【最新】色谱法的分类及其原理

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1、色 谱 法 的 分 类 及 其 原 理（ 一 ） 按 两 相 状 态气 相 色 谱 法 :1、 气 固 色 谱 法 2、 气 液 色 谱 法 液 相 色 谱 法 :1、 液 固 色 谱 法 2、 液 液 色 谱 法 （ 二 ） 按 固 定 相 的 几 何 形 式1、 柱 色 谱 法 (column chromatography) ： 柱 色 谱 法 是 将 固 定相 装 在 一 金 属 或 玻 璃 柱 中 或 是 将 固 定 相 附 着 在 毛 细 管 内 壁 上 做 成色 谱 柱 ， 试 样 从 柱 头 到 柱 尾 沿 一 个 方 向 移 动 而 进 行 分 离 的 色 谱 法 2、 纸 色

2、 谱 法 （ paper chromatography） ： 纸 色 谱 法 是 利 用 滤纸 作 固 定 液 的 载 体 ， 把 试 样 点 在 滤 纸 上 ， 然 后 用 溶 剂 展 开 ， 各 组分 在 滤 纸 的 不 同 位 置 以 斑 点 形 式 显 现 ， 根 据 滤 纸 上 斑 点 位 置 及 大小 进 行 定 性 和 定 量 分 析 。 3、 薄 层 色 谱 法 (thin-layer chromatography, TLC) ： 薄 层 色 谱法 是 将 适 当 粒 度 的 吸 附 剂 作 为 固 定 相 涂 布 在 平 板 上 形 成 薄 层 ， 然后 用 与 纸 色 谱

3、法 类 似 的 方 法 操 作 以 达 到 分 离 目 的 。 （ 三 ） 按 分 离 原 理按 色 谱 法 分 离 所 依 据 的 物 理 或 物 理 化 学 性 质 的 不 同 ， 又 可 将其 分 为 ： 1、 吸 附 色 谱 法 ： 利 用 吸 附 剂 表 面 对 不 同 组 分 物 理 吸 附 性 能 的 差 别而 使 之 分 离 的 色 谱 法 称 为 吸 附 色 谱 法 。 适 于 分 离 不 同 种 类 的 化 合物 （ 例 如 ， 分 离 醇 类 与 芳 香 烃 ） 。 2、 分 配 色 谱 法 ： 利 用 固 定 液 对 不 同 组 分 分 配 性 能 的 差 别 而 使

4、之 分离 的 色 谱 法 称 为 分 配 色 谱 法 。 3、 离 子 交 换 色 谱 法 ： 利 用 离 子 交 换 原 理 和 液 相 色 谱 技 术 的 结 合 来测 定 溶 液 中 阳 离 子 和 阴 离 子 的 一 种 分 离 分 析 方 法 ， 利 用 被 分 离 组分 与 固 定 相 之 间 发 生 离 子 交 换 的 能 力 差 异 来 实 现 分 离 。 离 子 交 换色 谱 主 要 是 用 来 分 离 离 子 或 可 离 解 的 化 合 物 。 它 不 仅 广 泛 地 应 用于 无 机 离 子 的 分 离 ， 而 且 广 泛 地 应 用 于 有 机 和 生 物 物 质 ，

5、如 氨 基酸 、 核 酸 、 蛋 白 质 等 的 分 离 。 4、 尺 寸 排 阻 色 谱 法 ： 是 按 分 子 大 小 顺 序 进 行 分 离 的 一 种 色 谱 方 法 ，体 积 大 的 分 子 不 能 渗 透 到 凝 胶 孔 穴 中 去 而 被 排 阻 ， 较 早 的 淋 洗 出来 ； 中 等 体 积 的 分 子 部 分 渗 透 ； 小 分 子 可 完 全 渗 透 入 内 ， 最 后 洗出 色 谱 柱 。 这 样 ， 样 品 分 子 基 本 按 其 分 子 大 小 先 后 排 阻 ， 从 柱 中流 出 。 被 广 泛 应 用 于 大 分 子 分 级 ， 即 用 来 分 析 大 分 子

