一種對混合物進行分離和分析的物理化學方法。利用欲分離的諸組分在體系中兩相的分配有差異(即分配係數或吸附等溫線不同),當兩相作相對運動時,這些組分隨著移動可反復進行多次的分配,組分的分配係數雖然隻有微小差異,在移動速度上卻可有頗大的差別,於是這些組分得到分離。應用這樣的技術,還可以測定物質的一些物理化學性質。chromatography這個詞來源於希臘字 chroma和 graphein,直譯成英文時為 color和writing兩個字;直譯成中文為色譜法。。但也有人意譯為色層法或層析法。

  簡史 由於色譜法的發展經歷瞭很曲折的過程,現在還很難明確地說出誰首先創造瞭這一方法。俄國М.С.茨維特的研究工作已被人們所公認,他將植物色素的石油醚抽提液倒入垂直的裝有碳酸鈣的玻璃管中,再加入石油醚,任其自由流下,結果色素被分開,在玻璃管內形成不同顏色的譜帶。他將此實驗寫成瞭論文,於1906年發表瞭兩篇論文,稱此法為色譜法;後來這種方法也用於分離無色物質,不呈現出顏色的譜帶,而色譜這個詞卻沿襲瞭下來。

  分類 色譜法體系中的兩相作相對運動時,通常其中一個相是固定不動的,稱為固定相;另一相是移動著的,稱為流動相。根據流動相和固定相的不同,色譜法被分成以下幾類:

  氣相色譜法 其流動相是氣體,又分為:①氣固色譜法,其流動相是氣體,固定相是固體;②氣液色譜法,其流動相是氣體,固定相是惰性固體上塗著液體(見氣相色譜法)。

  液相色譜法 其流動相是液體。又可分為:①液固色譜法,其流動相是液體,固定相是固體;②液液色譜法,其流動相和固定相都是液體(見液相色譜法)。

  有時為瞭強調某一特點。常將具有這一特點的色譜法另外列成一類,例如為瞭突出某種固定相,有薄層層析和凝膠色譜法等;為瞭強調分離過程的物理化學原理,有離子色譜法和電泳等。

  裝置 圖1為氣相色譜法的裝置框圖。

  分離的動力學過程 沖洗法 將混合物加入盛有固定相的色譜柱一端後,不斷地通入液體或氣體的流動相,此流動相在固定相上的吸附或溶解能力比混合物組分都弱,此時由於組分在固定相上的吸附或溶解能力不同,沿色譜柱移動的快慢也不同,從而使彼此得到分離,最後形成如圖2a的色譜圖;當它從色譜柱流出時,可得到如圖2b的色譜圖。此法是最常用的方法,可獲得高純度的組分。

  頂替法 操作與沖洗法相同,但所選用的流動相的吸附或溶解能力比混合物中任何組分都強,故組分在固定相上吸附或溶解能力弱者移動快。最後形成如圖2c、d的色譜圖,此方法多用於族分析。

  迎頭法 將混合物不斷地通入盛有固定相的色譜柱的一端,混合物本身起流動相的作用,這時混合物中吸附或溶解能力最弱的組分首先流過色譜柱,其後是吸附或溶解能力較強的第二組分和第一組分的混合物,以此類推,最後形成如圖2e、f的色譜圖,此法主要用於除去混合物中吸附或溶解能力較強的微量雜質組分。此法又稱前沿分析。

  沖洗色譜法組分的定性分析,是以在給定的操作條件下,進樣後從色譜柱流出其最大濃度所需的時間來確定的,其含量是根據色譜圖上所占的面積計算而得(圖2)。為瞭獲得準確的定性結果,常將從色譜柱流出的組分收集後進行質譜(見質譜法)或光譜分析。現在也用色譜-質譜聯用(見彩圖)或色譜-光譜聯用儀器,將色譜柱流出的組分直接送入質譜和光譜儀進行定性分析。新型的色譜儀都已采用微處理機處理定性和定量的數據。

色譜-質譜聯用儀

  應用 以氣液色譜法和液固色譜法應用最廣,過去以石油產品分析為主,現在已逐漸擴大到環境保護、生物學、醫學等方面。以色譜理論和實踐為基礎、以微處理機為工具來進行智能色譜法分析,是今後發展的重要方向。

  

參考書目

 E.Heftmann,Chromatography,2nd ed.,Van Nostrand Reinhold Co.,New York,1967.