DNSAA雙向聚酰胺薄膜層析

1、背背 景景層析法也稱色譜法，是層析法也稱色譜法，是1906年俄國植物學(xué)家年俄國植物學(xué)家Michael Tswett發(fā)現(xiàn)并命名的。他發(fā)現(xiàn)并命名的。他將植物葉子的色素通過裝填有吸附劑的柱子，各種色素以不同的速率流動后形將植物葉子的色素通過裝填有吸附劑的柱子，各種色素以不同的速率流動后形成不同的色帶而被分開，由此得名為成不同的色帶而被分開，由此得名為“色譜法色譜法”（Chromatography) 。后來無色物質(zhì)也可利用吸附柱層析分離。后來無色物質(zhì)也可利用吸附柱層析分離。英國生物學(xué)家英國生物學(xué)家Martin和和Synge。他們首先提出了色譜塔板理論。他們首先提出了色譜塔板理論。1944年出現(xiàn)紙層析以

2、后，層析法不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)薄層層析、親和層析、凝年出現(xiàn)紙層析以后，層析法不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)薄層層析、親和層析、凝膠層析、氣相層析、高壓液相層析等。膠層析、氣相層析、高壓液相層析等。葉綠素通過碳酸鈣管柱所形成的色譜圖葉綠素通過碳酸鈣管柱所形成的色譜圖層析的兩種相層析的兩種相固定相：固定相是層析的一個基質(zhì)。它可以是固體物質(zhì)（如吸附劑，凝膠，離固定相：固定相是層析的一個基質(zhì)。它可以是固體物質(zhì)（如吸附劑，凝膠，離子交換劑等），也可以是液體物質(zhì)（如固定在硅膠或纖維素上的溶液），這些子交換劑等），也可以是液體物質(zhì)（如固定在硅膠或纖維素上的溶液），這些基質(zhì)能與待分離的化合物進行可逆的吸附，溶解，交換等作用

3、。基質(zhì)能與待分離的化合物進行可逆的吸附，溶解，交換等作用。流動相：在層析過程中，推動固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個方向移動的液體、流動相：在層析過程中，推動固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個方向移動的液體、氣體或超臨界體等，都稱為流動相。在柱層析中一般稱為洗脫劑，薄層層析時氣體或超臨界體等，都稱為流動相。在柱層析中一般稱為洗脫劑，薄層層析時稱為展層劑。稱為展層劑。層析法是利用混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異（如吸附力、分子形狀及大層析法是利用混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異（如吸附力、分子形狀及大小、分子親和力、分配系數(shù)等），使各組分在兩相（一相為固定的，稱為固定小、分子親和力、分配系數(shù)等），使各組分

4、在兩相（一相為固定的，稱為固定相；另一相流過固定相，稱為流動相）中的分布程度不同，相；另一相流過固定相，稱為流動相）中的分布程度不同，即各組分所受的固即各組分所受的固定相的阻力和流動相的推力影響不同，定相的阻力和流動相的推力影響不同，從而使各組分以不同的速度移動而達到從而使各組分以不同的速度移動而達到分離的目的。分離的目的。按層析過程的機理分類：按層析過程的機理分類：分配層析分配層析: : 根據(jù)不同組分在不同溶劑中分配系數(shù)不同而使物質(zhì)分離的方法根據(jù)不同組分在不同溶劑中分配系數(shù)不同而使物質(zhì)分離的方法稱為分配層析。稱為分配層析。吸附層析吸附層析: :吸附是兩相成一界面，溶質(zhì)在表面密集的現(xiàn)象。以吸附

