【知识点】9大类29项色谱法相关术语介绍汇总

色谱法是一种分离和分析混合物中各组分的方法，它涉及许多专业术语，以下是一些常见术语的解释说明：

一、基本组成部分相关术语

  1. 固定相

• 定义：在色谱柱中相对固定不动的物质。它可以是固体吸附剂（如硅胶、氧化铝等），也可以是涂渍在固体载体上的液体（如角鲨烷涂渍在硅藻土上）。

• 作用：与样品中的各组分发生相互作用，使不同组分在色谱柱中得到分离。例如，在液-固吸附色谱中，硅胶作为固定相，利用其表面的硅羟基对不同极性的化合物产生吸附作用。

  2. 流动相

• 定义：在色谱过程中不断流动的物质，它携带样品通过色谱柱。流动相可以是气体（如氮气、氢气等，在气相色谱中使用），也可以是液体（如甲醇、乙腈等，在液相色谱中使用）。

• 作用：为样品组分提供一个流动的环境，使组分能够在固定相和流动相之间进行分配或吸附-解吸等过程，从而实现分离。例如，在反相液相色谱中，以甲醇-水作为流动相，它能够溶解样品并推动其在色谱柱中流动，使样品组分在固定相（如十八烷基硅烷键合硅胶）和流动相之间分配。

二、分离过程相关术语

  1. 保留时间（tR）

• 定义：从样品注入色谱柱开始，到某一组分的色谱峰出现在检测器上所经历的时间。

• 意义：不同组分由于与固定相和流动相互作用强弱不同，其保留时间也不同，可以作为定性分析的依据。例如，在一个药物分析中，已知药物成分的标准保留时间，当样品中出现相同保留时间的色谱峰时，可以初步判断该组分为该药物成分。

  2. 死时间（t0）

• 定义：不与固定相发生相互作用的组分（如空气）通过色谱柱所需的时间。

• 作用：用于计算其他色谱参数，如保留因子。死时间可以通过注入一个不与固定相相互作用的物质来测定，例如，在液相色谱中，通常用尿嘧啶来测定死时间。

  3. 保留因子（k）

• 定义：组分在固定相中停留的时间与在流动相中停留的时间之比，即 k=（tR-t0）/t0。

• 意义：反映了组分在固定相和流动相之间的分配情况。k 值越大，说明组分在固定相中停留的时间越长，与固定相的相互作用越强。例如，对于极性较强的组分，在极性固定相上的 k 值通常较大。

  4. 分配系数（K）

• 定义：在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时，组分在固定相和流动相中的浓度之比。

• 作用：它是一个热力学参数，与保留因子密切相关，K 值越大，保留时间越长。例如，在液-液分配色谱中，根据组分在两种互不相溶的液体（固定相和流动相）中的溶解度差异，K 值不同，从而实现分离。

三、色谱峰相关术语

  1. 峰面积（A）

• 定义：色谱峰与基线所包围的面积。

• 意义：与组分的含量成正比，是定量分析的重要参数。例如，在高效液相色谱分析中，通过测量峰面积可以准确地确定样品中各组分的含量。

  2. 峰高（h）

• 定义：色谱峰的最高点到基线的垂直高度。

• 意义：也可以用于定量分析，但在一些复杂情况下，如峰形不对称时，峰面积的准确性更高。

  3. 拖尾因子（T）

• 定义：用于衡量色谱峰的对称性，是色谱峰后半部分宽度与前半部分宽度的比值。

• 意义：理想的色谱峰拖尾因子应接近 1，如果拖尾因子大于 1.2，说明色谱峰有拖尾现象，可能是由于固定相污染、进样量过大等原因导致的。

四、柱性能相关术语

  1. 塔板高度（H）

• 定义：理论塔板高度是色谱柱效的衡量指标，它表示色谱柱中相当于一块理论塔板的高度。计算公式为 H=L/n（L 为色谱柱长度，n 为理论塔板数）。

• 意义：H 值越小，柱效越高，分离效果越好。例如，一根高效液相色谱柱的塔板高度通常在几微米到几十微米之间。

  2. 理论塔板数（n）

• 定义：根据色谱峰的宽度和保留时间计算得到的理论塔板数，用于衡量色谱柱的分离能力。计算公式为 n=5.54×（tR/σ）²（σ 为色谱峰的标准偏差）。

• 意义：n 值越大，色谱柱的分离能力越强。例如，对于一个复杂混合物的分离，需要较高的理论塔板数来实现良好的分离效果。

  3. 分离度（R）

• 定义：相邻两个色谱峰的保留时间之差与两个色谱峰平均宽度的比值。计算公式为 R=2×（tR2-tR1）/（W1+W2）（W1 和 W2 分别为两个色谱峰的宽度）。

• 意义：R 值越大，说明两个组分的分离程度越高。一般来说，R≥1.5 时，可以认为两个组分达到了基线分离。

五、分离性能相关术语

1. 选择性因子（α）

• 定义：相邻两个组分在固定相和流动相之间的分配系数（K）的比值，即\(\alpha=K_2/K_1\)（\(K_1\)和\(K_2\)分别为两个组分的分配系数）。

• 意义：选择性因子反映了色谱柱对不同组分的分离能力。当\(\alpha=1\)时，两个组分无法分离；当\(\alpha>1\)时，组分 2 比组分 1 更容易保留在固定相中。选择性因子越大，分离效果越好。

