石河子大学：《仪器分析》课程PPT教学课件（食品专业）色谱法原理 Principles of Chromatography

第七章色谱法原理 Principles of Chromatography 概述 色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特 IBeT分离植物色素时采用。他在研究植物叶的色 素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直 立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色 素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种 方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物 质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍 被人们沿用至今。并出现了种类繁多的各种色谱法。 许多气体、液体和固体样品都能找到合适的色谱法进 行分离和分析

第七章 色谱法原理 （Principles of Chromatography） 概述 色 谱 法 早 在 1903 年 由 俄 国 植 物 学 家 茨 维 特 Цвет分离植物色素时采用。他在研究植物叶的色 素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直 立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色 素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种 方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物 质的分离， “色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍 被人们沿用至今。并出现了种类繁多的各种色谱法。 许多气体、液体和固体样品都能找到合适的色谱法进 行分离和分析

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概述 前色谱法已广泛应用于许多领域，成为十 分重要的分离分析手段。但不管属于哪一类 色谖法，基共同的基杰特点是县备两个 不动的一 称一为固定相： 另一相是携带 样邑洗过定相的流体，称为流相。 屋为 时，就会与固定相发生作用，由于各组分在 性质和结构上的差异，与固定相相互作用的 、强弱也有差异，因此在同二推动方的 常下苯同组夯在固定箱带留时简长短不 同，从而按先后不同的次序从固定相中流出

概述 ⚫ 目前色谱法已广泛应用于许多领域，成为十 分重要的分离分析手段。但不管属于哪一类 色谱法，其共同的基本特点是具备两个相： 不动的一相，称一为固定相；另一相是携带 样品流过固定相的流动体，称为流动相。装 有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为 色谱柱 。当流动相中样品混合物经过固定相 时，就会与固定相发生作用，由于各组分在 性质和结构上的差异，与固定相相互作用的 类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的 作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不 同，从而按先后不同的次序从固定相中流出

●表 色谱法的发展历史 1906 Tswett/用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念。 1931Kuhn,Lederer)用氧化铝和碳酸钙分离u-、-和-胡萝卜素。 使色谱法开始为人们所重视。 l938 Izmailov,Shraiber最先使用薄层色谱法。 ● 1938 Taylor,.Uray用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。 ● 1941 Martin,Synge提出色谱塔板理论；发明液-液分配色谱；预 言了气体可作为流动相（即气相色谱）。 ● 1944 Consden等发明了纸色谱。 1949 Macllean在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱 进入实用阶段。 1952 Martin,James,从理论和实践方面完善了气-液分配色谱法。 ● 1956 Van Deemter等提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。 1957基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。 ● 1958 Golay.发明毛细管柱气相色谱。 1959 Porath,Flodin发表凝胶过滤色谱的报告。 1964 Moore发明凝胶渗透色谱。 1965 Giddings2发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 ● 1975 Small2发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相， 采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 198 1Jorgenson等创立了毛细管电泳法

⚫ 表 色谱法的发展历史 ⚫ 1906Tswett用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念。 ⚫ 1931Kuhn, Lederer用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。 使色谱法开始为人们所重视。 ⚫ 1938Izmailov, Shraiber最先使用薄层色谱法。 ⚫ 1938Taylor, Uray用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。 ⚫ 1941Martin, Synge提出色谱塔板理论；发明液-液分配色谱；预 言了气体可作为流动相（即气相色谱）。 ⚫ 1944Consden等发明了纸色谱。 ⚫ 1949Macllean在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱 进入实用阶段。 ⚫ 1952Martin, James从理论和实践方面完善了气-液分配色谱法。 ⚫ 1956Van Deemter等提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。 ⚫ 1957基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。 ⚫ 1958Golay发明毛细管柱气相色谱。 ⚫ 1959Porath, Flodin发表凝胶过滤色谱的报告。 ⚫ 1964Moore发明凝胶渗透色谱。 ⚫ 1965Giddings发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 ⚫ 1975Small发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相， 采用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 ⚫ 1981Jorgenson等创立了毛细管电泳法

