吸附層析法課件

化學分離分析

——吸附色層法②組：18十二月2022色層分析法第1頁一．吸附層析

（adsorptionchromatography）

1.原理2.吸附劑的類型及其選擇3.流動相及其選擇

吸附指在固體或液體內部或表面的選擇性傳遞。被吸附的物質稱為溶質，固體材料稱為吸附劑。圖15.11．原理吸附層析是通過樣品在固定相和流動相之間的吸附、脫附作用而實現(xiàn)分離的，這種吸附作用是一種物理吸附，通常是單分子層或雙分子層或多分子層。包括幾種作用力，被分離樣品與吸附劑之間相反電荷基團與基團之間的靜電引力，氫鍵、偶極分子之間定向力及范德華力等。

吸附等溫線：在一定溫度下，某種組分在吸附劑表面達平衡狀態(tài)時在兩相中濃度的相對關系曲線。吸附等溫線的斜率KD表示分配系數，Cs表示溶質在固定相中的濃度，Cm表示溶質在流動相中的濃度達到平衡時在固定相中的濃度線形的吸附等溫線非線形的吸附等溫線2．吸附劑的選擇高選擇性以實現(xiàn)很好分離；高容量以減少吸附劑的使用量；對于快速吸劑具有很好的動力學和傳遞特性；具有化學和熱穩(wěn)定性，在流動相中不溶解以保持吸附劑特性；具有一定的機械強度和惰性，防止破碎和腐蝕；易于充填或鋪層；不會與欲分離試樣和流動劑發(fā)生化學反應；抗污染性強；價格便宜。吸附劑一般可分為極性和非極性兩類。極性吸附劑包括氧化物、氫氧化物和鹽，在吸附過程中，離子與偶極、偶極與偶極的相互作用起主導作用。非極性吸附劑如活性碳，硅膠等，吸附作用主要是色散力作用的結果。影響吸附劑性質因素：化學結構、吸附劑的溶劑化作用以及吸附劑的預處理、吸附劑的物理狀態(tài)（1）硅膠

硅膠是由聚硅酸脫水制得的顆粒狀吸附劑

（3）羥基磷灰石

化學式[Ca5(PO4)3OH]2，簡稱HA。HA有三種規(guī)格，分別適用于不同條件。由于HA的吸附容量高，穩(wěn)定性好（在T<85℃，PH5.5~10.0均可使用）。

HA的Ca2＋基團和生物表面的負電荷基團的相互反應，在用HA分離生物分子過程中起著重要的作用。HA的PO43-基團與生物分子表面的陽電荷基團的相互反應，起著次要的作用。在使用HA作為固定相基質時，有幾點應注意：i)HA系干粉末時，要先在蒸餾水中浸泡，使其膨脹度（水化后所占有的體積）達到2～3mL/g后，再按1:6體積加入緩沖液（如0.01mol/LNaP(磷酸鈉緩沖溶液)，PH6.8）懸浮，以除去細小顆粒。ii)HA懸浮液須用漩渦振蕩器混合，若用磁棒或玻璃棒攪拌時，HA的晶體結構會受破壞。iii)忌用檸檬酸緩沖液和PH<5.5的緩沖液。當用過的HA層析柱再生時，要先挖去頂部的一層HA，然后用一倍床體積1mol/LNaCl溶液洗滌，接著用4倍床體積的平衡液洗滌平衡，如此處理后即可使用。iv)就操作容量來說，一般細顆粒HA比粗的大；從分辨率比較，粗顆粒HA也沒有細的好。但是用細的顆粒層析時，柱子直徑大些才能達到滿意的流速。（4）聚酰胺

由己內酰胺聚合而成，層析用聚酰胺是白色多孔性的非晶形粉末，對堿比較穩(wěn)定，對酸的穩(wěn)定性較差。聚酰胺分子內存在著很多的酰胺鍵，可與酚類、酸類、醌類、硝基化合物等形成氫鍵，因而對這些物質有吸附作用。各種化合物因其與聚酰胺形成氫鍵能力的不同，吸附能力也就不同，因此可以得到分離。（5）吸附樹脂

