色譜法是利用流動(dòng)相和固定相之間相互作用的平衡場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)行為的差異,從多組分混合物中使單一組分互相分離,繼而進(jìn)行定性檢出和鑒定、定量測(cè)定和記錄的分析方法。色譜法按分離機(jī)理、固定相性質(zhì)、兩相狀態(tài)等的不同分類也不同,分為和其它分析方法相比,色譜法有自己獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
色譜法與其他分析方法比較
相較而言,色譜法的顯著特點(diǎn)是能在分析過(guò)程中分離出純物質(zhì),并測(cè)定該物質(zhì)的含量。所以,對(duì)一種組分用色譜法可以得到該組分的兩種信息,即從注入到檢出的保留值和質(zhì)量。色譜法也可用作定性分析,但一般而言,色譜法的定性能力較差,而作為定量方法卻是非常重要的手段。色譜儀與質(zhì)譜儀或傅里葉變換紅外光譜儀聯(lián)用,可以提高其定性能力。氣相色譜法和液相色譜法已有十分完善的聯(lián)用儀器在市場(chǎng)上出售。
色譜法在使用上的特點(diǎn)是
僅用所購(gòu)置的儀器還不能得到滿意的數(shù)據(jù)。其他儀器如紅外光譜儀和質(zhì)譜儀等,若制備好樣品并置于樣品架,開(kāi)動(dòng)儀器就能得到有用的數(shù)據(jù)。對(duì)于這些儀器,即使完全不懂分析儀器的工作原理,只要操作方法沒(méi)有錯(cuò)誤,就能得到所需的信息。
但是,色譜儀與上述儀器不同。
分析工作者必須自己根據(jù)分析目的,選擇固定相和流動(dòng)相的種類、組成以及檢測(cè)器,并組成分析系統(tǒng)。而且從理論上選擇的分析系統(tǒng)也不能保證是最佳的,只能通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。有時(shí)即使重復(fù)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)記載的分析條件,也得不到完全相同的分離能力和靈敏度。這是因?yàn)槲墨I(xiàn)中往往存在未記載的分析條件或不可能記載的分析條件,以及分析工作者沒(méi)有認(rèn)識(shí)到的分析條件,如流動(dòng)相純度、化學(xué)鍵合硅膠中殘余的硅醇基含量、柱外死體積、標(biāo)準(zhǔn)樣品的純度、試液的穩(wěn)定性、儀器的溫度差異、儀器配件系統(tǒng)的污染程度等,均會(huì)影響分離。
所以,在重復(fù)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的方法而得不到滿意結(jié)果時(shí),分析工作者必須具備改善分析條件獲得良好數(shù)據(jù)的能力。為此,要求分析工作者必須理解色譜法的理論,從邏輯上探討錯(cuò)誤的原因,并不斷積累經(jīng)驗(yàn)。
色譜法的分類方法雖然有好幾種,但各種分類方法的依據(jù)或出發(fā)點(diǎn)是不一樣的。根據(jù)流動(dòng)相和固定相組合方式的不同,可分為液相色譜和氣相色譜等;按照操作技術(shù)的不同,色譜法又可分為洗脫法、頂替法和迎頭法等;按照色譜法的分離機(jī)理.則可分為吸附色譜法、離子交換色譜法、分配色譜法、沉淀色譜法和排阻色譜法等。
在實(shí)際工作中的色譜方法的分類,一部分是根據(jù)兩相狀態(tài)的不同,而另一部分是根據(jù)色譜的分離機(jī)理的不同。
1、按兩相的狀態(tài)分類
