在分析化学领域，当人们广泛地试用吸附剂进行层析分析的时候，液－液萃取分离在金属分离上已经得以广泛应用。这种方法是马丁和辛格在1941年发明的，这种方法是用硅胶进行吸附水，水重为硅胶自身重量的50％，再装成柱体，然后将氨基酸混合物的溶液加到柱体上，这时用含少量丁醇的氯仿进行层析。这种方法可以使氨基酸分离，这一方法迅速兴起，人们称之为分配层分析法。这种方法的原理是利用了被分离物质在两相中分配系数的差别。
在上述试验中，硅胶被马丁和辛格称作担体，它在分配层析中只起负担固定液的作用，基本上呈惰性。吸着在硅胶印的液体，被称为静止相；氯仿液被称作流动相。马丁在1941年的论文中，发表了这一方法的理论根据。
分配层法在试验中克服了吸附色层法遇到的困难。比如，脂肪酸和多元醇等极性物质强烈地被一般吸附剂的吸附，即使利用洗脱能力极强的液体进行洗脱也无济于事，因而不能用吸附色层法将它们分离出来。而分配层析法则很容易将这些脂肪酸一类的极性物质分离出来。因此，这一方法在极性有机混合物的分离上迅速得到了广泛的应用，取得了良好的效果。这一方法一般以水、稀硫酸、甲醇等极性溶剂作为静止相，以非极性成弱极性物质作为流动相。1948年，摩尔和斯坦思用分配层析法从淀粉中分离了一些氨基酸。呼伍等人在同年用纤维素柱分离了糖类。
后来，在试验中，马丁发现在水蒸气饱和的空气中，滤纸吸附约22％的水分之后，也可以在分配层析法中用作静止相的支撑物，这是1944年的事情。由此，形成了分配层析法中重要的一支－纸上层析法。这种方法很快应用到对酚类、脂肪酸、氨基酸、染料、糖类、甾类化合物、肽类以及蛋白质、核糖等复杂有机物的分析上，成为生物化学中最重要的分离和分析方法之一。在无机物质的分析纸上分析法至今仍然只作为一种辅助手段。
分配层析法的出现，使分析化学又多一只“手”，它对于复杂有机物及无机物的分析都相当有效。
