现代分离技术-7-8
用弱。
在选择洗脱剂时,还可以由各种溶剂按不同配比配成混合 溶剂作为流动相。因此,流动相的种类很多,在实践中, 一般从极性小到极性大,通过实验来选择溶剂。
4.3分配层析( distribution chromatography)
分配层析:是指在一个有两相存在的系统中,利用 不同物质的分配系数不同而使其分离的方法。
4.1 概述
4.1.1发展史 色层分析法最早始于1906年。
俄国植物学家M.Tswett在研究叶绿素时,让叶绿素的石油 醚提取液通过装有CaCO3的管柱,并继续用石油醚淋洗, 他发现由于CaCO3对提取液中的色素的不同吸附能力,在 CaCO3上形成多个不同的色带。
以后的30年这一方法并没有引起人们的注意。直到1931年, R.Kuhn等人用色层分析法分离复杂的有机混合物时,这种 方法才受到人们的重视。 这一方法现在已成为生物化学、分子生物学及其它学科领 域有效的分离分析工具之一。
流动相 液体 气体 气-液层析法 气-固层析法
固定相
液体 固体
液-液层析法 液-固层析法
2. 按固定相的使用形式(即实验技术)分:
柱层析、纸上层析、薄层层析
3. 按分离机制分(即物理化学性质): 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶 过滤、其它层析(如亲和层析)等。 4. 按展开方式分:
具有快速、灵敏和微量的优点。气相层析也能用于 分离制备样品,但需增加将流出气体通过冷冻将分 离物回收的装臵。
气相层析仪
流量控制
流量控制阀中装有限流器 钢瓶压力亦需适当调整
载流气体必須是高纯度,且需在气体钢瓶和气相层析 仪间加装纯化装臵,以去除气体中的微量水气和氧气 手动注射
自动注射 吹气捕捉
4.2.2吸附剂的类型
吸附剂一般是多孔性的微粒状物质。
吸附剂的多孔结构、粒度和离子形状是影响色 层系统特性的基本因素。 常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、硅酸 镁、聚酰胺、硅藻土等。
4.2.3流动相的选择
流动相一般是洗脱吸附柱的溶液,需要满足一下要求:稳 定性好,黏度小,易于分离,易于洗脱所有分离组分。 流动相的洗脱作用实质是流动相分子与被分离的溶质分子 竞争占据吸附剂表面活性中心的过程。 强极性的流动相分子竞争占据吸附中心的能力强,具有强 的洗脱作用。 非极性的流动相分子竞争占据吸附中心的能力弱,洗脱作
属于分配层析或吸附层析,仅适用于分析分离 挥发性和低挥发性物质。
固定相是在惰性支持物(如磨细的耐火砖)上 覆盖一层高沸点液体, 流动相常用氦、氩或氮为展层气体。
气相层析分离的区带十分清晰,是由于挥发性物质
在两相间能很快达到平衡,所需分析时间大为缩短, 一般为数分钟至10余分钟。
检测记录系统绘出的各峰是测定流出气体电阻变化 的结果,因而测定样品量可到微克和毫微克水平。
当采用溶剂洗脱时,发生一系列吸附→解吸→再 吸附→再解吸的过程,吸附力较强的组分,移动 的距离小,后出柱;吸附力较弱的组分,移动的 距离大,先出柱。
2. 洗脱方法及流出曲线 ⑴ 有色物质分离的洗脱方法 推出法:有色物质分离后,将吸附剂从柱中推出, 用刀按层切开,分层洗脱再定量。 ⑵ 无色物质分离的洗脱方法及流出曲线 无色物质分层后,可采用流出曲线加以判断。 流出曲线:以物质浓度为纵座标,以收集的洗脱 液体积为横座标,得出的曲线。
3.4超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction)
超临界流体:当一种流体处于其临界点的温度
和压力之下,则称之为超临界流体。
特点:密度接近液体--萃取能力强
粘度接近气体--传质性能好
什么是超临界流体? (Supercritical Fluid 简称SCF)
凝胶只允许被分离物质中小于孔径的分子进入,大于 孔径的分子被排斥在外水层,最先被洗脱下来。
而进入孔径的分子也按分子量大小大致分离成不同的
区带。 选择不同规格的凝胶,可把一个混合物按分子量的差 异分成不同的组分。 目前常用的凝胶商品有:葡聚糖凝胶(sephadex)、 聚丙烯酰胺凝胶(bio-gel)、琼脂糖凝胶(sepharose) 和聚苯乙烯凝胶(styragel)等。
反之,与固定相相互作用越强的组份,向前移
动速度越慢。
分布收集流出液,可得到样品中所含的各单一
组份,从而达到将各组份分离的目的。
4.1.3原理、构成层析法的条件 色层法应具备的因素或条件是: 1. 具有两相
2. 混合物中各组分的物理化学性质有差异
3. 多次冲洗或展开
4.1.4分类
按两相所处状态分类
洗脱时,增加溶液的离子强度,如改变pH,增加盐浓 度,离子被取代而解吸下来。洗脱过程中,按K值不同, 分成不同的区带。