5、劑為固定吸附是兩相成一界面，溶質(zhì)在表面密集的現(xiàn)象。以吸附劑為固定相，根據(jù)待分離物與吸附劑之間吸附力不同而達到分離目的的一種層析技術(shù)相，根據(jù)待分離物與吸附劑之間吸附力不同而達到分離目的的一種層析技術(shù)稱為吸附層析。常用吸附劑：活性碳、硅。稱為吸附層析。常用吸附劑：活性碳、硅。離子交換層析離子交換層析: : 是以離子交換劑為固定相，根據(jù)物質(zhì)酸堿度、極性和分子是以離子交換劑為固定相，根據(jù)物質(zhì)酸堿度、極性和分子大小差異而將物質(zhì)予以分離的一種方法。大小差異而將物質(zhì)予以分離的一種方法。凝膠層析（分子篩）利用凝膠顆粒形成具有三維空間多孔性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，凝膠層析（分子篩）利用凝膠顆粒形成具有三維空間多孔性網(wǎng)絡(luò)

6、結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，不帶電荷，可起濾過或不帶電荷，可起濾過或“篩篩”的作用。的作用。親和層析是利用生物分子間所具有的專一性親和力的層析技術(shù)。親和層析是利用生物分子間所具有的專一性親和力的層析技術(shù)。層析法分類層析法分類層析法分類層析法分類按兩相所處的狀態(tài)分類：按兩相所處的狀態(tài)分類：流動相有兩種狀態(tài)：液體作為流動相流動相有兩種狀態(tài)：液體作為流動相 氣體作為流動相氣體作為流動相固定相也有兩種狀態(tài)：固體吸附劑作為固定相固定相也有兩種狀態(tài)：固體吸附劑作為固定相 以吸附在固體上的液體作為固定以吸附在固體上的液體作為固定相相按兩相所處的狀態(tài)分為：按兩相所處的狀態(tài)分為：液相層析和氣相層析液相層析和氣相層析 流動相流動

7、相固定相固定相 液體液體 （液相層析（液相層析) ) 氣體氣體 （固相層析）（固相層析） 液液 體體 液液- -液層析液層析氣氣- -液層析液層析 固固 體體 液液- -固層析固層析氣氣- -固層析固層析層析法分類層析法分類名稱名稱操作形式操作形式適用范圍適用范圍柱層析柱層析將固定相裝于柱內(nèi)，使將固定相裝于柱內(nèi)，使樣品沿一個方向移動而樣品沿一個方向移動而達到分離的目的。達到分離的目的。柱層析是常用的層析形式，適用于大量樣柱層析是常用的層析形式，適用于大量樣品分析、分離。生物化學(xué)中常用的凝膠層品分析、分離。生物化學(xué)中常用的凝膠層析、離子交換層析、親和層析、高效液相析、離子交換層析、親和層析、高效

8、液相色譜等都通常采用柱層析形式。色譜等都通常采用柱層析形式。薄層層析薄層層析將適當(dāng)粘度的固定相均將適當(dāng)粘度的固定相均勻涂鋪在薄板上，點樣勻涂鋪在薄板上，點樣后用流動相展開，使各后用流動相展開，使各組份分離組份分離薄層層析主要適用于小分子物質(zhì)的快速檢薄層層析主要適用于小分子物質(zhì)的快速檢測分析和少量分離制備，通常為一次性使測分析和少量分離制備，通常為一次性使用。用。按操作形式不同分類：按操作形式不同分類：吸附層析吸附層析原理：任何兩個相都可以形成表面，其中一個相的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)在原理：任何兩個相都可以形成表面，其中一個相的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)在此表面密集現(xiàn)象稱為吸附，利用吸附劑對不同物質(zhì)

9、具有不同吸附力使混合物得此表面密集現(xiàn)象稱為吸附，利用吸附劑對不同物質(zhì)具有不同吸附力使混合物得到分的現(xiàn)象就叫吸附層析。到分的現(xiàn)象就叫吸附層析。凡能將其他物質(zhì)聚集到自己表面的物質(zhì)稱吸附劑，包括硅皮、氧化鋁、活性炭、凡能將其他物質(zhì)聚集到自己表面的物質(zhì)稱吸附劑，包括硅皮、氧化鋁、活性炭、淀粉、纖維素及陶土，而聚集于聚集于吸附劑表面的物質(zhì)稱被吸附劑。淀粉、纖維素及陶土，而聚集于聚集于吸附劑表面的物質(zhì)稱被吸附劑。吸附劑與被吸附劑之間的作用除了物理作用外，還有化學(xué)作用，如吸附劑與被吸附劑之間的作用除了物理作用外，還有化學(xué)作用，如DNS-DNS-氨基酸氨基酸雙向聚酰胺薄膜層析時中被分離的物質(zhì)之所以能吸附在聚酰

