在检验检测实验室里，气相色谱、液相色谱、质谱仪堪称“分离分析三巨头”——从食品中农残检测到环境污染物筛查，从医药成分分析到材料表征，它们都是不可或缺的核心设备。但想要用好这些仪器、读懂分析结果，扎实的基础概念是关键。为此，系统汇总色谱分析常用的104个核心概念，涵盖气相、液相、质谱全领域，帮你夯实理论根基。《色谱分析法基础》作为一部分，供大家参考交流。
1. 色谱分析法
色谱法是一种分离分析方法。它利用样品中各组分与流动相和固定相的作用力不同（吸附、分配、交换等性能上的差异），先将它们分离，后按一定顺序检测各组分及其含量的方法。
2. 色谱法的分离原理
当混合物随流动相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生作用（溶解、吸附等）；由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力作用下，各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。这种利用各组分在两相中性能上的差异实现分离的技术，称为色谱法。
3. 流动相
色谱分离过程中携带组分向前移动的物质。
4. 固定相
色谱分离过程中不移动的具有吸附活性的固体，或是涂渍在载体表面的液体。
5. 色谱法的特点
（1）分离效率高：可分离复杂混合物、有机同系物、异构体；（2） 灵敏度高：可检测出μg·g⁻¹（10⁻⁶）级甚至ng·g⁻¹（10⁻⁹）级的物质量；（3）分析速度快：一般几分钟或几十分钟内可完成一个试样的分析；（4）应用范围广：气相色谱适用于沸点低于400℃的有机或无机试样；液相色谱适用于高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析；（5）高选择性：对性质极为相似的组分有很强的分离能力。
不足之处：被分离组分的定性较为困难。
6. 色谱分析法的分类
按两相状态分类、按操作形式分类、按分离原理分类。
7. 按两相状态分类
● 气相色谱（Gas Chromatography, GC）：流动相为气体（载气），常用载气有N₂、H₂、He等；按分离柱分为填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相分为气固色谱和气液色谱。
● 液相色谱（Liquid Chromatography, LC）：流动相为液体（淋洗液）；按固定相分为液固色谱和液液色谱。
● 超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）：流动相为超临界流体（介于气体和液体之间的状态）。兼具气相色谱和液相色谱优势，可分析高沸点、低挥发性试样，且分析速率快、柱效率高。
8. 按操作形式分类
● 柱色谱（Column Chromatography, CC）：固定相装在柱管内，包括填充柱色谱和毛细管柱色谱。
● 纸色谱（Paper Chromatography, PC）：固定相为滤纸，通过适当溶剂使样品在滤纸上展开分离。
● 薄层色谱（Thin Layer Chromatography, TLC）：固定相压成或涂成薄层，操作方法同纸色谱。薄层色谱又可以分为棒状薄层色谱和板薄层色谱。
9. 按分离原理分类
吸附色谱（Absorption Chromatography）、分配色谱（Partition Chromatography）、离子交换色谱（Ion Exchange Chromatography）、凝胶色谱（Gel Chromatography）。
10. 色谱图
组分在检测器上产生的信号强度对时间（t）所作的图，又称色谱流出曲线；流出曲线的突起部分称为色谱峰。
11. 色谱保留值
色谱保留值是色谱定性分析的依据，体现待测组分在色谱柱上的滞留情况。在固定相中溶解或吸附性能越强的组分，滞留时间越长，所需流动相体积越大。保留值可用保留时间和保留体积两套参数描述。
12. 色谱流出曲线的意义
● 根据色谱峰数目，判断样品中所含组分的最少个数；
● 根据色谱峰保留值进行定性分析；
● 根据色谱峰面积或峰高进行定量分析；
● 根据色谱峰保留值和区域宽度评价色谱柱分离效能；
● 根据两峰间距离，评价固定相及流动相选择是否合适。
13. 分配比
分配比是指在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比。
14. 两峰间距的决定因素
分配系数。两峰间距离由热力学因素决定，两组分分配系数差异越大，间距越大，越易分离；扩散速度是动力学因素，影响色谱峰区域宽度（形状）。
