色谱分析原理，看完这篇就明白了

泉源 | 实行与分析

色谱法是实行室十分紧张又常用的分析办法，由于色谱分析可以一连对样品举行浓缩、分散、提纯及测定，使其成为每一个分析事情者广泛接纳的分析、检测伎俩，并已广泛使用于各个行业中，可以说只需有分析职责的场合都在使用色谱分析法。今天我们增补基本知识哦。

色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特（ M.Tswett）。1906年，俄国植物学家茨维特公布了他的实行后果：为了分散植物色素，他将含有植物色素的石油醚提取液倒入装有碳酸钙粉末的玻璃管中，并用石油醚自上而下淋洗，由于不同的色素在碳酸钙颗粒外表的吸附力不同，随着淋洗的举行，不同色素向下挪动的速率不同，从而构成一圈圈不同颜色的色带，使各色素因素取得了分散。他将这种分散办法定名为色谱法(chromatography)。

宏大的茨维特

植物叶色素的分散实行

? 茨维特实行图示

√ 色谱柱—玻璃柱

√ 安稳相—CaCO3颗粒

√ 活动相—石油醚

随着分散伎俩的不休提高，越来越多的无色物质成为被分散的目标，色谱也徐徐丢失了“色”的涵义，但这个称呼却相沿至今。

色谱分析法（Chromatography）简称色谱法或层析法，是一种物理或物理化学分散分析办法，该法使用某一特定的色谱体系（薄层色谱、高效液相色谱或气相色谱等体系）举行殽杂物中各组分的分散分析，主要用于分析多组分样品。

? 安稳相：在色谱分散中安稳不动，对样品产生保存的一相。

? 活动相：动员样品向前挪动的另一相。

分类

1、按两相物理形态分类

? 活动相：气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱

? 安稳相：气－固、气－液；液－固、液－液

2、按安稳相的情势分类

? 柱色谱：添补柱色谱、毛细管柱色谱、微添补柱色谱、制备色谱

? 平面色谱：纸色谱、薄层色谱、高分子膜色谱

3、按分散机制分类

? 吸附色谱：依据不同组分在吸附剂上的吸附息争吸才能的轻重而分散

? 分派色谱：依据不同组分在安稳液中溶解度的轻重而分散

? 分子排阻色谱：依据分子体积轻重不同举行分散ln离子互换色谱：不同组分对离子互换树脂的亲和力不同而分散

? 亲和色谱：使用生物大分子之间的存在的专注的特别亲和力举行分散

? 毛细管电泳：依据各组分淌度和（或）分派举动的差别举行分散

? 手性色谱：用于手性药物的分散分析，可分为三类：手性衍生化试剂法；手性活动相添加剂法；手性安稳相拆分法

基本术语

1、色谱法的基本术语

检测色谱分散后组分的呼应信号对时间作图取得的曲线称为色谱图。

色谱流出曲线

? 基线：在一定色谱条件下，仅有活动相经过检测器体系时所产生的信号的曲线，称为基线，如图中ot线。实行条件安定时，基线是一条平行于横轴的线；基线反应仪器（主要是检测器）的噪声随时间的厘革。

? 峰高：色谱峰极点与基线之间的垂直距离，以h表现，如图AB’线。

? 地区宽度：色谱峰的地区宽度直接与分散听从有关。形貌色谱峰宽的办法有三种：标准偏差σ、峰宽W、半峰宽W1/2。

? 标准偏差（σ）：σ为正态分布曲线上两拐点间距离之半，σ值的轻重表现组分散开色谱柱的疏散水平。σ值越大，流出的组分越疏散，分散后果变差；反之，流出组分会合，分散后果好。

? 峰宽W：经过色谱峰两侧的拐点作切线，在基线上的截距称为峰宽，或称基线宽度，也可用W表现，如图IJ 的距离。依据正态分布的原理 ，可证得峰宽和标准差的干系是W=4σ。

? 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽称为半峰宽，如图 GH 的距离。W1/2=2.355σ，W=1.699W1/2。

W1/2、W都是由σ派生而来的，除用它们权衡柱效外，还用于盘算峰面积。半峰宽丈量较便利，最为常用。

2、色谱保存值、相对保存值与保存指数

? 保存值

是用来形貌样品组分在色谱柱中保存水平的参数，并作为色谱定性的目标。其表现办法有：

? 相对保存值

又称分散因子、分派系数比或相对容量因子，即在一定色谱条件下，被测组分的调停保存时间（体积）与标准物的调停保存时间（体积）之比。

接纳相对保存值是为了消弭某些利用条件，如流速和安稳液流失等，对保存值的影响。相对保存值中标准物可以是被测样品中的某一组分，也可以是报答到场的某一化合物。

? 保存指数

I为待测物质i在某安稳液X上的保存指数，拔取两个正构烷烃作为基准物质，此中一个的碳数为N，另一个为N+n，它们的调停保存时间分散为t’R(N)和 t’R(N+n)，使待测物质i的调停保存时间t’R(i)恰好于两者之间，即t’R(N)<t’R(i)<t’R(N+n)。将含物质i和所选的两个正构烷烃的殽杂物注入其安稳液X的色谱柱，在一定温度条件下绘制色谱图。

