色谱技术的创始人茨维特
色谱技术的创始人-茨维特
色谱技术在现代科学中的应用
色谱技术已经成为现代化学、 生物学、医学等领域中不可或
缺的分析方法。
在化学领域中，色谱技术被广 泛应用于分离、纯化和鉴定有
机化合物和无机化合物。
在生物学领域中，色谱技术被 用于蛋白质、核酸等生物大分 子的分离和纯化，以及生物样 本中代谢产物的分析。
在医学领域中，色谱技术被用 于药物分析、毒物分析、临床 诊断等方面，为保障人类健康 发挥了重要作用。
重视实验
茨维特强调实验的重要性，他的 这一思想对后来的科学研究产生 了深远的影响，使人们更加注重
实验验证和实践应用。
跨学科研究
茨维特的跨学科研究方法为后来的 科学研究提供了新的思路和方法， 使人们更加注重学科交叉和融合。
勇于探索和创新
茨维特的探索精神和创新精神激励 着后来的科学家不断开拓新的领域， 为科学事业的发展做出了重要贡献。
茨维特的科学思想和创新精神
勇于探索
茨维特不满足于现有的知识和理论，他勇于探索未知领域，不断 开拓新的研究领域。
独立思考
茨维特具有独立思考的精神，他不盲目追随权威，而是坚持自己的 观点和判断。
创新精神
茨维特具有强烈的创新精神，他不断尝试新的实验和理论，为科学 界带来了许多新的思想和发现。
茨维特对后人的影响和启示
茨维特的教育背景和早期工作
1891年进入维也纳大学学习化 学
1898年获得博士学料进行深入研究
茨维特的主要成就和贡献
1900年，茨维特发明了色谱法，并成功分离出多种色 素
茨维特还研究了多种天然色素和染料的化学结构，为现 代有机化学和色谱分析技术的发展做出了重要贡献
色谱技术起源于20世纪初，经历了近 一个世纪的发展，已经成为现代化学、 生物学、医学等领域中不可或缺的分 析方法。
色谱法的由来
色谱法的由来
色谱法起源于20世纪初，1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间洗脱之后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，由一条色带分散为数条平行的色带。
由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带，因此茨维特将这种方法命名为Х，这个单词最终被英语等拼音语言接受，成为色谱法的名称。
汉语中的色谱也是对这个单词的意译。
茨维特并非著名科学家，他对色谱的研究以俄语发表在俄国的学术杂志之后不久，第一次世界大战爆发，欧洲正常的学术交流被迫终止。
这些因素使得色谱法问世后十余年间不为学术界所知，医|学教育网搜集整理直到1931年德国柏林威廉皇帝研究所的库恩将茨维特的方法应用于叶红素和叶黄素的研究，库恩的研究获得了广泛的承认，也让科学界接受了色谱法，此后的一段时间内，以氧化铝为固定相的色谱法在有色物质的分离中取得了广泛的应用，这就是今天的吸附色谱。
色谱基础知识
色谱法分离原理示意图
A＋B
色谱基础知识
进样口
A＋B |一 ＋B
色谱柱
B | A B
检测器
B | 一
| B A
| 峰一 A
B |
时间
峰B
色谱基础知识
一些色谱图相关的术语： 1）色谱图：在分析过程中色谱仪记录下来的检测器 信号随时间变化的曲线。（一般纵坐标为信号值，横 坐标为时间） 2）基线：在不分析状态下色谱仪检测器信号随时间 变化的曲线。 3）色谱峰：在分析过程中，当某一组分流过检测器 时，检测器信号随之产生变化，在谱图上即表现为峰 状，称之为色谱峰。
色谱基础知识
一些色谱图相关的术语
180000
TOP
160000 140000 120000 100000
Demo Chromatogram
80000
60000 40000 20000 0 0 -20000
峰高 峰面积（阴影部 分）
1
2
保留时间
一些色谱图相关的术 语：
以右边谱图中第一个峰为例： 峰高： 284909 uV 峰宽： 约15s (从0.6到0.9min) 峰面积：2043631 uV*s 保留时间：0.76 min
色谱基础知识
正向
检测器
色谱柱
5 放空 6 4
1
2
4
反向
样品气
定量管
检测器
3
3
1 2
载气
色谱柱
分离系统：反吹
色谱基础知识
反吹的典型应用：8通阀进样+反吹 测O2中的CH4-NMHC
7
色谱柱
6
放空
8
样品气
1
定 量 管
HPLC原理
1906年俄国植物化学家茨维特（Tswett）首次提出“色谱法”（Chromotography）和“实验室最常用的P230高效液相色谱仪色谱图”（Chromatogram）的概念。
