生物分离技术-层析技术

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1、2.10层析技术历史和概念分类常用的层析技术薄层层析法气相色谱技术高效液相色谱技术固相萃取技术2.10.1历史和概念——层析Chromatography1903,TsweettM.茨维特碳酸钙石油醚洗脱层析法，最早用于有色物质分离，因此也叫色谱法，色层法层析技术的发展历程1931年Kuhn等在氧化铝和碳酸钙柱上制备性的分离了α,β-胡萝卜素1941年，Martin和Synge采用水分饱和的硅胶为固定相，以含有乙醇的氯仿为流动相分离乙酰基氨基酸，建立了分配层析1951年，Martin和James报道了用

2、自动滴定仪作检测器分析脂肪酸，创立了气-液色谱法，促进了色谱理论的形成1958年，Golay首先提出了分离效能极高的毛细管柱气相色谱法1960年代，为了分离蛋白质、核酸等不易汽化的大分子物质，科克兰、哈伯、荷瓦斯、莆黑斯、里普斯克等人开发了世界上第一台高效液相色谱仪，开启了高效液相色谱的时代概念层析法是利用混合物中各组分物理化学性质的差异（如吸附力、分子形状及大小、分子亲和力、分配系数等），使各组分在两相（一相为固定的，称为固定相；另一相为流过固定相的气体或液体，称为流动相）中的分布程度不同，从而使各

3、组分以不同的速度移动而达到分离的目的。固定相：固定相是层析的一个基质。它可以是固体物质（如吸附剂，凝胶，离子交换剂等），也可以是液体物质（如固定在硅胶或纤维素上的溶液），这些基质能与待分离的化合物进行可逆的吸附，溶解，交换等作用。流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体等，都称为流动相。柱层析中一般称为洗脱剂，薄层层析时称为展层剂。吸附剂对有机物的吸附作用有多种形式。例如以氧化铝作为固定相时，非极性或弱极性有机物只有范德华力与固定相作用，吸附较弱；极性有机物同固定相之

4、间可能有偶极力或氢键作用，有时还有成盐作用。这些作用的强度依次为：成盐作用>配位作用>氢键作用>偶极作用>范德华力作用有机物的极性越强，在氧化铝上的吸附越强。石油醚环己烷四氯化碳苯氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮吡啶乙醇甲醇水乙酸各种展开剂对极性有机物的溶解能力对极性有机物的溶解能力增强根据层析分离机制柱层析薄层层析纸层析薄膜层析吸附层析分配层析离子交换层析凝胶层析亲和层析气相(气-液;气-固)层析液相(液-液;液-固)层析根据两相所处状态根据操作形式不同2.10.2层析法分类2.10.3各种层析技术——吸附层析

5、吸附色谱利用固定相吸附中心对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离，吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程。主要吸附力：吸附能（化学吸附、物理吸附）吸附剂：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。水分、粒度、吸附物分子大小、极性、特殊化学基团等对各种吸附剂吸附力有影响纤维素，淀粉硅酸镁硫酸钙硅胶佛罗里硅土氧化镁中性氧化铝活性炭对极性有机物的吸附作用增强对极性生物碱在硅胶上死吸附特别严重，可采用哪些途径调节实验？吸附层析代表之一——活性炭层析非极性吸附剂

6、（C-C键为主体），一般用于纯化、分离水溶性物质（也可用于非极性和弱极性），如甙类、氨基酸类、糖类前处理：一般先过筛，用稀盐酸洗涤，稀碱洗涤，其次用乙醇洗，再以水洗净，于120℃干燥4~5h后即可颗粒活性炭or粉末活性炭？作为非极性吸附剂，水溶液中吸附强，有机溶剂中吸附弱活性炭的内表面可高达1000m2/g>硅胶600m2/g研究认为，分子量在500～3000是活性炭可能吸附的范围，并随分子量的增大，吸附容量减小芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物在疏水性相当的条

7、件下，对极性基团多的化合物吸附强于极性基团少的（与活性炭极性基团及表面水膜有关）纤维活性炭——新型的高性能活性炭吸附材料它是利用超细纤维如黏胶丝、酚醛纤维或腈纶纤维等制成毡状、绳状、布状等，经高温(1200K以上)炭化，用水蒸气活化后形成的。纤维活性炭的表面积大，高达1700m2/g，密度小(5～15kg/m3)，微孔多而均匀，绝大多数为0.0015～0.0030μm的小孔和中孔，因而吸附容量大，吸附和脱附速率高，残留量少，使用寿命长.吸附能力比一般的活性炭高出1～10倍，特别是对于一些恶臭物质的吸附

8、量比颗粒活性炭要高40倍左右。吸附层析代表之二——氧化铝柱层析酸性氧化铝pH约为4～4.5，用于分离羧酸、氨基酸等酸性物质；中性氧化铝pH值为7.5（仍属于碱性吸附剂范畴），用于分离中性物质，应用最广；碱性氧化铝pH为9～10，用于分离生物碱、胺和其它碱性化合物等有独特的优势。醛、酮、酸、内酯等类型不易采用中性、碱性氧化铝分离粒度：100~160目氧化铝的吸附活性与含水量关系极大，一般在200℃左右加温4~6h活化，然后按照下表加入一定量水来定等级，层析