6、物 质 相 对 分子 质 量 的 分 布 。 5、 亲 和 色 谱 法 ： 相 互 间 具 有 高 度 特 异 亲 和 性 的 二 种 物 质 之 一 作 为固 定 相 ， 利 用 与 固 定 相 不 同 程 度 的 亲 和 性 ， 使 成 分 与 杂 质 分 离 的色 谱 法 。 例 如 利 用 酶 与 基 质 （ 或 抑 制 剂 ） 、 抗 原 与 抗 体 ， 激 素 与受 体 、 外 源 凝 集 素 与 多 糖 类 及 核 酸 的 碱 基 对 等 之 间 的 专 一 的 相 互作 用 ， 使 相 互 作 用 物 质 之 一 方 与 不 溶 性 担 体 形 成 共 价 结 合 化 合 物

7、，用 来 作 为 层 析 用 固 定 相 ， 将 另 一 方 从 复 杂 的 混 合 物 中 选 择 可 逆 地截 获 ， 达 到 纯 化 的 目 的 。 可 用 于 分 离 活 体 高 分 子 物 质 、 过 滤 性 病毒 及 细 胞 。 或 用 于 对 特 异 的 相 互 作 用 进 行 研 究 。 （ 四 ） 按 原 理色 谱 过 程 的 本 质 是 待 分 离 物 质 分 子 在 固 定 相 和 流 动 相 之 间 分配 平 衡 的 过 程 ， 不 同 的 物 质 在 两 相 之 间 的 分 配 会 不 同 ， 这 使 其 随流 动 相 运 动 速 度 各 不 相 同 ， 随 着 流

8、动 相 的 运 动 ， 混 合 物 中 的 不 同组 分 在 固 定 相 上 相 互 分 离 。 根 据 物 质 的 分 离 机 制 ， 又 可 以 分 为 吸附 色 谱 、 分 配 色 谱 、 离 子 交 换 色 谱 、 凝 胶 色 谱 、 亲 和 色 谱 等 类 别 。1、 吸 附 色 谱 :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 吸 附 色 谱 的 分 配 系 数 表

9、 达 式 如 下 ： K_a =fracX_aX_m 其 中 Xa表 示 被 吸 附 于 固 定 相 活 性 中 心 的 组 分 分 子 含 量 ，Xm表 示 游 离 于 流 动 相 中 的 组 分 分 子 含 量 。 分 配 系 数 对 于 计 算 待分 离 物 质 组 分 的 保 留 时 间 有 很 重 要 的 意 义 。 2、 分 配 色 谱 ： 分 配 色 谱 利 用 固 定 相 与 流 动 相 之 间 对 待 分 离 组 分 溶解 度 的 差 异 来 实 现 分 离 。 分 配 色 谱 的 固 定 相 一 般 为 液 相 的 溶 剂 ，依 靠 图 布 、 键 合 、 吸 附 等 手

10、段 分 布 于 色 谱 柱 或 者 担 体 表 面 。 分 配色 谱 过 程 本 质 上 是 组 分 分 子 在 固 定 想 和 流 动 相 之 间 不 断 达 到 溶 解平 衡 的 过 程 。 分 配 色 谱 的 狭 义 分 配 系 数 表 达 式 如 下 ： K=frac=fracX_s/V_sX_m/V_m 式 中 Cs 代 表 组 分 分 子 在 固 定 相 液 体 中 的 溶 解 度 ， Cm 代 表 组分 分 子 在 流 动 相 中 的 溶 解 度 。 3、 离 子 交 换 色 谱 ： 离 子 交 换 色 谱 利 用 被 分 离 组 分 与 固 定 相 之 间 发生 离 子 交 换

11、 的 能 力 差 异 来 实 现 分 离 。 离 子 交 换 色 谱 的 固 定 相 一 般为 离 子 交 换 树 脂 ， 树 脂 分 子 结 构 中 存 在 许 多 可 以 电 离 的 活 性 中 心 ，待 分 离 组 分 中 的 离 子 会 与 这 些 活 性 中 心 发 生 离 子 交 换 ， 形 成 离 子交 换 平 衡 ， 从 而 在 流 动 相 与 固 定 相 之 间 形 成 分 配 。 固 定 相 的 固 有离 子 与 待 分 离 组 分 中 的 离 子 之 间 相 互 争 夺 固 定 相 中 的 离 子 交 换 中心 ， 并 随 着 流 动 相 的 运 动 而 运 动 ， 最