他在论文中写到：“（原文）一植物色素的石油醚溶液从一根主要装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端加入，沿管滤下，后用纯石油醚淋洗，结果按照不同色素的吸附顺序在管内观察到它们相应的色带，就象光谱一样，称之为色谱图。
”1930年以后，相继出现了纸色谱、离子交换色谱和薄层色谱等液相色谱技术。
1952年，英国学者Martin和Synge 基于他们在分配色谱方面的研究工作，提出了关于气－液分配色谱的比较完整的理论和方法，把色谱技术向前推进了一大步，这是气相色谱在此后的十多年间发展十分迅速的原因。
1958年，基于Moore和Stein的工作，离子交换色谱的仪器化导致了氨基酸分析仪的出现，这是近代液相色谱的一个重要尝试，但分离效率尚不理想。
1960年中后期，气相色谱理论和实践的发展，以及机械、光学、电子等技术上的进步，液相色谱又开始活跃。
到60年代末期把高压泵和化学键合固定相用于液相色谱就出现了HPLC。
1970年中期以后，微处理机技术用于液相色谱，进一步提高了仪器的自动化水平和分析精度。
1990年以后，生物工程和生命科学在国际和国内的迅速发展，为高效液相色谱技术提出了更多、更新的分离、纯化、制备的课题，如人类基因组计划，蛋白质组学有HPLC作预分离等。
特点高效液相色谱法有“三高一广一快”的特点：高效液相色谱HPLC流程示意①高压：流动相为液体，流经色谱柱时，受到的阻力较大，为了能迅速通过色谱柱，必须对载液加高压。
②高效：分离效能高。
可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果，比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。
③高灵敏度：紫外检测器可达0.01ng，进样量在μL数量级。
④应用范围广：百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势。
色谱法导论 hgh
3. 峰底宽度(基线宽度)
W b = 4σ
色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的 函数，它反映了色谱操作条件的动力学因素．
(四) 保留值 1. 时间表示的保留值
①死时间 t M
②保留时间 t R
③调整保留时间 t
′ R
1）、 死时间t0或tM：不被固定相吸附或溶解的组分 流经色谱柱所需的时间。从进样开始到柱后出现 峰最大值所需的时间。 气相色谱—惰性气体（空气、甲烷等）流出 色谱柱所需的时间。 tM
吸附能力不同进行分离。
（3）离子交换色谱： 利用不同组分对离子交换剂
亲和力不同进行分离。
（4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同
的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。
3．按操作形式分类：
柱色谱
填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
（1）柱色谱：
填充柱色谱—固定相填充到柱管内。
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，
组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，
两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定 的，即与色谱过程的热力学性质有关。但是两峰 间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此 重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分
在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过
t V
R R 2 2 2.1 t V R R 1 1
选择因子α
在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准 （s），然后再求其它峰（i）对这个峰的相对保留 值．此时，ri,s可能大于1，也可能小于1．在多元混 合物分析中，通常选择一对最难分离的物质对，将它 们的相对保留值作为重要参数．在这种特殊情况下， 可用符号α表示： tR 2 tR 1
