有关色谱保留的基本术语及参数.课件.ppt

色谱分析色谱分析丁黎丁黎中国药科大学色谱分析课程 第二章 色谱法的基本术语及理论 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容第一节第一节第一节第一节 色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用 第二节第二节第二节第二节 有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数 第三节第三节第三节第三节 塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论第四节第四节第四节第四节 速率理论速率理论速率理论速率理论 第五节第五节第五节第五节 色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容第六节第六节第六节第六节 分离度及影响因素分离度及影响因素分离度及影响因素分离度及影响因素 第七节第七节第七节第七节 系统适应性试验系统适应性试验系统适应性试验系统适应性试验 第八节第八节第八节第八节 测定法测定法测定法测定法 第九节第九节第九节第九节 色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线 第二节有关色谱保留的基本术语及参数 保留时间和保留体积保留时间和保留体积1死时间和死体积死时间和死体积2调整保留时间和调整保留体积调整保留时间和调整保留体积3相对保留值相对保留值4保留指数保留指数5保留值与容量因子及分配系数的关系保留值与容量因子及分配系数的关系6中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎1 1、保留时间和保留体积、保留时间和保留体积 •保留时间保留时间（（retention time，以，以tR表示）：表示）：•从进样到柱后出现浓度从进样到柱后出现浓度最大值所需的时间，一最大值所需的时间，一般以般以 s 或或 min 为单位。

为单位中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎1 1、保留时间和保留体积、保留时间和保留体积•保留体积保留体积（（retention volume，以，以VR表示）：从表示）：从进样到柱后出现浓度最大值所需消耗的流动相进样到柱后出现浓度最大值所需消耗的流动相的体积，一般以的体积，一般以 ml 为单位 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎•保留体积可用保留时间乘以流动相的流速求得保留体积可用保留时间乘以流动相的流速求得其公式如下：其公式如下： 式中，式中，FC 为流动相的流速为流动相的流速•HPLC中中，直接从仪器读取；，直接从仪器读取；•GC中中，用皂膜流量计在柱后测得用皂膜流量计在柱后测得肥皂液肥皂液柱后载气柱后载气中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、死时间和死体积、死时间和死体积•死时间死时间（（dead time，以，以tM表示）：表示）： 不保留物质从进样不保留物质从进样到柱后出现浓度最到柱后出现浓度最大值所需的时间，大值所需的时间，以以 s 或或 min 为单位为单位表示 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、死时间和死体积、死时间和死体积死死 时时 间间lHPLC中以甲醇中以甲醇-水系统为流动相时，甲醇的水系统为流动相时，甲醇的保留时间。

保留时间lGC中空气峰（中空气峰（GC-ECD）中的保留时间中的保留时间 甲烷峰（甲烷峰（GC-FID）中的保留时间中的保留时间中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、死时间和死体积、死时间和死体积死时间的测定死时间的测定GCHPLC由色谱柱的结构参数进行计算由色谱柱的结构参数进行计算 由色谱柱的操作参数进行计算由色谱柱的操作参数进行计算 依据经验公式计算依据经验公式计算 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎GC中中tM的准确求算方法的准确求算方法•式中式中tR(n+i)、、tR(n) 、、tR(n-i)为同系物（如正构烷为同系物（如正构烷烃）中间隔碳原子数相等的组分的保留时间烃）中间隔碳原子数相等的组分的保留时间 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎（（1）由色谱柱的结构参数进行计算）由色谱柱的结构参数进行计算HPLC中中tM的准确求算方法的准确求算方法•式中，式中，L 为柱长，以为柱长，以 cm 为单位；为单位；r 为柱内为柱内径半径，以径半径，以 cm 为单位；为单位；F 为流动相体积流为流动相体积流速，速，cm3/s；；εT 为总孔率，对全多孔固定相为总孔率，对全多孔固定相为为0.84，对化学键合固定相、离子交换剂为，对化学键合固定相、离子交换剂为0.75，对薄壳型固定相为，对薄壳型固定相为0.42。