保存指数的盘算式为：

当相邻两个正构烷的碳数差值n=1时，保存指数或简化为：

3、容量因子与分派系数

（1）容量因子（k）

在均衡形态下，组分在安稳相(s)与活动相(m)中的质量之比，称为容量因子。公式如下：

（2）分派系数（K）

在均衡形态下，组分在安稳相(s)与活动相(m)中的浓度之比，称为分派系数。公式如下：

? K与k的干系：

? 保存值与容量因子及分派系数的干系

色谱分散是基于安稳相对试样中各组分的吸附或溶解才能强弱的不同，而这种吸附或溶解才能的强弱可定量地用分派系数K（或容量因子k）值的轻重来表现。吸附或溶解才能强的组分分派系数（或容量因子）大，保存时间长；反之，吸附或溶解才能弱的组分分派系数小，保存时间短。

基本实际

主要包含塔板实际和速率实际。

1、塔板实际

（1）提出——热力学实际

? 始于马丁（Martin）和辛格（Synge）提出的塔板模子。

? 分馏塔：在塔板上多次气液均衡，按沸点不同而分散。

? 色谱柱：组分在两相间的多次分派均衡，按分派系数不同而分散。

（2）假定

（1）色谱柱内存在很多塔板，组分在塔板距离（即塔板高度）内可以很快到达分派均衡。

（2）活动相进入色谱柱，不是一连的而是脉动式的，即每次经过为一个塔板体积。

（3）样品加在每个塔板上，样品沿色谱柱轴朝向的分散可以忽略。

（4）在一切塔板上分派系数相称，与组分的量不关。即分派系数在各塔坂上是常数。

（3）原理

塔板实际表现图

? 开头时，如有单位质量，即m=1（例1mg或1μg）的某组分加到第0号塔板上，分派均衡后，由于k=1，即ns=nm故nm=ns=0.5。

? 当一个板体积（lΔV）的载气以脉动情势进入0号板时，就将气相中含有nm局部组分的载气顶到1号板上，此时0号板液相中ns局部组分及1号板气相中的nm局部组分，将各安闲两相间重新分派。故0号板上所含组分总量为0.5，此中气液两相各为0.25而1号板上所含总量相反为0.5．气液相亦各为0.25。

? 今后每当一个新的板体积载气以脉动式进入色谱柱时，上述历程就反复一次(见下表)。

（4）色谱流出曲线方程

（5）色谱柱效参数

了解：在tR一定时，W或W1/2越小(即峰越窄)，实际板数n越大， 实际板高越小，柱的分散听从越高。好效实际塔板neff也同此理。因此，实际塔板数是评价柱效能的目标。

（6）特点及不敷

2、速率实际

1956年荷兰学者VanDeemter等人吸取了塔板实际的看法，并把影响塔板高度的动力学要素团结起来，提出了色谱历程的动力学实际——速率实际，导出了Van Deemter方程。它把色谱历程看作一个动态非均衡历程，研讨历程中的动力学要素对峰展宽（即柱效）的影响。

厥后Giddings和Snyder等人在VanDeemter方程（后称气相色谱速率方程）的基本上，依据液体与气体的实质差别，提出了液相色谱速率方程（即Giddings方程）。

（1）Van Deemter方程

（2） Giddings方程

定量与定性分析

（一）定性分析

色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。由于种种物质在一定的色谱条件下均有确定的保存值，因此保存值可作为一种定性目标。现在种种色谱定性办法都是基于保存值的。

但是不同物质在同一色谱条件下，约莫具有相似或相反的保存值，即保存值并非专属的。因此仅依据保存值对一个完全未知的样品定性是困难的。假如在了解样品的泉源、实质、分析目标的基本上，对样品构成作开头的推断，再团结下列的办端正可确定色谱峰所代表的化合物。

1、使用纯物质比力定性

在一定的色谱条件下，一个未知物仅有一个确定的保存时间。因此将已知纯物质在相反的色谱条件下的保存时间与未知物的保存时间举行比力，就可以定性判定未知物。若二者相反，则未知物约莫是已知的纯物质；不同，则未知物就不是该纯物质。

纯物质比力法定性只实用于组分实质已有所了解，构成比力简便，且有纯物质的未知物。

2、相对保存值法

在某一安稳相及柱温下，分散测出组分i和基准物质s的调停保存值，再按上式盘算即可。用已求出的相对保存值与文献相应值比力即可定性。

3、到场已知物增长峰高法

当未知样品中组分较多，所得色谱峰过密，用上述办法不易识别时，或仅作未知样品指定项目分析时均可用此法。

起首作出未知样品的色谱图，然后在未知样品到场某已知物，又取得一个色谱图。峰高增长的组分即约莫为这种已知物。

4、保存指数定性法

保存指数表现物质在安稳液上的保存举动，是现在GC中使用最广泛并被国际上公认的定性目标。它具有重现性好、标准一致及温度系数小等优点。

保存指数仅与安稳相的实质、柱温有关，与别的实行条件不关。其准确度和重现性都很好。只需柱温与安稳相相反，就可使用文献值举行判定，而不必用纯物质比拟力。

（二）定量分析

1、峰面积丈量办法

峰面积是色谱图提供的基本定量数据，峰面积丈量的准确与否直接影响定量后果。关于不同峰形的色谱峰接纳不同的丈量办法。

2、定量校正因子

3、定量盘算办法

（1）面积归一化法

（2）外标法

以待测组分纯品为比力物，与试样中待测组分的呼应信号比拟力举行定量的办法。

（3）内标法

所谓内标法，是将一定量的纯物质作为内标物到场到待测物的标准溶液和样品溶液中，再举行分析测定的办法。

（4）标准到场法