论板高”。前者预见了气相色谱的产生,1952年artin和Iames首次用气体作流动相,以 微量酸碱滴度作为检测手段,发明了气相色诺(gas chr0 graphy(GC)】,它给挥发性化合 物的分离测定带来了划时代的变革。 后者预见了高压液相色谱的产生,在60年代末期为) 们所实现。由于对现代色谐法的形成和发展所作的重大贡献,artin和Synge被授予195 年诺贝尔化学奖。 色谱学发展的另一个重要推动力是生产和技术上的需要。气相色谱法产生于生物化学领 域,Martin是一个生物学家,而气相色谱的大发展却在石油化工领域。本世纪中期,石油 开发、炼制及石油化工的出现和发展,迫切需要 种能分析多组分复杂混合物的 ,以 决石油及石油产品复杂成分的分析。气相色谱出现以前,对含有几十个到上百个成分的石油 馏分进行全分析,采用精密分馏配合光谱测定,一个样品需几个月乃至一年以上,耗时甚长。 气相色谱能满足复杂混合物分析的需要,迅速成为石油和石油化工的一种主要分析手段。石 油化工的发展又推动了气相色普,以其它仪器分折方法不能比拟的速度向前发展。到60年 代末,色谱速率理论产生后, 使气相色谱理论 、仪器设备等各方面日趋完善和成 熟。毛细管气相色谱的出现和发展,色谱柱效达到10 0理论塔板数,与高灵敏度的检测 器相结合,可以测定低于10级的痕量组分。60一70年代,气相色谱一质谱(GC-MS)、气相 色谐一傅里叶变换红外光谱(GC-FTI)等联用技术的成功,使色谱联用技术成为分离、鉴定、 剖析复杂混合物最有效的工具。用GC-S联用分析普通汽油中240个左右化合物,其中180 种得到鉴定。气相色谱应用范围已扩展到环境检测、医药卫生、农业食品、空间研究等领域 但是气相色谱也有各方面的技术限步 气相色谱仪 和周定相的工作温度只能到350 500℃,因此,高沸点化合物无法用气相色谱分析。生命科学、生物工程技术的发展,迫切 需要解决高沸点、强极性、热不稳定、大分子复杂混合物的分离分析课题。这种需要推动人 们重新致力于液相色谱研究,气相色谱理论和技术上的成就为液相色谱的发展创造了条件。 0任代中烟人们从气相高速点效 高灵铺度祖到启发,若毛克那经典被相色谱 的缺点,采用高压泵加快液体流动相的流动速号 :采用微粒固定相以提高柱效:设计高灵敏 度、死体积小的检测器。到1969年,在经典液相色谱基础上发展成高速、高效的现代液相 色谱法(modern liguid chromatography),一般称为高效液相色谱(high performance liguid chromatography,HPLC)、高压液相色谱(high pressure liquid chromatography,HPLC) 或高速液相色谱high speed liquid chr aDhw,HSLC)。作为现代色谱技术,推荐使 用高效液相色谱(LC)这一名称。现在,柱效超过10000个理论塔板数的15cm液相色谱料 已广泛用 于常规分析。最近十余年发展的微型柱高效液相色谱减少了使用价格贵而且污染 境的液体流动相,并且有可能探索新的检测方法。气相色谱使用的毛细管柱一股是200 300■内径:液体色谱毛细管柱需用小得多的柱尺寸,小至5一10m,而进样与检测器都要 求nL(纳升,101)级体积。 从鱼普学领域全局来看,50一60年代是以气相鱼谱为代表的大发展时期:0年代讲#入 以高效液相色谱为代表的现代色谱时期 80 三代以来,PLC的应用范围 文献数量已超过 GC。在较长时期内,色谱法主要应用在有机分析领域。1975年,离子色谱的出现和各种 属整合物色谱的迅速发展,正在改变者现代色谱学的面貌。色谱法已相当广泛地用于无机阴、 阳离子和金属元素的分离分析。与经典化学分析相比,它具有操作简单、快速、选择性好 灵嫩度高的优点。近几年,离子色谱成为发展最快的一个色曾分枝,可以预期,色谱法将成 为无机分析的重要分析方法之 70年代,计算机技术进入色谱领域,以现了计算机控制的全自动色谱仪,导致现代色 谱技术的又一重要发展一一智能色谱(chromatography with artificial intelligence)。 1981年,Dupont公司生产的能自动选择最佳方法的液相色谱仪“探索者”(Sentinel)问世 并相继出现了各种智能色谱研究报告。所谓智能色谱是根据色谱基础研究,利用计算机技术
