色谱分析法

色谱分析法基本原理

色谱法，又称层析法。根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。

吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。

分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。

离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。

排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。

色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。

分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。 柱色谱法

所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。色谱柱的大小，吸附剂的品种和用量，以及洗脱时的流速，均按各单体中的规定。吸附剂的颗粒应尽可能保持大小均匀，以保证良好的分离效果，除另有规定外通常多采用直径为0.07-0.15mm的颗粒。吸附剂的活性或吸附力对分离效果有影响，应予注意。

色谱分析法

色谱分析法

色谱分析法是一种分离分析方法，是根据混合物中被分离物质的色谱行为差异，将各组分从混合物中分离后再选择性对被测组分进行分析的方法。因此色谱分析法是分析混合物的最有力手段。

色谱分析法分为：1、依据分离方式分类：可分为纸色谱法、薄层色谱法、柱色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。2、依据分离原理分类：可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法与分子排阻色谱法（凝胶色谱法）等。

（一）高效液相色谱法（HPLC）

1、方法的特点与适用范围：

2、测定法

定量测定时，可根据供试品或仪器的具体情况以峰面积或峰高计算。目前大多数以峰面积计算。常用两种方法如下：

内标法：按各品种项下规定，精密称定药物对照品和内标物质，分别制成溶液，各精密量取适量，混合制成校正因子测定用的对照溶液。取一定量注入仪器，记录色谱图。分别测量药物对照品和内标物质色谱峰面积或峰高，按式子计算校正因子f：

式中，AS为内标物质的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CS为内标物质的浓度；CR为对照品的浓度。

再取各品种项下含有内标物在的供试品溶液，进样，记录色谱图，测量供试品中被测物质和内标物质色谱峰的峰面积或峰高，按式子计算含量：

式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；cX为供试品溶液的浓度；f为校正因子；A'S和c'S为内标物质的峰面积（或峰高）和浓度。

采用内标法，可避免因供试品前处理及进样体积误差对结果的影响。

外标法：按各品种项下的规定，精密称量对照品和供试品，制成溶液，分别精密取一定量，进样，记录色谱图，测量对照品溶液和供试品溶液中被测物质的峰面积（或峰高），按式子计算含量：

式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）； CR为对照品的浓度。 外标法简便，但要求进样量准确及操作条件稳定。由于微量注射器不易精确控制进样量，当采用外标法测定含量时，以手动进样器定量环或自动进样器进样为宜。

由于环境分析的对象广泛、内容多样、样品易变、一般含量极微且分析要求十分严格，所以分析化学中各种先进的方法和技术，在环境分析中都得到了广泛的应用。但从环境分析的实际应用来看，下面一些方法是更为常用的。

1、化学分析法

这是一种以化学反应为基础的分析方法。它的特点是具有很高的准确度，但灵敏度较低，因此只适于分析环境样品中的常量组分。目前在测定化学耗氧量、生物耗氧量、溶解氧等例行监测项目中，仍很重要。

2、色谱分析法

色谱分析法是一种重要的分离、分析技术，它是将待分析样品的各种组分一一加以分离，然后依次鉴定或测定各个组分。

色谱分析法按所用流动相的不同，主要分为气相色谱法与液相色谱法（包括离子色谱法）。在环境分析中，他们承担着不多数有机污染物的分析任务，也是对未知污染物作结构分析和形态分析的强而有力的工具。

气相色谱法直到今天仍然是分析环境有机污染物的主要方法，它也是美国环保局于1979年底公布的水中114中污染物分析方法的基础。但它仅适于分析易挥发性组分，对于70%以上低挥发性、大分子量、热不稳定或离子型化合物，如果不进行适当的衍生化就不能直接测定。在这方面，液相色谱法恰好可以弥补其不足。

液相色谱法的流动相是液体，它的粘度和密度都比气体大得多，为了使流动相有较快的流速，必须使用高压泵来加速流动相的输送，所以通常又将这类液相色谱法称为高效液相色谱法。它对于相对分子质量为300-2000的化合物、热不稳定化合物或离子型化合物都能进行分析，因此它的分析对象范围要宽得多。用它进行环境样品的常规分析，完成一次测定仪需一分钟，其柱后检测器的灵敏度可达皮克级，因此是目前迅速发展的一个领域。

色层分析法是一种经典的分离、分析方法，包括柱层析法和纸层析法，以及在两者基础上发展起来的薄层层析法，它们在环境分析中都有应用，而尤以后者应用更多。

光学分析法 包括许多具体的分析方法，它们都是建立在物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用的基础之上。几乎各种光学分析方法都可用于环境分析，而其中应用最广的是以下一些方法。

色谱分析法的崛起

色谱法又叫色层法、层析法。初时是作为一种分离手段而研究的。其原理是混合物中不同组分在流动相和固定相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些组分在两相间的分配反复多次，从而产生很大的分离效果，使它们得以充分分离。只是到了20世纪50年代，才开始把这种分离手段与检测系统连接起来，从而构成了一种独特的分析方法。然而这种方法发展极快，成为分析化学中最富活力的一个领域，也成为生物化学和有机化学中广泛应用的一种手段。特别是在有机天然产物的分离和分析中显示了独特作用。

（一）色层分离法的产生

化学家们很早就知道，许多物质能从气体和溶液中吸附到固体的表面上。1773年，舍勒描述了气体在木炭上的吸附，1800年以前，这个原理被应用到工业上——利用木炭来澄清糖溶液。有机化学家使用骨炭来漂白他们的制品，这至少已经有150年的历史了。在染料工业方面，工人们常常通过把一滴溶液点滴到纸上或布上，然后观察作为溶剂的染料组分所形成的圆形环，借助毛细作用向外移动的情况。以此来检验染色浴的质量。德国染料化学家F·F·龙格（Runge）认识到，吸附作用不仅普遍可用于分离染料，而且可用于分离一般有色物质。他证实，无机阳离子可以借它们通过纸和其它多孔物质的不同迁移速度进行分离。他的方法和结果在19世纪50年代发表的两本书中作了叙述。他的后一本书附有实际的纸上色层谱作为说明。

龙格的工作对申拜恩和他的学生F·高佩尔斯莱德（Gopperströder）发生了影响，1861年左右他们开始从事毛细分离的研究。高佩尔斯莱德写过几本有关毛细作用的书，并对溶解物在多孔物上扩散的速度进行了广泛研究。他试验了几种吸附剂，发现用纸和织物效果更好些。他用硅藻土吸附柱和其它细粒吸附做实验，并观察到像意大利的马泰乌奇所观察到的某种分离作用一样。大约同一时期，英国土壤化学家H·S·汤姆逊和J·T·威伊观察到，当把矿物液顺泥土吸附柱从上向下倒入时，各种矿物质就会聚集在柱的不同高度上。1886年，C·恩格勒（Engler）和M·伯姆（Boehm）注意到，当烃类通过活性炭吸附柱时，其中的不饱和烃被挡住了，而饱和烃却随流出液移动，这一观察结果在德国被用来生产石油冻。尽管还有几位研究者报道了有关染料、矿物和其它材料的同样观察情况，但在19世纪期间，对该项技术的注意并不广泛和普遍。