10、胺薄膜上就是由于雙向聚酰胺薄膜層析時中被分離的物質(zhì)之所以能吸附在聚酰胺薄膜上就是由于二者之間形成氫鍵。二者之間形成氫鍵。分配層析技術(shù)分配層析技術(shù) （液（液- -液層析法）液層析法）原理：利用混合物在兩種不相混溶的液相（固定相和流動相）之間的分配系數(shù)的原理：利用混合物在兩種不相混溶的液相（固定相和流動相）之間的分配系數(shù)的不同而達到分離各組分的目的。紙層析是最廣泛的一種分配層析。不同而達到分離各組分的目的。紙層析是最廣泛的一種分配層析。特點：液特點：液- -液層析法適合于分離同系物或同分異構(gòu)體液層析法適合于分離同系物或同分異構(gòu)體分配層析技術(shù)分配層析技術(shù)分配系數(shù)小的溶質(zhì)在流動相中分配的數(shù)量多，移動快

11、；分配系數(shù)大的溶質(zhì)在固定相中分配系數(shù)小的溶質(zhì)在流動相中分配的數(shù)量多，移動快；分配系數(shù)大的溶質(zhì)在固定相中分配的數(shù)量多，移動慢。因此可彼此分開。分配的數(shù)量多，移動慢。因此可彼此分開。分配系數(shù)主要與下列因素有關(guān)：分配系數(shù)主要與下列因素有關(guān)： 被分離物質(zhì)本身的性質(zhì)；被分離物質(zhì)本身的性質(zhì)； 固定相和流動相的性質(zhì)；固定相和流動相的性質(zhì)； 層析柱的溫度。層析柱的溫度。 相關(guān)的概念（一）：相關(guān)的概念（一）： 分配系數(shù)：當(dāng)一種溶質(zhì)分布在兩個互不相溶的溶劑中時，它在固定相和流動相兩相內(nèi)分配系數(shù)：當(dāng)一種溶質(zhì)分布在兩個互不相溶的溶劑中時，它在固定相和流動相兩相內(nèi)的濃度之比是個常數(shù)，稱為分配系數(shù)的濃度之比是個常數(shù)，稱為

12、分配系數(shù)(Kd)。分配系數(shù)是層析中分離純化物質(zhì)的主要依據(jù)。分配系數(shù)是層析中分離純化物質(zhì)的主要依據(jù) Kd=Cs/Cm 其中其中Cs: 固定相中的濃度，固定相中的濃度，Cm: 流動相中的濃度流動相中的濃度分配層析技術(shù)分配層析技術(shù)相關(guān)的概念（二）：相關(guān)的概念（二）：遷移率：在一定條件下，在相同的時間內(nèi)某一組分在固定相移動的距離與流動相遷移率：在一定條件下，在相同的時間內(nèi)某一組分在固定相移動的距離與流動相本身移動的距離之比值。常用本身移動的距離之比值。常用RfRf來表示。來表示。物質(zhì)在一定溶劑中的分配系數(shù)是一定的，物質(zhì)在一定溶劑中的分配系數(shù)是一定的， Rf值也是恒定的，因此可以根據(jù)值也是恒定的，因此可