论板高”。前者预见了气相色谱的产生,1952 年 Martin 和 James 首次用气体作流动相,以 微量酸碱滴度作为检测手段,发明了气相色谱[gas chromatography(GC)],它给挥发性化合 物的分离测定带来了划时代的变革。后者预见了高压液相色谱的产生,在 60 年代末期为人 们所实现。由于对现代色谱法的形成和发展所作的重大贡献,martin 和 Synge 被授予 1952 年诺贝尔化学奖。 色谱学发展的另一个重要推动力是生产和技术上的需要。气相色谱法产生于生物化学领 域,Martin 是一个生物学家,而气相色谱的大发展却在石油化工领域。本世纪中期,石油 开发、炼制及石油化工的出现和发展,迫切需要一种能分析多组分复杂混合物的手段,以解 决石油及石油产品复杂成分的分析。气相色谱出现以前,对含有几十个到上百个成分的石油 馏分进行全分析,采用精密分馏配合光谱测定,一个样品需几个月乃至一年以上,耗时甚长。 气相色谱能满足复杂混合物分析的需要,迅速成为石油和石油化工的一种主要分析手段。石 油化工的发展又推动了气相色谱,以其它仪器分折方法不能比拟的速度向前发展。到 60 年 代末,色谱速率理论产生后,使气相色谱理论、实验技术、仪器设备等各方面日趋完善和成 熟。毛细管气相色谱的出现和发展,色谱柱效达到 l05-106 理论塔板数,与高灵敏度的检测 器相结合,可以测定低于 10-9 级的痕量组分。60-70 年代,气相色谱一质谱(GC-MS)、气相 色谱一傅里叶变换红外光谱(GC-FTIR)等联用技术的成功,使色谱联用技术成为分离、鉴定、 剖析复杂混合物最有效的工具。用 GC-MS 联用分析普通汽油中 240 个左右化合物,其中 180 种得到鉴定。气相色谱应用范围已扩展到环境检测、医药卫生、农业食品、空间研究等领域。 但是气相色谱也有各方面的技术限制。气相色谱仪和固定相的工作温度只能到 350 一 500℃,因此,高沸点化合物无法用气相色谱分析。生命科学、生物工程技术的发展,迫切 需要解决高沸点、强极性、热不稳定、大分子复杂混合物的分离分析课题。这种需要推动人 们重新致力于液相色谱研究,气相色谱理论和技术上的成就为液相色谱的发展创造了条件。 60 年代中期,人们从气相色谱高速、高效、高灵敏度得到启发,着手克服经典液相色谱法 的缺点,采用高压泵加快液体流动相的流动速率;采用微粒固定相以提高柱效;设计高灵敏 度、死体积小的检测器。到 1969 年,在经典液相色谱基础上发展成高速、高效的现代液相 色谱法(modern liquid chromatography),—般称为高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)、高压液相色谱 (high pressure liquid chromatography,HPLC) 或高速液相色谱(high speed liquid chromatography,HSLC)。作为现代色谱技术,推荐使 用高效液相色谱(HPLC)这一名称。现在,柱效超过 10000 个理论塔板数的 15cm 液相色谱柱 已广泛用于常规分析。最近十余年发展的微型柱高效液相色谱减少了使用价格贵而且污染环 境的液体流动相,并且有可能探索新的检测方法。气相色谱使用的毛细管柱—殷是 200- 300µm 内径;液体色谱毛细管柱需用小得多的柱尺寸,小至 5—10µm,而进样与检测器都要 求 nL(纳升,10—9 L)级体积。 从色谱学领域全局来看,50 一 60 年代是以气相色谱为代表的大发展时期;70 年代进入 以高效液相色谱为代表的现代色谱时期。80 年代以来,HPLC 的应用范围、文献数量已超过 GC。在较长时期内,色谱法主要应用在有机分析领域。1975 年,离子色谱的出现和各种金 属螯合物色谱的迅速发展,正在改变着现代色谱学的面貌。色谱法已相当广泛地用于无机阴、 阳离子和金属元素的分离分析。