12、终 实 现 分 离 。 离 子 交 换 色 谱 的 分 配 系 数 又 叫 做 选 择 系 数 ， 其 表 达 式 为 ： K_s=fracRX+X+ 其 中 RX + 表 示 与 离 子 交 换 树 脂 活 性 中 心 结 合 的 离 子 浓 度 ，X + 表 示 游 离 于 流 动 相 中 的 离 子 浓 度 。 4、 凝 胶 色 谱 ： 凝 胶 色 谱 的 原 理 比 较 特 殊 ， 类 似 于 分 子 筛 。 待 分 离组 分 在 进 入 凝 胶 色 谱 后 ， 会 依 据 分 子 量 的 不 同 ， 进 入 或 者 不 进 入固 定 相 凝 胶 的 孔 隙 中 ， 不 能 进 入 凝

13、 胶 孔 隙 的 分 子 会 很 快 随 流 动 相洗 脱 ， 而 能 够 进 入 凝 胶 孔 隙 的 分 子 则 需 要 更 长 时 间 的 冲 洗 才 能 够流 出 固 定 相 ， 从 而 实 现 了 根 据 分 子 量 差 异 对 各 组 分 的 分 离 。 调 整固 定 相 使 用 的 凝 胶 的 交 联 度 可 以 调 整 凝 胶 孔 隙 的 大 小 ； 改 变 流 动相 的 溶 剂 组 成 会 改 变 固 定 相 凝 胶 的 溶 涨 状 态 ， 进 而 改 变 孔 隙 的 大小 ， 获 得 不 同 的 分 离 效 果 。5、 吸 附 色 谱 ： 吸 附 色 谱 利 用 固 定 相

14、吸 附 中 西 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 。 （ 五 ） 按 操 作 方 式吸 附 薄 层 色 谱 法 是 指 根 据 各 成 分 对 同 一 吸 附 剂 吸 附 能 力 不 同 ，使 在 移 动 相 （ 溶 剂 ） 流 过 固 定 相 （ 吸 附 剂 ） 的 过 程 中 ， 连 续 的 产生 吸 附 、 解 吸 附 、 再 吸 附 、 再 解 吸 附 ， 从 而 达 到 各 成 分 的 互 相 分离 的 目

15、的 。色 谱 法 常 见 的 方 法 有 ： 柱 色 谱 法 、 薄 层 色 谱 法 、 气 相 色 谱 法 、 高效 液 相 色 谱 法 等 。 1、 柱 色 谱 ： 柱 色 谱 法 是 最 原 始 的 色 谱 方 法 ， 这 种 方 法 将 固 定 相 注入 下 端 塞 有 棉 花 或 滤 纸 的 玻 璃 管 中 ， 将 被 样 品 饱 和 的 固 定 相 粉 末摊 铺 在 玻 璃 管 顶 端 ， 以 流 动 相 洗 脱 。 常 见 的 洗 脱 方 式 有 两 种 ， 一种 是 自 上 而 下 依 靠 溶 剂 本 身 的 重 力 洗 脱 ， 一 种 是 自 下 而 上 依 靠 毛细 作 用

16、 洗 脱 。 收 集 分 离 后 的 纯 净 组 分 也 有 两 种 不 同 的 方 法 ， 一 种方 法 是 在 柱 尾 直 接 接 受 流 出 的 溶 液 ， 另 一 种 方 法 是 烘 干 固 定 相 后用 机 械 方 法 分 开 各 个 色 带 ， 以 合 适 的 溶 剂 浸 泡 固 定 相 提 取 组 分 分子 。 柱 色 谱 法 被 广 泛 应 用 于 混 合 物 的 分 离 ， 包 括 对 有 机 合 成 产 物 、天 然 提 取 物 以 及 生 物 大 分 子 的 分 离 。 2、 薄 层 色 谱 ： 薄 层 色 谱 法 是 应 用 非 常 广 泛 的 色 谱 方 法 ， 这 种 色 谱方 法 将 固 定 相 图 布 在 金 属 或 玻 璃 薄 板 上 形 成 薄 层 ， 用 毛 细 管 、 钢笔 或 者 其 他 工 具 将 样 品 点 染 于 薄 板 一 端 ， 之 后 将 点 样 端 浸 入 流