什么是色譜法?
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什么是色譜法?
色譜法是一種將混合物分離成其組成部分的技術。色譜的核心是流動相(承載被分離的混合物)和固定相(執(zhí)行分離)之間的相互作用。
色譜基礎
實驗室中的高效液相色譜 (HPLC)
一開始,色譜法被用來將植物色素分離成它們的貢獻化學物質。一種顏料,如葉綠素,將被標記在一塊二氧化硅、玻璃或塑料上,并浸泡在適當?shù)娜軇┲小.斎軇┭刂垙堃苿訒r,它會溶解葉綠素并弄臟原來的標記。當它與溶劑一起移動時,這種污跡會逐漸分成不同的色帶。(在本例中,葉綠素是分析物混合物或樣品,薄片是固定相,溶劑是流動相。)分離后出現(xiàn)的不同色帶使該技術同名,“色度”表示“顏色” ”和“graphy”的意思是“寫”。
今天,色譜的大多數(shù)應用通常不那么豐富多彩,但分離的基本原理保持不變。可以根據(jù) 5 或 10 年前不可能的特異性程度來分離化合物。還提供各種色譜設備,可以準確鑒定已知化合物或提供有關未知化合物的深入數(shù)據(jù)。這允許分析復雜混合物中的獨特部分,例如識別給定食物中的糖。
色譜法可用于從分析微小樣品到生產(chǎn)規(guī)模用作純化步驟的無數(shù)應用中。例如,色譜可用于量化一批蘋果汁中存在多少農(nóng)藥殘留或確定藥丸中存在多少活性藥物。無論如何使用,色譜的整體有效性很大程度上取決于選擇正確的技術和在該技術中使用的固定相。
色譜階段
大多數(shù)色譜方法都有一個惰性流動相,該流動相攜帶分析物通過一個裝在柱內的長固定相。固定相旨在根據(jù)某些定義的特性分離分析物的組分,這會導致一些分子更慢地遷移通過固定相,而其他分子則更快地通過。存在固定相,可以根據(jù)分析物的極性強度、它們與某些化學物質的結合程度、它們的離子電荷或它們的大小來劃分分析物。例如,在凝膠滲透色譜中,特殊的惰性珠子用作固定相,流動相攜帶分析物通過這些珠子。由于珠子的設計方式,較大的分子在穿過珠子間隙時將在柱中花費更少的時間。因此,最大的分子將首先離開柱子,最小的最后離開。分離的分析物成分從色譜柱通過流通池,在流通池中采用獨特的技術來檢測流動相流中成分的存在。
色譜技術
在大多數(shù)實驗室中,使用高效液相色譜 (HPLC)或氣相色譜 (GC)進行色譜分析. 在 HPLC 中,液體作為流動相,而固定相最常見于色譜柱(填充有小球形顆粒的聚合物或不銹鋼管,這些顆粒具有經(jīng)過特殊修飾的表面,可以以不同方式選擇性地與分子相互作用)。[注意:大多數(shù) HPLC 系統(tǒng)中的壓力可能非常高,這是由于流動相流經(jīng)密集柱的阻力。正因為如此,HPLC 中的“P”經(jīng)常被錯誤地稱為“壓力”。] 由于專用固定相種類繁多,可用試劑種類繁多,因此幾乎有無數(shù)種方法科學家可以自定義 HPLC 系統(tǒng)的設置以實現(xiàn)所需的分析物分離。雖然 HPLC 分離通常不如 GC 分離高效,
在 GC 中,目標分析物被汽化并引入惰性氣體(如氮氣)的流動氣流中,該氣流攜帶分析物通過色譜柱(通常是一圈非常小的熔融石英管)。由于 GC 的性質,分離通常快速有效;然而,GC 優(yōu)于 HPLC 的一個缺點是樣品只能使用一次。無法進一步重復使用或分析樣本。
其他流行的技術包括低壓液相色譜 (LPLC)、快速蛋白質液相色譜 (FPLC)、凝膠滲透色譜 (GPC)、離子色譜 (IC)、親和色譜等。離子交換色譜 (IEC)、親和色譜 (AF) 和快速蛋白質液相色譜 (FPLC) 等方法可以提供比 HPLC 和 GC 的主力選項更具體的解決方案。