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第十章 色谱法导论 Chromatography 什么是色谱法 色谱法(Chromatography)是一种物理化学分离分析技术。它与蒸馏、重结晶、溶剂萃取、化学沉淀及电解沉积法一样是一种分离分析方法。 它利用混合物中各组分在固定相和流动相间分配系数的差异，让各组分在两相间进行多次分配产生明显迁移速差。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带 (band) ”或“区 (zone) ”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。 色谱法由俄国植物学家茨维特(Tsweet)早在1906年创立。 20多年后Kuhn根据茨维特的方法用实验证实了色谱可用来进行制备分离。 目前，色谱法已成为一门独立的学科，并在石油化工、有机合成、生理生化、医疗卫生等诸多领域发挥了重要作用。 50 年代，色谱得到了快速的发展（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析发展的要求)。 1937-1972 年， 15 年中有 12 个 Nobel 奖是有关色谱研究的！ 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取。现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 第一节 色谱法的分类 色谱法主要包括气相色谱、液相色谱、薄层色谱、凝胶色谱、超临界流体色谱等。 色谱法和色谱仪的类型较多，可从不同角度进行分类。 一、 依据流动相和固定相状态分类： 根据流动相的状态不同可分为：气相色谱（GC）；液相色谱（LC )；超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SFC）。 根据固定相的状态不同：气相色谱又可分为气固色谱（GSC）和气液色谱（GLC）。 液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC） 二、按固定相的形式分类 （一）柱色谱 固定相装于柱管中组成色谱柱，流动相依靠重力或外加压力的作用使其流动并达到色谱分离的方法，称为柱色谱。可分为填充色谱柱和毛细管色谱法。气相色谱、高效液相色谱法以及超临界流体色谱法等都属于柱色谱法。 （二）平面色谱法 固定相均匀的铺在玻璃板、铝箔板或塑料板上或直接利用多孔滤纸作固定相，流动相借助毛细现象或重力作用达到色谱分离的方法，因这类方法固定相呈平板状，称为平板色谱，它又可分为薄层色谱和纸色谱。把高分子固定相制成薄膜作固定相，称薄膜色谱法。 (三) 按色谱分离原理分类 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。 利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。 利用固定相凝胶分子筛效应对分子体积大小不同组分进行分离的方法，称为空间排阻色谱法或尺寸排阻色谱法或凝胶色谱法。 (四) 按色谱仪使用领域不同分类 分析色谱法 无论是无机或有机离子(用离子色谱)还是多组分有机混合物，如石油(如毛细管气相色谱)、肽、蛋白质(液相色谱和毛细管电泳)，都可以用分析色谱法进行分析。 制备色谱法 制备色谱法可完成一般分离方法难以完成的纯物质制备任务，如纯化学试剂的制备，蛋白质的纯化等。 流程色谱法 在工业生产流程中为在线连续使用的色谱分析法。目前常见的工业气相色谱仪可用于化肥、石油精炼、石油化工及冶金工业中。 第二节 色谱分离过程及常用术语 色谱分离过程是物质分子在相对运动的两相间分配平衡的过程。当流动相携带样品对固定相作相对运动时，由于试样中各组分和固定相、流动相之间相互作用力(一般为吸附力、溶解力、离子交换力和分子排阻力等)不同，各组分在平衡时的分配系数K就不相等，因而随流动相移动的速度也就不同，结果使各组分被分离。 一、色谱分离过程与色谱流出线-----色谱图 色谱流出曲线----色谱图 当组分从色谱柱中流出，以检测器输出的该组分的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线，也叫色谱图。 色谱流出曲线图 从色谱流出曲线中，可得许多重要信息： (i) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数； (ii) 根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析； (iii) 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析； (iv) 色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据； (v) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。 二、色谱法常用术语 1. 色谱峰 当某组分从色谱柱中流出时，检测器对该组分的响应信号随时间变化所形成的曲线，叫色谱峰，色谱流出曲线上突起部分。 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气固吸附色谱）或分配等温