生化分离工程4色谱分离

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1、4.色谱分离Chromatographicresolution也称色谱法（chromatography）色谱分离是分离科学的一次革命。主要内容4.1概述4.2色谱分离的分类4.3生物工程中的色谱分离4.4色谱分离的基本理论4.5吸附色谱4.6离子交换色谱4.7分配色谱4.8凝胶色谱4.9高速逆流色谱4.10径向色谱分离法4.11连续环状色谱分离法4.1概述4.1.1色谱法的定义4.1.2色谱法的发展简史4.1.3色谱法的特点4.1.1色谱法的定义色谱法chromatography是利用混合物中各组分在两相中分配系数不同，当流动相推动样品中的组分通过固定相时，在两相

2、中进行连续反复多次分配，从而形成差速移动，达到分离的方法。①凡是色谱分离都具有stationaryphase和mobilephase。②固定相是不动的，流动相对固定相作相对的运动。③被分离的组分与流动相和固定相有不同的作用力。这种作用力有吸附力，溶解力，离子交换能力等。在色谱分析中常用分配系数来描述组分对流动相和固定相的作用力的差别：K=Cs/Cm分配系数的差异是色谱分离的根本原因。4.1.2色谱法的发展史色谱法的诞生常见的分离方式如过滤、蒸馏、沉淀、结晶、离心、萃取、膜分离等在分离复杂的混合物时就显得力不从心了。1903年，M.C.Tswett进行了分离植物叶中

3、各种色素的实验。创立了色谱法。Itisveryinstructivetoobservetheadsorptionphenomenaduringfiltrationthroughapowder.Firstacolourless,thenayellow（carotene）liquidflowsoutfromthebottomofthefunnel,whileabrightgreenringformsatthetopoftheinulincolumn,belowwhichayellowringsoonappears.Onsubsequentwashingoftheinu

4、lincolumnwithpureligroin,bothrings,thegreenandtheyellow,areconsiderablywidenedandmovedownthecolumn.M.S.TswettTr.Varshav.Obshch.Estestvoispyt.,Otd.Biol.,14（1903）20然而，在20多年时间里，他的新分离方法并没有受到科学界的重视。其中一个重要原因是德国著名化学家R.Willstätter对色谱法的排斥和不信任。Willstätter（1915年获诺贝尔化学奖获得者）1913年在其名著“叶绿素的研究”中，称色谱法

5、是一种“离奇的方法”，认为它不适用于制备工作，在吸附过程中，试样组分可能发生化学变化。他写道：“色谱法只能在试样很少的情况下使用，似乎不适合于制备目的……”Willstätter的观点，即过分强调制备工作，也反映出当时有机化学家的一种普遍态度。因此，茨维特的技术是超越其时代的。1930年12月，奥地利22岁研究生E.Lederer到海得堡R.Kuhn领导的化学研究所研究类胡萝卜素。他对文献进行了仔细考察，从文献中了解到茨维特的色谱技术。在Kuhn的指导下，他用碳酸钙作吸附剂，在一小色柱中，成功地分离了-、-、-胡萝卜素，并发表了三篇论文，公布了他们的研究成果

6、。这标志着色谱法的复兴。Karrer在1937年，Kuhn在1938年，Ruzicka在1939年相继获诺贝尔化学奖。从此以后，色谱法得到普遍的公认，成为最有效的分离提纯手段。色谱法的发展1931年，Kuhn、Lederer用氧化铝和碳酸钙分离了-、-、-胡萝卜素后才引起重视。Tswett的方法是借助于各组分在固定相中吸附能力的强弱不同而进行分离的，称为吸咐色谱adsorptionchromatography。1935年，Adams和Holmes合成了离子交换树脂，并用于色谱分离，从而诞生了离子交换色谱法。1941年A.J.P.Martin和R.L.M.Sy

7、nge发明了分配色谱法（partitionchromatography）。1952年获诺贝尔化学奖。ArcherJohnPorterMartinRichardLaurenceMillingtonSynge1941年Martin和Synge提出用气体代替液体作流动相的可能性。1952年James和Martin发表了从理论到实践比较完整的气液色谱法gas-liquidchromatography。1957年Golay开创了开管柱气相色谱法open-tubularcolumnchromatography，即毛细管柱气相色谱法capillarycolumnchromato

8、graph