第1章_色谱概论
色谱分析
丁黎
中国药科大学药物分析教研室
第一章 概论
一．定义
色谱分析法（chromatography ）简称色谱法或
层析法，该法是一种物理或物理化学的分离分析方
法，主要用于分析多组分样品。该法利用某一特定
的色谱系统（如TLC ，HPLC 或GC 系统等），该
系统一般包含二相（一为固定相，一为流动相）。
利用多组分样品中各组分在不同的两相之间具有
不同的分配系数，当两相相对运动时，这些组分在
两相的分配反复多次进行，使分配系数有微小差别
图 1-2 色谱系统示意图 的组分得到分离。分配系数大的组分保留时间长，
较慢地被从色谱柱中被洗脱出来。分配系数小的组
分保留时间短，较快地被从色谱柱中被洗脱出来。
图 1-2 色谱分离示意图
色谱分析法与光谱法、化学分析法的主要不同在于色谱法具有分离及分析两种功能，而光谱法及化学分析法不具备分离功能。色谱法是先将混合物中各组分分离，而后逐个分析，因此它是分析混合物最有效的方法。
试样
固定相 流动相
色谱分析法与其它分析法的比较：
化学法：判断标准简单、直观、快速、易得、价廉，但需纯物质（定量时）。无分离能力，易受干扰，选择性差，无法区分结构相似的药物，适用范
围不够广，一般用于原料药，非水滴定测含量，灵敏度一般为mg级。
光谱法：主要用于定性及结构鉴定，准确度高，但需纯物质，成本较高。无分离能力，选择性差。灵敏度较高，一般为ppm级，即微克级。适用范
围不够广，一般用于原料药的定性与定量。
色谱法：分离分析，最适宜分析多组分样品。高分离效能。高选择性：可检测差别很小的物质。高灵敏度：ppm(10-6)~ ppt(10-12)，μg级~ pg级。适
用范围：几乎所有的药物（95%）可进行HPLC分析，30%的药物可
进行GC分析。
二．色谱法的历史与发展
古罗马时期，人们发现：色素滴在白布上会扩散成不同颜色的同心圆环。1834年Runge根据此现象来以布分析染料的组成，此为色谱的萌芽阶段。
图1-3 色素滴在白布上会扩散成不同颜色的同心圆环。
1897年，Day以装白土的柱子分离石油。
1903年，俄国植物学家Tswett在华沙自然科学学会生物学分会会议上发表并演示了以CaCO3为固定相，石油醚为流动相的玻璃柱分离系统，并以该系统分离色素。1906年，他发表关于色谱的论文，在论文中写道：一植物色素的石油醚溶液从一根主要装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端加入，沿管滤下，后用是石油醚淋洗，结果按照不同色素的吸附顺序在管内观察到它们相应的色带，就象光谱一样。Tswett把这
些色带称为“色谱图”(Chromatogram)，相应的方法叫做“色谱法”(Chromatographic method)。这就是最初的液相色谱，这就是经典的柱色谱。至今为止，这种方法仍然几乎在每一个植物化学试验室均可见到，它被用于从植物提取物中大量制备各种单体，以供药理筛选或结构鉴定或作为制药原料（如雷公藤抗生育有效成分的筛选及雷公藤多甙片的生产）。
图1-4 以CaCO3为固定相、石油醚为流动相的玻璃柱分离系统分离色素的示意图
20-30年代产生纸色谱法及TLC
自Tswett1906年创立液相色谱法之后的近40年中由于战争等多方面原因，色谱法几乎没有发展。1941年Martin和Synge提出柱效能模型。就是在色谱柱操作的基础上模拟蒸馏理论，以理论塔板高度来表示分离过程，以理论塔板数表示柱子的分离效能。并首创分配色谱法，将一种液体固定在适当的载体上，使第二种液体流过前者而实现分离。他们还指出了进一步发展的另外两条途径：一条是流动相可用气体来代替，这就导致了气相色谱的产生；再一条是“使用非常细的颗粒并在柱的两端施加较大的压差，可提高理论塔板数，即提高柱子的分离效能”。
五十年代第一代气相色谱仪被研制出来，并产生了热导池检测器，氢火焰离子化检测器及电子捕获检测器。1958年产生毛细管GC法。五十年代GC的发展是色谱学的一大飞跃。GC的理论及技术的发展为HPLC仪器的研究奠定了理论基础。
1967年Horvath等研制了粒径为70μm的薄壳型填料，并应用高压输液泵、紫
外检测器组成了第一台自动化液相色谱仪，使分离效能大大提高，分析时间大大缩短。七十年代产生了“高压匀浆装柱技术”，该技术可使HPLC 柱子填料粒径减小到5~10μm ，使HPLC 柱的分离效能大大提高。
七十年代GC-MS 产生，提高了GC 的定性能力及检测灵敏度。
八十年代HPLC-MS 产生，提高了HPLC 的定性能力及检测灵敏度。 CH 3CH 3O C H 2C H CH 3
N H C H 2C H 2
OMe
OMe
DDPH
[M+H]+ m/z 344 CH 3O CH 3C H 2C H CH 3
N H C H 2C H 2
OMe
OMe OH DDPH 的羟基化代谢物M-1 (MH+) M/Z 360 CH 3O CH 3
C H 2C H CH 3
N H C H 2C H 2OMe OMe OglcU
