色譜法(書名)

色譜法（chromatography）又稱“色譜分析”、“色譜分析法”、“層析法”，是一種分離和分析方法，在分析化學、有機化學、生物化學等領域有著非常廣泛的套用。

基本介紹

• 中文名：色譜法
• 外文名：chromatography
• 又稱：色譜分析”、“色譜分析法”等
• 定義：一種分離和分析方法
• 套用領域：分析化學、有機化學、生物化學等
• 創始人：理察·辛格，阿切爾·馬丁
• 學科：色譜學

相關內容

色譜法利用不同物質在不同相態的選擇性分配，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，混合物中不同的物質會以不同的速度沿固定相移動，最終達到分離的效果。色譜法起源於20世紀初，1950年代之後飛速發展，並發展出一個獨立的三級學科-色譜學。1952年英國科學家阿切爾·馬丁（Archer JohnPorter Martin 1910~）、理察·辛格（Richard LaurenceMillington Synge ,1914-）因發明分配色譜分離法而共同獲得諾貝爾化學獎，此外，色譜分析方法還在12項獲得諾貝爾化學獎的研究工作中起到關鍵作用。

薄層色譜

歷史

色譜法從二十世紀初發明以來，經歷了整整一個世紀的發展到今天已經成為最重要的分離分析科學，廣泛地套用於許多領域，如石油化工、有機合成、生理生化、醫藥衛生、環境保護，乃至空間探索等。將一滴含有混合色素的溶液滴在一塊布或一片紙上，隨著溶液的展開可以觀察到一個個同心圓環出現，這種層析現象雖然古人就已有初步認識並有一些簡單的套用，但真正首先認識到這種層析現象在分離分析方面具有重大價值的是俄國植物學家Tswett。Tswett關於色譜分離方法的研究始於1901年，兩年後他發表了他的研究成果"一種新型吸附現象及其在生化分析上的套用，提出了套用吸附原理分離植物色素的新方法。三年後，他將這種方法命名為色譜法（Chromatography），很顯然色譜法 （Chromatography）這個詞是由希臘語中”色“的寫法（chroma）和”書寫“(graphein)這兩個詞根組成的，派生詞有chromatograph（色譜儀），chromatogram（色譜圖），chromatographer（色譜工作者）等。由於Tswett的開創性工作，因此人們尊稱他為"色譜學之父"，而以他的名字命名的Tswett獎也成為了色譜界的最高榮譽獎。色譜法發明後的最初二三十年發展非常緩慢。液-固色譜的進一步發展有賴於瑞典科學家Tiselius（1948年Nobel Chemistry Prize獲得者）和Claesson的努力，他們創立了液相色譜的迎頭法和頂替法。分配色譜是由著名的英國科學家Martin和Synge創立的，他們因此而獲得1952年的諾貝爾化學獎。1941年，Martin和Synge採用水分飽和的矽膠為固定相，以含有乙醇的氯仿為流動相分離乙醯基胺基酸，他們在這一工作的論文中預言了用氣體代替液體作為流動相來分離各類化合物的可能性。1951年，Martin和James報導了用自動滴定儀作檢測器分析脂肪酸，創立了氣-液色譜法；1958年，Golay首先提出了分離效能極高的毛細管柱氣相色譜法，發明了玻璃毛細管拉制機，從此氣相色譜法超過最先發明的液相色譜法而迅速發展起來，今天常用的氣相色譜檢測器也幾乎是在五十年代發展起來的。七十年代發明了石英毛細管柱和固定液的交聯技術。隨著電子技術和計算機技術的發展氣相色譜儀器也在不斷發展完善中，到現在最先進的氣相色譜儀已實現了全自動化和計算機控制，並可通過網路實現遠程診斷和控制。

色譜儀

色譜圖

起源

色譜法起源於20世紀初，1906年俄國植物學家米哈伊爾·茨維特用碳酸鈣填充豎立的玻璃管，以石油醚洗脫植物色素的提取液，經過一段時間洗脫之後，植物色素在碳酸鈣柱中實現分離，由一條色帶分散為數條平行的色帶。由於這一實驗將混合的植物色素分離為不同的色帶，因此茨維特將這種方法命名為Хроматография，這個單詞最終被英語等拼音語言接受，成為色譜法的名稱。漢語中的色譜也是對這個單詞的意譯。

色譜法

茨維特並非著名科學家，他對色譜的研究以俄語發表在俄國的學術雜誌之後不久，第一次世界大戰爆發，歐洲正常的學術交流被迫終止。這些因素使得色譜法問世後十餘年間不為學術界所知，直到1931年德國柏林威廉皇帝研究所的庫恩將茨維特的方法套用於葉紅素和葉黃素的研究，庫恩的研究獲得了廣泛的承認，也讓科學界接受了色譜法，此後的一段時間內，以氧化鋁為固定相的色譜法在有色物質的分離中取得了廣泛的套用，這就是今天的吸附色譜。