色谱法概述
色谱法概述色谱法是一种重要的分离分析方法，它是利用不同物质在两相中具有不同的分配系数(或吸附系数、渗透性)，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反复分配而实现分离。
在色谱技术中，流动相为气体的叫气相色谱，流动相为液体的叫液相色谱。
固定相可以装在柱内，也可以做成薄层。
前者叫柱色谱，后者叫薄层色谱。
根据色谱法原理制成的仪器叫色谱仪，目前，主要有气相色谱仪和液相色谱仪。
色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。
1905年，他将从植物色素提取的石油醚提取液倒人一根装有碳酸钙的玻璃管顶端，然后用石油醚淋洗，结果使不同色素得到分离，在管内显示出不同的色带，色谱一词也由此得名。
这就是最初的色谱法。
后来，用色谱法分析的物质已极少为有色物质，但色谱一词仍沿用至今，在50年代，色谱法有了很大的发展。
1952年，詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物并提出了塔板理论。
1956年范第姆特总结了前人的经验，提出了反映载气流速和柱效关系的范笨姆特方程，建立了初步的色谱理论。
同年，高莱(Golay)发明了毛细管拄，以后又相继发明了各种检测器，使色谱技术更加完善。
50年代末期，出现了气相色谱和质谱联用的仪器，克服了气相色谱不适于定性的缺点。
则年代，由于检测技术的提高和高压泵的出现，高效液相色谱迅远发展，使得色谱法的应用范围大大扩展。
目前，由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用，使得色谱法已成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。
在这里主要介绍气相色谱分析法。
同时也适当介绍液相色谱法。
气相色谱法的基本理论和定性定量方法也适用于液相色谱法。
其不同之处在液相色谱法中介绍。
典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气，将汽化的样品由汽化室带入色谱柱，在色谱柱中不同组分得到分离，并先后从色谱柱中流出，经过检测器和记录器，这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。
色谱仪通常由下列五个部分组成：载气系统（包括气源和流量的调节与测量元件等）进样系统（包括进样装置和汽化室两部分）分离系统（主要是色谱柱）检测、记录系统（包括检测器和记录器）辅助系统（包括温控系统、数据处理系统等）载气通常为氮、氢和空气，由高压气瓶供给。
色谱基础知识
色谱基础知识
分离系统：色谱柱
色谱基础知识
分子筛柱： 主要用于分离分离永久气体，如He、H2、O2+Ar、N2、CH4、CO等
400000 300000
CH4 O2
MS 6/4 4m MS 1/8" 3m
200000
N2
H2
100000
CO
0
Minutes
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
-100000
色谱基础知识
色谱基础知识
几个基本概念： Chromatography：色谱法，一种分离和分析的方法 Chromatograph： 色谱仪，以色谱法为原理的分析仪器 Chromatogram： 色谱图，色谱仪生成的分析结果
色谱基础知识
Chromatography 色谱法：
色谱法是一种分离和分析方法，又叫层析法，它利 用不同物质在不同相态间的选择性分配，以流动相对 固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会 以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。
7
S2
10
6
R2
9
IN2
ANALYSIS
D
OUT2
B
OUT1
TCD DETECTOR
S2
S1
R2
R1
E
A – 参比气入口 B – 参比气出口 C – 测量气入口 D – 测量气出口 E – 测量室
C
IN2
A
IN1
热导检测器 Thermal Conductive Detector
色谱基础知识
色谱基础知识
保留时间是色谱法定性的依据。
液相色谱法知识点详解
2.纸色谱法（paper chromatography）
纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体， 把试样点在滤纸上， 然后用溶剂展开，各 组分在滤纸的不同位 置以斑点形式显现， 根据滤纸上斑点位置 及大小进行定性和定 量分析。
1.吸附色谱法 ( adsorption chromatography )
利用吸附剂表面对不同组分物理吸附 性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附 色谱法。
2.分配色谱法 ( partition chromatography )
利用固定液对不同组分分配性能的差别 而使之分离的色谱法称为分配色谱法。
§2 气相色谱的基本理论
容量因子k决定于组分及固定相的热力学性质
，随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相
及固定相的体积有关。 分配系数比(α):
k K Vs Vm
K2 k2 t'R2
K1 k1 t'R1
t’R2≠t’R1是混合物分离的首要条件
小结：
（1）色谱条件一定时，K或k值越大 ，则组分的保留值也越大。
（2） 两个组分的K或 k值相等，
基线宽度Wb=4
色谱流出曲线的意义
由色谱流出曲线可以实现以下目的：
（1）根据色谱峰的数目，可以判断试样中 所含组分的最少个数。
（2）根据色谱峰的保留值进行定性分析。 （3）依据色谱峰的面积或峰高进行定量分
析。
（4）依据色谱峰的保留值以及峰宽评价色 谱柱的分离效能。
7、分配系数和容量因子
1. 分配系数（distribution coefficient）
色谱百年大回顾
色谱100年回顾点滴（1）色谱奠基人茨维特虽然色谱分析在茨维特之前有一些点滴的发现，如1850年龙格(F．F．Lunge)观察到将一滴染料混合物溶液点滴到吸墨纸上时会扩散成一层层的圆形环。
申拜恩（C.F. Schoenbein）在1861年注意到如果把一滴无机盐混合溶液点满在一张滤纸上，那么各种盐分会以不同的速度向四周扩散成层。
德伊(D．T Day)在1897年和克利特卡(S. K．Kritka)在1900年出发现把石油简单地通过碳酸钙的细粉柱时，它就会被分成不同部分。
但是首先认识到这种色谱分离现象和分离方法大有可为的是俄国的植物学家获维特（Цвет），获维特在1872年5月14日生于意大利阿斯蒂,1919年6月26日卒于苏联沃罗涅日。
1896年获日内瓦大学哲学博士学位后，全家移居俄国。
1901年获喀山大学植物学学士学位。
1902年任华沙大学讲师，1907年任兽医学院教授，1908年任华沙理工大学教授。
茨维特应用化学方法研究细胞生理学。
1900年他在树叶中发现了两种类型的叶绿素：叶绿素a和叶绿素b，后来又发现了叶绿素c,并分离出纯的叶绿素。
他最重大的贡献是发明分析化学和有机化学中极重要的实验方法──色谱法。
他的第一篇关于色谱法的论文发表在1903年华沙的《生物学杂志》上。
1906～1910年的论文都发表在德国的《植物学杂志》上。
在这几篇论文中，他详细地叙述了利用自己设计的色谱分析仪器，分离出胡萝卜素、叶绿素和叶黄素。
色谱100年回顾扎记（2）库恩(R. Kuhn) 对液固吸附色谱的贡献茨维特的试验虽然意义很大，但并没有立即得到当时化学界的重视．经过二十五年后，直到1931年，奥地利化学家R．库恩(Richard Kuhn，1900-1967)等利用和发展了茨维特的色谱法。
类胡萝卜素是一种成分十分复杂的色素，存在于多种植物和动物脂肪中，所以也叫做脂色素。
1831年Wackenroder首次分离出类胡萝卜素，是从类胡萝卜中提取出来的一种赤红色结晶，此后又从植物绿叶中分离出类萝卜素。
气相色谱基本原理、相关知识
５.在柱垫圈上端以上留出柱4-6mm，用打印机改正液在柱螺 母下作标记．
６.将柱插入进样口，把螺帽和垫圈上部的柱子滑向进样口 底部．用手指拧紧柱螺帽直至柱被固定．
７.调节柱位置,使柱上改正液标记正好在柱螺帽底部.
８.拧紧螺帽1/4-1/2圈,用轻微的力部能将柱从接头上拉下.
９.在检测器上安装毛细管柱 其步骤与进样口相同，但是在柱垫圈上端以上留出的距离不 一样（ＦＩＤ：４８mm） 注意：如果在应用中系统所使用的是ＥＣＤ或是ＮＰＤ等， 那么在老化色谱柱时，不接检测器。
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
分流比设置问题
进样口的日常维护
更换隔垫
清洗或更换进样针
进行泄漏测试和维修
清洗或更换衬管/内插件 更换O-形环 清洗或更换分流平板和金属垫片(SSI)
２.气化室