中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎HPLC中中tM的准确求算方法的准确求算方法（（2 2）由色谱柱的操作参数进行计算）由色谱柱的操作参数进行计算 •式中，式中， 为柱阻抗因子；为柱阻抗因子； 为流动相的动力黏度；为流动相的动力黏度；L为柱长；为柱长；△△p为柱压力降；为柱压力降；dp为固定相粒径为固定相粒径中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎（（3）依据经验公式计算）依据经验公式计算 当从进样阀到检测器的连接管路的内部体积足当从进样阀到检测器的连接管路的内部体积足够小时，够小时，tM可按下述公式计算：可按下述公式计算： HPLC中中tM的准确求算方法的准确求算方法•式中，式中，u为流动相的平均线速度为流动相的平均线速度 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎2 2、死时间和死体积、死时间和死体积•死体积死体积（（dead volume，以，以VM表示）表示）•不保留物质从进样到柱后出现浓度最大值所需不保留物质从进样到柱后出现浓度最大值所需消耗的流动相的体积，等于死时间乘以流动相消耗的流动相的体积，等于死时间乘以流动相的流速。

的流速•死体积包括进样器至色谱柱管路的空间、固定死体积包括进样器至色谱柱管路的空间、固定相颗粒间隙、柱出口管路及检测器内腔空间的相颗粒间隙、柱出口管路及检测器内腔空间的总和死体积大，被分离组分的色谱峰展宽，分离效果差死体积大，被分离组分的色谱峰展宽，分离效果差中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎3 3、调整保留时间和调整保留体积、调整保留时间和调整保留体积 •调整保留时间调整保留时间（（adjusted retention time，以，以 表示）：保留时间扣除死时间后的保留值，其表示）：保留时间扣除死时间后的保留值，其公式如下：公式如下： •在实验条件（温度、固定相等）一定时，调整在实验条件（温度、固定相等）一定时，调整保留时间只取决于组分的性质，因此保留时间只取决于组分的性质，因此调整保留调整保留时间是色谱法定性的基本参数时间是色谱法定性的基本参数 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎3 3、调整保留时间和调整保留体积、调整保留时间和调整保留体积 •调整保留体积调整保留体积（（adjusted retention volume，以，以V′表示）：或称校正保留体积，即保留体积扣表示）：或称校正保留体积，即保留体积扣除死体积后的保留值，其公式如下：除死体积后的保留值，其公式如下： 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎4 4、相对保留值、相对保留值 •相对保留值相对保留值（（relative retention，以，以ri,s 表示）表示）又称分离因子（又称分离因子（separation factor）、分配）、分配系数比或容量因子比，即在一定色谱条件下，系数比或容量因子比，即在一定色谱条件下，被测组分的调整保留时间被测组分的调整保留时间t′R与标准物的调整与标准物的调整保留时间保留时间t R(s)之比。

之比中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎4 4、相对保留值、相对保留值•其公式如下：其公式如下：•式中，脚注号式中，脚注号 i 表示被测物，表示被测物，s 表示标准物表示标准物 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎•采用相对保留值，是为了消除某些操作条件，采用相对保留值，是为了消除某些操作条件，如流速和固定液流失等对保留值的影响如流速和固定液流失等对保留值的影响•相对保留值中标准物可以是被测样品中的某一相对保留值中标准物可以是被测样品中的某一组分，也可以是人为地加入的某一化合物组分，也可以是人为地加入的某一化合物•γγ1,1,仅为柱温、固定液性质的函数，而与其他仅为柱温、固定液性质的函数，而与其他实验条件无关实验条件无关•γγ1,1,作为定性指标的缺点是标准物不统一，其作为定性指标的缺点是标准物不统一，其数值随标准物的不同而不同数值随标准物的不同而不同4 4、相对保留值、相对保留值中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎5 5、保留指数、保留指数•鉴于相对保留值存在标准物不统一，测量精度鉴于相对保留值存在标准物不统一，测量精度不够高等问题，不够高等问题，Kovats提出以保留指数来评价提出以保留指数来评价被测物的色谱保留强弱。

被测物的色谱保留强弱•保留指数保留指数（（retention index，以，以 I 表示），又表示），又称为柯瓦指数（称为柯瓦指数（Kovats index），是使用最广），是使用最广泛，并得到国际公认的定性指标它具有重现泛，并得到国际公认的定性指标它具有重现性好（精度可达性好（精度可达 ± 0.1指数单位），标准物统指数单位），标准物统一及温度系数小等优点一及温度系数小等优点 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎5 5、保留指数、保留指数l以一系列正构烷以一系列正构烷烃为基准物，被烃为基准物，被测物的保留指数测物的保留指数 I 可用内插法算可用内插法算出l保留指数是国际公认的用于气相色谱法中物质保留指数是国际公认的用于气相色谱法中物质的鉴定和定性的相对保留值的鉴定和定性的相对保留值中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎保留指数的公式来源保留指数的公式来源 •内插法的理论基础为：正构烷烃调整保留时间内插法的理论基础为：正构烷烃调整保留时间的对数（的对数（lg t′R ）与其相应的碳数呈线性关系与其相应的碳数呈线性关系 lg t′R = a·nc+ b 式中，式中，nc为碳数。