分配色譜的出現和色譜方法的普及

1938年阿切爾·約翰·波特·馬丁和理察·勞倫斯·米林頓·辛格準備利用胺基酸在水和有機溶劑中的溶解度差異分離不同種類的胺基酸，馬丁早期曾經設計了逆流萃取系統以分離維生素，馬丁和辛格準備用兩種逆向流動的溶劑分離胺基酸，但是沒有獲得成功。後來他們將水吸附在固相的矽膠上，以氯仿沖洗，成功地分離了胺基酸，這就是現在常用的分配色譜。在獲得成功之後，馬丁和辛格的方法被廣泛套用於各種有機物的分離。1943年馬丁以及辛格又發明了在蒸汽飽和環境下進行的紙色譜法。

氣相色譜和色譜理論的出現

1952年馬丁和詹姆斯提出用氣體作為流動相進行色譜分離的想法，他們用硅藻土吸附的矽酮油作為固定相，用氮氣作為流動相分離了若干種小分子量揮發性有機酸。

氣相色譜議

氣相色譜的出現使色譜技術從最初的定性分離手段進一步演化為具有分離功能的定量測定手段，並且極大的刺激了色譜技術和理論的發展。相比於早期的液相色譜，以氣體為流動相的色譜對設備的要求更高，這促進了色譜技術的機械化、標準化和自動化；氣相色譜需要特殊和更靈敏的檢測裝置，這促進了檢測器的開發；而氣相色譜的標準化又使得色譜學理論得以形成色譜學理論中有著重要地位的塔板理論和Van Deemter方程，以及保留時間、保留指數、峰寬等概念都是在研究氣相色譜行為的過程中形成的。

高效液相色譜

1960年代，為了分離蛋白質、核酸等不易汽化的大分子物質，氣相色譜的理論和方法被重新引入經典液相色譜。1960年代末科克蘭、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人開發了世界上第一台高效液相色譜儀，開啟了高效液相色譜的時代。高效液相色譜使用粒徑更細的固定相填充色譜柱，提高色譜柱的塔板數，以高壓驅動流動相，使得經典液相色譜需要數日乃至數月完成的分離工作得以在幾個小時甚至幾十分鐘內完成。

高效液相色譜儀

1971年科克蘭等人出版了《液相色譜的現代實踐》一書，標誌著高效液相色譜法（HPLC）正式建立。在此後的時間裡，高效液相色譜成為最為常用的分離和檢測手段，在有機化學、生物化學、醫學、藥物開發與檢測、化工、食品科學、環境監測、商檢和法檢等方面都有廣泛的套用。高效液相色譜同時還極大的刺激了固定相材料、檢測技術、數據處理技術以及色譜理論的發展。

分類

按兩相狀態　

·氣固色譜法

·氣液色譜法

·液固色譜法

·液液色譜法

按固定相的幾何形式　·柱色譜法(column chromatography)

柱色譜法是將固定相裝在一金屬或玻璃柱中或是將固定相附著在毛細管內壁上做成色譜柱，試樣從柱頭到柱尾沿一個方向移動而進行分離的色譜法。

柱色譜法

·紙色譜法（paper chromatography）

紙色譜法是利用濾紙作固定液的載體，把試樣點在濾紙上，然後用溶劑展開，各組分在濾紙的不同位置以斑點形式顯現，根據濾紙上斑點位置及大小進行定性和定量分析。

·薄層色譜法(thin-layer chromatography,TLC)

薄層色譜法是將適當粒度的吸附劑作為固定相塗布在平板上形成薄層，然後用與紙色譜法類似的方法操作以達到分離目的。

按分離原理　

按色譜法分離所依據的物理或物理化學性質的不同，又可將其分為：

吸附色譜法：利用吸附劑表面對不同組分物理吸附性能的差別而使之分離的色譜法稱為吸附色譜法。適於分離不同種類的化合物（例如，分離醇類與芳香烴）。

分配色譜法：利用固定液對不同組分分配性能的差別而使之分離的色譜法稱為分配色譜法。

離子交換色譜法：利用離子交換原理和液相色譜技術的結合來測定溶液中陽離子和陰離子的一種分離分析方法，利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜主要是用來分離離子或可離解的化合物。它不僅廣泛地套用於無機離子的分離，而且廣泛地套用於有機和生物物質，如胺基酸、核酸、蛋白質等的分離。