与经典化学分析相比,它具有操作简单、快速、选择性好、 灵敏度高的优点。近几年,离子色谱成为发展最快的一个色谱分枝,可以预期,色谱法将成 为无机分析的重要分析方法之一。 70 年代,计算机技术进入色谱领域,以现了计算机控制的全自动色谱仪,导致现代色 谱技术的又—重要发展——智能色谱(chromatography with artificial intelligence)。 1981 年,Dupont 公司生产的能自动选择最佳方法的液相色谱仪“探索者”(Sentinel)问世, 并相继出现了各种智能色谱研究报告。所谓智能色谱是根据色谱基础研究,利用计算机技术
在先进的硬件、软件结合的基础上,解决色谱分析的主要技术关健,即最佳条件选择和色谱 定性、定量问题,从而能自动设计色谱分析方法。智能色谱将是新一代色谱仪器。 第三章薄层色谱法 薄层色谱法又称薄层层析法,是利用色谱原理在薄层板上对混合物中各组分进行分离、 纯化和分析的方法,是把吸附剂或载体均匀地铺在破璃板上形成厚度一致的薄层,在其下端 点加试样溶液后,放入底部带有溶剂(展开剂或移动相)的层析缸中,展开剂在黄层板上移动 一定高度,使样本中各组分得到 分离,通常是对难挥发的 并可溶 定的溶剂中的样品 组分进行分离,薄层色 苦属于液相色谱,是从柱色谱和纸色谱发展而来 的 ,兼有两者的特片 所用的固定相和常规柱色谱是相同的,但薄层用吸附剂要求粒度细,所以分离效率比柱色谱 高:谦层色谱和纸色普一样,属于不用色谱柱的“开放式”色谱,但分离速度更快,效率更 高,所需的设备简单易得,用于定性分析和半定量分析。1938年伊马洛夫(N.A.I2ai1o) 等首先用氧化铝、氧化镁在薄层板上分离植物成分, 1949年梅赫特.E.d)等首先 淀扮作为粘合剂 制性能稳定的薄后 1954 柯奇 (.G.Kirchner)等以 璃板作 支持体来制备薄层,并将薄层色谱用于农药残留分析,直到1957年德国斯塔尔(伦.sthl 改进了仪器设备,提出了吸附剂规格和操作方法后,较快地发展为目前的薄层色谱法,60 年代开始用于农药产品分析。 蒲层鱼法曾广泛用干农药残留分析,经层色进将农药有效成分与各种杂质分离后 与标准样品斑点进行面积比或吸光度比以求得样品中农药的残留量:但在农药的工业品分析 中,不使用薄层色增法直接测定其含量,因为在薄层板上直接定量的方法如色阶比色法和 层扫描仪对斑点原位定量法等所得的结果,误差比较大,又由于薄层均匀度和点样器的重复 性较差。测定结果的精密度不能满足工业分析要求。在农药常量分析中只是作为分离的手段, 将薄层色碧法与其它检测方法连用,利用满层色曾将农药有效成分与杂质分离,再使用滴定 去、极法、可见和紫外分光光度法等」 可以获得满意的结果。而薄层滴定法(或称薄层 化学法)不需要贵重仪器 在 一般实验室均可进行,测定时不 需要农药标 样 而且还可用 农药标准品的定值。薄层色谱法设备简单、易得、所需费用少,步骤简单,快速,根据样品 性质选择吸附剂、展开剂或不同展开剂组合等,可对许多类型的农药工业品或制剂进行分离。 薄层色谱法的特点是:①展开时间短: 一般只需十至几十分钟:②分离能力强,谐带集 中:③灵敏度高, 样品量很少时,点样几-几十微克即可以讲行定性:④品色方伸:⑤仪墨 简单, 操作方 、原理 按分离机制可以分为吸附、分配、离子交换及凝胶色谱法等,后两者在农药分析中极少 应用,分配色谱法是利用农药中各组分在固定相和移动相中不同的溶解度(或分配系数)而形 成不同的迁移率来进行分离的。正相薄层分配色谱法是以纤维素或经水、缓冲液、极性有机 溶剂处理过的硅胶为周定相,使用极性较弱的溶剂为移动相,对于极性较小的组分有较大的 比移值:反相薄层分配色谱法是使用硅酮、石腊等非极性溶剂处理过的硅胶或纤维素作固 相,其极性很小,使用极性较强的溶剂为移动相,因此极性强的组分有较大的比移值,分 色普法在农药分折中亦用得不多。 在农药分析中主要使用吸附薄层色谱法,其原理是由于样本各组分的理化性质不同,它 们在吸附剂(或固定相)上的吸附作用不同,在展开剂(或移动相)中的洗脱作用(溶解度)亦不 同,各组分随展开剂由原点向预定的前沿移动时,在两相间反复进行吸 和解吸 吸附 的成分难于被展开剂溶解下来,移动速度小.吸附弱的成分较易被展开剂解吸附.移动速度 较大,移动速度的差别,使各成分分离,在连续不断的多次吸附和解吸附过程中,分离效率 是比较高的,各成分经展开后在薄层板上迁移距离的数值,可用比移值(R值)来表示,即试
