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為什麽叫色譜

自20世紀初發明以來,色譜已發展了整整壹個世紀,成為當今最重要的分離分析科學,廣泛應用於石油化工、有機合成、生理生化、醫藥衛生、環境保護,甚至太空探索等諸多領域。將壹滴含有混合顏料的溶液滴在壹塊布或壹張紙上,隨著溶液展開,可以觀察到同心環。雖然古人對這種色譜現象有了初步的了解,也有了壹些簡單的應用,但最早認識到這種色譜現象在分離分析中具有重要價值的是俄羅斯植物學家茨維特。茨維特對色譜分離方法的研究始於1901年。兩年後,他發表了自己的研究成果《壹種新的吸附現象及其在生化分析中的應用》,提出了利用吸附原理分離植物色素的新方法。三年後,他將這種方法命名為色譜法。顯而易見,色譜這個詞是由希臘語中的“顏色”和“graphein”兩個詞根組成的,它的派生詞是色譜、色譜圖和色譜圖。由於他的開創性工作,茨維特被譽為“色譜之父”,以他名字命名的茨維特獎也成為色譜領域的最高榮譽獎。色譜法發明後的前二三十年發展非常緩慢。液固色譜的進壹步發展有賴於瑞典科學家tise lius(1948年諾貝爾化學獎獲得者)和克萊松的努力,他們創立了液相色譜的迎面法和替代法。分配色譜法是由英國著名科學家馬丁和

[色譜圖]

色譜圖

由辛格創立,1952年獲得諾貝爾化學獎。在1941中,Martin和Synge使用水飽和矽膠作為固定相,使用含有乙醇的氯仿作為流動相來分離乙酰氨基酸。在這篇論文中,他們預測了用氣體代替液體作為流動相來分離各種化合物的可能性。1951年,Martin和James報道了用自動滴定儀作為檢測器分析脂肪酸,建立了氣液色譜法。1958年,戈雷首先提出了分離效率高的毛細管柱氣相色譜,發明了玻璃毛細管拉絲機。從那以後,氣相色譜的發展迅速,超越了最早發明的液相色譜,今天常用的氣相色譜檢測器也差不多是在50年代發展起來的。20世紀70年代,發明了應時毛細管柱和固定液的交聯技術。隨著電子技術和計算機技術的發展,氣相色譜儀器也在不斷發展和完善。到目前為止,最先進的氣相色譜儀已經實現了全自動化和計算機控制,並且可以通過網絡實現遠程診斷和控制。

色譜的起源

[色譜法]

層析法

色譜法起源於20世紀初。1906年,俄羅斯植物學家米哈伊爾·茨維特用碳酸鈣填充垂直玻璃管,用石油醚洗脫植物色素提取物。經過壹段時間的洗脫,植物色素在碳酸鈣柱中分離,從壹個色帶分散到幾個平行的色帶。因為這個實驗將混合的植物色素分離成不同的條帶,所以茨韋特將這種方法命名為хроматограия,最終被英語和其他拼音語言所接受,成為色譜法的名稱。色譜圖在中文裏也是這個詞的意譯。

茨維特不是著名的科學家。他關於色譜的研究在俄羅斯學術雜誌上發表後不久,第壹次世界大戰爆發,歐洲正常的學術交流被迫停止。這些因素使得色譜在問世後的十幾年裏不為學術界所知。直到1931,柏林威廉皇帝研究所的庫恩將茨維特的方法應用於番茄紅素和葉黃素的研究,庫恩的研究才被科學界廣泛認可和接受。之後,以氧化鋁為固定相的色譜法被廣泛應用於有色物質的分離,也就是今天的吸附色譜法。

分配色譜的出現和色譜方法的普及。

1938年,阿徹·約翰·波特·馬丁和理查德·勞倫斯·米林頓·辛格準備利用氨基酸在水和有機溶劑中的溶解度差異來分離不同種類的氨基酸。馬丁早期設計了逆流萃取系統分離維生素,馬丁和辛格準備用兩種逆流溶劑分離氨基酸,但都失敗了。後來他們在固體矽膠上吸水,用氯仿洗,成功分離氨基酸,也就是現在常用的分配色譜法。成功後,馬丁和辛格的方法被廣泛應用於各種有機物質的分離。1943年,馬丁和辛格發明了蒸汽飽和環境下的紙色譜。

氣相色譜和色譜理論的出現

[關於氣相色譜的討論]

關於氣相色譜的討論

1952中,Martin和James提出了以氣體為流動相進行色譜分離的思想。他們用矽藻土吸附的矽油作為固定相,氮氣作為流動相,分離幾種小分子量的揮發性有機酸。

氣相色譜的出現使色譜技術從最初的定性分離方法進壹步發展到具有分離功能的定量測定方法,極大地刺激了色譜技術和理論的發展。與早期的液相色譜相比,以氣體為流動相的色譜對設備的要求更高,促進了色譜技術的機械化、標準化和自動化。氣相色譜需要特殊的、更靈敏的檢測裝置,這促進了檢測器的發展;氣相色譜的標準化使色譜理論形成了塔板理論和Van Deemter方程,它們在色譜理論中起著重要的作用,保留時間、保留指數、峰寬等概念都是在研究氣相色譜行為的過程中形成的。

高效液相色譜

[高效液相色譜儀]

高效液相色譜儀

在1960年代,氣相色譜的理論和方法被重新引入到經典的液相色譜中,以分離蛋白質、核酸和其他不易蒸發的大分子物質。1960年代末,Cauquelin、Haber、Horvas、Puheis、Pusker等人研制出世界上第壹臺高效液相色譜儀,開啟了高效液相色譜時代。高效液相色譜使用粒徑更細的固定相填充色譜柱,增加色譜柱的塔板數,高壓驅動流動相,使經典液相色譜需要幾天甚至幾個月的分離工作可以在幾個小時甚至幾十分鐘內完成。

1971年,考奎林等人發表了《液相色譜的現代實踐》,標誌著高效液相色譜的正式建立。在隨後的時間裏,高效液相色譜成為最常用的分離和檢測手段,被廣泛應用於有機化學、生物化學、醫學、藥物開發和檢測、化學工業、食品科學、環境監測、商品檢驗和法律檢驗等領域。同時,高效液相色譜極大地促進了固定相材料、檢測技術、數據處理技術和色譜理論的發展。

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