吸附樹脂是由人工合成的具有大孔結構和大表面積的吸附劑，可在150℃以下使用，不溶于溶劑及酸堿。它在使用過程中膨脹或收縮都很小，在重復多次后性能仍然穩(wěn)定。

吸附樹脂是一種親脂性物質，由于其表面性質不同，可吸附溶液中的不同有機物，它的作用力主要是范德華力，這種結合力比起靜電引力來要弱得多，所以說從吸附樹脂上把被吸附物解吸下來是比較容易的，只要改變其親水-疏水平衡即可。

吸附樹脂在中藥提取分離中的發(fā)展和應用

中藥提取液－通過吸附樹脂－吸附上有效成分的樹脂－洗脫－洗脫液－回收溶液－藥液－干燥－半成品

由于吸附和篩選原理，有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小，在吸附樹脂上經一定的溶劑洗脫而分開吸附樹脂吸附作用的影響因素樹脂本身化學結構溶劑被吸附的化合物的結構洗脫液新型吸附樹脂的開發(fā)

氫鍵型吸附樹脂依靠與被吸附物質之間形成氫鍵而實現(xiàn)選擇性分離ADS-17，它能與黃酮類、多元酚類形成氫鍵。ADS-21樹脂氫鍵型極性吸附樹脂，酰胺基聚苯乙烯結構可與酚、多元酚、取代酚類和黃酮類化合物的羥基形成氫鍵。對含有酸性酚羥基的化合物在酸性和弱堿性條件下均能保持良好的吸附性能。ADS-F8樹脂凝膠氫鍵型極性吸附樹脂，對黃酮類、多元酚類有較高的吸附選擇性。

離子-偶極型吸附樹脂

具有疏水性和離子偶極作用的雙功能吸附樹脂。ADS-7，它為聚苯乙烯結構、強極性吸附樹脂，用于吸附皂甙或其它甙類。特點是兼具吸附和脫色兩種功能。用于色層分離的選擇性吸附樹脂基于“強吸附－弱吸附”的差別，以適當的流動相使混合物中不同的成分先后流出樹脂柱外，得到純的單一物質。分子篩吸附樹脂除去分子量較小的雜質，提高分子量較大的有效成分的含量。除去中藥提取物中的農藥殘留。展望

樹脂吸附技術優(yōu)點

縮小劑量，提高中藥內在質量和制劑水平減小產品的吸潮性樹脂吸附技術能縮短生產周期,所需設備簡單明確純化的目的，采用樹脂純化的必要性和方法的合理性，尤其是復方混合提取的上柱純化。解決實際應用問題。建立樹脂的藥用標準。3．流動相及其選擇

流動相一般指洗脫吸附柱的溶液,它需要滿足以下要求:穩(wěn)定性好,粘度小（0.4~0.5）×10-3Pa·s,易于分離,易于洗脫所分離組分。

流動相的洗脫作用實質上是流動相分子與被分離的溶質分子競爭占據吸附劑表面活性中心的過程。強極性的組分容易被吸附劑所吸附，應選用極性較強的流動相才能把它從吸附劑上洗脫下來，使之沿著層析柱前進；

弱極性的組分則應選用弱極性的流動相洗脫。

以聚酰胺為吸附劑時,一般用水作流動相。

以吸附樹脂為吸附劑時，由于分子間吸附力較弱，可用低級醇、酮或其水溶液洗脫。

原則：弱酸性物質在酸性下吸附，堿性下洗脫；弱堿性物質在堿性下吸附，酸性下洗脫。在高濃度鹽溶液中進行吸附常用水解吸。常用的流動相按其極性增強順序排列為:石油醚<環(huán)己烷<二硫化碳<四氯化碳<苯<甲苯<氯仿<乙醚<乙酸乙脂<丙酮<正丙醇<乙醇<甲醇<吡啶<酸。在實踐中一般從極性小到極性大溶劑，通過實驗來選擇。

在選擇洗脫劑時,還可以由各種溶劑按不同配比配成混合溶劑作為流動相；