1、Introduction to ChromatographyIntroduction to Chromatography(色谱法导论色谱法导论)光谱分析法光谱分析法 物质的原子或分子对特定的光谱有吸收的作用，从而可以根据吸收的状况来检测物质的种类或数量。原子？红外？色谱法的产生色谱法的产生 the separation of mixtures into their the separation of mixtures into their constituents by preferential adsorption by a constituents by preferential adso
2、rption by a solid,as a column of silica solid,as a column of silica(column(column chromatography)chromatography)or a strip of filter paper or a strip of filter paper(paper chromatography)(paper chromatography)or by a gel.or by a gel.definitidefinitionon 俄国植物学家 M.Tswett（茨维特）在1903年3月21日华沙举行的“自然科学学会生物学
3、分会会议”上，发表了题为“On a New Category of Adsorption Phenomena and Their Application to Biochemical Analysis”的文章，提出了应用吸附原理分离植物色素的新方法。1906年，Tswett命名这个方法为色谱法（chromatography）。Mikhail Semyonovich Tswett Mikhail Semyonovich Tswett(茨维特茨维特)(May 14,1872 to June 26,1919)(May 14,1872 to June 26,1919)M.S.Tswett,a Russ
4、ian botanist植物学家,is regarded to be The Father of The Father of ChromatographyChromatography as a result of his experiments in which he used a chalk column to separate pigments in green leaves.Tswett first presented the basic principles of his separation method in 1903,then published two papers in 19
5、06 in which he called the method chromatography.1952 Nobel Laureate in Chemistry 1952 Nobel Laureate in Chemistry for their invention of partition for their invention of partition chromatography.chromatography.A.J.P.Martin,1910-?Residence:Great Britain Affiliation:National Institute for Medical Rese
6、arch,London R.L.M.SYNGE 1914-1994 Place of Birth:Scotland Residence:Great Britain Affiliation:Rowett Research Institute,Bucksburn 分析化学家。分析化学家。19101910年年3 3月月1 1日生于伦敦。日生于伦敦。19321932年获剑桥年获剑桥大学学士学位，大学学士学位，19361936年获博士学位。年获博士学位。19331933年在剑桥营养学年在剑桥营养学研究所工作时，专门从事食物营养成分的分析，并于研究所工作时，专门从事食物营养成分的分析，并于19341934
7、年在年在 自然自然杂志上发表杂志上发表维生素维生素E E的吸收光谱的吸收光谱一文。一文。19361936年任利兹羊毛工业研究所化学师，从事毛织物的染色年任利兹羊毛工业研究所化学师，从事毛织物的染色研究。研究。19461946年在诺丁汉制靴研究所研究生物化学，发表了年在诺丁汉制靴研究所研究生物化学，发表了论文论文复杂混合物中的小分子多肽的鉴定复杂混合物中的小分子多肽的鉴定，介绍了利用，介绍了利用电泳和纸色谱鉴别小分子多肽。电泳和纸色谱鉴别小分子多肽。19571957年在国家医学研究所年在国家医学研究所任职，任职，19731973年任舒塞克斯大学教授。年任舒塞克斯大学教授。对分析化学作出的重要贡献