尺寸排阻色譜法：是按分子大小順序進行分離的一種色譜方法，體積大的分子不能滲透到凝膠孔穴中去而被排阻，較早的淋洗出來；中等體積的分子部分滲透；小分子可完全滲透入內，最後洗出色譜柱。這樣，樣品分子基本按其分子大小先後排阻，從柱中流出。被廣泛套用於大分子分級，即用來分析大分子物質相對分子質量的分布。

親和色譜法：相互間具有高度特異親和性的二種物質之一作為固定相，利用與固定相不同程度的親和性，使成分與雜質分離的色譜法。例如利用酶與基質（或抑制劑）、抗原與抗體，激素與受體、外源凝集素與多糖類及核酸的鹼基對等之間的專一的相互作用，使相互作用物質之一方與不溶性擔體形成共價結合化合物，用來作為層析用固定相，將另一方從複雜的混合物中選擇可逆地截獲，達到純化的目的。可用於分離活體高分子物質、過濾性病毒及細胞。或用於對特異的相互作用進行研究。

原理

色譜過程的本質是待分離物質分子在固定相和流動相之間分配平衡的過程，不同的物質在兩相之間的分配會不同，這使其隨流動相運動速度各不相同，隨著流動相的運動，混合物中的不同組分在固定相上相互分離。根據物質的分離機制，又可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等類別。

吸附色譜

吸附色譜利用固定相吸附中心對物質分子吸附能力的差異實現對混合物的分離，吸附色譜的色譜過程是流動相分子與物質分子競爭固定相吸附中心的過程

吸附色譜的分配係數表達式如下：

K_a =\frac{[X_a]}{[X_m]}

其中[Xa]表示被吸附於固定相活性中心的組分分子含量，[Xm]表示游離於流動相中的組分分子含量。分配係數對於計算待分離物質組分的保留時間有很重要的意義。

分配色譜

分配色譜利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實現分離。分配色譜的固定相一般為液相的溶劑，依靠圖布、鍵合、吸附等手段分布於色譜柱或者擔體表面。分配色譜過程本質上是組分分子在固定相和流動相之間不斷達到溶解平衡的過程。

分配色譜的狹義分配係數表達式如下：

K=\frac=\frac{X_s/V_s}{X_m/V_m}

式中Cs代表組分分子在固定相液體中的溶解度，Cm代表組分分子在流動相中的溶解度。

離子交換色譜　

離子色譜分析法出現在20世紀70年代，80年代迅速發展起來，以無機、特別是無機陰離子混合物為主要分析對象。

離子色譜分析法

離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂，樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心，待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換，形成離子交換平衡，從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心，並隨著流動相的運動而運動，最終實現分離。

離子交換色譜的分配係數又叫做選擇係數，其表達式為：

K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}

其中[RX + ]表示與離子交換樹脂活性中心結合的離子濃度，[X + ]表示游離於流動相中的離子濃度。

凝膠色譜

凝膠色譜的原理比較特殊，類似於分子篩。待分離組分在進入凝膠色譜後，會依據分子量的不同，進入或者不進入固定相凝膠的孔隙中，不能進入凝膠孔隙的分子會很快隨流動相洗脫，而能夠進入凝膠孔隙的分子則需要更長時間的沖洗才能夠流出固定相，從而實現了根據分子量差異對各組分的分離。調整固定相使用的凝膠的交聯度可以調整凝膠孔隙的大小；改變流動相的溶劑組成會改變固定相凝膠的溶漲狀態，進而改變孔隙的大小，獲得不同的分離效果。

凝膠色譜儀

吸附色譜

吸附色譜利用固定相吸附中心對物質分子吸附能力的差異實現對混合物的分離，吸附色譜的色譜過程是流動相分子與物質分子競爭固定相吸附中心的過程。

基本原理

1．物理吸附又稱表面吸附，是因構成溶液的分子（含溶質及溶劑）與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起的。

吸附劑

a) 基本規律：“相似者易於吸附”，固液吸附時，吸附劑、溶質、溶劑三者統稱為吸附過程的三要素。

b) 基本特點：無選擇性、可逆吸附、快速。

c) 基本原理：吸附與解吸附的往復循環。

d) 三要素：吸附劑、溶質(被分離物)、溶劑。

色譜柱

物理吸附過程：吸附——解吸附——再吸附——再解析——直至分離

2．化學吸附

a) 基本特點：有選擇性、不可逆吸附。

b) 基本原理：產生化學反應。酸性物質與Al2O3發生化學反應；鹼性物質與矽膠發生化學反應；Al2O3容易發生結構的異構化，應儘量避免。

3．半化學吸附

1）基本特點：介於物理吸附和化學吸附之間。

2）基本原理：以氫鍵的形式產生吸附。

如聚醯胺對黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附，力量較弱，介於前兩者之間，也有一定的套用。

