
【化】 chromatographic process
【計】 colour spectrum
【化】 chromatogram
course; procedure; process
【計】 PROC
【化】 process
【醫】 course; process
【經】 process
色譜過程(Chromatographic Process)是一種基于物質在固定相與流動相之間分配差異實現分離的物理化學技術。該術語在《英漢化學大詞典》中被定義為“利用組分在兩相間分配系數差異實現混合物分離的方法”。其核心原理可分解為以下三階段:
分配平衡建立
當流動相攜帶樣品通過固定相時,各組分因溶解度/吸附性差異形成動态分配平衡。根據美國化學會(ACS)的解析,極性物質更易滞留于極性固定相,而非極性物質隨流動相快速遷移。
差速遷移機制
美國國家标準與技術研究院(NIST)研究顯示,分離效率取決于理論塔闆數(N)與分離因子(α)。公式表達為: $$ N = 16(tR/W) α = (t{R2}-t0)/(t{R1}-t_0) $$ 其中t_R為保留時間,W為峰寬,t_0為死時間。
檢測與定量分析
《分析化學學報》記載的檢測手段包括紫外-可見光譜(UV-Vis)、質譜(MS)等,檢測限可達ppm級。現代儀器普遍配備自動積分系統用于峰面積計算。
該技術自茨維特1903年發明以來,已衍生出氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)等分支,在藥物分析(FDA标準方法)、環境監測(EPA方法8260B)、食品安全等領域具有不可替代性。
色譜過程是色譜分離技術的核心機制,指混合物中各組分在固定相和流動相之間通過反複分配平衡,因遷移速度差異而實現分離的過程。以下是詳細解釋:
色譜過程基于差速遷移原理。當混合物進入色譜柱後,各組分在兩相間發生多次吸附-解吸或分配平衡。極性較弱的組分(如A)與固定相作用力小,遷移速度快;極性較強的組分(如B)作用力大,遷移速度慢。這種速度差異最終導緻組分先後流出色譜柱,形成分離的色譜峰。
分離的前提是容量因子或分配系數存在差異(即$k_A eq k_B$或$K_A eq K_B$)。通過固定相與流動相的反複作用,微小差異被放大,最終實現組分分離。例如,吸附色譜中,吸附能力弱的組分先流出,吸附能力強的後流出。
當組分進入檢測器時,其濃度變化形成色譜峰。遷移速度快的組分(如A)先出峰,速度慢的(如B)後出峰。整個過程本質上是物理或物理化學的分配平衡行為。
總結來看,色譜過程通過兩相間動态平衡實現分離,廣泛應用于化學、生物等領域的複雜混合物分析。
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