15. 色谱理论需解决的问题
色谱分离过程的热力学和动力学问题；影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径；柱效与分离度的评价指标及其关系。
16. 组分保留时间与色谱峰变宽的原因
● 组分保留时间：由色谱过程的热力学因素控制（组分和固定液的结构与性质）；
● 色谱峰变宽：由色谱过程的动力学因素控制（两相中的运动阻力、扩散作用）。
塔板理论和速率理论分别从热力学和动力学角度阐述色谱分离效能及影响因素。
17. 半经验理论
将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，把连续的分离过程分割成多次平衡过程的重复（类似蒸馏塔塔板上的平衡过程）。
18. 塔板理论的特点
● 引入塔板数和塔板高度作为柱效衡量指标；
● 用有效塔板数和有效塔板高度衡量柱效时，需指明测定物质（不同物质在同一色谱柱上分配系数不同）；
● 柱效不能表示实际分离效果，若两组分分配系数K相同，无论塔板数多大，均无法分离。
19. 塔板理论的不足
基本假设不符合色谱柱实际分离过程；无法解释同一色谱柱在不同流动相流速下柱效不同的现象；不能说明色谱峰展宽原因，也未指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。
20. 速率方程（范第姆特方程式）
H=A+B/u+C·u
● H：塔板高度；u：流动相平均线速度（cm/s）。
● A（涡流扩散项）：与流动相性质、流速无关；减小A需提高固定相颗粒细度、均匀性及填充均匀性；空心毛细管柱A=0。固定相颗粒越小（dₚ↓）、填充越均匀，A↓、H↓、柱效n↑。
● B/u（分子扩散项）：因浓度差产生纵向扩散，导致峰变宽、H↑（n↓）；流速↓、滞留时间↑，扩散↑；扩散系数Dg ∝(M载气)⁻¹/²，载气分子量越大（M载气↑），B值↓。
● C·u（传质阻力项）：dₚ↓、dբ↓、D↑，可降低传质阻力。
21. H-u曲线与最佳流速
流速对分子扩散项和传质阻力项的影响相反，存在最佳流速（速率方程式中H对u的一阶导数为极小值）。以H对应u作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。
22. 速率理论的要点
● 色谱峰扩展、柱效下降的主要原因：组分分子运行多路径与涡流扩散、浓度梯度导致的分子扩散、传质阻力使两相间分配平衡不能瞬间达到；
● 可通过选择固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速提高柱效；
● 为色谱分离和操作条件选择提供理论指导，阐明流速和柱温对柱效及分离的影响；
● 各因素相互制约（如载气流速增大，分子扩散影响减小但传质阻力影响增大），需选择最佳条件以达到最高柱效。
23. 色谱定性方法
● 与标样对照的方法：
● 保留值定性：通过对比试样与纯物质的保留值，确定试样中是否含该物质及位置（不适用于不同仪器数据对比）；
● 加入法定性：将纯物质加入试样，观察各组分色谱峰相对变化。
● 利用文献保留值定性：采用相对保留值r₂₁定性（仅与柱温和固定相性质有关，可参考色谱手册数据）。
24. 色谱定量分析
● 定量校正因子：试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比（mᵢ =fᵢ’·Aᵢ）；
● 绝对校正因子：fᵢ’=mᵢ/Aᵢ（单位面积对应的物质量）；
● 相对校正因子：组分绝对校正因子与标准物质绝对校正因子之比。
● 常用定量方法：
● 归一化法：简便、准确；进样量和操作条件变动对结果影响小；仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
● 外标法（标准曲线法）：不使用校正因子，准确性较高；操作条件变化对结果影响大，对进样量准确性要求高，适用于大批量试样快速分析
● 内标法：内标物需满足：试样中不含该物质、与被测组分性质接近、不发生化学反应、出峰位置邻近且能分离、加入量适中并与待测组分接近；准确性高，操作条件和进样量变动影响小；需两次称量，不适用于大批量快速分析；若试样取样量和内标物加入量固定，可简化为wᵢ=Aᵢ/Aₛ×常数。
免责声明：本文章及图片转载自公开互联网公众号“农业检测”（2026年4月13日，北京）之“分享 | 色谱分析104个核心概念全汇总！气相、液相、质谱一次理清”部分内容，其目的在于学习和交流，不代表本平台立场亦无任何相关利益所得，版权归原作者或平台机构所有，如有侵权请联系更正或删除处理。