在色譜分析中有流動(dòng)相和固定相兩相。流動(dòng)相就是色譜分析過(guò)程中攜帶組分向前移動(dòng)的物質(zhì)。固定相就是色譜分析過(guò)程中不移動(dòng)的具有吸附活性的固體或是涂漬在載體表面上的液體。用液體作為流動(dòng)相的稱為液相色譜法,用氣體作為流動(dòng)相的稱為氣相色譜法。又因固定相也有兩種狀態(tài),按照使用流動(dòng)相和固定相的不同,可將色譜法分為液-固色譜法,即流動(dòng)相為液休,固定相為具有吸附活性的固體;液-液色譜法,即流動(dòng)相為液體,固定相為液體;氣-固色譜法,即流動(dòng)相為氣體,固定相為具有吸附活性的固體;氣-液色譜法,即流動(dòng)相為氣體,固定相為液體。
2、按色譜分離機(jī)理分類
a、吸附色譜法
吸附色譜法是以固定相為吸附劑,利用吸附劑對(duì)不同組分吸附性能的差別進(jìn)行色譜分離和分析的方法。這種色譜法根據(jù)使用的流動(dòng)相不同,又可分為氣-固吸附色譜法和液-固吸附色譜法。
b、分配色譜法
分配色譜法是利用不同組分在流動(dòng)相和固定相之間分配系數(shù)(或溶解度)的不同而進(jìn)行分離和分析的方法。根據(jù)使用的流動(dòng)相不同,又可分為液-液分配色譜法和氣-液分配色譜法。
c、離子交換色譜法
離子交換色譜法是用一種能交換離子的材料為固定相來(lái)分離離子型化合物的色譜方法。這種色譜法廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)離子、生物化學(xué)中各種核酸衍生物、氨基酸等的分離。
d、凝膠色譜法
凝膠色譜法是利用某些凝膠對(duì)不同大小的組分分子產(chǎn)生不同的滯留作用而達(dá)到分離目的的色譜方法。這種色譜法主要用于較大分子的分離,也稱為篩析色譜法和尺寸(空間)排阻色譜法。
3、按色譜固定相的性質(zhì)分類
a、柱色譜法
柱色譜法可分為兩大類。一類是將固定相裝入色譜柱內(nèi),稱為填充柱色譜法。另一類是將固定相涂在毛細(xì)管(毛細(xì)管中心是空的)內(nèi)壁,稱為開(kāi)管型毛細(xì)管柱色譜法。如果先將固定相填滿一根管子,再將管子拉成毛細(xì)管或再將固定液涂于管內(nèi)載體上,稱為填充型毛細(xì)管柱色譜法。
b、紙色譜法
紙色譜法是以紙為載體,以紙纖維吸附的水分(或吸附的其他物質(zhì))為固定相,樣品點(diǎn)在紙條的一端,用流動(dòng)相展開(kāi)進(jìn)行分離和分析的色譜法。
c、薄層色譜法
薄層色譜法是將吸附劑(或載體)均勻地鋪在一塊玻璃板或塑料板上形成薄層,在此薄層上進(jìn)行色譜分離的方法。按分離機(jī)理可分為吸附法、分配法、離子交換法等。
4、按色譜操作技術(shù)分類
a、迎頭法
迎頭法是使多組分混合物連續(xù)進(jìn)入色譜柱,混合物中吸附或溶解能力最弱的組分最先流出色譜柱,其次是最弱的與吸附、溶解能力稍強(qiáng)的組分的混合物流出色譜柱.然后是最弱的、稍強(qiáng)的、較強(qiáng)的三個(gè)組分的混合物流出色譜柱,依此類推。
b、沖洗法
沖洗法是將試樣加在色譜柱的一端,選用在固定相上被吸附或溶解能力比試樣組分弱的氣休或液體沖洗柱子,由于混合物中各組分在固定相上被吸附或溶解能力的差異,各組分被沖洗出來(lái)的順序不同,從而達(dá)到分離的目的。這種方法的分離效能較高,適合于多組分混合物的分離,是一種使用最廣泛的色譜方法。
c、頂替法
將混合物試樣加入色譜柱,將選擇的頂替劑加入惰性流動(dòng)相中,這種頂替劑對(duì)固定相的吸附或溶解能力比試樣中所有組分都強(qiáng),當(dāng)含頂替劑的惰性流動(dòng)相通過(guò)柱子后,試樣中各組分依吸附或溶解能力的強(qiáng)弱順序被頂替出色譜柱,最弱者最先流出,最強(qiáng)者最后流出。利用這種方法可從混合物中分離出幾種純品,有利于做分析。該法的分離效果優(yōu)于迎頭法。