为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要求
气化室热容量大，并不使样品分解。为了尽量减少柱前谱峰
进样口类型：
1)分流/不分流进样口 (SSI) 2)隔垫吹扫填充柱进样口 (PPI) 3)冷柱头进样口
4)程序升温汽化进样口 (PTV):进样口的加热丝可程序升温， 适合多组分难分离的物质分离
5)顶空进样 6)微相固萃取进样
SSI 分流模式流路图
SSI 不分流模式流路图
ＳＳＩ分流流量计算
隔垫吹扫填充进样口
变宽，气化室的死体积应尽可能小。常用金属块制成汽化室、
外套加热块，为消除金属表面的催化作用，在汽化室管内有 石英衬管,衬管有分流与不分流之分。衬管是可以清洗的。
３.分离系统：
分离系统是指把混合样品中各组分分离的装置，它由 色谱柱组成
色谱柱的分类：
GC基础知识
定义
色谱法：利用组分在两相间分配系数不 同而进行分离的技术
流动相：携带样品流过整个系统的流体 固定相：静止不动的一相，色谱柱
色谱流出曲线和术语
由色谱流出曲线可以实现
1.依据色谱峰的保留值进行定性 分析； 2.依据色谱峰的面积或峰高进行 定量分析； 3. 依据色谱峰的保留值以及区域 宽度评价色谱柱的分离效能
第七部分 定量分析方法
色谱定量分析 色谱定量分析
定量分析： 定量分析： 以峰高或峰面积定量
峰高法和峰面积法的选择
在色谱定量分析中，选用峰高法还是选用峰面积法， 主要取决于在检测器的线性范围内，峰高和峰面积测量的 准确性和重复性。 在分离度较好，色谱峰形较好，峰面积可以准确测量 时，以峰面积法定量为好。特别是在气相色谱使用程序升 温和液相色谱用多元梯度洗脱时，最好使用峰面积法定量。 但当分离度不好，峰形不好（如严重拖尾）时，峰面积测 量引起的误差较大，此时，峰高法定量较好。保留时间短 的色谱峰峰形较尖（峰尾宽较小），峰高测定较峰面积测 定准确，宜用峰高法定量，而保留时间长的色谱峰峰形较 宽(峰尾宽较大)，此时峰面积测定较峰高测定准确，宜用 峰面积法定量。
FID检测原理
FID结构示意图 FID结构示意图
电子捕获检测器(ECD)检测原理 电子捕获检测器(ECD)检测原理
ECD检测器结构 ECD检测器结构
火焰热离子化检测器(FTD)检测原 火焰热离子化检测器(FTD)检测原 理和结构
火焰光度检测器(FPD)检测原理 火焰光度检测器(FPD)检测原理
GC基础知识 GC基础知识
2008-09-01
安徽国星质检科编制
版权所有, 版权所有,违者必究
第一部分 色谱原理和基本构成
色谱的由来及发展
纸色谱
按固定相形态分类
薄层色谱
玻璃板涂固定相，点样，用适当的展
开剂（流动相）进行展开。薄层色谱 法成本低廉操作简单，被用于对样品 的粗测、对有机合成反应进程的检测 等用途。
柱色谱
GC：主பைடு நூலகம்
色谱柱内装
固定相，试 样吸附于柱 顶端 ，流 动相通过色 谱柱向下移 动。柱色谱 法被广泛应 用于混合物 的分离。
要分析对 象为挥发 性有机物。
HPLC：
几乎遍 及定量 定性分 析的各 个领域。
二、实验原理 ：
纸色谱法 固定相
以纸作为载体的色谱法。
滤纸纤维可以吸附25%～30%的 水分，其中6～7%的水分和滤 纸结构中的羟基以氢键结合。
流动相/展开剂
不与水混溶的有机溶剂。
各组分在两相间的分配系数不同，随流动相（展 开剂）迁移的速率不同，最后形成互相分离的斑点， 达到分离的目的。
思考： 组分在滤纸上的迁移速率用什么表示？
比移值RF
即溶质的移动距离与流动相移动距离之比
亲水性
分配 系数
迁移 速率
极性
Rf值
三、实验用品
仪器：色谱滤纸（3.5*14.5cm)、铁架台、
电吹风、毛细管、大试管、大头针、移 液管、喉头喷雾器、铅笔、直尺、洗耳 球。
试剂：甘氨酸（2g/L）、亮氨酸
纸色谱中，为什么试样起始线不 能浸泡在展开剂中？ 氨基酸
根据Rf鉴别出A,B溶液分别是什么
2.点样：
用两支点样毛细管分别吸取供试品(甘氨 酸溶液、亮氨酸溶液)在A、B原点处分别 连续点样三次。(点样后需吹干，再点第 二、第三次，每次都要点在同一位置 上。)
注意事项：
Ａ．展开剂如果出现分层现象，应取上层液体（水饱和的溶 剂） 。以防止在展开过程中将固定相的水带走一部分或全部，影 响分离效果和重现性。 B．操作过程中手指不可触摸到起始线以上的部分，以免手上 的汗液和油脂玷污滤纸。 C．铅笔轻画，点样轻触，点样量不宜大，样点直径一般为 2mm~4mm,以防拖尾现象。
色谱法起源于20世纪初
