第五章常见色谱分离技术

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1956年Van Deemter等在前人研究的基础上发展了描述色谱过程的 速率理论，1965年Giddings总结和发展了前人的色谱理论，为色谱的 发展奠定了理论基础。
1944年Consden等就发展了纸色谱。 1949年Macllean等在氧化铝中加入淀粉粘合计制作薄层板使薄 层色谱（TLC）得以实际应用，而在1956年Stahl开发出薄层色谱 板涂布器之后，才使TLC得到广泛地应用。 20世纪60年代末，把高压泵和化学键合固定相用于液相色谱， 出现了高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography）。 20世纪80年代初毛细管超临界流体色谱得到发展，但在90年代 后未得到较广泛应用。 20世纪80年代初由Jorgenson等集前人经验而发展起来的毛细管 电泳，在90年代得到广泛的发展和应用。同时集高效液相色谱和 毛细管电泳优点的毛细管电色谱在90年代后期受到重视。 21世纪色谱科学将在生命科学等前沿科学领域发挥他不可替代 的重要作用。
1941年Martin和Synge提出用气体代替液体流动相的可能性。 1952年James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色 谱方法（Gas-Liquid Chromatography），因而获得了1952年的 诺贝尔化学奖。 1957年Golay开创了开管柱气相色谱法（Open-Tubular Column Chromatography），习惯上称为毛细管气相色谱法 （Capillary Column Chromatography）。
• 溶质与两相物质之间作用力可以为吸附力，也可以为溶解 力；由于此种力之不同，决定了各个组分在两相中有着不 同量或浓度的分布，随着流动相的前移，则此种分布不断 变更，最终与流动相作用力大的组分前移快，反之则慢， 下图为一二元组分分离示意图。
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下图为一二元组分分离示意图。
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④凝胶色谱：又叫体积排阳色谱，分子筛色谱。以多孔的 固体凝胶作固定相，分子大小不同的物质因进入固定相 孔内的程度不同而达到分离的目的。
⑤亲合色谱：根据固定相上键合的特殊配体对某种生物大 分子有专一性吸附而除去其他杂质。使生物大分子得以 分离。
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（4）按使用领域不同对色谱的分类：
①分析型色谱：主要用于各种样品的分析，其特点 是色谱柱较细，分析的样品量少。
油醚叫作“流动相”。
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2、色谱法的发展
在Tswett提出色谱概念后的20多年里没有人关注这一伟大的 发明。
1931年：德国的Kuhn和Lederer在Tswett实验的基础上用氧化 铝和碳酸钙分离了α-，β-，和γ-胡萝卜素，此后用这种方法分 离了60多种这类色素。
1940年：Martin和Synge提出液-液分配色谱法（Liquid-Liquid Partion Chromatography）,即固定相是吸附在硅胶上的水，流 动相是某中有机溶剂。
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（3）按分离原理分类
① 吸附色谱：利用吸附剂表面对不同组分具有的不同吸附 能，达到分离目的。
②分配色谱：利用不同组分在给定的两相中具有不同的分 配系数而使混合物实现分离与测定的方法。
③离子交换色谱：以带固定电荷的离子交换剂作固定相， 用于分离带相反电荷的物质。由于不同物质带电情况不 同而对固定相有不同的静电力而进行分离 。
（2）按分离“床”的几何形状分 类
填充柱色谱
柱色谱 （固定相装在玻璃或金属管内）
毛细管柱色谱 （固定相附在管子内壁，中心是空的）
开床式色谱
纸色谱（利用滤纸作固定相的支持物，把试 样点在滤纸上，用溶剂将其展开而进行分 离）
薄层色谱（用粉末吸附剂，压成或涂成薄层， 然后用类似纸色谱的操作进行分离）
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5.1.3 色谱法的分类（依据不同,分发不同）
（1）按两相的状态分类
气固色谱（GSC）— 固定相是固体吸附剂 气相色谱（GC）
气液色谱（GLC）— 固定相是固体载体上涂固定液 按移动相不同分 液相色谱（LC） 液固色谱（LSC）
液液色谱（LLC） 超临界流体色谱
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第五章常见色谱分离技术
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5.1 绪论 5.1.1 色谱发展史及进展
1、色谱法的出现
1903年俄国植物学家Tswett(茨维特)把干燥的碳酸钙 粉末装到一根细长的玻璃管中，然后把植物叶子的石油醚 萃取物倒到管中的碳酸钙上，萃取液中的色素就吸附在管 内上部的碳酸钙里，再用纯净的石油醚洗脱被吸附的色素， 于是在管内的碳酸钙上形成了色带。当时Tswett把这种色 带叫作“色谱”（Chromatography）。在这一方法中把色 谱管叫作“色谱柱”，碳酸钙叫作“固定相”，纯净的石
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5.1.2 色谱体系
包括两相（即固定相、移动相）和样品。 • 固定相 在色谱过程中不发生移动。 材料：固体（相）、固体及其所支持的液体。 • 流动相 在色谱过程中不停地移动，并带动被分 离物质一起移动。 材料：气体、液体。 • 样 品 溶质
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色谱法的基本原理
• 色谱法是包括一大类操作方式不同、但分离原理相同的一 门技术，不论采用何种方法或设备、其色谱过程有着如下 共同点：（1）任何色谱过程，都必须有两相物质存在， 一为固定相，一为流动相。（2）物质的分离还必须借助 于流动相相对于固定相移动。（3）被分离的物质称为溶 质，由于各种溶质组分与两相物质有着不同作用力，从而 造成各组分产生差速运动而达到分离目的。
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分离原理
• 在色谱分析中，当流动相携带样品通过色谱的固定 相时，样品分子与固定相分子之间发生相互作用， 使样品分子在流动相和固定相之间进行分配。与固 定相分子作用越大的组分向前移动速度越慢，与固 定相分子作用越小的组分向前移动速度越快，经过 一定的距离后，由于反复多次的分配，使原本性质 （沸点、极性等）差异很小的组分之间可得到很好 的分离。
②制备型色谱：又可分为实验室用制备型色谱和工 业用大型制造纯物质的制备色谱。