5.2 吸附色谱(adsorption chromatography)
固定相为吸附剂的柱色谱法称为吸附柱色谱法。 5.2.1原理： 1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某 一组分具有选择性吸附的能力，使其富 集在吸附剂表面的过程。 利用溶质与吸附剂之间的分子吸附力(范 德华力，包括色散力、诱导力、定向力 以及氢键)的差异而实现分离 吸附剂由载体和配位体组成。

5.2.2常用吸附剂
5.2.2.1对吸附剂的要求 吸附剂的表面积、含水量、颗粒大小等 都对分离效果有一定的影响，因此对吸 附剂有如下要求： ①表面积，每克吸附剂有200-800m2表面 积，其线性容量较大，有一定的吸附能 力； ②含水量，吸附剂含水量小，吸附能力 强。因此水通常作为极性吸附剂的减活 剂；
（1）被测物质的结构、极性与吸附力 物质的结构不同，其极性也不同，在吸 附剂表面的吸附力也不同。 常见化合物的极性（吸附能力）有下列 顺序： 烷烃 <烯烃 <醚 <硝基化合物 <二甲胺 < 酯 <酮 <醛 <胺 <酰胺 <醇 <酚 <羧酸

（2）流动相的极性


流动相的洗脱能力主要是由其极性决定，强极 性流动相占据吸附中心的能力强，其洗脱能力 强，使组分的k值小，保留时间短。 常用溶剂的极性（洗脱能力）的顺序大体是： 石油醚 <环己烷 <二硫化碳 <三氯乙烷 <苯 <甲 苯 <二氯甲烷 <氯仿 <乙醚 <乙酸乙酯 <丙酮 < 正丁醇 <乙醇 <甲醇 <吡啶 <酸
附剂上的吸附系数或吸附能力差别 而分离；
（2）、分配色谱：利用样品组分在
固定相与流动相中的溶解度不同， 所造成的分配系数差别而分离；
（3）、离子交换色谱：利用样品离
子与固定相的可交换离子的交换能 力或交换系数的差别而分离；
大小与凝胶的孔径间的关系即渗透 系数差别而分离；
（4）、凝胶色谱：利用样品的分子
（3）吸附剂和流动相的选择原则



以硅胶或氧化铝为吸附剂的柱色谱分离极性较 强的物质时，一般选用活性较低的吸附剂和极 性较强的流动相，使组分能在适宜的分析时间 内被洗脱和分离。 如果被分离的物质极性较弱，则宜选用活性较 高的吸附剂和极性较弱的流动相，使组分有足 够的保留时间。 以聚酰胺为吸附剂时，通常用水溶液作流动相， 如不同配比的醇-水、丙酮-水及二甲基甲酰胺氨水等溶液。
色谱图是色谱分离的重要理论依据，色谱 图可以给我们提供如下的重要信息： ⑴根据峰的多少可以判断样品是否为纯化 合物。出现多少个峰起码就有多少个这 些峰所代表的组分。 ⑵说明分离情况，评价色谱柱对性质相 近组分的分离度，亦即分辨率。峰之间 分得越开，分离情况就越好。 ⑶提供组分出现的时间和体积数据。根 据这些数据可对组分进行适当地收集和 分离。 ⑷根据峰高和峰面积进行定量计算。


硅胶作为吸附剂有较大的吸附容量，分 离范围广，能用于极性和非极性化合物 的分离，如有机酸、挥发油、黄酮、氨 基酸、皂甙等。

氧化铝：适宜分离植物中的碱性成分如 生物碱。
5.2.3流动相及其选择


流动相的洗脱作用实质上是流动相分子与被分 离组分分子竞争占据吸附剂表面活性吸附中心 的过程。 强极性的流动相分子因占据极性中心的能力强， 而具有强的洗脱作用； 非极性的流动相分子竞争占据吸附活性中心的 能力弱，洗脱作用就弱。 因此，为了使样品中吸附能力稍有差异的各组 分得到分离，就必须根据样品的性质、吸附剂 的活性选择适当极性的流动相。

俄国植物学家
茨维特在1903 年使用的色谱 原型装置如图。
2、什么是色谱技术（分配色谱）

概念：色谱分离技术是利用混合液中各种 组分之间的理化性质差别，在固定相和流 动相中具有不同的平衡分配系数（或溶解 度），当两相作相对运动时，不同的组分 在两相中被反复多次地分配，形成特有的 区段，从而得到分离。
5.2.5吸附色谱的操作程序
吸附色谱法的操作方式有薄层色谱和柱 色谱法。 薄层色谱是将吸附剂均匀铺在玻璃上， 把待分离的样品点在薄层上，然后用合 适的溶剂展开而达到分离、鉴定和定量 的目的。


吸附色谱的柱色谱法是将分离样品均匀 加入到装有吸附剂填料的柱子内，再以 适当的洗脱剂洗脱以达到不同组分的分 离。具体如下：


简单的说，色谱技术是在特定的色谱柱 当中，利用不同物质与固定相的亲和力 差异而实现分离的一组技术。其优点是 分辨率高，是生化产品纯化、分析的重 要手段，这一切均源于其特殊的分离模 式，即塔板理论
3、色谱分离方法的分类
◆按机理分，常用于生物大分子分离的色 谱方法有以下几种：
（1）、吸附色谱:利用样品组分在吸

