- 色譜分析儀
- 色譜分析儀是一種分離分析儀器,主要用于復(fù)雜的多組分混合物的分離、分析。隨著材料科學(xué)、電子技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷滲透與應(yīng)用,各類色譜儀器在性能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)等各方面都有了極大的提高,已成為臨床相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室儀器 。
中文名:色譜分析儀
- 外文名:Chromatographic Instrument
定義
色譜分析儀一種是應(yīng)用色譜法分析技術(shù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析,及研究物質(zhì)的物理、化學(xué)特性的儀器。
發(fā)展歷史
1900年,意大利出生的科學(xué)家Mikhail Tsvet在俄羅斯首次使用色譜法,主要用于分離植物色素,如葉綠素,胡蘿卜素和葉黃素。由于這些組分具有不同的顏色(分別為綠色、橙色和黃色),因此他們將該技術(shù)命名色譜法。
20世紀(jì)30年代和40年代開(kāi)發(fā)的新型色譜技術(shù)使該技術(shù)可用于許多分離過(guò)程。
在20世紀(jì)40年代和50年代,色譜技術(shù)的發(fā)展基本上是由于Archer John Porter Martin和Richard Laurence Millington Synge的付出,為此他們獲得了1952年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他們建立了分區(qū)色譜的原理和基本技術(shù),他們促進(jìn)了紙色譜、氣相色譜、以及所謂的高效液相色譜等色譜方法的快速發(fā)展。研究人員發(fā)現(xiàn),Tsvet色譜法的主要原理可以以多種不同方式應(yīng)用,從而產(chǎn)生了不同的色譜分析方法。現(xiàn)如今,隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,色譜技術(shù)性能也在不斷提高,使越來(lái)越相似的分子可以得到分離。
工作原理
1. 色譜法。一種物理分離技術(shù),就是利用混合物中各個(gè)組分在互不相溶的兩相(固定相和流動(dòng)相)之間的分配差異,在兩相中進(jìn)行多次平衡,從而達(dá)到對(duì)混合物得到分離的一種方法,幾乎可以分析所有已知物質(zhì),在許多科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。色譜法具有很多種類,具體分類如下:
1) 按流動(dòng)相狀態(tài)分類:
色譜類型
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流動(dòng)相
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主要分析對(duì)象
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氣相色譜法
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氣體
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揮發(fā)性有機(jī)物
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液相色譜法
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液體
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可以溶于水或者有機(jī)溶劑的各種物質(zhì)
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超臨界流體色譜法
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超臨界流體
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各種有機(jī)化合物
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電色譜法
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緩沖溶液、電場(chǎng)
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離子各種有機(jī)化合物
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2) 按固定相的性質(zhì)、形狀分類:柱色譜、紙色譜、薄層色譜等。
3) 按分離過(guò)程的物理化學(xué)原理分類:吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜等。
2. 色譜分析技術(shù)。根據(jù)待測(cè)樣品的性質(zhì),選擇適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)相、固定相和操作條件,利用色譜儀的分離系統(tǒng)將樣本的各個(gè)組分分離開(kāi),然后利用檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)各組分進(jìn)行定性、定量分析。
分類
1. 氣相色譜儀
氣相色譜是于20世紀(jì)40年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的,主要由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)(色譜柱)、檢測(cè)系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理、記錄系統(tǒng)及電源、電子線路等部分組成。適用于具有揮發(fā)性的天然復(fù)雜樣本以及需要檢測(cè)靈敏度的樣本,具有價(jià)格便宜、維護(hù)和使用成本低、易于自動(dòng)化和快速準(zhǔn)確進(jìn)行檢測(cè)分析的優(yōu)點(diǎn),在石油、化工、環(huán)境等許多鄰域有著重要的作用。根據(jù)其原理可分為:氣-液色譜和氣-固色譜。其中氣-液色譜是氣相色譜分析的主力軍,能適用于各種類型的樣品,只要被分離組分的沸點(diǎn)不高于400°C便能實(shí)現(xiàn)良好的分離和檢測(cè)。氣-固色譜的特點(diǎn)也十分明顯,因基本不存在固定相流失問(wèn)題,溫度使用范圍很寬,柱壽命也很長(zhǎng);有多種吸附劑可供選擇或改性后使用,分離的選擇性好,甚至能分離順、反立體異構(gòu)體。但需要注意的是在高溫下部分吸附劑有催化活性,不宜分離熱不穩(wěn)定的化合物。