13、以根據(jù)RfRf值來值來鑒定被分離的物質(zhì)。鑒定被分離的物質(zhì)。Rf =色斑中心至原點中心的距離色斑中心至原點中心的距離溶劑前緣至原點中心的距離溶劑前緣至原點中心的距離親和層析法親和層析法親和層析（親和層析（Affinity Chromatography）是利用生物分子間專一性親和力而）是利用生物分子間專一性親和力而進行分離的一種層析技術(shù)。進行分離的一種層析技術(shù)。如我們熟悉的：抗原和抗體；酶和底物或輔酶或抑制劑；激素和受體；如我們熟悉的：抗原和抗體；酶和底物或輔酶或抑制劑；激素和受體；RNA和其互補的和其互補的DNA等。親和層析的分離原理簡單的說就是通過將具有親和力的等。親和層析的分離原理簡單的說就

14、是通過將具有親和力的兩個分子中一個固定在不溶性基質(zhì)上，利用分子間親和力的特異性和可逆性，兩個分子中一個固定在不溶性基質(zhì)上，利用分子間親和力的特異性和可逆性，對另一個分子進行分離純化。對另一個分子進行分離純化。 親和層析可用于純化生物大分子、稀釋液的濃縮、不穩(wěn)定蛋白質(zhì)的貯藏、從親和層析可用于純化生物大分子、稀釋液的濃縮、不穩(wěn)定蛋白質(zhì)的貯藏、從純化的分子中出去殘余的污染物、用免疫吸附劑吸附純化對此尚無互補配體純化的分子中出去殘余的污染物、用免疫吸附劑吸附純化對此尚無互補配體的生物大分子，分離核酸是親和層析應(yīng)用的重要方面。的生物大分子，分離核酸是親和層析應(yīng)用的重要方面。親和層析純化過程簡單、迅速，且

15、分離效率高。對分離含量極少又不穩(wěn)定的親和層析純化過程簡單、迅速，且分離效率高。對分離含量極少又不穩(wěn)定的活性物質(zhì)尤為有效。缺點是針對某一分離對象，制備專一的配基和尋求層析活性物質(zhì)尤為有效。缺點是針對某一分離對象，制備專一的配基和尋求層析的穩(wěn)定條件限制了其使用。的穩(wěn)定條件限制了其使用。親和層析示意圖親和層析示意圖離子交換層析離子交換層析離子交換層析是依據(jù)各種離子或離子化合物與離子交換劑的結(jié)合力不同而進行分離子交換層析是依據(jù)各種離子或離子化合物與離子交換劑的結(jié)合力不同而進行分離純化。離純化。離子交換層析的固定相是離子交換劑，它是由一類不溶于水的惰性高分子聚合物離子交換層析的固定相是離子交換劑，它是由

16、一類不溶于水的惰性高分子聚合物基質(zhì)通過一定的化學(xué)反應(yīng)共價結(jié)合上某種電荷基團形成的?；|(zhì)通過一定的化學(xué)反應(yīng)共價結(jié)合上某種電荷基團形成的。離子交換劑包括交換樹脂和交換纖維素兩種。離子交換劑包括交換樹脂和交換纖維素兩種。離子交換劑可以分為三部分：高分子聚合物基質(zhì)、電荷基團和平衡離子。電荷基離子交換劑可以分為三部分：高分子聚合物基質(zhì)、電荷基團和平衡離子。電荷基團與高分子聚合物共價結(jié)合，形成一個帶電的可進行離子交換的基團。平衡離子團與高分子聚合物共價結(jié)合，形成一個帶電的可進行離子交換的基團。平衡離子是結(jié)合于電荷基團上的相反離子，它能與溶液中其它的離子基團發(fā)生可逆的交換是結(jié)合于電荷基團上的相反離子，它能與