8、：对分析化学作出的重要贡献：马丁和马丁和R.L.M.R.L.M.辛格共同发明分配色谱法，用于分离氨辛格共同发明分配色谱法，用于分离氨基酸混合物中的各种组分，还用于分离类胡萝卜素。此法基酸混合物中的各种组分，还用于分离类胡萝卜素。此法操作简便、试样用量少，可用于分离性质相似的物质以及操作简便、试样用量少，可用于分离性质相似的物质以及蛋白质结构的研究，是生物化学和分子生物学的基本研究蛋白质结构的研究，是生物化学和分子生物学的基本研究方法。马丁和辛格共获方法。马丁和辛格共获19521952年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。19531953年马丁年马丁和和A.T.A.T.詹姆斯发明气相色谱法，利用不同的
9、吸附物质来分詹姆斯发明气相色谱法，利用不同的吸附物质来分离气体，广泛用于各种有机化合物的分离和分析。离气体，广泛用于各种有机化合物的分离和分析。色谱法的发展色谱法的发展 1907年，在德国生物学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液及其色谱图显现着彩色环带的柱管。Tswett将植物叶色素的石油醚提取液倾入一根碳酸钙颗粒吸附剂的竖直玻璃管柱中，并不断以纯石油醚淋洗柱子，使冲洗液自由下流。经过一段时间后发现柱内形成间隔清晰的不同颜色的谱带（抽提液中叶色素各组分分离的结果）。由于出现有颜色的谱带，“色谱”因此得名。随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物质的分离，“色谱”名
10、称中的“色”失去了原有的意义，但“色谱”这一名称沿用至今。30年代初：R.Kuhn把M.Tswett的方法用于类胡萝卜素的 分离，从此色谱法得以广泛应用。1935年：Adams和Holmes第一次用苯酚和甲醛合成了人工有机离子交换剂，能交换阳离子和有机氢离子。后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交换，又用于色谱分离即现时流行的离子交换色谱法。至1950年此方法已成型。1938年：Izmailov等人将糊状Al2O3浆液在玻璃板上铺成均匀薄层，用于分离植物中的药用成分，即今日用的薄层色谱。（用于薄层的材料已发展至多种：如硅酸、聚酰胺等）。1941年：Martin和Synge设计了两套萃取仪器，
11、将蛋白质水解产物的乙酰化氨基酸由水溶液中提取到有机相而进行色谱分离。不久又研究了颗粒硅胶柱中三种衍生化氨基酸混合物在水相和有机相（氯仿）之间的不等分配，获得成功，使三个组分得到良好的分离。这一成功为液液分配色谱奠定了基础。1944年：Consden，Gordon和Martin将纤维（滤纸）作固定载体，以水吸附在滤纸上作溶剂，根据组分在两相中溶解度不同，即渗透率（速率）不同而使各组分彼此分离，称之为纸色谱法。1952年：Martin和Synge又研究成功了在惰性载体表面涂渍一层均匀的有机化合物膜作为固定相，并以气体为流动相，用来分离脂肪酸混合物即今日的气液色谱。1954年：Ray提出以热导池作为
12、气相色谱的检测器，使气相色谱的应用更加广泛。1957年：Golay首先应用小口径毛细管柱进行色谱分离实验，结果证明了它具有高分辨率和高效能 即为今日的高效气相色谱法。1959年：Porath和Flodin提出了使用具有化学惰性的多孔凝胶作固定相的空间排阻色谱法，根据固定相孔隙尺寸不同而具有不同的选择性渗透能力，从而对分子量分布不同的样品实现了分离。可用于测定聚合物的相对分子质量的的分布。我国情况我国情况 我国在色谱分析领域的研究起于1954年，由中国科学院大连化学物理研究所首先开发。经过几十年的努力，我国色谱基础理论研究和应用技术研究方面具有特色，居世界领先行列。定义：定义：色谱法是利用样品中
13、各组分在色谱法是利用样品中各组分在流动相流动相和固定相和固定相两相中受到的两相中受到的作用力作用力不同，当两相作相不同，当两相作相对运动时，各组分在两相中经过反复多次的分配，对运动时，各组分在两相中经过反复多次的分配，使原来分配系数只有微小差异的物质能够得到分使原来分配系数只有微小差异的物质能够得到分离，然后顺序检测各组分含量的分离分析方法。离，然后顺序检测各组分含量的分离分析方法。*作用力包括：作用力包括：吸附力；溶解能力；离子交换能力；渗透能力等。吸附力；溶解能力；离子交换能力；渗透能力等。Classification of chromatographyClassification of
14、chromatography色谱法的分类色谱法的分类按固定相和流动相的状态分类按固定相和流动相的状态分类 By the types of mobile phase&stationary By the types of mobile phase&stationary phasephase气相色谱（气相色谱（GCGC）气固色谱：流动相为气体气固色谱：流动相为气体 固定相为固体吸附剂固定相为固体吸附剂气液色谱：流动相为气体，固定相为液体气液色谱：流动相为气体，固定相为液体 （涂在担体上或毛细管壁（涂在担体上或毛细管壁上）上）液相色谱（液相色谱（LCLC）液固色谱：流动相为液体液固色谱：流动相为液体
