什么是色譜法及其工作原理?
發布時間:2021-05-19
色譜法是分離混合物成分的過程。 首先,將混合物溶解在一種稱為流動相的物質中,該物質通過第二種物質進入固定相。混合物的不同成分以不同的速度通過固定相并彼此分離。 特定的流動相和固定相的性質決定了哪種物質傳輸的速度更快或更慢,以及它們如何分離。 這些不同的旅行時間稱為保留時間。
1。 文本顏色
色譜法的名稱源于19世紀后期首次使用的技術,是各種顏料的復雜混合物。
如果一塊紙或一塊布與盛有溶解有復雜顏料的水或酒精容器接觸,毛細作用將導致混合物沿著紙或一塊布上升,但顏料的成分為 并非所有人都以相同的速度傳播。
混合物中最大的分子將移動得更慢,而最小的分子將向前移動,從而導致固定相形成與混合物的每種組分相對應的離散色帶。 這使該技術的名稱為“色譜”或“書寫顏色”。
2。從藝術到科學
色譜最初是由希望在紡織行業中完善染料的藝術家,顏色理論家和手工藝人員使用的。 隨著時間的流逝,它還產生了獨特的化學分支,并使用了當今用于理解和純化混合物的技術。
在現代實驗室中,顏色不再重要,但適用相同的原理。 通過將目標混合物溶解在流動相中并輸送通過固定相,可以根據混合物的不同行進速度對其進行分離。
通過改變流動相,固定相和/或決定行進速度的因素,創建了各種色譜方法。 每種方法都有不同的用途,非常適合不同的混合物。 色譜的一些最常見形式如下。
在氣相色譜法中,蒸發所需混合物,并使惰性氣體(通常為氮氣或氦氣)通過固定相(通常為金屬或玻璃分離柱)。 混合物中較大的分子需要更長的時間才能通過色譜柱并到達遠程檢測器。
在液相色譜法中,將目標混合物溶解在液體中,并通過固體固定相,該固定相通常由二氧化硅制成。 根據是否對流動相和固定相(正相和反相的相對極性)和流動相進行了加壓(高性能),存在幾種液相色譜法。
在薄層色譜(TLC)中,固定相是固體材料的薄層,通常是二氧化硅基物質,而流動相是將目標混合物溶解在其中的液體。 薄層色譜法具有良好的照相效果,使其輸出易于數字化。
離子交換色譜法根據混合物的大小(或代替大小)分離混合物的成分。 本質上,使用不同的固定相和不同的pH流動相可以分離帶正電的離子(陽離子)或帶負電的離子(陰離子)。
色譜法可以用作分析工具,輸出和輸入檢測器即可讀取混合物的含量。 它也可以用作純化工具,以分離混合物的成分,以用于其他實驗或程序。 通常,與用于純化混合物或從混合物中提取特定組分的色譜法相比,分析色譜法使用的材料量要少得多。
例如,固相萃取是一種液相色譜,其中依次使用不同的流動相以分離出固相中捕獲的混合物的不同成分。 色譜法是一種純化技術,在石油化學和其他有機化學實驗室中起著重要作用。 在實驗室中,色譜法是一種從有機溶液中除去雜質的更具成本效益的方法,尤其是在有機溶劑中。混合物的成分對熱敏感。
3。 靈活性
色譜原理也出現在其他實驗室技術中。 凝膠電泳根據核酸和蛋白質的大小對其進行分類,并通過電場將其吸引通過凝膠。 實際上,該技術是色譜的一種。 類似地,蒸餾通過混合物的沸點和冷凝點將混合物的組分分類,其中設備本身是固定相。
因為色譜法的核心原理是如此簡單,所以色譜法仍有很大的改進空間。 這導致了各種更專門的色譜技術,例如,同時使用兩種不同色譜方法的二維色譜法,作為質譜分析一部分的熱解氣相色譜法和用于分離立體異構體的手性色譜法。 該方法無法區分。 色譜法是一種簡單且極為靈活的原理,它將在可預見的將來繼續產生新的變化和新的實施方式。
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