17、溶液中其它的離子基團發(fā)生可逆的交換反應(yīng)。平衡離子帶正電的離子交換劑能與帶正電的離子基團發(fā)生交換作用，稱為反應(yīng)。平衡離子帶正電的離子交換劑能與帶正電的離子基團發(fā)生交換作用，稱為陽離子交換劑；平衡離子帶負(fù)電的離子交換劑與帶負(fù)電的離子基團發(fā)生交換作用，陽離子交換劑；平衡離子帶負(fù)電的離子交換劑與帶負(fù)電的離子基團發(fā)生交換作用，稱為陰離子交換劑。稱為陰離子交換劑。原理原理聚酰胺薄膜層析是一類特殊的分配層析?；旌衔镫S流動相通過聚酰胺薄膜時，由聚酰胺薄膜層析是一類特殊的分配層析?；旌衔镫S流動相通過聚酰胺薄膜時，由于被分離物質(zhì)與薄膜形成氫鍵，而各物質(zhì)形成氫鍵的能力不同，決定吸附力的差于被分離物質(zhì)與薄膜形成氫鍵，

18、而各物質(zhì)形成氫鍵的能力不同，決定吸附力的差異，吸附力強異，吸附力強, ,展層速度慢，吸附力弱，展層速度快。展層速度慢，吸附力弱，展層速度快。展層溶劑與被分離物質(zhì)在聚酰胺離子表面競爭形成氫鍵，選擇適當(dāng)?shù)恼箤尤軇箤尤軇┡c被分離物質(zhì)在聚酰胺離子表面競爭形成氫鍵，選擇適當(dāng)?shù)恼箤尤軇?，使被分離物質(zhì)在溶劑與聚酰胺薄膜表面之間的分配系數(shù)有最大差異。易溶于展層使被分離物質(zhì)在溶劑與聚酰胺薄膜表面之間的分配系數(shù)有最大差異。易溶于展層劑的所受的動力作用大，展層速度快，反之，速度慢。劑的所受的動力作用大，展層速度快，反之，速度慢。 DNS-氨基酸氨基酸的雙向聚酰胺薄膜層析的雙向聚酰胺薄膜層析本實驗中，聚酰胺上的氨

19、基與氨基酸（本實驗中，聚酰胺上的氨基與氨基酸（AA）的羰基形成氫鍵，酰胺基團上羰基與）的羰基形成氫鍵，酰胺基團上羰基與AA中羥基或酚基形成氫鍵。由于有些中羥基或酚基形成氫鍵。由于有些AA結(jié)構(gòu)相似，如只采用一種溶劑系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)相似，如只采用一種溶劑系統(tǒng)進行單向?qū)游?，難達到完全分離的目的。因此可選擇另一溶劑系統(tǒng)進行第二向?qū)游?。單向?qū)游觯y達到完全分離的目的。因此可選擇另一溶劑系統(tǒng)進行第二向?qū)游?。這種層析方法稱為雙向?qū)游?。這種層析方法稱為雙向?qū)游觥?第一向：苯冰醋酸溶劑第一向：苯冰醋酸溶劑 第二向：甲酸水第二向：甲酸水顯色：二甲氨基萘磺酰氯（顯色：二甲氨基萘磺酰氯（DNS-Cl）可與氨基酸的游離氨基

20、結(jié)合成）可與氨基酸的游離氨基結(jié)合成DNS-氨基酸。氨基酸。形成的形成的DNS-氨基酸在紫外光下呈黃色熒光。氨基酸在紫外光下呈黃色熒光。DNS-Cl + AADNS-AA + HCl實驗操作實驗操作1.DNS- -氨基酸的制備（已完成）氨基酸的制備（已完成）2.混合混合DNS氨基酸的雙向?qū)游霭被岬碾p向?qū)游鳇c樣：在薄膜右下角距兩邊各點樣：在薄膜右下角距兩邊各0.6cm，直徑控制在，直徑控制在23mm之間，點在無光澤面，之間，點在無光澤面，可重復(fù)點樣可重復(fù)點樣2-3次；次；苯冰醋酸層析：將點好樣品的薄膜用回形針固定放入展層劑中，展層劑前緣在苯冰醋酸層析：將點好樣品的薄膜用回形針固定放入展層劑中，展