色谱法起源于20世纪初，1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液，经过一段时间洗脱之后，植物色素在碳酸钙柱中实现分离，由一条色带分散为数条平行的色带。
由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带，因此茨维特将这种方法命名为Хроматография，这个单词最终被英语等拼音语言接受，成为色谱法的名称。
汉语中的色谱也是对这个单词的意译。
茨维特并非著名科学家，他对色谱的研究以俄语发表在俄国的学术杂志之后不久，第一次世界大战爆发，欧洲正常的学术交流被迫终止。
这些因素使得色谱法问世后十余年间不为学术界所知，直到1931年德国柏林威廉皇帝研究所的库恩将茨维特的方法应用于叶红素和叶黄素的研究，库恩的研究获得了广泛的承认，也让科学界接受了色谱法，此后的一段时间内，以氧化铝为固定相的色谱法在有色物质的分离中取得了广泛的应用，这就是今天的吸附色谱M.С.（MихаилСемёновичЦвет）（1872～1919）俄国植物生理学家和化学家。
1872年5月14日生于意大利阿斯蒂,1919年6月26日卒于苏联沃罗涅日。
1896年获日内瓦大学哲学博士学位后，全家移居俄国。
1901年获喀山大学植物学学士学位。
1902年任华沙大学讲师，1907年任兽医学院教授，1908年任华沙理工大学教授。
茨维特应用化学方法研究细胞生理学。
1900年他在树叶中发现了两种类型的叶绿素：叶绿素a和叶绿素b，后来又发现了叶绿素c,并分离出纯的叶绿素。
他最重大的贡献是发明分析化学和有机化学中极重要的实验方法——色谱法。
他的第一篇关于色谱法的论文发表在1903年华沙的《生物学杂志》上。
1906～1910年的论文都发表在德国的《植物学杂志》上。
在这几篇论文中，他详细地叙述了利用自己设计的色谱分析仪器，分离出胡萝卜素、叶绿素和叶黄素。
由于他的论文发表在不大知名的期刊上，所以当时没有引起化学界的注意。
俄国植物学家茨维特——%20色谱法PPT%20ppt
HPLC
流出体积:检测到某种成分时流出的流动相的体积 其它条件固定,对某物质有特定值
按原理分类:
吸附色谱:
分配色谱:分配定律 离子交换色谱: 亲和色谱:利用生物的特异性 凝胶(过滤)色谱：Gel Chromatography 根据多孔型凝胶网眼孔径的不同将物质进 行分离.
§7.7 色谱法
1903年，俄国植物学家茨维特 植物叶子的色素;石油醚 CaCO3,长玻璃管;吸附作用微小的差异
可以画图
叶绿素A,叶绿素B,叶黄素和胡萝卜素: 叶绿素 色带,色谱,色层 科研的原创性
电子计算机/电脑;红楼梦现象;沙漠治理;瓶子盛水插枝;
按流动相状态分为气相色谱和液相色谱
气相色谱仪Gas Chromatography可以放实验CAI中的录象，事先试电脑
ln M a bV
要求使用坐标纸或者计算器程序.
本章完
亲和色谱
凝胶色谱
凝胶色谱 Gel Chromatography 流出体积V:
检测到某种成分时流出的流动相的体积
其它条件固定,对某物质有特定值. 本小节完
例如,有V
或者
ln V a b ln M
习题:P353,7-14
a,b为常数;V—ml; M---kg/mol
高效液相色谱法 High Performance Liquid Chromatography HPLC
概述
高效液相色谱法（HPLC）是20世纪60 年代末70年代初发展起来的一种新型分离分析 技术，随着不断改进与发展，目前已成为应用 极为广泛的化学分离分析的重要手段。它是在 经典液相色谱基础上，引入了气相色谱的理论， 在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏 度检测器，因而具备速度快、效率高、灵敏度 高、操作自动化的特点。
色谱技术的创始人茨维特
主要贡献
茨维特应用化学方法研究细胞生理学 首先，1900年他在树叶中发现了 两种类型的叶绿素：叶绿素a和叶绿 素b，后来又发现了叶绿素c,并分离 出纯的叶绿素 。
叶绿素a和b
色谱技术的创始人——
生平简介
• 茨维特（1872~1919）
• Michael Semenovich Tswett
• 俄国植物生理学家和化学家，1872年5月14 日出生于意大利北部小镇阿斯蒂
• 1919年学博士学位后，全 家移居俄国
正是由于种种原因，导致茨维特的色谱法 在文献中埋没了25年之久，才最终得到科学 界的广泛接受。
色谱法的进一步发展