4.5凝胶过滤层析
支持物是人工合成的交联 高聚物,在水中膨胀后成 为凝胶。 凝胶内为内水层,凝胶周 围的水为外水层。 控制交联度以形成不同孔 径的网状结构。 交联度小的孔径大,交联 度大的孔径小。
有机溶剂
极性“头”
反微团:
表面活性剂的极 性头朝内,疏水 的尾部向外,中 间形成极性的“核” (po1ar core)
非极性“尾” 极性的“核”
此极性核具有溶解极性物质的能力,极性核溶解水后, 就形成了“水池”(water pool)。
双水相体系:将两种不同的水溶性聚合物的水 溶液混合时,当聚合物浓度达到一定值,体系 会自然的分成互不相溶的两相,这就是~。
临界点:
T:304.1
P:73.8 bar
缺点:
设备投资大
优点:
临界条件温和
产品分离简单 无毒、无害
不燃
无腐蚀性 价格便宜
实验室用超临界萃取设备
大型超临界流体萃取装臵
超临界流体的应用
咖啡因萃取 植物油:胚芽油、玉米油、γ亚麻酸 天然香料:杏仁油、柠檬油 啤酒花 尼古丁
胶团萃取(micellar extration)
是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机 相的溶剂萃取方法。
表面活性剂的分类:
阴离子表面活性剂;
阳离子表面活性剂;
非离子型表面活性剂。
临界胶束浓度(critical micelle concentration):表 面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为~ , 简称CMC。
任何一种物质都存在三种相态-气相、液相、固相。
事实上当温度和压力达到一定值时,物质就会出 现超临界状态。
物质的临界状态是指其气态与液态共存的一种边 缘状态。 在此状态中,液体的密度与其饱和蒸汽的密度相 同,因此界面消失。
液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点
时的温度和压力分别称为临界温度Tc临界压力Pc。 超临界流体是指超过临界温度与临界压力状态的 流体。如果某种流体处于临界温度之上(即T> Tc),无论压力多高(即P>Pc),也不能液化, 这个状态的物质常常不称为气体或液体,而被称 为超临界流体(Supercritical Fluid 简称SCF)。
4.6亲和层析 affinity ghromatography
又称为功能层析。
在一对有专一的相互作用的物质中,把其中之 一联结在支持物上,用于纯化相对的另一物质。 常见的亲和对,如:酶和抑制剂,抗原和抗体, 激素和受体等。支持物为琼脂糖或纤维素等。 专一性强,分离速度快。
4.7气相层析 gas ghromatography
4.1.2语源学
chrome意为“色彩”,graphy源自希腊文, 意为“写”。
色谱为层析的同义语,都是从英语 chromatography译来的。 层析(色谱) chromatograpby
4.1.3原理
层析法是利用不同物质理化性质的差异而建立 起来的技术。
层析系统都由两个相组成: 一是固定相,它或者是固体物质或者是固定于 固体物质上的成分;
带阴离子基团的,如DEAE—(二乙基胺乙基) 和QAE—(四级胺乙基)等为阴离子交换剂。
离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物,包括有 机物和无机物。
对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好 的分辨力。 离子交换基团在水溶液中解离后,能吸引水中被分离物 的离子,各种物质在离子交换剂上的离子浓度与周围溶 液的离子浓度保持平衡状态,各种离子有不同的交换常 数,K值愈高,被吸附愈牢。
第四章 色层分析法
色层分析法又称为层析法或色谱分析法。 它方法。
4.1概述
4.2吸附色层法(adsorption chromatography)
4.3分配层析( distribution chromatography) 4.4离子交换层析 4.5凝胶过滤层析 4.6亲和层析 4.7气相层析
超临界流体萃取的基本思想
利用超临界流体的特殊性质,使其在超临界状态下, 与待分离的物料接触,萃取出目的产物,然后通过 降压或升温的方法,使萃取物得到分离
常用萃取剂
极性萃取剂:乙醇、甲醇、水(难) 非极性萃取剂:二氧化碳(易)
超临界二氧化碳萃取
(Supercritical Carbon Dioxide Extraction)
另一是流动相,即可以流动的物质
当待分离的混合物随溶剂(流动相)通过固定相时 由于各组份的理化性质存在差异, 与两相发生相互作用(吸附、溶解、结合等)的能 力不同,在两相中的分配(含量对比)不同,