色谱分析（双语版）（张裕平）

《色谱分析》（双语版）共分八章，系统介绍了色谱分析的基本理论、薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱、离子色谱、尺寸排阻色谱、毛细管电泳和电色谱以及色谱技术中样品前处理技术等内容。本书集理论性与实践性为一体，在材料选择上注重知识的基础性和系统性，同时兼顾色谱技术的*进展。《色谱分析》（双语版）可供化学类专业高年级本科生和研究生使用，以提高专业英语水平，为后续的科研工作做好准备；本书也可供科研工作者参考。

张裕平，河南科技学院化学化工学院，院长，教授，中国科学院研究生院分析化学博士，APEC博士后, 美国杨柏翰大学访问学者。现为河南科技学院化学化工学院院长，河南省化学会理事，河南省学术技术带头人，河南省高校新世纪优 秀人才，主要从事色谱方法学应用研究。主讲仪器分析，食品分析前沿进展，化学化工专业英语。

Chapter 1 
The Invention of Chromatography 1

1.1General concepts of analytical chromatography3

1.2The chromatogram5

1.3Gaussian-shaped elution peaks7

1.4The plate theory8

1.5Nernst partition coefficient （K）11

1.6Column efficiency12

1.6.1Theoretical efficiency （number of theoretical
plates）12

1.6.2Effective plates number （real efficiency）13

1.6.3Height equivalent to a theoretical plate （HETP）13

1.7Retention parameters14

1.7.1Retention times14

1.7.2Retention volume （or elution volume）14

1.7.3Hold-up volume （or dead volume）14

1.7.4Retention （or capacity）factor15

1.8Separation (or selectivity) factor between two solutes16

1.9Resolution factor between two peaks17

1.10The rate theory of chromatography18

1.10.1Van Deemter’s equation18

1.10.2Golay’s equation20

1.11Optimization of a chromatographic analysis21

1.12Classification of chromatographic techniques23

1.12.1Liquid phase chromatography （LC）23

1.12.2Gas phase chromatography （GC）24

1.12.3Supercritical fluid chromatography （SFC）25

Problems25

第1章  色谱法的发明 27

1.1分析色谱的一般概念28

1.2色谱图29

1.3洗脱峰的高斯谱形29

1.4塔板理论29

1.5能斯特分配系数（K）30

1.6柱效31

1.6.1理论效率（理论塔板数）31

1.6.2有效塔板数（真实效率）32

1.6.3理论塔板高度32

1.7保留参数32

1.7.1保留时间32

1.7.2保留体积（或洗脱体积）33

1.7.3死体积33

1.7.4保留因子（或容量因子）33

1.8分离因子（选择性因子）34

1.9分辨率34

1.10色谱法的速率理论34

1.10.1范第姆特方程35

1.10.2Golay方程36

1.11色谱分析法的优化36

1.12色谱技术的分类37

1.12.1液相色谱（LC）37

1.12.2气相色谱（GC）37

1.12.3超临界流体色谱（SFC）38

Chapter 2  Thin Layer Chromatography 39

2.1Principle of TLC39

2.1.1Deposition of the sample39

2.1.2Developing the plate40

2.1.3Identifying the spots41

2.2Characteristics of TLC42

2.3Stationary phases43

2.4Separation and retention parameters44

2.5Quantitative TLC45

Problems47

第2章  薄层色谱法 48

2.1TLC的原理48

2.1.1点样48

2.1.2薄层板的显影48

2.1.3斑点的识别49

2.2TLC的特性49

2.3固定相49

2.4分离和保留参数50

2.5TLC的定量分析50

Chapter 3  Gas Chromatography 52

3.1Instruments for gas-liquid chromatography53

3.1.1Carrier gas system53

3.1.2Sample injection system55

3.1.3Column configurations and column ovens57

3.1.4Chromatographic detectors57

3.2GC instrument component design59

3.2.1Thermal conductivity detector （TCD）61

3.2.2Flame ionization detector （FID）63

3.2.3Electron capture detector （ECD）64

3.2.4Sulfur-phosphorous flame photometric detector （SP-FPD）67