代谢物M-2（代谢物M-1的葡萄糖醛酸结合物） (MH+) M/Z 536 CH 3O CH 3C H 2C H CH 3
N H C H 2C H 2
OMe
OMe OH 丢失一个葡萄糖醛酸碎片 M/Z176
九十年代HPLC-NMR产生，使HPLC的定性能力进一步提高，使得HPLC-MS及HPLC-NMR联用，便可直接对未知化合物进行结构鉴定。
近20年，多维色谱GC-GC，LC-LC，LC-GC。
三．色谱法分类
1.习惯分类法
①GC：GC
GC-MS
GC-GC
GC-IR
②HPLC：HPLC
HPLC-DAD
HPLC-MS
HPLC-NMR
HPLC-GC
HPLC-HPLC(柱切换)
HPLC-RD(放射性检测法)
③TLC：TLC
TLC-UV
TLC-比色
TLC-Scan
④SFC：（超临界流体色谱，Supercritical fluid chromatography）
⑤CCDC：（逆流分配色谱法，Countercurrent distribution chromatography）
⑥纸色谱法
⑦经典柱色谱
⑧电泳法：经典电泳法
HPCE（高效毛细管电泳）
2.按两相所处状态分类法
①气相色谱法：气－固法
气－液法
②液相色谱法：液－液
液－固：HPLC
经典柱色谱
TLC
纸色谱
3.按分离机制分类
①吸附色谱法
②分配色谱法
③空间排阻色谱法
④离子交换色谱法
⑤其它（如亲和色谱法等）
四．参考文献
1.杂志：
（1）色谱
（2）药物分析杂志
（3）Journal of Chromatography A, 荷兰（2005年Impact factor 3.096）
（4）Journal of Chromatography B, 荷兰（2005年Impact factor 2.391）
（5）Chromatographia，德国（2005年Impact factor 0.959）
（6）Journal of Chromatography Science，美国（2005年Impact factor 0.930）（7）Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis，爱尔兰（Ireland）
（2005年Impact factor 1.889）（8）Biomedical Chromatography，英国（2005年Impact factor 1.218）
（9）Journal of Liquid Chromatography & Related Techniques，美国
（2005年Impact factor 0.814）
（10）Journal of Separation Science，（2005年Impact factor 1.829）
（11）Electrophoresis，（2005年Impact factor 3.850）
注：发表在杂志（3）-（11）上的文章均为SCI文章；SCI为science citation index(科学引文索引)的缩写。
Impact factor的计算方法如下：
Impact factor =A/B
A = 本期刊前2年发表的文章在本年度被引用的次数;
B = 本期刊本年度发表的文章数。
2.会议论文集
（1）全国药物分析学术研讨会
（2）全国色谱分析学术研讨会
（3）全国色谱与生物医学分析学术研讨会
3．参考书
1.傅若农. 色谱分析概论, 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2005
2.田颂九, 胡昌勤, 马双成. 色谱在药物分析中的应用. 北京: 化学工业出版社, 2006
3.云自厚, 欧阳津, 张晓彤. 液相色谱检测方法, 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2005
4.吴烈钧. 气相色谱检测方法, 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2005
5.刘国诠, 余兆楼. 色谱柱技术, 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2006
6.袁黎明. 制备色谱技术及应用. 北京: 化学工业出版社, 2005
7.杨海鹰. 气相色谱在石油化工中的应用. 北京: 化学工业出版社, 2005
8.盛龙盛, 苏焕华, 郭丹摈. 色谱质谱联用技术. 北京: 化学工业出版社, 2006
9.蒋宏键, 俞克佳[译]. 电喷雾质谱应用技术. 北京: 化学工业出版社, 2005
10.陈义. 毛细管电泳技术及应用, 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2006
11.何华, 倪坤仪. 现代色谱分析. 北京: 化学工业出版社, 2004
12.于世林. 高效液相色谱方法及应用. 第二版. 北京: 化学工业出版社, 2006