色谱分析法第一章色谱分析法概论

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1、1第一章色谱分析法概论21.1色谱分析法及其历史色谱分析法已有将近200年的历史。早在1901年，俄国植物学家Tswett就认识到色谱法对分离分析的重大价值。在1903年3月21日华沙自然科学学会生物学分会会议上，他发表了题为“Onanewcategoryofadsorptionphenomenaandtheirapplicationtobiochemicalanalysis”的文章，提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。1906年，Tswett将这个方法命名为色谱法(chromatography)。后来他又在1907年的德国生物学会议上第一次向人

2、们公开展示了采用色谱法提纯的植物色素溶液及其色谱图——显现着彩色环带的柱管。Tswett将植物叶色素的石油醚提取液倾入一根装有碳酸钙吸附剂颗粒的竖直玻璃柱管中，并不断地以纯净石油醚来冲洗柱子，使冲洗液流下。经过一段时间之后，发现在玻璃柱管内形成了间隔明3晰的不同颜色的谱带(即溶液中不同叶色素分离的结果)，“色谱”因此得名。如图1.1所示。图1.1Tswett色谱分离示意图(a)刚刚加入样品提取液;(b)已加入部分溶剂冲洗41.2色谱分析法的基本原理及流程1.2.1色谱分析法的基本原理色谱分析法的基本原理在于色谱柱的高选择性及高效能的分离作用与检测器的

3、高检测技术的结合。混合组分的样品在色谱柱中分离的依据是：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相，另一相为携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。同一时刻进入色谱柱中的各组分，由于在流动相和固定相之间溶解、吸附、渗透或离子交换等作用的不同，随流动相在色谱柱中运行时，在两相间进行反复多次(103~106次)的分配过程，使得原来分配系数具有微小差别的各组分，产生了滞留时间明显差异的效果，进而各组分在色谱柱中的移动速度不同，经过一定长度的色谱柱后，彼此分离开来，最后5按顺序流出

4、色谱柱而进入信号检测器，在记录仪上或色谱数据机上显示出各组分的色谱行为和谱峰数值。如图1.2所示。基于上述原理所建立的分析方法称为色谱法(又称色层法、层析法)。图1.2样品各组分在色谱柱中分离过程示意图61.2.2色谱分析法的装置系统及流程色谱分析法的装置流程图见图1.3。流动相(例载气)1流经流动相净化器2，以除去流动相中的干扰组分(例水分)，在色谱柱3前载着欲分离的组分进入色谱柱，将各组分分离，各组分再依次进入检测器4，检测器信号由记录仪5记录，就可以得到相应的色谱图。图1.3柱色谱流程图1—流动相及控制装置;2—流动相净化器;3—色谱柱;4—检

5、测器;5—记录仪(显示器)或色谱数据站71.3色谱分析法的分类随着色谱理论的不断完善和色谱技术的逐渐进步，其方法分类众多，而且各类中的方法还在继续不断地扩展着。现就主要的常见色谱法分类简述如下：(1)按两相状态分类以流动相状态为准划分方法类型。用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法GasChromatography(GC);用液体作为流动相的色谱法称为液相色谱法Liquidchromatography(LC)。(2)按样品组分在两相间分离机理分类利用组分在流动相和固定相之间的分离原理不同而命名的分类方法。包括吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝

6、胶渗透色谱法、离子色谱法和超临界流体色谱法等十余种方法。(3)按固定相存在形状分类根据固定相在色谱分离系统中存在的形8状，可分为柱色谱法(其中又含填充柱色谱法和开管柱色谱法)、平面色谱法(其中又含纸色谱法和薄层色谱法)等近九种方法。(4)按色谱技术分类为提高组分的分离效能和高选择性，采取了许多技术措施，根据这些色谱技术的性质不同而形成的色谱分类法。例如，程序升温气相色谱法、反应气相色谱法、裂解气相色谱法、顶空气相色谱法、毛细管气相色谱法、多维气相色谱法、制备色谱法等方法。(5)按色谱动力学过程分类根据流动相洗脱的动力学过程不同而进行分类的色谱法。例如

7、，冲洗色谱法、顶替色谱法和迎头色谱法等，其中有的方法应用比较局限。(6)高效毛细管电泳法高效毛细管电泳法是目前研究较多的色谱新方法，这种方法没有流动相和固定相的区分，而是依靠外加电场驱动被分析物在毛细管中沿电场方向迁移，由于离子或分子的带电9状况、质量、形态等的差异使不同离子或分子相互分离。高效毛细管电泳法没有HPLC方法中存在的传质阻抗、涡流扩散等降低柱效的因素，纵向扩散也因为毛细管壁的双电层的存在而受到抑制，因而能够达到很高的理论塔板数，有很好的分离效果。