15、固定相为固体吸附剂固定相为固体吸附剂 液液色谱：流动相为液体，固定相为液体液液色谱：流动相为液体，固定相为液体 （涂在担体上）（涂在担体上）按样品组分在两相间分离机理分类按样品组分在两相间分离机理分类 By separation mechanismBy separation mechanism吸附色谱法（adsorpting chromatography)分配色谱法(partition chromatography)离子交换色谱法(ion exchange chromatography)凝胶色谱法(gel chromatography)电色谱法(electron chromatography)
16、.等等按固定相形状分类按固定相形状分类 By stationarys formsBy stationarys forms 柱色谱（column chromatography)平板色谱（planar chromatography)纸色谱（paper chromatography)薄层色谱（thin-layer chromatography)按色谱技术分类按色谱技术分类 为提高组分的分离效能和高选择性，采取了为提高组分的分离效能和高选择性，采取了许多技术措施；根据这些色谱技术的性质不同许多技术措施；根据这些色谱技术的性质不同而形成的色谱分类：而形成的色谱分类：程序升温气相色谱法程序升温气相色谱法
17、反相气相色谱法反相气相色谱法 裂解气相色谱法裂解气相色谱法 毛细管气相色谱法毛细管气相色谱法 制备色谱法制备色谱法.等等等等色谱法的特点色谱法的特点v 高选择性：高选择性：可用在性质极为相似物质（如同位素、同系物、烃类异构体等）的分离与测定。v 高效能：高效能：可以分析极为复杂的物质，如：石油烃、燃烧产物等。v 高灵敏度：高灵敏度：可检测出10-1110-13 g 的物质量，因而可对痕量组分进行分析。如：大气污染监测10-910-12级的毒物；农副产品、水果、食品、水质中的10-610-9 g 的农药残留量。1 1、色谱图的重要参数、色谱图的重要参数峰高和区域宽度峰高和区域宽度保留值保留值塔板
18、数塔板数 （P214)P214)色谱定性分析色谱定性分析p 利用已知物定性利用已知物定性p 与其他分析仪器结合定性与其他分析仪器结合定性色谱定量分析色谱定量分析p 定量分析的理论基础定量分析的理论基础p 峰面积的测量方法峰面积的测量方法p 定量校正因子的测定定量校正因子的测定p 各种定量方法各种定量方法 1载气钢瓶 2减压阀 3净化干燥管 4针形阀 5流量计 6压力表 7进样器和气化室 8色谱柱 9检测器 10放大器 11记录仪气相色谱的流程图气相色谱的流程图图图1 1 色谱仪的基本结构色谱仪的基本结构图图2 102G2 102G型气相色谱仪型气相色谱仪102型气相色谱仪（常用于学生实验）气相
19、色谱仪（常用于学生实验）图图3 GC-78903 GC-7890气相色谱仪气相色谱仪 带色谱工作站图图4 GC-78904 GC-7890气相色谱仪气相色谱仪外观外观内部结构内部结构图图5 GC-9A5 GC-9A气相色谱仪气相色谱仪日本 东京 Shimadzu图图6 GC-9A6 GC-9A气相色谱仪内部结构气相色谱仪内部结构图图7 6890 7 6890 气相色谱仪气相色谱仪 毛细管柱色谱 （美国安捷伦科技公司 Agilent)图图8 68908 6890气相色谱仪内部结构气相色谱仪内部结构GC InstrumentGC Instrument1.1.Gas SupplyGas Supply
20、TypeFunctionHydrogenCarrier,Fuel gasNitrogenCarrierHeliumCarrierArgonCarrier2.Sample Injector2.Sample Injector4.Detector4.Detector(1)Two Kinds of Detectors(1)Two Kinds of DetectorsThermal conductivity detector(TCD)Thermal conductivity detector(TCD)While While equilibrium:equilibrium:R R1 1R R3 3=R=R
21、2 2R R4 4Electron capture detector(ECD)Electron capture detector(ECD)Flame ionization detector(FID)Flame ionization detector(FID)Qualitative analysis Qualitative analysis1.1.Comparison with pure matersComparison with pure maters2.2.Work as a part of analysis systemWork as a part of analysis systemGC-IR GC-MSGC-IR GC-MS3.Retention Index3.Retention Index45Thank you!Thank you!
