第六章气相色谱分析法;§6-1概述;二、色谱法的发展史
色谱法这种分离技术的应用已有一百多年的历史
了。意识到它对分离、分析的作用和意义的第一人是俄国植
物学家茨维特(Tswett)。
1901年,茨维特认识到色谱法对分离分析具有重大价值。
1903年,在华沙自然科学学会生物学分会会议上,茨维特在其发表的文章(OnanewcategoryofadsorptionphenomenaandtheirapplicationonBiochemicalanalysis)中提出应用吸附原理分离植物色素的新方法。;1906年,Tswett发表了他的实验结果,他为了分离植物色素,将植物绿叶的石油醚提取液倒入装有碳酸钙颗粒的玻璃管中,并用石油醚自上而下淋洗,由于不同的色素在碳酸钙颗粒表面的吸附力不同,随着淋洗的进行,不同色素向下移动的速度不同,形成一层层不同颜色的色带,使各色素成分得到了分离。他将这种分离方法命名为色谱法(chromatography)。
1907年,茨维特在德国生物会
议上第一次向人们公开展示了
采用色谱法提纯的植物色素溶
解液及其色谱图——显示着彩
色环带的柱管。;在此后的20多年里,几乎无人问津这一技术。
1931年,Kuhn(库恩)等用同样的方法成功地分离了胡萝卜素和叶黄素,从此,色谱法开始为人们所重视,此后,相继出现了各种色谱方法。
1955年,出现了第一台商业化的气相色谱仪。
在我国,气相色谱法起步于1954年;1960年研制并生产了最早的成型仪器;1980年大规模生产。
;在分析化学领域,色谱法是一个相对年轻的分支学科。早期的色谱技术只是一种分离技术而已,与萃取、蒸馏等分离技术不同的是其分离效率高得多。
当这种高效的分离技术与各种灵敏的检测技术结合在一起后,才使得色谱技术成为最重要的一种分析方法,几乎可以分析所有已知物质,在所有学科领域都得到了广泛的应用。
从1937年—1972年,色谱法先后在12次诺贝尔奖获奖项目的研究工作中起过关键的作用。(化学-9;生理学和医学-3)。;三、色谱分析法的分类
一些定义:
分离柱:色谱法中起分离作用的柱。
固定相(stationaryphase):固定在柱内的填充物。
在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相。
流动相(mobilephase):沿着柱流动的流体。
与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相。
液相色谱法:以液体作为流动相的色谱法。
气相色谱法:以气体作为流动相的色谱法。;气相色谱
;按分离的原理分类:
吸附色谱法:利用吸附剂表面对不同组分的物
理吸附性能的差异进行分离;固定相为固体吸附剂。
分配色谱法:利用不同组分在两相中有不同的分配系数进行分离;固定相为液体液膜。
离子交换色谱法:利用离子交换原理;固定相为离子交换剂。
凝胶渗透色谱法:利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用;固定相为凝胶(又称排阻色谱,尺寸排阻色谱法)
化学键合色谱法:通过化学反应将有机分子键合在载体表面形成的柱填充剂。
离子色谱法:由离子交换色谱法中产生出来的一种新型的离子多柱色谱技术(分离柱后增加一个抑制柱)。;按固定相使用的方式分类:
柱色谱法:固定相装在色谱柱内。
纸色谱法:滤纸为固定相。
薄层色谱法:将吸附剂粉末制成薄层作为固定相。
按色谱动力学过程分类:
冲洗色谱法、顶替色谱法和迎头色谱法
按色谱技术分类:
程序升温色谱法、反应色谱法、裂解色谱法、
毛细管色谱法、多维色谱法、制备色谱法等
;四、色谱分析法的特点
高效,灵敏,快速和应用广泛
分离效率高:几十种甚至上百种性质类似的化合物可在同一根色谱柱上得到分离,能解决许多其他分析方法无能为力的复杂样品分析。
分析速度快:一般而言,色谱法可在几分钟至几十分钟的时间内完成一个复杂样品的分析。
检测灵敏度高:随着信号处理和检测器制作技术的进步,不经过预浓缩可以直接检测10-9g级的微量物质。如采用预浓缩技术,检测下限可以达到10-12g数量级。;样品用量少:一次分析通常只需数纳升至数微升的溶液样品。
选择性好:通过选择合适的分离模式和检测方法,可以只分离或检测感兴趣的部分物质。
多组分同时分析:在很短的时间内(20min左右),可以实现几十种成分的同时分离与定量。
易于自动化:现在的色谱仪器已经可以实现从进样到数据处理的全自动化操作。
;不足之处:
定性能力较差:没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照时,不能从色谱峰给出定性结果。为克服这一缺点,已经发展起来了色谱法与其他多种具有定性能力的分析技术的联用。
不适用于沸点高于450℃的难挥