吸附劑

吸附劑的一般要求：較大的表面積與一定的吸附能力。不與展開劑起化學變化，不與待分離的物質產生反應或催化、分解或締合，顆粒均勻。

1．極性吸附劑

矽膠，氧化鋁均為極性吸附劑，特點為：

a) 對極性物質具有較強的親和能力，極性強的溶質將被優先吸附。

b) 溶劑極性較弱，則吸附劑對溶質將表現出較強的吸附能力。溶劑極性增強，則吸附劑對溶質的吸附能力隨之減弱。

c) 溶質即使被矽膠、氧化鋁吸附，但一旦加入極性較強的溶劑時，又可被後者置換洗脫下來。

極性強弱的判斷 (與功能基的種類、數目多少和排列方式有關) ：親水性基團與極性成正比，親脂性基團與極性成反比；游離型化合物極性弱、具親脂性，解離型化合物極性強、具親水性；溶劑的極性—依據介電常數來決定。

色譜試劑

2．聚醯胺

聚醯胺吸附劑可分包括錦綸6（聚己內醯胺）和錦綸66（聚己二醯己二胺），為氫鍵吸附，半化學吸附。聚醯胺分子中有許多醯胺基，聚醯胺上的C=O與酚基，黃酮類、酸類中的-OH或-COOH形成氫鍵。醯胺基中的氨基與醌類或硝基類化合物中的醌基或硝基形成氫鍵。由於被分離物質的結構不同，或同一類結構化合物中的活性基團的數目及位置的不同而是之於聚醯胺形成氫鍵的能力不同而得到分離。

3．活性炭

活性炭為非極性吸附劑，故與矽膠、氧化鋁相反，對非極性物質具有較強的親和能力，在水中對溶質表現出強的吸附能力。溶劑極性降低，則活性炭對溶質的吸附能力也隨之降低。吸附劑的吸附力一定時，溶質極性越強，洗脫劑的極性越弱。

操作方式

吸附薄層色譜法是指根據各成分對同一吸附劑吸附能力不同，使在移動相（溶劑）流過固定相（吸附劑）的過程中，連續的產生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附，從而達到各成分的互相分離的目的。

色譜理論

關於保留時間的理論

保留時間是樣品從進入色譜柱到流出色譜柱所需要的時間，不同的物質在不同的色譜柱上以不同的流動相洗脫會有不同的保留時間，因此保留時間是色譜分析法比較重要的參數之一。

保留時間由物質在色譜中的分配係數決定：

tR = t0(1 + KVs / Vm)

式中tR表示某物質的保留時間，t0是色譜系統的死時間，即流動相進入色譜柱到流出色譜柱的時間，這個時間由色譜柱的孔隙、流動相的流速等因素決定。K為分配係數，VsVm表示固定相和流動相的體積。這個公式又叫做色譜過程方程，是色譜學最基本的公式之一。

在薄層色譜中沒有樣品進入和流出固定相的過程，因此人們用比移值標示物質的色譜行為。比移值是一個與保留時間相對應的概念，它是樣品點在色譜過程中移動的距離與流動相前沿移動距離的比值。與保留時間一樣，比移值也由物質在色譜中的分配係數決定：

R_f=\frac{V_m+KV_s}

其中Rf是比移值，K表示色譜分配係數，VsVm表示固定相和流動相的體積。

基於熱力學的塔板理論

塔板理論是色譜學的基礎理論，塔板理論將色譜柱看作一個分餾塔，待分離組分在分餾塔的塔板間移動，在每一個塔板內組分分子在固定相和流動相之間形成平衡，隨著流動相的流動，組分分子不斷從一個塔板移動到下一個塔板，並不斷形成新的平衡。一個色譜柱的塔板數越多，則其分離效果就越好。

根據塔板理論，待分離組分流出色譜柱時的濃度沿時間呈現二項式分布，當色譜柱的塔板數很高的時候，二項式分布趨於常態分配。則流出曲線上組分濃度與時間的關係可以表示為：

C_t=\frac{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}

這一方程稱作流出曲線方程，式中Ct為t時刻的組分濃度；C0為組分總濃度，即峰面積；σ為半峰寬，即常態分配的標準差；tR為組分的保留時間。

根據流出曲線方程人們定義色譜柱的理論塔板高度為單位柱長度的色譜峰方差：

H=\frac{\sigma^2}

理論塔板高度越低，在單位長度色譜柱中就有越高的塔板數，則分離效果就越好。決定理論塔板高度的因素有：固定相的材質、色譜柱的均勻程度、流動相的理化性質以及流動相的流速等。