3.2.5Nitrogen-phosphorous detector （NPD）68

3.3Gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）69

3.3.1Gas chromatography-mass spectrometry73

3.3.2Interface76

3.3.3Recording and analysis77

3.3.4Resolution78

3.4Selection of a stationary phase79

3.4.1Sample classification79

3.4.2Suitable stationary phases80

3.5The scope of GC analysis82

3.6Limitations of GC83

Problems83

第3章  气相色谱法 85

3.1气-液色谱仪器85

3.1.1载气系统85

3.1.2进样系统86

3.1.3色谱柱参数和柱温箱86

3.1.4色谱检测器87

3.2气相色谱检测器部件的设计87

3.2.1热导检测器（TCD）88

3.2.2火焰离子化检测器（FID ）89

3.2.3电子捕获检测器（ECD）90

3.2.4硫-磷火焰光度检测器（SP-FPD）91

3.2.5氮磷检测器（NPD）91

3.3气相色谱-质谱法（GC-MS）92

3.3.1气相色谱-质谱法94

3.3.2接口95

3.3.3记录和分析95

3.3.4分辨率95

3.4固定相的选择96

3.4.1样品分类96

3.4.2选择合适的固定相97

3.5气相色谱分析的范围98

3.6气相色谱法的局限性98

Chapter 4  High-Performance Liquid
Chromatography 99

4.1Instrumentation102

4.1.1Mobile phase reservoir and solvent treatment system102

4.1.2Pumping system104

4.1.3Sample injection system105

4.1.4Columns for HPLC105

4.1.5HPLC detector114

4.1.6LC/MS and LC/MS/MS120

4.2Partition chromatography122

4.2.1Bonded-phase packings122

4.2.2Normal and reversed-phase packings122

4.2.3Choice of mobile and stationary phases124

4.2.4Applications125

4.3Ion chromatography126

4.3.1Ion chromatography based on suppressors127

4.3.2Single-column ion chromatography129

4.4Size-exclusion chromatography129

4.4.1Column packing130

4.4.2Applications130

4.5Affinity chromatography131

4.6Chiral chromatography132

Problems133

第4章  高效液相色谱法 135

4.1仪器135

4.1.1流动相储液瓶和溶剂处理系统136

4.1.2泵系统136

4.1.3进样系统136

4.1.4HPLC柱子137

4.1.5HPLC检测器141

4.1.6LC/MS和LC/MS/MS142

4.2分配色谱143

4.2.1键合相填料143

4.2.2正相和反相填料143

4.2.3流动相和固定相的选择144

4.2.4应用144

4.3离子色谱法145

4.3.1基于抑制柱的离子色谱145

4.3.2单柱离子色谱145

4.4体积排阻色谱146

4.4.1柱填料146

4.4.2应用146

4.5亲和色谱147

4.6手性色谱147

Chapter 5  Ion Chromatography 148

5.1Basics of ion chromatography148

5.2Stationary phases151

5.2.1Polymer-based materials151

5.2.2Silica-based materials152

5.2.3Resin films153

5.3Mobile phases153

5.4Conductivity detectors155

5.5Ion suppressors156

5.6Quantitative analysis by chromatography158

5.6.1Principle and basic relationship159

5.6.2Areas of the peaks and data treatment software159

5.6.3External standard method160

5.6.4Internal standard method162

5.6.5Internal normalization method164

Problems165

第5章  离子色谱法 169

5.1离子色谱法基础169

5.2固定相170

5.2.1聚合物基材料170

5.2.2硅胶基质材料171

5.2.3树脂膜171

5.3流动相171

5.4电导检测器171

5.5离子抑制器172

5.6色谱定量分析173

5.6.1原理与基本关系173

5.6.2峰面积与数据处理软件173

5.6.3外标法174

5.6.4内标法174

5.6.5内标归一化法176

Chapter 6  Size Exclusion Chromatography
177

6.1Principle of SEC177

