色谱分离纯化与分析技术.pdf

色谱分离纯化与分析检测技术 刘 恺 2015 年10 月20 日 一、色谱分离、分析的基本原理 1 色谱定义、特点及分类 2 色谱图和专业术语 3 色谱分离重要参数及基本理论 3 ．1 色谱分离的重要参数 3 ．2 塔板理论（热力学） 3 ．3 速率理论（动力学） 3 ．4 色谱基本分离方程 4 色谱定性、定量分析原理及方法 4 ．1 色谱定性分析原理及方法 4 ．2 色谱定量分析原理及方法 二、色谱分离分析技术 一、色谱分离、分析的基本原理 色谱法的创始人是俄国植物学家茨维特(M.Tswett) 。早在1903~1906 年，茨维特在研究 植物叶色素成分时，将叶绿素的石油醚提取液，加入一根填充有碳酸钙粉末的直立玻璃管的 顶端，然后继续以石油醚自上而下不断淋洗，由于碳酸钙对叶绿素中各种色素的吸附能力不 同，色素被逐渐分离，在管柱中出现了不同颜色的谱带。凭借此方法，茨维特成功地分离了 混合色素中的叶绿素A 、叶绿素B 、叶黄素和胡萝卜素等有效成分，从此开创了色谱分离技 术的先河。 1．色谱定义、特点及分类 色谱法又称为层析法，色谱分离就是通过混合物在两相间的分配差异来实现的。构成色 谱分离的两相分别为固定相和流动相，当流动相流过固定相时, 根据样品混合物各组分性质 和结构上的差异，包括吸附能力、分子极性、形状大小、亲和力、分配系数等特性的差异， 与固定相之间的相互作用类型和强弱也存在差别，在流动相推动力的作用下，不同组分在固 定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出, 实现混合物的分离纯化。 色谱分离是中药有效成分分离、纯化和制备的最有效方法。 色谱分离示意图 色谱法的特点是： ① 高分离效能：能分离分析性质相近的混合组分，如：同系物、同位素、同分异构 体、空间异构体等。能高效分离沸点相近或组成复杂的多组分混合物。 -14 -7 ② 高灵敏度：样品用量小，可分析10 ～10 克数量级的物质，用于痕量分析。 ③ 分析速度快：可实现分离、分析一次完成，自动化程度高。 ④ 应用广泛：无论是无机物、有机物、高分子化合物，还是具有生物活性的生物大 分子，都可以选择不同的色谱方法进行分离和分析。普遍应用于化学、化工、医 学、环境、生命科学等多学科领域。 色谱法是20 世纪初发展起来的一种分离分析方法，经过多年的发展，目前已经有多种 分离类型和操作方法。人们从不同角度，对色谱分离方法进行了如下分类： (1) 按两相的物理状态分类： 以气体为流动相的色谱称为气相色谱(gas chromatography, GC) ：根据固定相是固体吸附 剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），气相色谱又可分为气固色 谱(gas-solid chromatography, GSC)和气液色谱(gas-liquid chromatography, GLC) 。 以液体为流动相的色谱称液相色谱(liquid chromatography, LC) ：同理液相色谱也可分为 液固色谱(liquid-solid chromatography, LSC) 和液液色谱(liquid-liquid chromatography, LLC) 。 以超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography, SFC)。 以化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱 （bonded phase chromatography, BPC ）。 (2) 按固定相的外型分类: 将固定相呈平板状的色谱，称为平板色谱，根据材质的不同又分为纸色谱(paper chromatography, PC)和薄层色谱(thin layer chromatogra