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第十七章色谱分析法概论(35)
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氧化铝:酸性:分离酸性色素、羧酸、氨基酸、以及对 酸稳定的中性化合物。碱性:分离生物碱、胺类、中性化合 物。中性:皆宜。
活性与含水量有关。置于400℃电炉 6 h,放入密闭干燥 器,使用时根据所需活性加水。
选择原则:分离弱极性物质,选用活性强的吸附剂;分 离强极性物质,选用活性较弱的吸附剂。
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2. 吸附等温线:达到平衡时,组分在两相中的浓度关系 曲线(absorption isotherm)。流动相为横标,固定相位纵标。
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直线型:Kad 恒定。 凸型:浓度高时,某些吸附较松弛,在固定相中的浓度 比理论值低。 凹型:情况较少见。组分浓度高时,被吸附剂吸附的组 分分子会通过氢键吸附更多的组分分子,使组分分子在固定 相中的浓度高于理论值,较难于洗脱。
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(二)固定相和流动相 葡聚糖凝胶 Sephadex。葡聚糖经稀盐酸降解,环氧丙烷
交联制成。交联度小网孔隙大,溶胀程度大,机械强度小。 交联度用每千克干胶吸水的重量表示。 商品型号用含水量10倍表示,Sephadex G75含水量
7.5g/g。吸水量< 7.5g/g硬胶,用于高压力,从大分子物质 中除去小分子杂质, >7.5g/g软胶。
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第二节 经典液相柱色谱法
一、吸附柱色谱法 (一)基本原理
1. 吸附作用和吸附平衡:吸附剂具有较大的比表面积, 是一种多孔固体颗粒,表面具有许多吸附点位。组分分子在 吸附点位上与吸附上的流动相分子竞争吸附,直至分子吸附 上的速度与解吸下的速度相等,达到吸附平衡。
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Kad 评价色谱柱对试样组分保留能力的参数, 大说明组分 在固定相中保留作用较强,难洗脱,反之,易洗脱。各组分 的Kad不同,可以实现分离。
常用的有:甲醇、甲酰胺、聚乙二醇、辛烷、硅油和角鲨 烷。载体又称担体,要求惰性、多孔、比表面积大。常用硅 胶、纤维素、多孔硅藻土。
2. 流动相: 要求纯度高、粘度小,不与固定相互溶,使 用前用固定液饱和。对被分离组分,固定相应溶解度较大, 而流动相对组分的溶解度较小。
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三、离子交换色谱法 (一)原理
碱阴离子N+R3X-;弱碱阴离子 –NH2,-NHR。主要性能指标: 交联度:离子交换树脂中交联剂含量,1%~16%。最广泛的 是聚苯乙烯型合成树脂,聚乙烯为原料,二乙烯苯作交联剂。 交联度大,则网孔小,适用于分离小分子量的物质,反之,则 大分子量的物质分离。
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交换容量:每千克干树脂参加交换反应的活性基团数, 以mmol/g表示。粒度:树脂溶胀后能通过筛孔的目数,纯水 用10目~50目,色谱分析用 100目~200目。
钠、淀粉和聚丙烯酸。硅胶G(含煅石膏)、硅胶H(不含 粘合剂)。硅胶HF254、硅胶GF254(F代表含荧光剂, 254nm);氧化铝G、氧化铝GF254、氧化铝HF254。
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制备:软板,硬板。 活化:室温下自然晾干,烘箱加热,硅胶板105 ℃~ 110℃30min,放入干燥器。 2. 点样:约1%的试样,与展开剂极性相似溶剂溶解, 溶剂为低沸点。毛细管点样,直径2mm~3mm,点距2cm。
2. 流动相:常为缓冲溶液。可通过调节流动相的pH或离 子强度来调整组分的保留值。
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四、尺寸排阻色谱(size exclusion chromatography) 多孔凝胶填料为固定相,按分子大小分离。水溶液为流
动相的称凝胶过滤色谱,为有机溶液的称凝胶渗透色谱。 (一)原理
凝胶内具有一定大小的孔穴,体积大于孔穴的不被保 留,体积小于孔穴的按分子的大小从柱中流出。
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2. 流动相 要求:纯度高,粘度小,性质稳定,有一定 的挥发性。选择原则:Snyder溶剂强度表示极性,洗脱能力 越强。“相似相溶”。极性大试样,选用极性较强的流动相, 反之选用极性小的。还可采用混合流动相。
吸附色谱对不同族化合物、同分异构体分离能力强,对 同系物效果较差,不适宜分离强极化合物。
一定粒度的吸附剂均匀的铺在光洁的玻璃或塑料平板 上,进行点样、展开、显色、计算比移值Rf(retardation factor,retention factor) 。
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要求Rf值在0.2~0.8之 间,影响因素较多,难以 重复,有人建议采用相对 比移值:
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(二)固定相与流动相 1. 固定相:同吸附色谱,粒度更细,200目(10μm~
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(二)固定相和流动相 1. 固定相:要求:粒度均匀大小适当,机械强度高,较
大的比表面积,吸附点位大小均匀,不与流动相以及被测组 分发生化学反应,不溶于流动相。极性: 无机氧化物如:硅 胶,氧化铝等;非极性:活性炭。