21、層劑前緣在距薄膜頂端距薄膜頂端2mm處即可停止處即可停止,冷風(fēng)吹干，紫外燈下觀察；冷風(fēng)吹干，紫外燈下觀察；甲酸水層析：調(diào)轉(zhuǎn)甲酸水層析：調(diào)轉(zhuǎn)90度與第一相垂直，放入展層劑中，熱風(fēng)吹干，紫外燈下觀度與第一相垂直，放入展層劑中，熱風(fēng)吹干，紫外燈下觀察，用鉛筆輕輕標(biāo)記察，用鉛筆輕輕標(biāo)記（以免損壞薄膜表面）（以免損壞薄膜表面）；分析實驗結(jié)果；分析實驗結(jié)果；將層析后標(biāo)記好的薄膜以點樣點為左下角貼于實驗報告中。將層析后標(biāo)記好的薄膜以點樣點為左下角貼于實驗報告中。3 3、操作注意事項：、操作注意事項：嚴(yán)格控制點樣位置以及點樣直徑。嚴(yán)格控制點樣位置以及點樣直徑。展層時勿將點樣點浸入展層劑中。展層時勿將點樣點浸入

22、展層劑中。展層后必須經(jīng)電吹風(fēng)將膜吹干。展層后必須經(jīng)電吹風(fēng)將膜吹干。紫外光對眼睛有害不要把頭伸到燈下觀察。紫外光對眼睛有害不要把頭伸到燈下觀察。頡頡亮亮苯苯丙丙賴賴甘甘絲絲天天脯脯谷谷DNS-氨基酸的雙向?qū)游鲱A(yù)期實驗結(jié)果氨基酸的雙向?qū)游鲱A(yù)期實驗結(jié)果吸附層析吸附層析原理：任何兩個相都可以形成表面，其中一個相的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)在原理：任何兩個相都可以形成表面，其中一個相的物質(zhì)或溶解在其中的溶質(zhì)在此表面密集現(xiàn)象稱為吸附，利用吸附劑對不同物質(zhì)具有不同吸附力使混合物得此表面密集現(xiàn)象稱為吸附，利用吸附劑對不同物質(zhì)具有不同吸附力使混合物得到分的現(xiàn)象就叫吸附層析。到分的現(xiàn)象就叫吸附層析。凡能將其他物質(zhì)聚集

23、到自己表面的物質(zhì)稱吸附劑，包括硅皮、氧化鋁、活性炭、凡能將其他物質(zhì)聚集到自己表面的物質(zhì)稱吸附劑，包括硅皮、氧化鋁、活性炭、淀粉、纖維素及陶土，而聚集于聚集于吸附劑表面的物質(zhì)稱被吸附劑。淀粉、纖維素及陶土，而聚集于聚集于吸附劑表面的物質(zhì)稱被吸附劑。吸附劑與被吸附劑之間的作用除了物理作用外，還有化學(xué)作用，如吸附劑與被吸附劑之間的作用除了物理作用外，還有化學(xué)作用，如DNS-DNS-氨基酸氨基酸雙向聚酰胺薄膜層析時中被分離的物質(zhì)之所以能吸附在聚酰胺薄膜上就是由于雙向聚酰胺薄膜層析時中被分離的物質(zhì)之所以能吸附在聚酰胺薄膜上就是由于二者之間形成氫鍵。二者之間形成氫鍵。離子交換層析離子交換層析離子交換層析是依據(jù)各種離子或離子化合物與離子交換劑的結(jié)合力不同而進行分離子交換層析是依據(jù)各種離子或離子化合物與離子交換劑的結(jié)合力不同而進行分離純化。離純化。離子交換層析的固定相是離子交換劑，它是由一類不溶于水的惰性高分子聚合物離子交換層析的固定相是離子交換劑，它是由一類不溶于水的惰性高分子聚合物基質(zhì)通過一定的化學(xué)反應(yīng)共價結(jié)合上某種電荷基團形成的?；|(zhì)通過一定的化學(xué)反應(yīng)共價結(jié)合上某種電荷基團形成的。離子交換劑包括交換樹脂和交換纖維素兩種。離