Аналитическая химия. Хроматографические методы анализа

А.И. ЖЕБЕНТЯЕВ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ.
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ 
МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Допущено
Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов
учреждений высшего образования
по специальности «Фармация»
и химическим специальностям
Москва
ИНФРА-М
2025

УДК 543.544(075.8)
ББК 24.4я73
 
Ж44
Жебентяев, А.И.
Аналитическая химия. Хроматографические методы анализа : учебное пособие / А.И. Жебентяев. — Москва : 
ИНФРА-М, 2025. — 206 с. : ил. — (Высшее образование).
Ж44
Рецензенты:
кафедра общей химии Белорусского государственного медицинского 
университета;
доцент кафедры аналитической химии Белорусского государственного 
университета, кандидат химических наук, доцент В.А. Винарский
ISBN 978-5-16-006615-8 (print)
На современном научном уровне изложены основные понятия и 
термины, используемые в хроматографических методах. Рассмотрены 
наиболее широко используемые хроматографические методы в соответствии с общепринятой классификацией, отмечены их достоинства 
и недостатки.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по фармацевтическим и химическим специальностям.
УДК 543.544(075.8) 
ББК 24.4я73 
 
© Жебентяев А.И., 2013
 
© ООО «Новое знание», 2013
ISBN 978-5-16-111263-2 (onlinе)
ISBN 978-5-16-006615-8 (print)
ISBN 978-5-16-111263-2 (onlinе)

Оглавление
Предисловие........................................................................................................................6
Список основных сокращений и условных обозначений.......................................8
Введение.............................................................................................................................9
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ 
ХАРАКТЕРИСТИКИ.................................................................................................13
1.1. Классификация хроматографических методов..............................................13
1.2. Хроматографические параметры.........................................................................16
1.3. Теории хроматографического разделения........................................................21
Глава 2. ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ...........................................................27
2.1. Общая характеристика............................................................................................27
2.2. Системы ввода пробы..............................................................................................29
2.3. Хроматографические колонки..............................................................................32
2.4. Адсорбенты..................................................................................................................34
2.5. Твердые носители в газожидкостной хроматографии...............................39
2.6. Неподвижные жидкие фазы..................................................................................41
2.7. Подвижные фазы.......................................................................................................45
2.8. Детекторные системы..............................................................................................46
2.9. Качественный анализ...............................................................................................54
2.10. Количественный анализ.......................................................................................59
Глава 3. ЖИДКОСТНАЯ КОЛОНОЧНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ.........62
3.1. Общая характеристика............................................................................................62
3.2. Жидкостная адсорбционная хроматография..................................................66
3.2.1. Варианты жидкостной адсорбционной хроматографии.....................66
3.2.2. Жидкостный хроматограф.............................................................................72
3.2.3. Колонки.................................................................................................................73
3.2.4. Адсорбенты..........................................................................................................74
3.2.5. Подвижные фазы...............................................................................................78
3.2.6. Детекторы.............................................................................................................85
3.3. Распределительная жидкостная хроматография...........................................88
3.3.1. Неподвижные фазы и носители...................................................................89
3.3.2. Подвижные фазы...............................................................................................90
3.4. Ионообменная хроматография.............................................................................94
3.4.1. Иониты..................................................................................................................94
3.4.2. Классификация ионообменных смол.........................................................99
3.4.3. Подвижные фазы............................................................................................ 102
3.5. Ионная хроматография........................................................................................ 103
3.6. Ионпарная хроматография................................................................................ 105
3.7. Лигандообменная хроматография.................................................................... 106