③吸附剂与流动相（样品）不发生化学 反应； ④吸附剂颗粒直径适宜，一般吸附剂的 粒径为100-200目或200-300目。 吸附剂通常应具备以下特征：对被分离 的物质具有较强的吸附能力、有较高的 吸附选择性、机械强度高、再生容易、 性能稳定、价格低廉。

5.2.2.2常用吸附剂种类
1、活性炭： 含碳原料经碳化和活化后便成为活性炭。 是一类具有吸附性能的碳基物质的总称， 具有多孔结构和很大的比表面。 活性炭性能稳定，抗腐蚀，常用于食品 工业的脱色、脱臭、净化，也用于环境 保护中的三废处理等。

色谱技术是一组相关分离方法的总称， 色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介 质）和流动相，根据物质在两相间的分 配行为不同（由于亲和力差异），经过 多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…）， 达到分离的目的。
其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相 的流体（气体或液体），称为流动相。

a.是非极性吸附剂，因此对非极性溶质在 水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能 力。 b.当（洗脱）溶剂的极性降低时，则活 性炭对非极性溶质的吸附能力随之减弱； c.从活性炭柱上洗脱被吸附物质时，溶剂 的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

2、硅胶
是一种坚硬、多孔结构的固体颗粒，分子 式为SiO2.H2O, 制备时用硫酸处理硅酸钠 水溶液使之生成凝胶，经水洗、除硫酸后 干燥即为硅胶。 硅胶易吸附极性物质（水、甲醇等），而 难于吸附非极性物质。


当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与 固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在 性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作 用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使 得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一 定次序由固定相中流出。与适当的柱后检测方 法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。 两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础。

吸附过程通常包括：待分离料液与吸附 剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、 料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。 吸附柱色谱法吸附过程是样品中各组分 的分子（X）与流动相分子（Y）争夺吸 附剂表面活性中心（即为竞争吸附）的 过程。利用被分离组分在固体表面活性 吸附中心吸附能力的差别而实现分离。


理论塔板数的计算方法：
N---理论塔板数 tR---保留时间 W1/2---半峰宽 Wb---峰底宽度


理论塔板高度：

L为色谱柱的柱长
（4）阻滞因子Rt 阻滞因子是在色谱系统中溶质的移动速 度和标准物（与固定相没有亲和力的流 动相 Kd=0）的迁移率之比
溶质的迁移距离 Rf 流动相在色谱系统中的迁移距离
（3）、色谱柱的理论塔板数、塔板高度
Martin 在1941年提出了色谱的塔板理论， 把色谱柱比作蒸馏塔。虽这一理论没有揭 示出色谱过程的本质，却形象地描绘了色 谱过程的主要特征，并给出了衡量色谱柱 效率的指标--理论塔板数、塔板高度。
它们反应不同时刻溶质在色谱柱中的分布 以及分离度与柱高之间的关系
Chapter 5 色谱技术 Chromatography
通过本章学习应能够回答以下问题
什么是色谱分离技术？ 色谱分离技术的分类？ 什么是色谱柱的理论塔板数以及如何计 算理论塔板数？ 什么是吸附色谱及其分类和基本原理？ 什么是分配色谱？

离子交换色谱的分类及应用 凝胶色谱的分离原理及分类 离子交换及疏水作用层析的原理 高效液相色谱的分离原理及应用？ 蛋白质分离的常用色谱方法有哪些？ 共价色谱的工作原理？
色谱分离的基本概念
分配系数 可由Langmuir方程得出

Kd---分配系数 q、c---溶质在固相和液相中的浓度

（2）、保留时间（tR）和保留体积
（VR）：


保留时间（tR）：从进样开始到柱后出现样品 的浓度极大值所需的时间为保留时间，用表示。 它与固定相、流动相的性质、柱温、流速、柱 体积等因素有关； 保留体积（VR）：从进样开始到某组分在柱 后出现浓度极大值时流出溶剂的体积，又称洗 脱体积。反映样品在柱子中的保留或阻滞能力， 是色谱过程的基本热力学参数之一

式中，Sa为吸附剂的表面积，Vm为流动 相的体积。吸附系数与吸附剂的活性， 组分的性质和流动相的性质有关。
2、吸附等温线

概念：当温度一定时，吸附量与浓度之 间的函数关系称为吸附等温线。

Langmuir吸附等温 线
qo和K是经验常数， c代表溶液中溶质浓 度 蛋白质分离提纯时 适合此吸附方程。


多个组分流过色谱柱后，形成连续出现 的多处色谱峰，这些色谱峰构成的图形 称为色谱图。

单个组分的色谱图示例见下图，
①基线，指当没有样品进入检测器时，检测器给出不 变的信号。 ②峰高，即色谱峰的顶点到基线的垂直距离。 ③半峰高度，峰高一半处的宽度。 ④峰底宽，由色谱峰两边拐点做切线，与基线相交， 两交点间的距离即是峰底宽。 ⑤峰面积，即色谱峰曲线所形成的面积。