• 例子：在分析两种结构相似的化合物时，选择性因子可以用来评估色谱柱的分离能力。

2. 容量因子（k）

• 定义：组分在固定相中的浓度与流动相中的浓度之比，即\(k=C_s/C_m\)（\(C_s\)为固定相中的浓度，\(C_m\)为流动相中的浓度）。

• 意义：容量因子反映了组分在固定相和流动相之间的分配情况。容量因子越大，组分在固定相中停留的时间越长，保留时间也越长。

• 例子：在反相液相色谱中，极性较强的组分通常具有较小的容量因子，而疏水性较强的组分具有较大的容量因子。

3. 范氏方程（Van Deemter Equation）

• 定义：描述色谱峰展宽的方程，表达式为\(H=A+B/u+C u\)，其中：

• \(A\)：涡流扩散项，与固定相的均匀性有关。

• \(B\)：纵向扩散项，与流动相的扩散系数和流速有关。

• \(C\)：传质阻力项，与固定相和流动相的传质速率有关。

• \(u\)：流动相的线速度。

• 意义：范氏方程用于解释影响色谱柱效的因素，帮助优化色谱条件以提高分离效果。

• 例子：通过调整流动相流速（\(u\)），可以找到最佳流速以最小化塔板高度（\(H\)），从而提高柱效。

六、色谱柱性能相关术语

1. 柱效（Column Efficiency）

• 定义：衡量色谱柱分离能力的指标，通常用理论塔板数（\(n\)）或塔板高度（\(H\)）表示。

• 意义：柱效越高（即\(n\)越大或\(H\)越小），色谱柱的分离能力越强。

• 例子：高效液相色谱柱的理论塔板数通常在 10,000 以上，而普通柱可能只有几千。

2. 柱压（Column Pressure）

• 定义：流动相通过色谱柱时产生的压力。

• 意义：柱压过高可能表明柱子堵塞或流动相粘度过高，需要检查或更换柱子。

• 例子：在反相液相色谱中，使用小粒径填料的柱子通常柱压较高。

3. 柱温（Column Temperature）

• 定义：色谱柱的操作温度。

• 意义：柱温影响组分的保留时间和分离效果。通常通过柱温箱控制柱温。

• 例子：在气相色谱中，柱温通常需要精确控制以获得稳定的保留时间。

七、检测相关术语

1. 检测限（Detection Limit,DL）

• 定义：检测器能够检测到的最低浓度或质量。

• 意义：检测限越低，检测器的灵敏度越高。

• 例子：在环境分析中，检测限通常需要达到 ppb（十亿分之一）级别。

2. 定量限（Quantitation Limit,QL）

• 定义：能够进行可靠定量分析的最低浓度或质量。

• 意义：定量限通常高于检测限，确保定量分析的准确性和精密度。

• 例子：在药物分析中，定量限需要满足药品质量控制的要求。

3. 响应因子（Response Factor,RF）

• 定义：检测器对某一组分的响应与该组分浓度的比值。

• 意义：响应因子用于校正不同组分在检测器上的响应差异。

• 例子：在火焰离子化检测器（FID）中，不同有机化合物的响应因子可能不同。

八、方法验证相关术语

1. 准确度（Accuracy）

• 定义：测量值与真实值之间的接近程度。

• 意义：准确度反映了分析方法的正确性。

• 例子：通过标准品的分析验证方法的准确度。

2. 精密度（Precision）

• 定义：多次测量值之间的一致性。

• 意义：精密度反映了分析方法的重复性和可靠性。

• 例子：在重复进样中，峰面积的相对标准偏差（RSD）通常用于评估精密度。

3. 线性范围（Linear Range）

• 定义：检测器响应与组分浓度成线性关系的范围。

• 意义：线性范围越宽，分析方法的适用范围越广。

• 例子：高效液相色谱的线性范围通常为 2-3 个数量级。

4. 稳定性（Stability）

• 定义：样品在储存或分析过程中保持其化学性质不变的能力。

• 意义：稳定性影响样品的保存时间和分析结果的可靠性。

• 例子：某些易降解的化合物需要在低温下保存以确保稳定性。

九、其他术语

1. 梯度洗脱（Gradient Elution）

• 定义：在液相色谱中，流动相的组成或强度随时间逐渐变化的洗脱方式。

• 意义：梯度洗脱可以提高复杂样品的分离效率。

• 例子：在分析生物样品中的多肽时，通常使用梯度洗脱。

2. 等度洗脱（Isocratic Elution）

• 定义：在液相色谱中，流动相的组成和强度保持恒定的洗脱方式。

• 意义：等度洗脱适合分离保留行为差异较大的组分。

• 例子：在分析药物中的杂质时，等度洗脱可以提供稳定的保留时间。

3. 内标法（Internal Standard Method）

• 定义：在样品中加入已知浓度的内标物，通过比较内标物和目标组分的响应值进行定量分析。

• 意义：内标法可以校正仪器波动和进样量误差，提高定量分析的准确性。

• 例子：在气相色谱分析中，常用十烷作为内标物。

4. 外标法（External Standard Method）

• 定义：通过标准曲线法进行定量分析，即用已知浓度的标准品绘制标准曲线，再通过样品的响应值进行定量。

• 意义：外标法简单直接，但需要严格控制仪器条件。

• 例子：在高效液相色谱中，外标法是最常用的定量方法之一。