Оглавление
3.8. Эксклюзионная хроматография........................................................................ 107
3.9. Аффинная хроматография.................................................................................. 112
Глава 4. ПЛАНАРНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ...............................................114
4.1. Общая характеристика......................................................................................... 114
4.2. Тонкослойная хроматография........................................................................... 115
4.2.1. Механизмы разделения и выбор элюента............................................. 116
4.2.2. Сорбенты............................................................................................................ 117
4.2.3. Техника выполнения..................................................................................... 120
4.2.4. Хроматографические характеристики.................................................... 122
4.2.5. Типы элюирования......................................................................................... 124
4.2.6. Способы детектирования............................................................................. 126
4.2.7. Количественное определение..................................................................... 127
4.3. Хроматография на бумаге................................................................................... 128
Глава 5. СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ ФЛЮИДНАЯ  
ХРОМАТОГРАФИЯ................................................................................................135
Глава 6. ХРОМАТОМАСССПЕКТРОМЕТРИЯ.......................................138
6.1. Аппаратура................................................................................................................ 138
6.1.1. Хроматографы.................................................................................................. 139
6.1.2. Масс-спектрометры....................................................................................... 140
6.1.3. Система газовый хроматограф — масс-спектрометр........................ 148
6.1.4. Система жидкостный хроматограф — масс-спектрометр............... 153
6.2. Методы хромато-масс-спектрометрии............................................................ 158
6.2.1. Ионная масс-хроматография...................................................................... 158
6.2.2. Хромато-масс-спектрометрия высокого разрешения....................... 159
6.2.3. Получение производных анализируемых веществ............................ 159
6.2.4. Идентификация соединений в смесях.................................................... 163
6.2.5. Количественный анализ............................................................................... 167
6.3. Применение хроматомассспектрометрии................................................... 169
6.3.1. Лекарственные вещества и их метаболиты.......................................... 169
6.3.2. Клиническая биохимия................................................................................ 171
6.3.3. Определение токсикантов в пищевых продуктах и объектах 
окружающей среды........................................................................................ 172
Глава 7. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ...................................................................................175
7.1. Общая характеристика......................................................................................... 175
7.2. Методы электрофореза......................................................................................... 176
7.3. Капиллярный электрофорез............................................................................... 179
Заключение.....................................................................................................................183
Словарь основных терминов....................................................................................186

Оглавление 
5
Приложения
1. Растворители и адсорбенты, применяемые в жидкостной 
адсорбционной хроматографии................................................................................. 192
2. Параметры полярности растворителей при 25 °С........................................ 194
3. Свойства растворителей, применяемых в жидкостной  
хроматографии................................................................................................................. 196
4. Спектрофотометрическое детектирование 
модифицированных производных природных соединений........................... 197
5. Спектральные характеристики флуоресцирующих 
лекарственных веществ................................................................................................ 197
6. Соединения, обнаруживаемые флуориметрическим 
детектором после их химической модификации................................................ 198
7. Миксотропная серия растворителей.................................................................. 198
8. Проявители для ТСХ............................................................................................... 199
Литература..................................................................................................................204

Только самые мудрые и самые
глупые не поддаются обучению.
Конфуций
Предисловие
Развитие науки и техники, а также подготовка высококвалифицированных кадров невозможны без применения новых методов 
исследования и анализа.
Хроматография относится к современным методам анализа 
и позволяет успешно решать сложные задачи анализа различных 
объектов. Этот метод находит широкое применение в химии, биологии, фармации и других областях науки и техники. В настоящее 
время около 60  % всех анализов выполняется с  использованием 
хроматографических методов.
Хроматография была и остается востребованным методом идентификации, количественного анализа и физико-химических исследований. Успешно развиваются и новые варианты хроматографических методов — хромато-масс-спектрометрия, сверхкритическая 
флюидная хроматография и др.
Хроматографические методы анализа широко используются 
как при создании новых лекарственных средств, так и при их стандартизации и контроле качества.
Сегодня общепризнано, что проведение биоэквивалентных исследований и решение задач химико-токсикологического анализа 
практически невозможно без использования хроматографических 
методов. Высокая чувствительность и избирательность, достаточная точность и скорость определения — основные достоинства хроматографических методов.
Необходимо отметить, что по ряду причин (дорогостоящие 
приборы и оборудование, специальная подготовка персонала и др.) 
достижения хроматографической науки используются пока не 
в полной мере.
В настоящее время издано много книг, как по отдельным методам хроматографического анализа, так и по общим вопросам хроматографии. Однако такая литература малодоступна широкому 
кругу студентов. 

Предисловие	
7
Решение аналитических задач с  применением хроматографии 
невозможно без знания ее основ, которые по существу являются 
общими для всех хроматографических методов. 
Основы хроматографических методов студенты изучают на занятиях по аналитической химии, а затем на старших курсах при 
изучении специальных дисциплин применяют хроматографические методы для решения практических задач. Поэтому на старших курсах возникает потребность в восстановлении и углублении 
знаний теории и практики хроматографических методов.
В пособии даны основные понятия и  термины, рассмотрены 
наиболее часто используемые хроматографические методы анализа, а также их достоинства и недостатки.
Автор искренне благодарен рецензентам: В.А. Винарскому  — 
доценту БГУ и С.В. Ткачеву — доценту БГМУ за ценные советы 
и замечания.