6.2Stationary and mobile phases179

6.3Calibration curves180

6.4Instrumentation181

6.5Applications of SEC182

6.5.1Molecular weight distribution analysis183

6.5.2Other analysis183

Problems184

第6章  尺寸排阻色谱法 186

6.1SEC的原理186

6.2固定相和流动相187

6.3校正曲线187

6.4仪器188

6.5SEC的应用188

6.5.1分子量分布分析188

6.5.2其他分析188

Chapter 7  Capillary Electrophoresis and
Electrochromatography 189

7.1From zone electrophoresis to capillary electrophoresis189

7.2Electrophoretic mobility and electro-osmotic flow191

7.2.1Electrophoretic mobility-electromigration193

7.2.2Electro-osmotic mobility-electro-osmotic flow193

7.2.3Apparent mobility195

7.3Instrumentation196

7.4Electrophoretic techniques197

7.4.1Capillary zone electrophoresis (CZE)197

7.4.2Micellar electrokinetic capillary chromatography (MEKC)198

7.4.3Capillary gel electrophoresis (CGE)198

7.4.4Capillary isoelectric focusing (CIEF)199

7.5Performance of CE200

7.6Capillary electrochromatography201

Problems207

第7章  毛细管电泳和电色谱 209

7.1从区带电泳到毛细管电泳209

7.2电泳淌度和电渗流210

7.2.1电泳淌度-电迁移210

7.2.2电渗淌度-电渗流210

7.2.3表观淌度211

7.3仪器211

7.4电泳技术212

7.4.1毛细管区带电泳（CZE）212

7.4.2胶束电动毛细管色谱（MEKC）212

7.4.3毛细管凝胶电泳（CGE）212

7.4.4毛细管等电聚焦（CIEF）213

7.5CE的效率213

7.6毛细管电色谱214

Chapter 8  Sample preparation 216

8.1The need for sample pretreatment216

8.2Solid phase extraction (SPE)217

8.3Immunoaffinity extraction219

8.4Microextraction procedures220

8.4.1Solid-phase microextraction (SPME)220

8.4.2Liquid-phase microextraction (LPME)221

8.5Gas extraction on a cartridge or a disc221

8.6Headspace223

8.7Supercritical fluid extraction (SFE)224

8.8Microwave reactors225

Problems226

第8章  样品制备技术 227

8.1样品前处理的必要性227

8.2固相萃取227

8.3免疫亲和萃取228

8.4微萃取程序229

8.4.1固相微萃取（SPME）229

8.4.2液相微萃取(LPME)229

8.5在卡盒（饼）上进行气体提取229

8.6顶空萃取230

8.7超临界萃取（SFE）230

8.8微波萃取231

Solutions 232

参考文献 239

 

随着我国高等教育教学改革进程的持续推进，*要求高校培养具有直接接受国际科技信息，能用英语交流的本科生或研究生的国际型人才，提高所培养人才的英语水平，适应国家和社会对英语的需求，建立符合中国实际的双语课程教学模式。

色谱分析是分析化学中应用广泛发展迅速的研究领域，新技术新方法层出不穷。近年来随着科学技术的突飞猛进，色谱分析从理论到技术也得到了较快发展，极大地拓宽了其研究与应用领域。目前，色谱法已经成为分析化学学科的一个重要分支，在化学、化工、轻工、石油、环保和医药等几乎所有科学领域内得到了广泛应用，为信息科学、生命科学、材料科学、环境科学等新兴学科的发展做出了重要贡献。

本教材由多年从事色谱教学及研究工作，且具有留学经历的老师编写，吸收了国外分析化学及色谱理论相关教材重理论分析和实际应用相结合的特点，信息量大，图标例题丰富，在保证学生理论学习的同时，注重培养学生的实践能力，有利于学生的自主学习。这本教材在正式出版之前曾印成讲义进行了试用，得到了师生的好评。为了保证质量，也邀请了国外的相关学科专家进行了审阅和校勘。

为了便于读者理解内容，同时又使读者减少对中文的依赖性，编者在教材内容的编排上，同一页上采用了两栏编排方式，右栏中列出对读者可能为生僻词的英文音标及释义，以有助于学生理解，参考译文列于对应章节之后。另外，为了帮助学生更好地理解与掌握每个章节的内容，本教材每章之后均给出了相关的练习题，并在书后附有参考答案。

本书由河南科技学院张裕平、李英、崔乘幸主编，张毅军、杨靖华、胡林峰、陈军、陈娜为副主编，白秀芝、李盼盼等参与了部分工作。编写过程得到了化学工业出版社的鼎力支持，在此表示诚挚的感谢。本书可作为高等院校化学、化工、食品、环境、医药类等专业本科生的双语教材，同时也可作为相关专业研究生的教材或参考书。

由于编者能力有限，书中有些内容难免不够妥善，希望读者、同行提出批评和改进意见，以便日后修订完善。

编者

2018.10