为碳数中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎5 5、保留指数、保留指数•保留指数的计算统一用正构烷烃系列化合物作保留指数的计算统一用正构烷烃系列化合物作为标准物，规定在任何色谱条件下正构烷烃的为标准物，规定在任何色谱条件下正构烷烃的保留指数均为保留指数均为100N（（N为正构烷烃的碳数），为正构烷烃的碳数），而被测物的保留指数以下式计算：而被测物的保留指数以下式计算： 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎I 为被测物的保留指数；为被测物的保留指数；N 为正构烷烃的碳原子数，如正己烷的为正构烷烃的碳原子数，如正己烷的 N = 6；；t’Rx 为被测物的调整保留时间；为被测物的调整保留时间；t’RN 及及 t’R(N+1 在同一固定液上碳数分别为在同一固定液上碳数分别为 N 及及 (N+n) 的正构烷烃的调整保留时间在测定时要的正构烷烃的调整保留时间在测定时要求求 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎5 5、保留指数、保留指数•当相邻两个正构烷烃的碳数差值当相邻两个正构烷烃的碳数差值 N = 1 时，可时，可简化为简化为 ：：中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎①①保留指数仅与固定相的性质及柱温有关，与其它保留指数仅与固定相的性质及柱温有关，与其它实验条件无关，因此定性准确度比实验条件无关，因此定性准确度比 tR 等保留值等保留值准确。

准确习惯上将测定时的柱温写在符号习惯上将测定时的柱温写在符号 I 的下角，的下角，所用固定相写在符号所用固定相写在符号 I 的上角如的上角如 ，即采，即采用用SE-30为固定相，柱温在为固定相，柱温在 150℃进行测试所得进行测试所得的保留指数的保留指数②②同系物的保留指数与碳数呈线性关系同系物的保留指数与碳数呈线性关系同系物中，同系物中，相同的取代基有相同的保留指数增量相同的取代基有相同的保留指数增量保留指数的特点保留指数的特点中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎6 6、保留值与容量因子及、保留值与容量因子及分配系数的关系分配系数的关系 •可见容量因子可见容量因子k大的组分保留时间长大的组分保留时间长 （（1 1）保留值与容量因子的关系）保留值与容量因子的关系中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎6 6、保留值与容量因子及、保留值与容量因子及分配系数的关系分配系数的关系 •在某色谱系统中，系统的死时间为在某色谱系统中，系统的死时间为1.5min，某样，某样品组分在该系统中的容量因子为品组分在该系统中的容量因子为5，问该组分进，问该组分进样后需多长时间可出峰？样后需多长时间可出峰？•解：解： 例例中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎6 6、保留值与容量因子及、保留值与容量因子及分配系数的关系分配系数的关系 •分配系数分配系数 K 越大，则保留值越大，则保留值 tR 越大；越大；•在相同的色谱条件下，如果两组分的在相同的色谱条件下，如果两组分的 K 值相同，值相同，则色谱峰重合；则色谱峰重合；•K 值差别越大，色谱峰分离度就越大。

值差别越大，色谱峰分离度就越大 （（1 1）保留值与分配系数的关系）保留值与分配系数的关系中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎色谱分离的前提色谱分离的前提各组分分配系数 K 或容量因子 k 不等是分离的前提选择合适分离条件使得难分离的组分 K 不等而分离组分一定时，改变流动相、固定相和温度，可改变 K 结论结论中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容第一节第一节第一节第一节 色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用色谱分离与保留作用 第二节第二节第二节第二节 有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数有关色谱保留的基本术语及参数 第三节第三节第三节第三节 塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论第四节第四节第四节第四节 速率理论速率理论速率理论速率理论 第五节第五节第五节第五节 色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素色谱峰展宽的柱外因素 中国药科大学色谱分析课程中国药科大学色谱分析课程丁丁 黎黎主要内容主要内容第六节第六节第六节第六节 分离度及影响因素分离度及影响因素分离度及影响因素分离度及影响因素 第七节第七节第七节第七节 系统适应性试验系统适应性试验系统适应性试验系统适应性试验 第八节第八节第八节第八节 测定法测定法测定法测定法 第九节第九节第九节第九节 色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线色谱吸附或分配等温线 。