随即，瑞士的P.Karrer和L.S.Ruzicka， 匈牙利的L.Zechmeister等科学家迅速掌握 了这项技术，在天然有机化合物的研究中 取得了极为丰硕的成果，并进一步推动了 色谱技术的发展。Karrer在1937年，Kuhn 在1938年，Ruzicka在1939年相继获得诺贝 尔化学奖。从此以后，色谱法得到了普遍 的公认，成为20世纪最重要，有效的分离 方法。
3、色谱分离过程的机制 吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱（凝胶色谱）
色谱技术最初仅仅是作为一种分离手段 ,直到 20 世纪 50 年代 ,随着生物技术的迅猛发展 ,人们才开始把这种分离手段 与检测系统连接起来 ,成为在环境、 生化药物、 精细化工产 品分析等生命科学和制备化学领域中广泛应用的物质分离分析 的一种重要手段。
在这次会议上，茨维特对柱色谱的基本原理进行了清楚 的描述
茨维特的描述
“以菊粉为吸附剂 ,将色素提取液通过吸附剂 粉末进行过滤 ,由此观察到的吸附现象是非常有趣 的。最初从柱子底部小口流出一种无色液体 ,随后 流出黄色液体(胡萝卜素) ,在菊粉柱的顶部形成一 条亮绿色的环 ,少顷 ,在柱的下部又出现了一个非 常清晰的黄色环。然后 ,用纯石油醚淋洗菊粉柱 , 黄色环和绿色环显著变宽 ,并向柱下移动。如果柱 子不是太长 ,那么 ,黄色环可能下移到柱底的开口 , 从而流出黄色的石油醚溶液。绿色环内也存在差 异 ,深蓝绿色在环的下部 ,黄绿色的环的上部。”
生物色谱技术
18
亲和色谱的洗脱方式
阶梯式梯度
线性梯度
19
影响洗脱过程的因素
1. 离子强度：提高离子强度，亲和作用减弱或完全破坏。
2. pH值：在适当的pH下，亲和结合作用较高，在其它pH下 ， 亲和作用减弱或完全破坏。
3. 离液剂：脲和盐酸胍的存在可减弱亲和作用。
2. 附着在细菌的鞭毛上，让其活动性减弱，并且更容易被巨噬细
胞吞噬.
13
亲和色谱纯化抗体原理
14
亲和色谱分离示意图
15
亲和色谱的固定相
载体
固定相
间隔臂 配体
1. 载体 （support，又称基体matrix）
无机氧化物：SiO2、Al2O3、ZrO3 生物聚合物：纤维素、聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖、葡聚糖等。
2R-SO3H+Ca2+----(R-SO3)2Ca+2H+
硬水软化原理
30
离子交换色谱
阴离子交换树脂 大都含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH2)或亚胺基
(-NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各 种阴离子起交换作用。
R-N(CH3) 3OH+Cl- ----RN(CH3) 3Cl+OH-
色谱法
Chromatography Inventor
M. S. Tswett(茨维特)
1903 – Mikhail Tswett defines the
Science of Chromatography
4
生物色谱法
生物色谱法（Biochromatography）是20世纪80年 代中后期问世，由生命科学与色谱分离技术交叉形成的 一种极具发展潜力的新兴色谱技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
色谱技术最初仅仅是作为一种分离手段 ,直到 20 世纪 50 年代 ,随着生物技术的迅猛发展 ,人们才开始把这种分离手段 与检测系统连接起来 ,成为在环境、 生化药物、 精细化工产 品分析等生命科学和制备化学领域中广泛应用的物质分离分析 的一种重要手段。
原理的提出
随后，茨维特进行了一系列的模拟实验，并提出”有可能建 立一种以吸附为基础的分离物质的新方法“。
1903年3月21日 ,在华沙自然科学家协会生物学家分会举 行的会议上 ,茨维特作了 “一种新型吸附现象及其在生物化 学分析中的应用” 的演讲 ,公布了他对100多种无机和有机 吸附剂的研究结果。
1907 年 ,他还在德国植物学会举行的一次会议上 ,还 演示了色谱技术。
虽然如此，但是在接下来的20多年时间内， 茨维特的新方法并没有得到科学界的重视。 其主要原因是德国著名化学家威尔斯泰特对 色谱法的排斥和不信任。在当时，威尔斯泰 特是植物色素特别是叶绿素化学领域的权威。 1915年，因为在“叶绿素化学领域的卓越贡 献”而获得诺贝尔奖。
