离子交换色谱
凝胶过滤色谱
亲和色谱
应用——柱层析分离蛋白质
a
b
Hale Waihona Puke c图：a柱层析全套仪器装置；b 凝胶层析过滤原理图 ；
c 亲和层析原理示意图
应用——层析法分离纯化DNA
层析法分离纯化DNA流程图
应用——层析法分离有机化合物
薄层层析法分离 有机化合物的
装置和操作程序
四、色谱发展史给我们的启示
假设：该现象可能是由于植物 组织的分子力的干扰，即由于 “吸附”。石油醚对色素溶解 力低于植物组织的吸附力。而 该吸附力可以被某些溶剂如乙 醇所克服。
初步实验验证：选用与植物叶 片组织类似的基质：滤纸（滤 纸与植物的叶子一样由纤维素 组成）来模拟该过程。
Tswett 的“色谱”研究历程
同时，在该次演讲中Tswett介绍了他利用吸附性能分离色素的研究工 作，主要分为四个部分：
6、色谱近百年的发展史告诉我们，一项技术的发明到广泛应 用，是无数科研工作者不懈坚持和勇于探索的结果。
第八组全体成员
感谢老师和大家的聆听
2019/11/25
二、色谱法的“重生” 与飞速发展
“重生”
25年 “停滞”（1906-1931）之后，R.Kuhn和 E.Lederer使用Tswett的液⁃固色谱法分离来自蛋黄的叶 黄素样品，得到了３ 种胡萝卜素异构体，即α/β/γ⁃胡 萝卜素。
从而证明蛋黄叶黄素是氧化胡萝卜素的混合物， 同时也证明了Tswett的方法可以实现快速有效的分离。
1908 年，成为华沙工学院化学与采矿系的资深讲师，期间他完成了 俄罗斯博士论文“动物和植物界的叶绿素”，并于1910年在华沙出版 （此书对Kuhn的研究工作起了重要作用），
1909年，在第12 届俄国自然科学家与医生协会大会上宣读了题为 “分析色素混合物的物理新方法及其在叶绿素研究中的应用” 的报告， 全面阐述了色谱分离方法。
M.S.Tswett（1872-1919）
Tswett 的“色谱”研究历程
1903 年，Tswett在华沙自然科学家学会生物学分会的一次演讲中说道 “这项工作是从几年前探讨叶绿素在石油醚或轻烃中的不溶性开始的”。
以下他的一个研究思路及结果：
现象观察：石油醚极易溶解 离析态的叶绿素，但不能直 接从植物叶片中提取叶绿素； 而乙醇易直接提取植物叶片 中的色素。
一、色谱法的诞生——从无到有
？
谁？
推动了简单扩散和吸附现象到色谱/层析分析方法的转变
Tswett：“色谱之父”
1901年，Tswett利用吸附剂分离有色植物叶片 中的色素，石油醚洗脱后几种色素在管内形成 不同种颜色的色带（硕士论文）。
1906年，Tswett以德文发表两篇有关液⁃固色谱 的学术论文 ，文中首次提出“Chromatographie”， 英文“Chromatography” ，即“色谱法”的概念 （ 色谱法/层析法 ）。
1980 1982
1999
Golay Giddings Cs.Horváth
J.C.Gidding s
Small
Jorgenson Ito
Caliper公司
发明毛细管柱气相色谱 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础 发明了HPLC仪器、开发了粒径为30~40μm的 色谱填料
发明了类似洗脱色谱的场流分级（FFF）
（1）色素溶液的制备（所有研究的第一步）。
新鲜叶片+ MgO或 CaCO3 （中和叶片
有机酸，保护叶绿 素）
研钵中研
磨成粉末 状
+丙酮后继 续研磨
双层滤纸/ 石棉垫过
滤
继续研磨并过 滤得到滤液Ⅱ
悬浮颗粒+含10%无 水乙醇的石油醚
悬浮颗粒+ 滤液Ⅰ
乙醇+水
滤液Ⅰ+ 滤液Ⅱ
石油醚+ 色素
Tswett 的“色谱”研究历程
2002年，随着 HPLC的飞速发展，获得诺贝尔化学奖的 电喷雾技术逐步成为LC-MS/MS的标配接口，LC-MS技术取得 了突破。
2004年Waters公司推出了基于亚2μ ｍ填料色谱柱的超 高效 LC仪器（UPLC）。 随后其他公司也相继推出商品化 的超高流速液相色谱（UFLC）
三、色谱法按原理分类及应用
吸附色谱
VS
分配色谱
固定相 流动相 原理 指标
固体 液体 多为极性吸附 吸附能力
提出
液体
