色譜

色譜又稱色層法或層析法，是一種物理化學分析方法，它利用不同溶質（樣品）與固定相和流動相之間的作用力（分配、吸附、離子交換等）的差別，當兩相做相對移動時，各溶質在兩相間進行多次平衡，使各溶質達到相互分離。

基本介紹

• 中文名：色譜
• 外文名：color atlas
• 又稱：色層法或層析法
• 性質：物理化學分析方法
• 方式：利用不同溶質（樣品）
• 學科：光學

歷史研究

1906年Tswett 研究植物色素分離時提出色譜法概念；他在研究植物葉的色素成分時，將植物葉子的萃取物倒入填有碳酸鈣的直立玻璃管內，然後加入石油醚使其自由流下，結果色素中各組分互相分離形成各種不同顏色的譜帶。按光譜的命名方式，這種方法因此得名為色譜法。以後此法逐漸套用於無色物質的分離，“色譜”二字雖已失去原來的含義，但仍被人們沿用至今。

色譜

在色譜法中，靜止不動的一相（固體或液體）稱為固定相（stationary phase） ；運動的一相（一般是氣體或液體）稱為流動相（mobile phase）。

分類

柱色譜

為向玻璃管中填入固定相，以流動相溶劑浸潤後在上方倒入待分離的溶液，再滴加流動相，因為待分離物質對固定相的吸附力不同，吸附力大的固著不動或移動緩慢，吸附力小的被流動相溶劑洗下來隨流動相向下流動，從而實現分離。

紙色譜

以濾紙條為固定相，在紙條上點上待分離的混合溶液的樣點，將紙條下端浸入流動相溶劑中懸掛，溶劑因為毛細作用沿濾紙條上升，樣點中的溶質從而被分離。

薄層色譜

是在玻璃板上塗以固定相塗層，然後點樣，下端浸入溶劑，同樣自下而上分離。常用於探索柱色譜實驗條件，溶劑和固定相的選擇等。

常用固定相有石膏、氧化鋁、蔗糖、澱粉等，常用流動相為水、苯等各種有機溶劑。

其他分類方法

色譜法的分類方法很多，最粗的分類是根據流動相的狀態將色譜法分成四大類。

色譜法按流動相種類的分類：

色譜類型	流動相	主要分析對象
氣相色譜法	氣體	揮發性有機物
液相色譜法	液體	可以溶於水或有機溶劑的各種物質
超臨界流體色譜法	超臨界流體	各種有機化合物
電色譜法	緩衝溶液、電場	離子和各種有機化合物

近幾十年色譜作為一種強大的分離技術與MS等檢測手段的聯用得到了極大的發展，GC－MS，HPLC－MS等在興奮劑檢測，食品安全分析等方面套用廣泛，是唯一成熟的分析方法。

色譜

色譜法的套用

色譜法的套用可以根據目的分為製備性色譜和分析性色譜兩大類。

製備性色譜的目的是分離混合物，獲得一定數量的純淨組分，這包括對有機合成產物的純化、天然產物的分離純化以及去離子水的製備等。相對於色譜法出現之前的純化分離技術如重結晶，色譜法能夠在一步操作之內完成對混合物的分離，但是色譜法分離純化的產量有限，只適合於實驗室套用。

分析性色譜的目的是定量或者定性測定混合物中各組分的性質和含量。定性的分析性色譜有薄層色譜、紙色譜等，定量的分析性色譜有氣相色譜、高效液相色譜等。色譜法套用於分析領域使得分離和測定的過程合二為一，降低了混合物分析的難度縮短了分析的周期，是比較主流的分析方法。在中華人民共和國藥典中，共有超過約600種化學合成藥和超過約400種中藥的質量控制套用了高效液相色譜的方法。

色譜柱

色譜柱是進行色譜分析的主要儀器，色譜柱的正確安裝才能保證發揮其最佳的性能和延長使用壽命。 正確的安裝請參考以下步驟：

三種不同型號的色譜柱

步驟1. 檢查氣體過濾器、載氣、進樣墊和襯管等檢查氣體過濾器和進樣墊，保證輔助氣和檢測器的用氣暢通有效。如果以前做過較髒樣品或活性較高的化合物，需要將進樣口的襯管清洗或更換。

步驟2. 將螺母和密封墊裝在色譜柱上，並將色譜柱兩端要小心切平

步驟3. 將色譜柱連線於進樣口上色譜柱在進樣口中插入深度根據所使用的GC儀器不同而定。正確合適的插入能最大可能地保證試驗結果的重現性。通常來說，色譜柱的入口應保持在進樣口的中下部，當進樣針穿過隔墊完全插入進樣口後如果針尖與色譜柱入口相差1-2cm，這就是較為理想的狀態。（具體的插入程度和方法參見所使用GC的隨機手冊）避免用力彎曲擠壓毛細管柱，並小心不要讓標記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細柱接觸摩擦，以防柱身斷裂受損。將色譜柱正確插入進樣口後，用手把連線螺母擰上，擰緊後（用手擰不動了）用扳手再多擰1/4-1/2圈，保證安裝的密封程度。因為不緊密的安裝，不僅會引起裝置的泄漏，而且有可能對色譜柱造成永久損壞。

