薄層色譜色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配

1、薄層色譜色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動(dòng)相對(duì)固定相中的混合物進(jìn)行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會(huì)以不同的速度沿固定相移動(dòng)，最終達(dá)到分離的效果。色譜法起源于20世紀(jì)初，1950年代之后飛速發(fā)展，并發(fā)展出一個(gè)獨(dú)立的三級(jí)學(xué)科色譜學(xué)。1952年英國(guó)科學(xué)家阿切爾馬?。ˋrcherJohnPterMartin1910~）、理查德辛格（RidLaurenceMillingtonSynge1914）因發(fā)明分配色譜分離法而共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)[

2、1]，此外，色譜分析方法還在12項(xiàng)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的研究工作中起到關(guān)鍵作用。歷史歷史色譜儀色譜法從二十世紀(jì)初發(fā)明以來(lái)，經(jīng)歷了整整一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展到今天已經(jīng)成為最重要的分離分析科學(xué)，廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如石油化工、有機(jī)合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)，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(kāi)可以觀察到一個(gè)個(gè)同心圓環(huán)出現(xiàn)，這種層析現(xiàn)象雖然古人就已有初步認(rèn)識(shí)并有一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，但真正首先認(rèn)識(shí)到這種層析現(xiàn)象

3、在分離分析方面具有重大價(jià)值的是俄國(guó)植物學(xué)家Tswett。Tswett關(guān)于色譜分離方法的研究始于1901年，兩年后他發(fā)表了他的研究成果“一種新型吸附現(xiàn)象及其在生化分析上的應(yīng)用，提出了應(yīng)用吸附原理分離植物色素的新方法。三年后，他將這種方法命名為色譜法（Chromatography），很顯然色譜法（Chromatography）這個(gè)詞是由希臘語(yǔ)中”色“的寫(xiě)法（chroma）和”書(shū)寫(xiě)“(graphein)這兩個(gè)詞根組成的，派生詞有chromat

4、ograph（色譜儀），chromatogram（色譜圖），chromatographer（色譜工作者）等。由于Tswett的開(kāi)創(chuàng)性工作，因此人們尊稱(chēng)他為“色譜學(xué)之父“，而以他的名字命名的Tswett獎(jiǎng)也成為了色譜界的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)。色譜法發(fā)明后的最初二三十年發(fā)展非常緩慢。液固色譜的進(jìn)一步發(fā)展有賴(lài)于瑞典科學(xué)家Tiselius（1948年NobelChemistryPrize獲得者）和Claesson的努力，他們創(chuàng)立了液相色譜的迎頭法和頂替法

5、。分配色譜是由著名的英國(guó)科學(xué)家Martin和色譜圖Synge創(chuàng)立的，他們因此而獲得1952年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1941年，Martin和Synge采用水分飽和的硅膠為固定相，以含有乙醇的氯仿為流動(dòng)相分離乙?；被?，他們?cè)谶@一工作的論文中預(yù)言了用氣體代替液體作為流動(dòng)相來(lái)分離各類(lèi)化合物的可能性。1951年，Martin和James報(bào)道了用自動(dòng)滴定儀作檢測(cè)器分析脂肪酸，創(chuàng)立了氣液色譜法；1958年，Golay首先提出了分離效能極高的毛細(xì)管柱氣

6、相色譜法，發(fā)明了玻璃毛細(xì)管拉制機(jī)，從此氣相色譜法超過(guò)最先發(fā)明的液相色譜法而迅速發(fā)展起來(lái)，今天常用的氣相色譜檢測(cè)器也幾乎是在五十年代發(fā)展起來(lái)的。七十年代發(fā)明了石英毛細(xì)管柱和固定液的交聯(lián)技術(shù)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展氣相色譜儀器也在不斷發(fā)展完善中，到現(xiàn)在最先進(jìn)的氣相色譜儀已實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)控制，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和控制。起源色譜法色譜法起源于20世紀(jì)初，1906年俄國(guó)植物學(xué)家米哈伊爾茨維特用碳酸鈣填充豎立的玻璃管，以石油醚

7、洗脫植物色素的提取液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間洗脫之后，植物色素在碳酸鈣柱中實(shí)現(xiàn)分離，由一條色帶分散為數(shù)條平行的色帶。由于這一實(shí)驗(yàn)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(gè)單詞最終被英語(yǔ)等拼音語(yǔ)言接受，成為色譜法的名稱(chēng)。漢語(yǔ)中的色譜也是對(duì)這個(gè)單詞的意譯。茨維特并非著名科學(xué)家，他對(duì)色譜的研究以俄語(yǔ)發(fā)表在俄國(guó)的學(xué)術(shù)雜志之后不久，第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，歐洲正常的學(xué)術(shù)交流被迫終止。這些因素使得色譜法問(wèn)世后十余