目前几乎在所有的领域都涉及到色谱法及其相关技术的应 用 ,色谱技术的应用日益普遍 ,色谱技术在科学研究和工业生 产中发挥着越来越重?wtp=tt 【2】刘桂荣：《色谱技术研究进展及应用》，载《山西化工》，2006年2月第26卷 第1期。 【3】张清建：《茨维特：色谱技术的创始人》，载《自然辩证法通讯》，1999年第 2期，总120期。 【4】张清建：《茨维特色谱技术缘何被埋没一段时间》，载《化学通报》，2001年 12期。 【5】Sakodynskii K I. J . Chromatogr. ,19amp;ct=201326592&lm=1&cl=2&word=%B4%C92&cl=2&lm=1&fr=&pv=&word=%C9%AB%C6%D7%B7%D6%CE%F6%D2%C7&z=0
色谱法的发现与茨维特在俄国科学院进行的硕士论文有着密切
的关系，他在研究中观察到，石油醚极易溶解离析态的叶绿素和 相关色素，但不能直接从植物叶中提取出色素，,而乙醇(甚至在其 它溶剂中加入少量乙醇)则很容易直接提取出植物叶中的色素。。 他认为 ,这种现象并不是由于叶绿素 “不溶于” 石油醚而 “溶” 于乙醇 ,也不是由于叶绿素在乙醇提取过程中发生了化学变化而溶 解 , “很可能是由于植物组织的分子力的干扰 ,即是说是由于吸附。 石油醚对色素的溶解力小于植物组织的吸附力 ,而这种吸附力能被 某些其它溶剂如乙醇所克服因此 ,即使在石油醚中加入少量无水乙 醇也能将所有的色素提取出来”。
色谱技术的创始人——
生平简介
• 茨维特（1872~1919）
• Michael Semenovich Tswett
• 俄国植物生理学家和化学家，1872年5月14 日出生于意大利北部小镇阿斯蒂
• 1919年6月26日卒于苏联沃罗涅日
学术生涯
• 1896年获日内瓦大学哲学博士学位后，全 家移居俄国
• 1901年获喀山大学植物学学士学位 • 1902年任华沙大学讲师 • 1907年任兽医学院教授 • 1908年任华沙理工大学教授
主要贡献
茨维特应用化学方法研究细胞生理学 首先，1900年他在树叶中发现了 两种类型的叶绿素：叶绿素a和叶绿 素b，后来又发现了叶绿素c,并分离 出纯的叶绿素 。
叶绿素a和b
在这次会议上，茨维特对柱色谱的基本原理进行了清楚 的描述
茨维特的描述
“以菊粉为吸附剂 ,将色素提取液通过吸附剂 粉末进行过滤 ,由此观察到的吸附现象是非常有趣 的。最初从柱子底部小口流出一种无色液体 ,随后 流出黄色液体(胡萝卜素) ,在菊粉柱的顶部形成一 条亮绿色的环 ,少顷 ,在柱的下部又出现了一个非 常清晰的黄色环。然后 ,用纯石油醚淋洗菊粉柱 , 黄色环和绿色环显著变宽 ,并向柱下移动。如果柱 子不是太长 ,那么 ,黄色环可能下移到柱底的开口 , 从而流出黄色的石油醚溶液。绿色环内也存在差 异 ,深蓝绿色在环的下部 ,黄绿色的环的上部。”
分离原理
依据不同物质在流动相中与固定 相的相互作用的不同而产生不同 的分配率，经过多次分 配而达 到混合物的分离的目的。
分类
1、按流动相的物态：气相色谱法，液相色谱法 按固定相的物态：气固色谱（固定相为固定吸附剂） 气液色谱（固定相为涂在固体担 体上的或毛细管壁上的液体） 液固色谱 液液色谱
2、按固定相使用的形式：柱色谱，纸色谱，薄层色谱
然而，茨维特在1903年的演讲报告，直到两年后才 在俄国的一家地方刊物上发表，并没有产生大的影响。
1906年6～7月间 ,茨维特向 《德国植物学报》 连续投 寄了两篇论文 “叶绿素的物理化学研究” 和“吸附分析 与色谱法”,详细描述了他创立的新方法以及在叶绿素化 学上的应用。 “色谱” 一词最早出现在这两篇论文中。
叶绿素c
茨维特一生中最大的贡献—— 发明分析化学和有机化学中极其重要的实验
方法，也是20世纪最重要的分离方法——
色谱法
在华沙的14年中 ,茨维特对叶绿素进行了广泛深入的研究。 1903年，他在华沙的《生物学杂志》上发表了他的第一篇 关于色谱法的论文。在随后的1906~1910年，他又发表了 几篇论文在德国的《植物学杂志》上。在这几篇论文中， 他详细地叙述了利用自己设计的色谱分析仪器，分离出胡 萝卜素、叶绿素和叶黄素 。
正是由于种种原因，导致茨维特的色谱法 在文献中埋没了25年之久，才最终得到科学 界的广泛接受。
色谱法的进一步发展
随即，瑞士的P.Karrer和L.S.Ruzicka， 匈牙利的L.Zechmeister等科学家迅速掌握 了这项技术，在天然有机化合物的研究中 取得了极为丰硕的成果，并进一步推动了 色谱技术的发展。Karrer在1937年，Kuhn 在1938年，Ruzicka在1939年相继获得诺贝分离 方法。