高效液相色谱法

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第433页（2020字）

简称HPLC，是以液体作为流动相的柱色谱分离方法，其原理是基于样品在两相之间的不同的分配，其一相是涂在载体上的液体或表面积较大的键合不同功能团的固定相，它在色谱过程中是相对静止的；另一相是有各种修饰的液体流动相。

该技术是分析和分离非挥发性化合物、热不稳定的化合物及离子化合物的重要手段和方法。

柱液相色谱是1903年俄国茨维特(Tswett)发明并用于动植物色素分离。1941年马丁(Martin)等进一步提出了液－液分配色谱法，成功地用于蛋白质基本单元氨基酸分离，开创了分配色谱的新阶段，马丁等并由此获得1952年诺贝尔(Nobel)化学奖金。早期色谱填料的直径一般是100～200μm，流动相的流速通过重力来控制，一般只有0．01cm／s，因而色谱柱的柱效每米只有200左右的理论塔片数。1956年范·底姆特(Van Deemter)等创立了色谱分离的速率理论，建立起色谱柱柱效与流速、载体粒度及溶质扩散系数之间的关系，这个理论不仅促进了气相色谱的高速发展，而且直接导致了高效液相色谱法的出现。在此期间，吉丁斯(Giddings)的理论研究最具代表性，当时他指出：如果在液相色谱中，载体的颗粒如能细到2～20μm，流动相的线速能达到1cm／s，则能获得与气相色谱相比拟的柱效和分离速度。

之后，人们研制出可在41．3MPa压力下输送流动相的高压泵，这样液相色谱柱就可以达到每米1万块以上的理论塔板数和35块塔片／秒的分离速度，这就是现代的高效液相色谱法。

高效液相色谱的研究主要集中于色谱理论、色谱柱、固定相、检测器及其联用技术等方面。

色谱理论研究分离物质的热力学保留行为和动力学关系，主要集中在分离物质的热力学参数、分子结构与保留值的关系等方面，为发展高选择性色谱固定相提供理论基础；动力学方面研究分离过程中的溶质的传质、扩散和色谱流出曲线的峰形规律，为发展高效能色谱柱和分离条件的优化选择提供理论依据。

在色谱柱和固定相的研究方面，现在的研究工作主要集中在新型选择性(键合或涂敷)柱，高效微型柱，分离手性物质以及用于蛋白质，多肽，核酸等组分分离的专用柱等。

用液相色谱法制备纯化物的研究，包括固定相、色谱过程和非线性色谱理论的研究也引起人们的重视。检测器的研究同样是高效液相色谱中活跃的领域，其中电化学检测器特别是微电极以及激光诱导荧光、光二极管列阵、电荷耦合列阵等是近年研究最多的检测器。

联用方法，特别是和质谱、富氏红外、核磁在线联用已成为色谱流出峰定性、结构测定的重要手段。

高效液相色谱法广泛地应用于各个学科的领域，如在材料、化工、环保、食品、药物以及无机物的组成和状态分析等，在生命科学中正日益显示出它的突出地位，如应用于多肽、蛋白质及核酸等大分子的分离和分析。

今后，高效液相色谱在理论研究，色谱柱与固定相及仪器的智能化方面有大量的工作要做，当前，生物大分子分析方面还有大量的理论和实际问题要解决，比如生物大分子分离机理的研究，合成对某种化合物有特殊选择性的载体，研究对生物分子不失活的分离条件等。

另外，在已有的色谱理论和实践的基础上，发展具有人类专家部分智能的色谱仪，包括色谱分析方法的推荐，操作条件的优化，定性和定量工作等都将有十分广阔的前景。

另外，把液相色谱过程和其它分离过程，如膜分离过程，有机地结合起来，发展一些新的分析、分离方法，也将有十分重要的意义。

【参考文献】：

1 Tswett M S.Ber Dtsch Bot Ges,1906,24, 316～ 323

2 Martin A J P, Synge R L M. J Biochem ,1941,35:91～121

3 Van Deemter J J. Zuiderweg F J &? Kinkenberg A, Chem Eng Sci,1956,5:271 ～289

4 Giddings J C. Anal Chem, 1963,35:2215 ～ 2216.

5 Snyder L R, Kirkland J J. An Introduction to Modrm Chromatography . 2nd Ed,New York Wiley lnterscience,1979,1 ～ 5

(中国科学院大连化学物理研究所黄红心博士、博士生导师周良模研究员撰)