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重要的分离和分析方法色谱法

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:色谱法从20世纪初发明以来,经历了一百多年的发展历程,到今天已经成为最重要的分离和分析的方法。由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,因此维茨特将这种方法命名为色谱法。库恩的研究获得了广泛的承认,科学界终于意识到茨维特的色谱法的重要性。为了区别于茨维特的色谱法,把辛格的方法称做“分配色谱法”。由于马丁和辛格为色谱技术的发展作出了突出贡献,他们也因此共同分享了1952年度的诺贝尔化学奖。

色谱法从20世纪初发明以来,经历了一百多年的发展历程,到今天已经成为最重要的分离和分析的方法。茨维特、库恩、马丁和辛格的名字是与色谱法紧密相连的,他们实现了色谱技术的几次飞跃。

色谱法起源于20世纪初,它在分析化学、有机化学生物化学等领域都有着非常广泛的应用。1906年,俄国植物学家茨维特在一次实验中,用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间后,植物色素在碳酸钙柱中分离了出来,由一条色带分散为数条平行的色带。由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,因此维茨特将这种方法命名为色谱法。后来,维茨特用这种方法从植物叶子中提取了叶绿素a、叶绿素b和叶黄素等。但是,由于他将自己的研究成果发表在不大知名的期刊上,所以当时没有引起化学界的注意。

茨维特

1931年,德国生物化学家理查德·库恩将茨维特发明的色层分析法结合光化学和立体化学实验,成功地将胡萝卜素分离成α和β两个同分异构体,使色层分析法重新发展起来,成为分析化学和生物化学的一个重要手段。此后,库恩又发现了多种新的类胡萝卜素,并制成了纯品进行结构分析。库恩的研究获得了广泛的承认,科学界终于意识到茨维特的色谱法的重要性。库恩也因对类胡萝卜素和维生素研究工作的贡献荣获了1938年度的诺贝尔化学奖。

色谱法的另一次飞跃发展是由英国的两位化学家马丁和辛格实现的,他们的发明大大推动了分析化学的发展,掀起了色谱技术新的革命。

辛格

1941年,马丁与辛格合作,发明了一种新的“分配色谱法”。他们用硅胶做试验,取得了成功。用这种方法可以很顺利地把蛋白质分子中所含的各种不同氨基酸分离和测定出来,还可以用来分离类胡萝卜素。马丁还从理论上加以总结,提出了分配色谱柱体理论和关于理想板的概念,极大地推动了现代色谱技术的发展。

1941年,辛格采用新型吸附材料,改进了马丁的逆流提取器和操作方法。他用含有一定量水分的硅胶作吸附剂,填到柱子中去,然后让氨基酸的混合溶液通过柱子,再用氯仿继续冲洗。由于氨基酸的衍生物在水和氯仿中的溶解度不同,因而成功地把各种氨基酸分离出来。为了区别于茨维特的色谱法,把辛格的方法称做“分配色谱法”。

学海拾贝

20世纪60年代,科克兰、哈伯等人研制出了世界上第一台高效液相色谱仪。它的诞生开启了高效液相色谱的时代。

1944年,马丁和辛格又在这一基础上继续探索,又发明了“气—液”色层分离法、纸层分离法和纸层色谱法。这些方法不仅可以分离出许多新物质,而且便于研究生物体内的代谢,是分析法的一次重大革命。此外,马丁还发明了利用电泳和纸色谱鉴别小分子多肽以及利用不同的吸附物质来分离气体的气相色谱法。这种方法操作简便,效果也很好,被广泛地用于石油、化工等领域。由于马丁和辛格为色谱技术的发展作出了突出贡献,他们也因此共同分享了1952年度的诺贝尔化学奖。

色谱分析仪器

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