在先进的硬件、软件结合的基础上,解决色谱分析的主要技术关键,即最佳条件选择和色谱 定性、定量问题,从而能自动设计色谱分析方法。智能色谱将是新一代色谱仪器。 第三章 薄层色谱法 薄层色谱法又称薄层层析法,是利用色谱原理在薄层板上对混合物中各组分进行分离、 纯化和分析的方法,是把吸附剂或载体均匀地铺在破璃板上形成厚度一致的薄层,在其下端 点加试样溶液后,放入底部带有溶剂(展开剂或移动相)的层析缸中,展开剂在薄层板上移动 至一定高度,使样本中各组分得到分离,通常是对难挥发的、并可溶于一定的溶剂中的样品 组分进行分离,薄层色谱属于液相色谱,是从柱色谱和纸色谱发展而来的,兼有两者的特点, 所用的固定相和常规柱色谱是相同的,但薄层用吸附剂要求粒度细,所以分离效率比柱色谱 高;薄层色谱和纸色谱一样,属于不用色谱柱的“开放式”色谱,但分离速度更快,效率更 高,所需的设备简单易得,用于定性分析和半定量分析。1938 年伊马洛夫(N.A.Izmailov) 等首先用氧化铝、氧化镁在薄层板上分离植物成分,1949 年梅赫特(J.E.Mcinhard)等首先 添加淀扮作为粘合剂研制性能稳定的薄层,1954 年柯奇纳(J.G.Kirchner)等以玻璃板作为 支持体来制备薄层,并将薄层色谱用于农药残留分析,直到 1957 年德国斯塔尔(E.stahl) 改进了仪器设备,提出了吸附剂规格和操作方法后,较快地发展为目前的薄层色谱法,60 年代开始用于农药产品分析。 蒲层色谱法曾广泛用于农药残留分析,经薄层色谱将农药有效成分与各种杂质分离后, 与标准样品斑点进行面积比或吸光度比以求得样品中农药的残留量;但在农药的工业品分析 中,不使用薄层色谱法直接测定其含量,因为在薄层板上直接定量的方法如色阶比色法和薄 层扫描仪对斑点原位定量法等所得的结果,误差比较大,又由于薄层均匀度和点样器的重复 性较差。测定结果的精密度不能满足工业分析要求。在农药常量分析中只是作为分离的手段, 将薄层色谱法与其它检测方法连用,利用薄层色谱将农药有效成分与杂质分离,再使用滴定 法、极谱法、可见和紫外分光光度法等,可以获得满意的结果。而薄层-滴定法(或称薄层- 化学法)不需要贵重仪器,在一般实验室均可进行,测定时不需要农药标样,而且还可用于 农药标准品的定值。薄层色谱法设备简单、易得、所需费用少,步骤简单,快速,根据样品 性质选择吸附剂、展开剂或不同展开剂组合等,可对许多类型的农药工业品或制剂进行分离。 薄层色谱法的特点是:①展开时间短;一般只需十至几十分钟;②分离能力强,谐带集 中;③灵敏度高,样品量很少时,点样几-几十微克即可以进行定性;④显色方便;⑤仪器 简单,操作方便。 一、原理 按分离机制可以分为吸附、分配、离子交换及凝胶色谱法等,后两者在农药分析中极少 应用,分配色谱法是利用农药中各组分在固定相和移动相中不同的溶解度(或分配系数)而形 成不同的迁移率来进行分离的。正相薄层分配色谱法是以纤维素或经水、缓冲液、极性有机 溶剂处理过的硅胶为固定相,使用极性较弱的溶剂为移动相,对于极性较小的组分有较大的 比移值;反相薄层分配色谱法是使用硅酮、石腊等非极性溶剂处理过的硅胶或纤维素作固定 相,其极性很小,使用极性较强的溶剂为移动相,因此极性强的组分有较大的比移值,分配 色谱法在农药分析中亦用得不多。 在农药分析中主要使用吸附薄层色谱法,其原理是由于样本各组分的理化性质不同,它 们在吸附剂(或固定相)上的吸附作用不同,在展开剂(或移动相)中的洗脱作用(溶解度)亦不 同,各组分随展开剂由原点向预定的前沿移动时,在两相间反复进行吸附和解吸附,吸附强 的成分难于被展开剂溶解下来,移动速度小.吸附弱的成分较易被展开剂解吸附.移动速度 较大,移动速度的差别,使各成分分离,在连续不断的多次吸附和解吸附过程中,分离效率 是比较高的,各成分经展开后在薄层板上迁移距离的数值,可用比移值(Rf 值)来表示,即试