气体
液体
极性相似相容
分配系数
色谱“重生”后的飞速发展
年代
发明者
发明的色谱方法或重要应用
1956 Van,Deemter 提出色谱速率理论，并应用于气相色谱
1957 1965 20世 纪60 年代 1966
1975
（2）大量粉末物质的吸附性能研究。
Tswett 的“色谱”研究历程
（3）其他能吸附色素物质的研究。 （4）基于“过滤”和吸附沉淀的分离方法的描述。
Tswett在逐步差分吸附沉淀和萃取方法中使用的分离方案
Tswett 的“色谱”研究历程
1907年5 月，柏林举行的一次德国植物学会会议上，他系统介绍了色 谱技术，并展示了分离得到的纯色素。
极性与吸附
极性分子： 物质分子中电荷分布不均或不对称，导致分子内正负电 荷中心 不重合，这种物质称极性分子。
水 VS 甲烷
水分子间电荷平 衡——氢键形成
极性吸附：极性分子正负电荷分布不均，会相互吸引进而平衡局部电荷。
在吸附色谱中，固定相是极性固体吸附剂，可吸附极性物质。吸附色谱 就是通过连续的吸附和解吸附完成物质分离的。
吸附能力：C > B > A； 迁移速率：A > B > C
吸附剂与洗脱剂
极性（羟基磷灰石、硅胶、氧化铝） 非极性（活性炭） 选择依据：表面积大、颗粒均匀、吸附选择性好、 稳定性强、成本低廉等。
选择依据：结合被分离物质与所选用的吸附剂性 质考虑。具备纯度高、稳定性好、能够完全洗脱 下所分离的成分、粘度小等特点。
科学研究的一般程序和方法 第八组
色谱分析发展简史 及其给我们的启示
指导老师：牛雪梅研究员
小组成员：蔡成慧，安霜，保康， 包正雪，陈洪建，程鲁，陈莉，蒋军
汇报人：蒋军 2019/11/25
目录
一、色谱法的诞生——从无到有 二、色谱法的“重生” 与飞速发展 三、色谱法按原理分类及应用 四、色谱发展史给我们的启示
Tswett 色谱法——吸附色谱法
分离原理：固体吸附剂作为固定相，固定相吸附剂物质表面有吸附中 心，对组分的吸附能力不同。样品组分与流动相竞争吸附中心，使组分在 固定相中产生吸附时间差异而实现分离。
当采用溶剂洗脱时，发生一系列吸附→解吸→再吸附→再解吸的过程， 吸附力较强的组分，移动的距离小，后出柱；吸附力较弱的组分，移动的 距离大，先出柱。
Martin和Synge：分配色谱
极性相似相容：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难 溶于非极性分子组成的溶剂。极性相似度大的两者溶解度大。
分离原理：液体吸附剂作为固定相，利用固定相与流动相之间对待分离 组分子溶解度差异/分配系数不同来实现分离。分配色谱便是利用重复萃取 的原理分离物质的。
R.Kuhn(1900-1967)
1938年,因为其在胡萝卜素和维生素方面的研究 而获得了诺贝尔化学奖。从而使色谱获得了“重生”， 进入了飞速发展阶段。
色谱“重生”后的飞速发展
Tiselius：发明分离蛋白质的蛋白电泳装置而获得1948年的诺贝尔化学奖。 Martin和Synge：在1941年前后对分配色谱的贡献让 他们分享了1952年的诺贝尔化学奖。 同时，他们把色谱柱看作分馏塔，最早提出 “塔板理论” 。
1、善于观察生活中显而易见的现象，从中提炼出科学问题。 2、每天锻炼一小时，健康长寿拿诺奖。
3、采用合适的研究技术进行科学研究，能事半功倍。 4、诺奖相关技术会得到广泛关注，并在一定时间内快速发展。
5、学科交叉是色谱分析技术创新的重要途径。
前期：植物学家Tswett, 化学家Kuhn，物理化学家Marrtin和synge； 后期：很多物理学家、纳米化学家、有机和无机化学家与分析化学家合作 发展了很多用于色谱分析的新理论新材料和新方法 。
发明了以离子交换剂为固定相，强电解质为流动相， 采用抑制型电导检测的新型离子色谱法 创立了毛细管电泳法 发明出一种液-液色谱分离技术----高速逆流色谱 (HSCCC)技术 研 制 出 采 用 “ 微 全 分 析 系 统 （ μ TA S ） ” 的 仪 器
色谱“重生”后的飞速发展
2000年，人类基因组计划的提前完成在很大程度上得 益于毛细管电泳技术。从此，人类进入了功能基因组（后 基因组）时代。