8、年間不為學(xué)術(shù)界所知，直到1931年德國(guó)柏林威廉皇帝研究所的庫(kù)恩將茨維特的方法應(yīng)用于葉紅素和葉黃素的研究，庫(kù)恩的研究獲得了廣泛的承認(rèn)，也讓科學(xué)界接受了色譜法，此后的一段時(shí)間內(nèi)，以氧化鋁為固定相的色譜法在有色物質(zhì)的分離中取得了廣泛的應(yīng)用，這就是今天的吸附色譜。分配色譜的出現(xiàn)和色譜方法的普及按色譜法分離所依據(jù)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)的不同，又可將其分為：吸附色譜法：利用吸附劑表面對(duì)不同組分物理吸附性能的差別而使之分離的色譜法稱(chēng)為吸附色譜法。適于分

9、離不同種類(lèi)的化合物（例如，分離醇類(lèi)與芳香烴）。分配色譜法：利用固定液對(duì)不同組分分配性能的差別而使之分離的色譜法稱(chēng)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(shù)的結(jié)合來(lái)測(cè)定溶液中陽(yáng)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(fā)生離子交換的能力差異來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。離子交換色譜主要是用來(lái)分離離子或可離解的化合物。它不僅廣泛地應(yīng)用于無(wú)機(jī)離子的分離，而且廣泛地應(yīng)用于有機(jī)和生物物質(zhì)，如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)等的分離。尺寸排阻色

10、譜法：是按分子大小順序進(jìn)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(lái)；中等體積的分子部分滲透；小分子可完全滲透入內(nèi)，最后洗出色譜柱。這樣，樣品分子基本按其分子大小先后排阻，從柱中流出。被廣泛應(yīng)用于大分子分級(jí)，即用來(lái)分析大分子物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)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(zhì)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(zhì)分離的色譜法。例如利用酶與基質(zhì)（或抑制劑）、抗原與抗

11、體，激素與受體、外源凝集素與多糖類(lèi)及核酸的堿基對(duì)等之間的專(zhuān)一的相互作用，使相互作用物質(zhì)之一方與不溶性擔(dān)體形成共價(jià)結(jié)合化合物，用來(lái)作為層析用固定相，將另一方從復(fù)雜的混合物中選擇可逆地截獲，達(dá)到純化的目的?？捎糜诜蛛x活體高分子物質(zhì)、過(guò)濾性病毒及細(xì)胞?；蛴糜趯?duì)特異的相互作用進(jìn)行研究。原理原理色譜過(guò)程的本質(zhì)是待分離物質(zhì)分子在固定相和流動(dòng)相之間分配平衡的過(guò)程，不同的物質(zhì)在兩相之間的分配會(huì)不同，這使其隨流動(dòng)相運(yùn)動(dòng)速度各不相同，隨著流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)，混合

12、物中的不同組分在固定相上相互分離。根據(jù)物質(zhì)的分離機(jī)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(lèi)別。吸附色譜吸附色譜利用固定相吸附中心對(duì)物質(zhì)分子吸附能力的差異實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物的分離，吸附色譜的色譜過(guò)程是流動(dòng)相分子與物質(zhì)分子競(jìng)爭(zhēng)固定相吸附中心的過(guò)程吸附色譜的分配系數(shù)表達(dá)式如下：K_a=frac[X_a][X_m]其中[Xa]表示被吸附于固定相活性中心的組分分子含量，[Xm]表示游離于流動(dòng)相中的組分分子含量。分配系數(shù)對(duì)于

13、計(jì)算待分離物質(zhì)組分的保留時(shí)間有很重要的意義。分配色譜分配色譜利用固定相與流動(dòng)相之間對(duì)待分離組分溶解度的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。分配色譜的固定相一般為液相的溶劑，依靠圖布、鍵合、吸附等手段分布于色譜柱或者擔(dān)體表面。分配色譜過(guò)程本質(zhì)上是組分分子在固定想和流動(dòng)相之間不斷達(dá)到溶解平衡的過(guò)程。分配色譜的狹義分配系數(shù)表達(dá)式如下：K=frac=fracX_sV_sX_mV_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(dòng)相中的溶解度。離子