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什么是色谱仪,它是如何工作的?

发布时间:2021-07-16

           

色谱仪是什么?

色谱仪是一种将混合物分离成其组成部分的技术。色谱的核心是流动相(携带被分离的混合物)和固定相(执行分离)之间的相互作用。


色谱仪基本原理

一开始,色谱法是用来将植物色素分离成它们所贡献的化学物质。一种色素,如叶绿素,将被标记在一块二氧化硅、玻璃或塑料上,并浸泡在适当的溶剂中。随着溶剂沿着纸移动,它溶解了叶绿素,模糊了原来的标记。随着溶剂的移动,污迹会逐渐分成不同的色带。分离后出现的不同色带。


 今天,色谱的大多数应用通常不是那么丰富多彩,但基本的分离原理保持不变。 可以根据 5 或 10 年前无法实现的特异性程度来分离化合物。 各种色谱设备还可以提供已知化合物的准确鉴定或未知化合物的深入数据。 这允许分析复杂混合物中的独特部分,例如识别给定食物中的糖分。色谱法可用于无数应用,从分析痕量样品到作为纯化步骤的生产规模使用。 例如,色谱法可用于量化一批苹果汁中有多少农药残留,或确定片剂中有多少活性药物。 无论如何使用,色谱的整体效果在很大程度上取决于选择正确的技术和技术阶段。


色谱仪的阶段

大多数色谱方法都使用惰性流动相,将分析物带到具有长固定相的色谱柱中。 固定相的目的是将分析物的成分按一定的特性分离,使一些分子在固定相中运动得更慢,而另一些则通过得更快。 固定相的存在可以根据分析物的极性强度、与某些化学物质的结合程度、离子电荷或大小对分析物进行分类。 例如,在凝胶渗透色谱中,使用特殊的惰性微珠作为固定相,流动相通过这些微珠携带分析物。 由于珠子的设计方式,当大分子通过珠子的间隙时,它们在柱子中停留的时间会更短。 因此,最大的分子将首先离开色谱柱,而最小的分子将最后离开色谱柱。 分离的分析物组分从色谱柱通过流通池,在流通池中使用独特的技术检测流动相流中组分的存在。


色谱分离技术

在大多数实验室中,色谱仪使用高性能液相色谱仪或气相色谱仪。 在高效液相色谱仪中,液体作为流动相,固定相通常在色谱柱(聚合物或不锈钢管内填充小球状颗粒。这些颗粒的表面经过特殊修饰以具有不同的选择性) 方式。地球与分子相互作用)。  [注意:由于流动相通过密集填充柱的阻力,大多数 HPLC 系统中的压力可能非常高。 因此,高效液相色谱仪中的“P”常被误称为“压力”。 由于专业固定相的广泛分类和大量可使用的试剂,科学家几乎可以无限地自定义高效液相色谱系统的设置,以实现所需的分析物分离。 虽然高效液相色谱通常不如气相色谱有效,但使用高效液相色谱的主要优点之一是样品组分可以重复使用,并在需要时进一步分析。


在气相色谱仪中,目标分析物被蒸发并引入惰性气流中,例如氮气,它携带分析物通过色谱柱(通常是一个非常小的熔融石英管的大线圈)。 由于气相色谱仪的特性,分离通常快速有效; 然而,气相色谱的一个缺点是样品只能使用一次。 没有其他方法可以重用或分析这些示例。 其他流行的技术包括低压液相色谱、快速蛋白质液相色谱、凝胶渗透色谱、离子色谱、亲和色谱等。离子交换色谱、亲和等方法。

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