 分离效能 。
2010-8-2
选择内容,
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
第二节 色谱理论基础
fundamental of chromatograph theory
结束
