文档介绍：第四章色谱技术
色谱法(Cheromatography)是19世纪俄国植物学家茨维特(Tsweett)创立的一种分离混合物的技术。
他将植物色素放在一直立的装填有碳酸钙粉末的玻璃管中,然后用石油醚自上而下流下,得到一系列颜色排列的谱带,故称为色谱。
现代色谱已经发展到几乎可以分离任何有色或者无色混合物的水平,但是“色谱”的名称依旧保留。
色谱中重要的概念是“固定相”与“流动相”。
本章介绍几种常见色谱的原理,重点介绍气相色谱分离分析技术。
一般色谱法的分类
一、按照固定相与流动相物态分
气相色谱: GC (GSC;GLC)
液相色谱:(LSC;LLC)
超临界流体色谱:(SFC)
二、按照固定相使用形式分
柱色谱
平面色谱:在平面介质上进行组分分离的技术
薄层色谱:(TLC)薄层板和薄层棒
纸上色谱:(PC)圆形纸上色谱
按照分离机理分类
1、吸附色谱:混合物被吸附在固定相吸附剂上,流动相先带走吸附力弱的成分。
2、分配色谱:固定相是固定的液体,混合物在两相间分配(相当于萃取),在流动相溶解度大的先带走。
3、离子交换色谱:(IC)
利用离子交换树脂作固定相分离离子型化合物的色谱法。用高效液相色谱技术和离子交换树脂柱,用含有某种特定离子的水溶液作流动相,在降低流动相背景信号的前提下进行离子分离;或通过调节流动相的pH值以抑制试样组分的电离,从而分离离子化合物(离子抑制色谱) 。
离子排除色谱(IEC)
4、利用离子交换树脂对电解质与非电解质的斥力不同而达到分离的色谱法。最常用的是粒径=15μm 高效凝胶型磺化苯乙烯/二乙烯苯离子交换树脂(强酸型)。树脂溶涨后在小球中滞留的水是稳定的水相,小球间是流动的水相。离子交换树脂在两个水相间起半透膜作用。试样中与离子交换树脂的离子带相同电荷的离子被排斥在固定水相之外,弱酸以分子存在被固定水相滞留;非离子组分不被滞留,在两相间进行分配,按照组分与树脂官能团作用力大小不同分开。
离子对色谱与凝胶色谱
5、(IPC)在流动相中加入与所要分离的组分相反电荷的离子(称为离子对,即离子试剂),与组分形成离子对,从而改变组分的保留值和分离度。
6、凝胶色谱:空间排除色谱、分子排除色谱,分子筛色谱、液体排除色谱、体积排除色谱等(GPC),用于大分子分离。生化中水作流动相成为凝胶过滤色谱;合成高聚物中用有机物作流动相成为凝胶渗透色谱。
亲和色谱
亲和色谱: 生物体内生物分子之间都具有亲和力,能形成可逆络合物。利用这种可逆络和与解离原理进行色谱分离,即把配基键合在不溶于水的惰性载体上成为亲和物,从而进行提纯的技术。
如酶与基质、抑制剂、变构效应剂或辅酶;激素与细胞受体;维生素与结合蛋白;基团与核酸;抗体与抗原;外源凝集素与红细胞表面的抗原等都具有亲和力。
按照色谱的动力学过程分类
1、洗脱法: 组分在固定相和流动性反复的进行分配和再分配,或吸附与解吸。由于各组分的分配系数不同或吸附系数不同而分离。
2、顶替法(置换法) 直接用流动性作为顶替剂,试样进入色谱柱后被顶替剂置换,而且反复置换达到平衡。利用流动相在在固定相上的溶度或吸附力比试样强,以及试样中各组分的溶度与吸附力差异而分离。
气相色谱(GC)
气相色谱是用气体作流动相的色谱技术。农药商品分析和农药残留分析一般用气相色谱。
气相色谱分离原理:
载气(如N2 )通过进样器将样品带往色谱柱进行分离,空气和H2进入检测器燃烧升温。
色谱柱和检测器温度由控温仪控制。样品经检测后信号进入放大器放大,进入记录仪记录。
 气相色谱法分类:
气—固(GSC)只用于分离低分子物质
气—液(GLC)
气相色谱的基本概念
死时间t M:不被吸附成分通过色谱住停留的时间。
保留时间t R 被吸附成分通过色谱住停留的时间;
调整保留时间t’ R = t R - t M
是由于吸附作用比不被吸附成分多停的留时间。
死体积VM = (流速×时间)
保留体积 VR=
调整保留体积VR’= t.’RF=VR-VM
相对保留值α= t’ R(2) / t’ R (1)
组分1对组分2相对保留值
气相色谱的基本概念
分配系数K= Cs/Cm
被分离组分在固相和在流动相的浓度之比。
色谱区域宽度:组分在色谱柱中谱带扩张函数。
表示方法:。
半峰宽度 Y1/2(半宽度、区域宽度)峰高一半处的宽度。
基线宽度 Y 色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距。
Y= 4 σ; Y1/2 =
分配容量k=vl/vg 柱内液体所占体积/柱内气体所占体积。