塔板理論是基於熱力學近似的理論，在真實的色譜柱中並不存在一片片相互隔離的塔板，也不能完全滿足塔板理論的前提假設。如塔板理論認為物質組分能夠迅速在流動相和固定相之間建立平衡，還認為物質組分在沿色譜柱前進時沒有徑向擴散，這些都是不符合色譜柱實際情況的，因此塔板理論雖然能很好地解釋色譜峰的峰型、峰高，客觀地評價色譜柱地柱效，卻不能很好地解釋與動力學過程相關的一些現象，如色譜峰峰型的變形、理論塔板數與流動相流速的關係等。

基於動力學的范第姆特方程

范第姆特方程（Van Deemter equation）是對塔板理論的修正，用於解釋色譜峰擴張和柱效降低的原因。塔板理論從熱力學出發，引入了一些並不符合實際情況的假設，Van Deemter方程則建立了一套經驗方程來修正塔板理論的誤差。

范第姆特方程將峰形的改變歸結為理論塔板高度的變化，理論塔板高度的變化則源於若干原因，包括渦流擴散、縱向擴散和傳質阻抗等。

由於色譜柱內固定相填充的不均勻性，同一個組分會沿著不同的路徑通過色譜柱，從而造成峰的擴張和柱效的降低。這稱作渦流擴散

縱向擴散是由濃度梯度引起的，組分集中在色譜柱的某個區域會在濃度梯度的驅動下沿著徑向發生擴散，使得峰形變寬柱效下降。

傳質阻抗本質上是由達到分配平衡的速率帶來的影響。實際體系中，組分分子在固定相和流動相之間達到平衡需要進行分子的吸附、脫附、溶解、擴散等過程，這種過程稱為傳質過程，阻礙這種過程的因素叫做傳質阻抗。在理想狀態中，色譜柱的傳質阻抗為零，則組分分子流動相和固定相之間會迅速達到平衡。在實際體系中傳質阻抗不為零，這導致色譜峰擴散，柱效下降。

在氣相色譜中Van Deemter方程形式為：

H=A+\frac{\mu}+C\mu

其中H為塔板數，A為渦流擴散係數，B為縱向擴散係數，C為傳質阻抗係數，μ為流動相流速。

在高效液相色譜中，由於流動相粘度遠遠高於氣相色譜，縱向擴散對峰型的影響很小，可以忽略不計算，因而Van Deemter方程的形式為：

H = A + Cμ

技術方法

色譜法常見的方法有：柱色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。

柱色譜

柱色譜法是最原始的色譜方法，這種方法將固定相注入下端塞有棉花或濾紙的玻璃管中，將被樣品飽和的固定相粉末攤鋪在玻璃管頂端，以流動相洗脫。常見的洗脫方式有兩種，一種是自上而下依靠溶劑本身的重力洗脫，一種是自下而上依靠毛細作用洗脫。收集分離後的純淨組分也有兩種不同的方法，一種方法是在柱尾直接接受流出的溶液，另一種方法是烘乾固定相後用機械方法分開各個色帶，以合適的溶劑浸泡固定相提取組分分子。柱色譜法被廣泛套用於混合物的分離，包括對有機合成產物、天然提取物以及生物大分子的分離。

薄層色譜

薄層色譜法是套用非常廣泛的色譜方法，這種色譜方法將固定相圖布在金屬或玻璃薄板上形成薄層，用毛細管、鋼筆或者其他工具將樣品點染於薄板一端，之後將點樣端浸入流動相中，依靠毛細作用令流動相溶劑沿薄板上行展開樣品。薄層色譜法成本低廉操作簡單，被用於對樣品的粗測、對有機合成反應進程的檢測等用途。

薄層色譜法

氣相色譜

氣相色譜是機械化程度很高的色譜方法，氣相色譜系統由氣源、色譜柱和柱箱、檢測器和記錄器等部分組成。氣源負責提供色譜分析所需要的載氣，即流動相，載氣需要經過純化和恆壓的處理。氣相色譜的色譜柱一般直徑很細長度很長，根據結構可以分為填充柱和毛細管柱兩種，填充柱比較短粗，直徑在5毫米左右，長度在2－4米之間，外殼材質一般為不鏽鋼，內部填充固定相填料；毛細管柱由玻璃或石英製成，內徑不超過0.5毫米，長度在數十米到一百米之間，柱內或者填充填料或者圖布液相的固定相。柱箱是保護色譜柱和控制柱溫度的裝置，在氣相色譜中，柱溫常常會對分離效果產生很大影響，程式性溫度控制常常是達到分離效果所必須的，因此柱箱扮演了非常重要的角色。檢測器是氣相色譜帶給色譜分析法的新裝置，在經典的柱色譜和薄層色譜中，對樣品的分離和檢測是分別進行的，而氣相色譜則實現了分離與檢測的結合，隨著技術的進步，氣相色譜的檢測器已經有超過30種不同的類型。記錄器是記錄色譜信號的裝置，早期的氣相色譜使用記錄紙和記錄器進行記錄，記錄工作都已經依靠計算機完成，並能對數據進行實時的化學計量學處理。氣相色譜被廣泛套用於小分子量複雜組分物質的定量分析。

