色谱技术,色谱分离方法

色谱技术,色谱分离方法

什么是色谱技术(Chromatography

概念: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。

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

色谱分离方法的分类

色谱分离方法很多,种类有四、五十种。但常用于生物大分子分离的色谱方法,按机理分,有以下几种:

1、吸附色谱

2、分配色谱

3、离子交换色谱

4、凝胶色谱

色谱分离的基本概念

1、分配系数:可由Langmuir方程得出

Kd=q/c

Kd---分配系数

qc---溶质在固相和液相中的浓度

2、保留时间(tR)和保留体积(VR):反应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

色谱流出曲线及参数

3、色谱柱的理论塔板数、塔板高度

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

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---柱长

吸附色谱

1、原理: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

2、关键要素:吸附剂(固定相)和展开剂(流动相)的选择

3、吸附剂:氧化铝、硅胶、聚酰胺等,均含有不饱和的氧原子或氮原子以及能够形成氢键的基团,如-OH-NH2

4、常用的吸附剂:

氧化铝、硅胶、活性炭、纤维素、聚酰胺、硅藻土

5、展开剂的选择

展开剂极性越大,对同一化合物的洗脱能力越大

因此,可以根据实验结果调整展开剂的极性以获得最佳的分离的效果

展开剂选择的原则:

1)对被分离组分应具有一定的解吸附能力,极性应比被分离物质的极性略小

2)展开剂应对被分离物质具有一定的溶解能力

6、吸附色谱的操作程序

1)根据要分离组分的性质(包括极性、分子量、分子结构)选择合适的固定相和流动相

2)吸附操作:选择合适的操作条件(温度、pH值、流速),进行装柱、平衡、上样,测定穿透样品含量以调整操作参数

3)洗脱:采用有机溶剂洗涤、调节pH值以及体系离子强度,最大限度地回收目标产物

分配色谱

1、原理:利用溶质在固定相和流动相之间的分配系数不同而分离的方法

2、构成要素:固定相、载体、流动相

载体:通常为惰性材料,能吸附固定相液体

载体种类:

硅胶、硅藻土、纤维素、葡聚糖凝胶

固定相:通常选取各组分溶解度大的溶剂作为固定相

流动相可以是极性的(反相色谱法),也可以是非极性的(正相色谱)

*反相色谱固定相是非极性的流动相是极性的

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