2. 高效液相色譜儀
高效液相色譜是于20世紀(jì)60年代后期引入氣相色譜理論后而迅速發(fā)展,它是由現(xiàn)代高壓技術(shù)與傳統(tǒng)的液相色譜方法結(jié)合,并應(yīng)用高效柱填充物和高靈敏檢測(cè)器所發(fā)展起來(lái)的新型分離分析技術(shù)。是以液體作為流動(dòng)相,并采用顆粒極細(xì)的高效固定相進(jìn)行分離。主要由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。具有適用范圍廣、分離效率高、速度快、流動(dòng)相選擇范圍寬、靈敏度高、色譜柱可反復(fù)使用、流出組分容易收集等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)固定相性質(zhì)可分為液-固吸附色譜法、液-液分配色譜法、離子色譜法、凝膠色譜法和親合色譜法等。高效液相色譜和氣相色譜在基本理論方面沒(méi)有顯著不同,它們之間的重大差別在于作為流動(dòng)相的液體與氣體之間性質(zhì)的差別 。
3. 離子色譜儀
離子色譜的分離原理主要采用離子交換色譜,抑制電導(dǎo)檢測(cè)。對(duì)于大多數(shù)電離物質(zhì),在溶液中電離產(chǎn)生電導(dǎo),通過(guò)對(duì)它們的電導(dǎo)檢測(cè),就可以對(duì)它的電離程度進(jìn)行分析。主要由流動(dòng)相輸送系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、離子色譜的附加裝置等組成。離子色譜最初應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中水中痕量陰、陽(yáng)離子的分析,隨著離子色譜的分離技術(shù)和檢測(cè)水平的提高,使得離子色譜也廣泛應(yīng)用于電力和能源行業(yè)、電子行業(yè)、食品及飲料行業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制藥行業(yè)和生命科學(xué)領(lǐng)域,成為色譜分析的一個(gè)重要分支 。
4. 超臨界流體色譜儀
超臨界流體色譜技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種嶄新的色譜技術(shù)。所謂超臨界流體,是指既不是氣體也不是液體的一些物質(zhì),它們的物理性質(zhì)介于氣體和液體之間。超臨界流體色譜法是指以超臨界流體作為流動(dòng)相以固體吸附劑(如硅膠)或鍵合到載體(或毛細(xì)管壁)上的高聚物為固定相的一種色譜方法。主要由標(biāo)準(zhǔn)填充柱、1082BHPLC系統(tǒng)、背壓式調(diào)節(jié)器及泵頭冷卻系統(tǒng)組成。適合分離從高極性的有機(jī)酸堿直到低極性的烴類,與HPLC相比,它具有杰出的手性化合物分離能力,分析和制備速度快、使用成本低、適用范圍更廣、“綠色”環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是分離手性藥物、手性化合物的最佳選擇。在生產(chǎn)和科學(xué)研究上已得到了越來(lái)越多的應(yīng)用,如今,其應(yīng)用已經(jīng)涵蓋了藥物、天然產(chǎn)物、煙草、精細(xì)化工、石油化工、刑偵、環(huán)境、興奮劑檢測(cè)、火炸藥等各種領(lǐng)域。主要有分析型超臨界流體色譜儀、制備型超臨界流體色譜儀和混合型超臨界流體色譜儀三大類 。
5. 其他色譜儀
1) 毛細(xì)管電色譜儀
毛細(xì)管電色譜是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型微分離分析技術(shù),它整合了毛細(xì)管電泳與微徑柱液相色譜的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)在填充微細(xì)顆粒液相色譜填料的微徑柱色譜柱兩端施加直流高壓電場(chǎng),達(dá)到其對(duì)痕量復(fù)雜生物及化學(xué)體系樣品優(yōu)越的分離能力。毛細(xì)管電色譜法不僅克服了HPLC中壓力流本身流速不均引起的峰擴(kuò)展,而且柱內(nèi)無(wú)壓降,使峰擴(kuò)展只與溶質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)有關(guān),從而獲得了接近于高效毛細(xì)管電泳水平的高柱效,因而使毛細(xì)管電色譜的理論塔板數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高效液相色譜。主要用于包括多環(huán)芳烴在內(nèi)的芳香族化合物、染料、蛋白、肽、寡聚核苷酸、氨基酸、對(duì)映體等的分離分析,在藥物分析中的應(yīng)用也逐漸增加。其主要包括填充柱電色譜、開(kāi)管柱電色譜、平面層電色譜等多種形式。
2) 薄層掃描色譜
薄層色譜,或稱薄層層析,從20世紀(jì)50年代發(fā)展以來(lái)仍被廣泛采用,是以涂布于支持板上的支持物作為固定相,以合適的溶劑為流動(dòng)相,對(duì)混合樣品進(jìn)行分離、鑒定和定量的一種層析分離技術(shù)。這是一種快速分離諸如脂肪酸、類固醇、氨基酸、核苷酸、生物堿及其他多種物質(zhì)的特別有效的層析方法。而薄層色譜掃描儀是對(duì)薄層色譜進(jìn)行定量檢測(cè)分析的儀器,市場(chǎng)上有兩類薄層色譜掃描儀:傳統(tǒng)薄層色譜掃描儀和薄層數(shù)碼成像分析儀。
3) 逆流色譜儀
逆流色譜技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型的、連續(xù)高效的液液分配色譜技術(shù),主要由恒流泵、進(jìn)樣閥、檢測(cè)器、分離柱等組成。與其他色譜技術(shù)不同的是它不需任何固態(tài)載體,因此能避免固相載體表面與樣品發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致樣品的污染、失活、變性和不可逆吸附等不良影響。同時(shí)它也具有適用范圍廣、快速、進(jìn)樣量大、費(fèi)用低、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。因此,已在生物、醫(yī)藥、食品、材料、化妝品和環(huán)保等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,尤其是在天然產(chǎn)物活性成分的分離純化領(lǐng)域倍受重視 免責(zé)聲明:本資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),如果侵犯了你的版權(quán)或其他權(quán)利,請(qǐng)通知我及時(shí)刪除。