高效液相色譜

高效液相色譜 （HPLC）是目前套用最多的色譜分析方法，高效液相色譜系統由流動相儲液體瓶、輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器和記錄器組成，其整體組成類似於氣相色譜，但是針對其流動相為液體的特點作出很多調整。HPLC的輸液泵要求輸液量恆定平穩；進樣系統要求進樣便利切換嚴密；由於液體流動相粘度遠遠高於氣體，為了減低柱壓高效液相色譜的色譜柱一般比較粗，長度也遠小於氣相色譜柱。HPLC套用非常廣泛，幾乎遍及定量定性分析的各個領域。

高效液相色譜儀

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。

發展方向

色譜法是分析化學中套用最廣泛發展最迅速的研究領域，新技術新方法層出不窮。

新固定相的研究

固定相和流動相是色譜法的主角，新固定相的研究不斷擴展著色譜法的套用領域，如手性固定相使色譜法能夠分離和測定手性化合物；反相固定相沒有死吸附，可以簡單地分離和測定血漿等生物藥品。

檢測方法的研究

檢測方法也是色譜學研究的熱點之一，人們不斷更新檢測器的靈敏度，使色譜分析能夠更靈敏地進行分析。人們還將其他光譜的技術引入色譜，如進行色譜－質譜連用、色譜－紅外光譜連用、色譜－紫外連用等，在分離化合物的同時即行測定化合物的結構。色譜檢測器的發展還伴隨著數據處理技術的發展，檢測獲得的數據隨即進行計算處理，使試驗者獲得更多信息。

專家系統

專家系統是色譜學與信息技術結合的產物，由於套用色譜法進行分析要根據研究內容選擇不同的流動相、固定相、預處理方法以及其他條件，因此需要大量的實踐經驗，色譜專家系統是模擬色譜專家的思維方式為色譜使用者提供幫助的程式，專家系統的知識庫中存儲了大量色譜專家的實踐經驗，可以為使用者提供關於色譜柱系統選擇、樣品處理方式、色譜分離條件選擇、定性和定量結果解析等幫助。

色譜新方法　

色譜新方法也是色譜研究熱點之一。高效毛細管電泳法是目前研究最多的色譜新方法，這種方法沒有流動相和固定相的區分，而是依靠外加電場的驅動令帶電離子在毛細管中沿電場方向移動，由於離子的帶電狀況、質量、形態等的差異使不同離子相互分離。高效毛細管電泳法沒有HPLC方法中存在的傳質阻抗、渦流擴散等降低柱效的因素，縱向擴散也因為毛細管壁的雙電層的存在而受到抑制，因而能夠達到很高的理論塔板數，有極好的分離效果。

圖書信息

書名：色譜分析法

書號：9787302195306

作者：蘇立強

定價：39.8元

出版日期：2009-5-1

出版社：清華大學出版社

內容簡介

本書在闡述基本理論的基礎上，兼顧實際套用和學科發展的重點內容，對色譜分析法分類、不同分離模式的原理及方法發展、學科最新研究動態加以系統介紹。全書共分10章，主要內容包括： 色譜法概述、色譜基本理論、氣相色譜法、高效液相色譜法、平面液相色譜法、超臨界流體色譜法、毛細管電泳、色譜的定性和定量分析方法、色譜聯用技術、液相色譜樣品預處理等。