步驟4. 接通載氣當色譜柱與進樣口接好後，通載氣, 調節柱前壓以得到合適的載氣流速（見下表）。

Psi	15m	25m	30m	50m	100m
0.20mm	10-15	20-30	18-30	40-60	80-120
0.25mm	8-12	13-22	15-25	28-45	55-90
0.32mm	5-10 8-	15	10-20	16-30	32-60
0.53mm	1-2	2-3	2-4	4-8	6-14

以上僅為建議的起始設定，具體數值要依據實際的載氣流速。將色譜柱的出口端插入裝有己烷的樣品瓶中，正常情況下，我們可以看見瓶中穩定持續的氣泡。如果沒有氣泡，就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設定，並檢查一下整個氣路有無泄漏。等所有問題解決後，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱連線埠無溶劑殘留，再進行下一步的安裝。

步驟5. 將色譜柱連線於檢測器上其安裝和所需注意的事項與色譜柱與進樣口連線大致相同。如果在套用中系統所使用的是ECD或NPD等，那么在老化色譜柱時，應該將柱子與檢測器斷開，這樣檢測器可能會更快達到穩定。

步驟6. 確定載氣流量，再對色譜柱的安裝進行檢查注意：如果不通入載氣就對色譜柱進行加熱，會快速且永久性的損壞色譜柱。

步驟7. 色譜柱的老化色譜柱安裝和系統檢漏工作完成後，就可以對色譜柱進行老化了。

對色譜柱升至一恆定溫度，通常為其溫度上限。特殊情況下，可加熱至高於最高使用溫度10-20℃左右，但是一定不能超過色譜柱的溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。當到達老化溫度後，記錄並觀察基線。初始階段基線應持續上升，在到達老化溫度後5-10分鐘開始下降，並且會持續30-90分鐘。當到達一個固定的值後就會穩定下來。如果在2-3小時後基線仍無法穩定或在15-20分鐘後仍無明顯的下降趨勢，那么有可能系統裝置有泄漏或者污染。遇到這樣的情況，應立即將柱溫降到 40℃以下，儘快的檢查系統並解決相關的問題。如果還是繼續的老化，不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩定的基線。

一般來說，塗有極性固定相和較厚塗層的色譜柱老化時間長，而弱極性固定相和較薄塗層的色譜柱所需時間較短。而PLOT色譜柱的老化方法有各不相同。 PLOT柱的老化步驟:HLZ Pora 系列 250℃， 8小時以上Molesieve分子篩 300℃ 12小時Alumina氧化鋁 200℃ 8小時以上由於水在氧化鋁和分子篩PLOT柱中的不可逆吸附，使得這兩種色譜柱容易發生保留行為漂移。

當柱子分離過含有高水分樣品後，需要將色譜柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。

步驟8. 設定確認載氣流速對於 毛細管色譜柱，載氣的種類首選高純度氮氣或氫氣。載氣的純度最好大於99.995%，而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是 毛細管色譜柱，那么依照載氣的平均線速度（cm/sec）,而不是利用載氣流量（ml/min）來對載氣做出評價。因為柱效的計算採用的是載氣的平均線速度。推薦平均線速度值：氮氣：10-12cm/sec 氫氣：20-25cm/sec載氣雜質過濾器在載氣的管線中加入氣體過濾裝置不僅可以延長色譜柱壽命，而且很大程度的降低了背景噪音。建議最好安裝一個高容量脫氧管和一個載氣淨化器。使用ECD系統時，最好能在其輔助氣路中也安裝一個脫氧管。

步驟9. 柱流失檢測在色譜柱老化過程結束後，利用程式升溫作一次空白試驗（不進樣）。一般是以10℃/min從50℃升至最高使用溫度，達到最高使用溫度後保持 10min。這樣我們就會的到一張流失圖。這些數值可能對今後作對比試驗和實驗問題的解決有幫助。在空白試驗的色譜圖中，不應該有色譜峰出現。如果出現了色譜峰，通常可能是從進樣口帶來的污染物。如果在正常的使用狀態下，色譜柱的性能開始下降，基線的信號值會增高。另外，如果在很低的溫度下，基線信號值明顯的大於初始值，那么有可能是色譜柱和　GC系統有污染。其他：色譜柱的保存用進樣墊將色譜柱的兩端封住，並放回原包裝。在安裝時要將色譜柱的兩端截去一部分，保證沒有進樣墊的碎屑殘留於柱中。

注意：當空氣中氫氣的含量在4-10%時，就有爆炸的危險。所以一定要保證實驗室有良好的通風系統。