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硅胶:SiO2·xH2O 分离酸性和中性物质。硅醇基活性基 团,形成氢键而吸附。水合硅胶失活。100℃时表面自由水 可逆的除去,>500 ℃,使硅醇基失去一分子结构水,不可逆 的成为硅氧烷结构,失活。
40μm),分离效率高于吸附色谱。 2. 流动相:称展开剂(developing solvent)。选择时考虑
组分的极性、吸附剂的极、展开剂的极性。 极性小组分使用活性大吸附剂,极性小展开剂;极性大
组分,用活性小吸附剂,极性大展开剂。难分离化合物用多 元混合展开剂性。
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(三)操作技术 1. 薄板的制备: 类型:软板和硬板。粘合剂为煅石膏、羧甲基纤维素
吸附颗粒5μm,用聚丙烯酸为粘合剂,喷雾制成0.2mm 高效薄层,展开距约3cm~6cm,时间3min~20min。自动 点样器,程序化多次展开,红外线自动烘干,自动改变混合 比,自动喷雾显色。分离容量大,检出限低,ng ~pg级。
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(六)特点与应用 效率比柱色谱高,样品量少,速度快,设备简单,但准
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主要用于分离生物高分子如酶、蛋白质、核酸、多糖等。常 用的凝胶还有琼脂糖、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、多孔硅胶、 多孔玻璃。
流动相要求:溶解试样、粘度低、浸润。四氢呋喃、甲 苯、二氯乙烷、三氯甲烷、苯、二甲基酰胺、水。
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第三节 平面色谱法
(planar chromatography)
一、薄层色谱法 (一)原理
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2. 定量分析: 目视法:斑点大小及颜色 洗脱法: 薄层扫描法(quantitation by TLC scanning) :扫描仪测 量斑点,测量照射前后光束强度的变化。灵敏度与准确度都 很高,但仪器价格昂贵,对薄板质量的要求高。
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(五)高效薄层色谱法(high performance thin layer chromatography,HPTLC)
确度不及柱色谱。 二、纸色谱简介 (一)方法原理
含20%~25%水分,其中6%~7%以氢键结合,为固定 相。流动相为与水不混合的有机溶剂。分配色谱。
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(二)操作步骤 1. 滤纸选择:杂质含量低,无荧光,质地均匀,平整无
折痕,纤维松紧适当,一定机械强度。分厚型与薄型,快、 中、慢速型。Rf 小选慢速,反之快速或中速。粘度小的展 开剂时,宜选慢速。
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3. 展开:挥干后,展开。通常使用上行法,软板与水 平50 ~100角,硬板应近垂直放置。Rf 值小用下行法,成份 复杂的,可用2 次展开或双向展开。
展开过程中防止“边缘效应”(edge effect),即同一组 分,斑点在中部比边缘移动慢。
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4. 显色: 紫外:253.7nm汞弧灯 气熏:I2,Br2 显色剂: (四)定性和定量分析 1. 定性分析: 与文献对 照或相同条件下比对。Rf 值。
离子交换树脂为固定相。为网状结构的高分子化合物,活 性基团由二部分组成,一部分为不可交换的阴离子或阳离子基 团,另一部分为结合上的可交换的H+或OH-离子。试样中各种 离子与交换树脂的亲和力不同,强亲和力的在固定相中保留时 间长,反复的交换过程中产生差速迁移。
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(二)固定相和流动相 1. 固定相:强酸阳离子 –SO3H;弱酸阳离子-COOH。强
谱,1980年产生毛细管色谱。
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二、色谱法分类 1. 流动相和固定相物理状态: 气相色谱,液相色谱,超
临界流体色谱。 2. 操作形式:柱色谱,平面色谱。 3. 分离机制:吸附,分配,离子交换,排阻,亲和。
三、基本原理 流动相携带试样对固定相作相对运动,各组分在固定相
和流动相之间的作用力有微小的差别,不同组分被流动相运 载移动的速率不同,产生差速移动(differential migration)。
2. 点样,展开与显色:与薄层同。展开剂:正丁醇、正 戊醇、苯甲酸、酚。用水饱和,不用腐蚀溶液、高温显色。
3. 定性与定量:同薄层。
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二、分配柱色谱法 固定相极性强时,称正向色谱,反之称反相色谱。
(一)分离原理 被分离组分在互不相溶的固定相和流动相中溶解度不
同,即平衡时不同组分具有不同的分配系数,柱中发生了多 次的分配平衡,产生了差速移动。
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(二)固定相和流动相 1. 固定相: 要求:不溶于流动相,有一定的溶解能力。
第十七章 色谱分析法概论
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第一节 概述
色谱(chromatography):利用物质在两相中不同作用力对
混合物进行分离分析的方法。
一、色谱法的发展史
1906年Tswett分离色素,1935年出现离子色谱,1941年、
1944年Martin发明分配色谱和纸色谱,1956出现薄层色谱,
1952年Martin发明气相色谱,获诺贝尔奖。1968年产生气相色