本書可用作高等學校理工科專業的教材，也可供色譜分析工作者參考。

目錄

第1章概論

1.1色譜分析法的歷史

1.2色譜法的分類

1.2.1按流動相和固定相的物態分類

1.2.2按分離的原理分類

1.2.3按固定相使用的方式分類

1.2.4按色譜動力學過程分類

1.2.5按色譜技術分類

1.3色譜分析法的特點與局限性

1.4色譜圖和相關術語

1.5色譜現代發展及相關聯用技術

1.6有關色譜的中文工具書和國內外主要色譜期刊

習題

第2章基本理論

2.1概述

2.2平衡理論

2.2.1分配係數

2.2.2分配比

2.2.3分配等溫線

2.2.4對色譜峰峰形的解釋

2.3塔板理論

2.3.1塔板理論假說

2.3.2基本關係式

2.3.3色譜柱效能及評價

2.3.4塔板理論的作用與不足

2.4速率理論

2.4.1色譜過程中的傳質與擴散

2.4.2速率理論方程

2.4.3影響色譜峰展寬的其他因素

2.5分離度

2.5.1分離度的表達

2.5.2影響分離度的因素

習題

第3章氣相色譜法

3.1氣相色譜原理

3.1.1氣相色譜基本流程

3.1.2氣相色譜分離的原理

3.1.3氣相色譜常用術語及參數

3.2氣相色譜儀

3.2.1填充柱氣相色譜儀

3.2.2毛細管柱氣相色譜儀

3.2.3色譜固定相

3.2.4檢測器

3.2.5色譜數據處理系統

3.3氣相色譜輔助技術

3.3.1裂解氣相色譜法

3.3.2衍生氣相色譜法

3.3.3頂空氣相色譜法

習題

第4章高效液相色譜法

4.1概述

4.2液相色譜的板高方程

4.3高效液相色譜儀

4.3.1高壓輸液系統

4.3.2進樣裝置

4.3.3色譜柱系統

4.3.4液相色譜檢測器

4.4高效液相色譜分離方式

4.4.1液譜分離系統

4.4.2液固吸附色譜

4.4.3分配色譜

4.4.4離子交換和離子色譜

4.4.5離子對色譜

4.4.6體積排阻色譜法

4.4.7親和色譜法

習題

第5章平面液相色譜法

5.1概述

5.1.1平面色譜分類及分離原理

5.1.2平面色譜的基本流程

5.1.3平面液相色譜的技術參數

5.2薄層色譜

5.2.1薄層用吸附劑

5.2.2薄層板的製備

5.2.3展開劑的種類及選擇

5.2.4點樣和展開

5.2.5斑點位置的確定及定性方法

5.2.6薄層定量方法

5.2.7薄層層析的套用

5.3加壓及旋轉薄層

5.3.1加壓薄層色譜

5.3.2旋轉薄層色譜

5.4紙層析分離技術

5.4.1概述

5.4.2紙色譜層析條件的選擇

5.4.3紙色譜點樣和展開

5.4.4紙色譜顯色和套用實例

5.5平板電泳分離技術

5.5.1電泳技術的基本原理及分類

5.5.2常用電泳分離技術

5.5.3IEF/SDS?PAGE雙向電泳法

習題

第6章超臨界流體色譜法

6.1超臨界流體色譜的基本原理

6.1.1超臨界現象和超臨界流體的特徵

6.1.2超臨界流體色譜的特點

6.1.3流動相及改性劑

6.1.4色譜柱和固定相

6.2超臨界流體色譜儀器

6.2.1SFC的一般流程

6.2.2SFC流動相輸送系統

6.2.3SFC分離系統

6.2.4SFC檢測系統

6.3SFC聯用技術

6.3.1SFC?MS聯用

6.3.2SFC?FTIR聯用

6.3.3SFC?NMR聯用

6.4超臨界流體色譜的套用

6.4.1糖類

6.4.2脂肪酸和酯類

6.4.3甘油酯

6.4.4甾類化合物

6.4.5維生素

6.4.6胺基酸、肽、蛋白質

6.4.7藥物

6.4.8手性對映體

6.4.9展望

習題

第7章毛細管電泳

7.1概述

7.2毛細管電泳分離的一般過程

7.2.1分離的一般過程

7.2.2數學描述

7.3毛細管電泳分離的基本原理

7.4基本概念

7.4.1電泳、淌度、絕對淌度及有效淌度

7.4.2電滲、電滲率及合淌度

7.4.3兩相分配與權均淌度

7.5毛細管電泳分類

7.6毛細管電泳儀系統

7.6.1電泳儀的結構

7.6.2毛細管電泳儀的特點

7.7毛細管電泳分離方式

7.7.1毛細管區帶電泳

7.7.2毛細管凝膠電泳

7.7.3膠束毛細管電動色譜

7.7.4毛細管電色譜

7.7.5毛細管等速電泳

7.7.6毛細管等電聚焦

7.8毛細管電泳柱技術