Список основных сокращений и условных 
обозначений
ВЭТСХ – высокоэффективная тонкослойная хроматография
ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография
ГАХ – газоадсорбционная хроматография
ГЖХ – газо-жидкостная хроматография
ГХ – газовая хроматография
ГХ-МС – газовая хроматография-масс-спектрометрия
ЖАХ – жидкостная адсорбционная хроматография
ЖРХ – жидкостная распределительная хроматография
ЖХ – жидкостная хроматография
ЖХ-МС – жидкостная хроматография-масс-спектрометрия
ИМХ – ионная масс-хроматография
КЭ – капиллярный электрофорез
МС – масс-спектрометрия
МСВР – масс-спектрометрия высокого разрешения
НЖФ – неподвижная жидкая фаза
НФ – неподвижная фаза
НФХ – нормально-фазовая хроматография
ОФХ – обращенно-фазовая хроматография
ПФ – подвижная фаза
СФХ – сверхкритическая флюидная хроматография
ТСХ – тонкослойная хроматография 
ХИ – химическая ионизация
ХМС – хромато-масс-спектрометрия
ЭУ – электронный удар
tR – время удерживания
VR – удерживаемый объем
Rf –подвижность
Rs – критерий разделения (разрешение)
α – фактор (коэффициент) разделения (селективности)
k′ – коэффициент емкости
N – число теоретических тарелок
H – высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ)

Ему дано открыть хроматографию —
разделяющую молекулы, объединяющую 
людей.
Из эпитафии, посвященной М.С. Цвету
ВВЕДЕНИЕ
Хроматография  — это метод разделения веществ или частиц, 
основанный на физических и химических взаимодействиях, относящийся к инструментальным методам анализа и исследования веществ. При перемещении смеси через слой неподвижной фазы 
в результате повторения многократных актов сорбции и десорбции 
происходит разделение ее компонентов, основанное на разнице 
констант распределения веществ между фазами.
Основное преимущество хроматографических методов  — возможность проводить одновременно разделение, идентификацию 
и количественное определение веществ.
Хроматографию рассматривают как науку, процесс и метод.
Хроматография  — наука о межмолекулярных взаимодействиях 
и переносе молекул или частиц в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.
Хроматография — процесс дифференцированного многократного 
перераспределения веществ или частиц между несмешивающимися 
и движущимися относительно друг друга фазами, приводящий к обособлению концентрационных зон индивидуальных компонентов исходных смесей этих веществ или частиц.
Хроматография — метод разделения смесей веществ, основанный 
на различии в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.
Впервые процесс разделения красителей методом фронтального проявления на бумаге описал в 1850 г. немецкий химик Рунге. 
Однако основателем хроматографии справедливо считают русского ботаника-физиолога и биохимика Михаила Семёновича Цвета 
(1872–1919). Родился он в итальянском городе Асти. Его мать — 
итальянка Мария Де Дороцца — приемная дочь в семье писателей 
братьев Алексея, Александра и Владимира Жемчужниковых (литературный псевдоним Козьма Прутков). Отец — Семён Николаевич Цвет — государственный служащий, уроженец г. Чернигова. 

Введение
М.С. Цвет окончил Женевский университет (1893) и  в  1896 г. защитил 
магистерскую диссертацию «Исследование физиологии клетки».
C 1903 по 1916 г. он жил в Варшаве, где работал сначала в университете, а с  1908  г.  — в  Политехническом 
институте. В 1910 г. защитил докторскую диссертацию в Варшавском университете. В 1916–1918 гг. Цвет жил 
и работал в Москве, Нижнем Новгороде и  Тарту. Умер 26 июня 1919  г. 
в Воронеже и похоронен на кладбище 
Алексеевского монастыря (разрушен 
в годы Второй мировой войны).
Магистерская диссертация ученого посвящена исследованию строения 
хлорофильного зерна, и уже в этой работе видны зачатки хроматографического метода, хотя в  первых опубликованных работах термина 
«хроматография» нет.
В докторской диссертации «Хромофиллы в растительном и животном мире» Цвет излагает основные результаты исследований 
с применением хроматографии. Он вводит новые термины: хроматография (от греч. chrōma — цвет и graphō — пишу), хроматограмма, проявление, вытеснение. Основная заслуга Цвета в том, что он 
открыл проявительный вариант хроматографии, создал основы 
сорбционного разделения сложных смесей. В своих опытах Цвет 
использовал хроматографический метод и  для количественного 
анализа (он разбивал стеклянную колонку и разделял адсорбент 
на слои). Метод, разработанный Цветом, получил название «колоночная хроматография». Однако довольно длительное время (около 20 лет) хроматография использовалась редко. Только в 1931 г. 
Р.  Кун, А.  Винтерштейн и  Е.  Ледерер, ознакомившись с  книгой 
Цвета на немецком языке, воспроизвели его первоначальные опыты (разделили каротины моркови, лепестков одуванчика и желтка 
куриного яйца).
Цвет Михаил Семёнович 
(1872–1919)