表 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作 1937化学类胡萝卜素化学，维生素A和B ● 1938化学类胡萝卜素化学 ● 1939化学聚甲烯和高萜烯化学 ● 1950生理学、医学性激素化学及其分离、肾皮素化 学及其分离 1951 化学超铀元素的发现 1955 化学脑下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素 ● 1958 化学胰岛素的结构 1961 化学光合作用时发生的化学反应的确认 1970生理学、医学关于神经元触处迁移物质的研究 1970化学糖核苷酸的发现及其在生物合成碳水化合 物中的作用 1972化学核糖核酸化学酶结构的研究 ● 1972生理学、医学抗体结构的研究

⚫ 表 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作 ⚫ 1937 化学 类胡萝卜素化学，维生素A和B ⚫ 1938 化学 类胡萝卜素化学 ⚫ 1939 化学 聚甲烯和高萜烯化学 ⚫ 1950 生理学、医学 性激素化学及其分离、肾皮素化 学及其分离 ⚫ 1951 化学 超铀元素的发现 ⚫ 1955 化学 脑下腺激素的研究和第一次合成聚肽激素 ⚫ 1958 化学 胰岛素的结构 ⚫ 1961 化学 光合作用时发生的化学反应的确认 ⚫ 1970 生理学、医学 关于神经元触处迁移物质的研究 ⚫ 1970 化学 糖核苷酸的发现及其在生物合成碳水化合 物中的作用 ⚫ 1972 化学 核糖核酸化学酶结构的研究 ⚫ 1972 生理学、医学 抗体结构的研究

色谱法分类 从不同角度，可将色谱法分类如下： 1、按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱(GC),根据 固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体 上的一薄层有机化食物液体)，又可分为气固色谱 (G$C)和气液色谱(GLC)· 液体为流动相的色谱称液相色谱(LC)。同理， 液相色谱亦可分为液固色谱(LSC)和液液色谱 (LLC)· 超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色 谱(SFC)。 随着色谱工作的发展，通过化学反应将 國定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色 谱文称花学键谷相色谱(CBPC)

色谱法分类 从不同角度，可将色谱法分类如下： 1．按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱（GC），根据 固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体 上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱 （GS C）和气液色谱（GLC）． 液体为流动相的色谱称液相色谱（LC）。同理， 液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱 （LLC）． 超临界流体为流动相的色谱称为超临界流体色 谱（SFC）。随着色谱工作的发展，通过化学反应将 固定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色 谱又称化学键合相色谱（CBPC）

2、按分离机理分类 y 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力 强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同 而达到分离的方法称为分配色谱法。 利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和 力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择 渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或尺寸排 阻色谱法。 最近，又有一种新分离技术，利用不同组分 与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分 离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离

2．按分离机理分类  利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力 强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。  利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同 而达到分离的方法称为分配色谱法。  利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和 力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱 法。  利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择 渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或尺寸排 阻色谱法。  最近，又有一种新分离技术，利用不同组分 与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分 离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离

Solute dissolved Solute adsorbed in liquid phase on surface of coated on surface stationary phase of solid support Adsorption chromatography Partition chromatography 吸附色谱法 分配色谱法

吸附色谱法 分配色谱法

Large molecules are excluded Mobile anions held near cations that are covalentiy attached to stationary phase Small molecules penetrate pores of particles Anion-exchange resin:only anions can be attracted to it lon-exchange chromatography Molecular exclusion chromatography 离子交换色谱法 分子排阻色谱法

离子交换色谱法 分子排阻色谱法

One kind of molecule in complex mixture becomes attached to molecule that is covalently bound to stationary phase All other molecules simply wash through Affinity chromatography 亲和色谱法

亲和色谱法