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常用的色谱方法(吸附色谱、离子交换色谱和凝胶色...(1)

2020.9.07

按色谱分离的机理来分,常用的色谱方法可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱和亲合色谱。
一、吸附色谱(adsorption chromatography)
吸附色谱是指混合物随流动相通过由吸附剂组成的固定相时,由于吸附剂对不同组分有不同的吸附力,从而不同组分随流动相移动的速度不同,最终可将混合物中不同组分分离。这种分离方法取决于待分离物质被吸附剂固定相所吸附的能力,以及它们在分离时所用的溶剂流动相中的溶解度这两个方面的差异。根据操作方式不同,吸附色谱可分柱色谱和薄层色谱两种。
(一)柱色谱(Column chromatography)
在柱吸附色谱中,混合物的分离是在装有适当吸附剂的玻璃管柱中进行的,色谱柱下端铺垫棉花或玻璃棉,柱内充填溶剂湿润的吸附剂,待分离样品自柱顶部加入,样品完全进入吸附柱后,再用适当的溶液(洗脱液)洗脱。假如待分离的样品内含有A、B两种成分,在洗脱过程中随着流动相流经固定相,它们在柱内连续的分别产生溶解、吸附、再溶解的现象。由于洗脱液和吸附剂对A和B的溶解力与吸附力不同,A和B在柱内移动的速率也不同。溶解度大而吸附力小的物质走在前面,相反,溶解度小而吸附力大的物质走在后面。经过一段时间以后,A、B两种物质可在柱的不同区域各自形成环带。如A、B为有色物质,就可以明显看到不同的色层,每个色带就是一种纯物质。然后继续用洗脱液洗脱,分段收集,直到各组分按顺序先后完全从柱中洗出为止。
一般讲,非极性或极性不强的有机物如甘油三酯、胆固醇、磷脂等的分离,采用这种方法较为合适。
(二)薄层色谱(thin layer chromatography)
薄层色谱法是由德国学者E.S.Tahl于1958年改进的一种新色谱法,现广为应用。其方法是把吸附剂均匀地铺在一块玻璃板或塑料膜上形成薄层,待分离的样品点在薄层一端,在密闭容器中用适宜的溶剂(展开剂)展开,由于吸附剂对不同物质吸附力大小不同,因此当溶剂流过时,不同物质在吸附剂和溶剂之间发生连续不断地吸附、解吸附、再吸附、再解吸附,易被吸附的物质相对的移动较慢,较难吸附的物质则相对地移动得快一些。经过一段时间的展开,不同的物质就被彼此分开,最后形成互相分离的斑点。
薄层色谱的特点是:(1)灵敏度高,可检出微量物质。(2)分离能力强,斑点集中。(3)展开时间短。(4)操作简便。适用很多微量样品分离鉴定。
二、离子交换色谱(ion exchange chromatography)
离子交换色谱是以离子交换剂为固定相,利用其对需要分离的各种离子结合力的差异而将混合物中的不同离子进行分离的色谱技术。
离子交换剂是一类具有特殊网状立体结构的高分子多元酸或多元碱的聚合物,不溶于水和许多有机溶剂。聚合颗粒中带电荷的酸性或碱性基团作离子交换基团,通过静电作用与带相反电荷的离子(反离子)结合。当流动相中存在其带它相反电荷的离子时,就与先结合在固定相交换基团上的反离子进行交换。根据可交换离子的性质,离子交换剂分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。阳离子交换剂分子中具有酸性基团,能和流动相中的阳离子进行交换。例:
阴离子交换剂分子中具有碱性基团,能和流动相中的阴离子进行交换。如:
流动相中,不同离子化合物带电荷多少不同,与离子交换剂相互作用的强弱也不同,当它们被结合到固定相交换基团以上后,可以用提高流动相中的离子强度或改变pH的办法,把它们从离子交换柱上依次洗脱下来,达到分离纯化的目的。
常用的离子交换剂为人工合成的有机物,包括离子交换树脂、离子交换纤维素和离子交换葡聚糖等。根据交换基团酸碱性的强弱,阳离子交换剂又分为强酸型和弱酸型,阴离子交换剂又为强碱型和弱碱型。在实际工作中,可根据被分离物的性质选用适当类型的离子交换剂。如羟甲基纤维素(CM-纤维素)常用来分离中性或碱性蛋白质;二乙氨基乙基纤维素(DEAE-纤维素)常用来分离中性或酸性蛋白质;而离子交换树脂常用于分离小分子物质如氨基酸、核苷、核苷酸等及制备去离子水。

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