7.9毛細管電泳檢測技術

7.10套用實例

習題

第8章色譜的定性和定量分析

8.1色譜定性分析

8.1.1一般性定性

8.1.2利用保留值規律進行定性分析

8.1.3利用選擇性檢測器定性

8.1.4聯用方法定性

8.1.5化學方法定性

8.1.6平面色譜中的定性方法

8.1.7多種方法配合定性

8.2色譜定量分析

8.2.1定量分析的基本公式

8.2.2色譜峰高和峰面積的測定

8.2.3定量校正因子

8.2.4定量方法

8.2.5影響準確定量的主要因素

習題

第9章色譜聯用技術

9.1氣相色譜?質譜聯用技術

9.1.1氣相色譜?質譜聯用儀器系統簡介

9.1.2氣相色譜?四極桿台式質譜聯用儀器簡介

9.1.3氣相色譜?質譜聯用的條件選擇

9.1.4氣相色譜?質譜聯用的譜圖及其信息

9.1.5氣相色譜?質譜聯用質譜譜庫及檢索簡介

9.2氣相色譜?傅立葉紅外光譜聯用技術

9.2.1氣相色譜?傅立葉變換紅外聯用儀器系統簡介

9.2.2氣相色譜?傅立葉變換紅外數據採集與處理簡介

9.2.3氣相色譜?傅立葉變換紅外的條件最佳化

9.2.4氣相色譜?傅立葉變換紅外聯用技術的套用

9.3液相色譜?質譜聯用技術

9.3.1LC?MS接口

9.3.2LC?MS分析條件的選擇

9.3.3毛細管電泳?質譜聯用

9.3.4LC?MS聯用的套用

9.4液相色譜?傅立葉變換紅外光譜聯用

9.5色譜與其他儀器的聯用

習題

第10章液相色譜樣品預處理

10.1概述

10.2液液萃取

10.2.1液液萃取的基本操作

10.2.2液液萃取溶劑的選擇

10.2.3液液萃取常用裝置

10.3固相萃取

10.3.1固相萃取的原理及特點

10.3.2固相萃取常用的吸附劑

10.3.3洗脫劑

10.3.4固相萃取裝置及操作

10.3.5固相微萃取

10.4膜分離

10.4.1膜分離原理

10.4.2膜的分類

10.4.3膜分離過程的類型及特點

10.4.4膜分離技術存在的問題及解決方法

10.5衍生化技術

10.5.1衍生化作用與反應要求

10.5.2柱前衍生化

10.5.3柱後衍生化

10.5.4紫外衍生化

10.5.5螢光衍生化

參考文獻

期刊介紹

《色譜》期刊是中國化學會主辦、中國科學院大連化學物理研究所和國家色譜研究分析中心承辦 、科學出版社出版的專業性學術期刊，於1984年創刊，國內外公開發行。重點報導色譜學科的學術理論，色譜儀器與部件的研製開發，色譜及其相關技術在石油、煤炭、化工、能源、冶金、輕工、食品、製藥、化學、生化、醫療、環保、

防疫、公安、農業、商檢等領域套用的原始性、創新性科研成果。《色譜》設有研究論文、研究快報、專論與綜述和技術與套用等多種欄目，不定期刊登有關色譜領域熱點及重點的專題論文，並載有色譜方面的書訊、國內學術活動簡訊 （包括會議徵文及報導）等內容。適於廣大分析工作者及大專院校師生閱讀，也是圖書 、情報部門必備資料。

研究論文：報導有創新性、學術水平較高或社會效益較大的完整的重要研究成果。及有一定特色的科研成 果，或反映研究工作的部分或階段性成果。

研究快報：扼要報導創新性顯著、具有首報意義的的研究成果。

專論與綜述：以自己的研究工作為基礎，對當前國內外色譜學科新理論、新方法、新技術及其相關技術的最新研究進展、科研動向及套用成果進行綜述或評論。

技術與套用：報導新技術、新裝置的開發與套用及對前人方法的革新和改進。重點介紹實驗方法和結果、結論。

《色譜》現已被十餘種國內外主要檢索刊物和資料庫收錄，它們是：美國《化學文摘》（CA）、俄羅斯《文

摘雜誌》（AJ）、英國《分析文摘》（AA）、美國《醫學索引》（IM）、美國劍橋科學文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引(Index Copernicus)以及《中國學術期刊文摘》、 《中國學術期刊（光碟版）》 、 《中國學術期刊綜合評價資料庫》 、 《萬方數據資源系統（ChinaInfo）數位化期刊群》、 《中國科學引文資料庫》、 《中國核心期刊要目總覽》、《中國科技論文統計與分析》、《中國期刊全文資料庫》、《中國生物學文摘》、《中國生物學文獻資料庫》等。

據中國科學技術信息研究所編寫的2007年版 《中國科技期刊引證報告》（統計源為1723種期刊）最新報導：

2006年《色譜》的影響因子為0.608。