液相色譜分配離子交換凝膠

液相色譜分配離子交換凝膠第1頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、基本原理

1、吸附色譜的局限性（1）吸附色譜不適合于分離強(qiáng)極性的親水性物質(zhì)（成分）；（2）吸附劑的含水量對(duì)吸附劑的吸附能力影響較大，常使結(jié)果重現(xiàn)性較差；（3）易出現(xiàn)拖尾峰。第2頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、分配色譜原理（1）固定相為液體將某種溶劑涂布在吸附劑顆粒表面或紙纖維上，形成一層液膜，稱為固定相。吸附劑顆粒表面或紙纖維叫載體或擔(dān)體。根據(jù)組分在兩相中的溶解度不同而分離。（2）“相似相溶”原則極性物質(zhì)在極性溶劑中溶解度大，K大；非極性物質(zhì)在非極性溶劑中溶解度大，K大。（3）分配定律與分配等溫線（4）分配色譜的特點(diǎn)：a、重現(xiàn)性b、峰對(duì)稱c、無(wú)強(qiáng)烈滯留現(xiàn)象.幾乎適用于各種類型的化合物，特別適宜于親水性物質(zhì)，如極性較大的生物堿、苷類、有機(jī)酸、糖類及氨基酸的衍生物等。第3頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、載體只起負(fù)載固定相的作用。要求：惰性、無(wú)吸附能力、純凈、顆粒均勻。種類

1）硅膠：重現(xiàn)性差

2）硅藻土：應(yīng)用最多

3）纖維素：紙色譜第4頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、固定相和流動(dòng)相的選擇正相分配色譜：固定相的極性大于流動(dòng)相的極性；固定相：水、緩沖溶液、稀硫酸、甲醇、丙二醇等；按一定的比例與載體混勻后填裝于色譜柱。流動(dòng)相：石油醚等洗脫順序:極性大的組分保留作用強(qiáng)；極性小的組分保留作用弱

第5頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六反相分配色譜：固定相的極性小于流動(dòng)相的極性。固定液：硅油、液體石蠟等極性較小的有機(jī)溶劑。流動(dòng)相：水、各種水溶液（酸、堿、鹽及緩沖液）、與水混合的有機(jī)溶劑。洗脫順序:極性小的組分保留作用強(qiáng)；極性大的組分保留作用弱第6頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、分配色譜操作注意事項(xiàng)1、兩相溶劑的處理2、上樣量與樣品前處理。3、柱色譜4、紙色譜第7頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第三節(jié)離子交換色譜法

(ionexchangechromatography)

一、基本原理1、離子交換劑與離子交換過(guò)程（1）離子交換劑為一種固體狀可在水溶液中浸潤(rùn)和溶脹的多孔顆粒，其表面有許多可電離的基團(tuán)，在水中電離時(shí)，有一種離子可在水中自由移動(dòng)，而另一種則在固定相上不能自由移動(dòng)?？勺杂梢苿?dòng)的離子可以被其它同類離子置換，即離子交換。第8頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）離子交換過(guò)程水溶液中（流動(dòng)相中）的各種離子，可與離子交換樹脂上固定的離子基團(tuán)結(jié)合，使原來(lái)與其結(jié)合的離子被置換，進(jìn)入流動(dòng)相而發(fā)生置換。帶負(fù)電的交換基團(tuán)（固定的離子基團(tuán)，如磺酸基、羧酸基）：用于陽(yáng)離子分離；帶正電的交換基團(tuán)（固定的離子基團(tuán)，如季胺鹽）：用于陰離子分離。

第9頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、分離機(jī)理（1）不同的離子與交換樹脂的結(jié)合力不同，從而固定相對(duì)它的保留能力不同，從而造成差速遷移。（2）離子交換平衡：

K大，Na+易與固定相結(jié)合，移動(dòng)慢；反之，移動(dòng)快。tR=tm(1+K’)VR=Vm(1+K’)=Vm+KVSK’為分配系數(shù)平衡時(shí)

K為選擇性系數(shù)（交換平衡常數(shù)）第10頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、離子交換樹脂

1、離子交換樹脂的構(gòu)成由苯乙稀和二乙烯基苯聚合而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不溶于水和有機(jī)溶劑，性質(zhì)穩(wěn)定。苯乙烯組成長(zhǎng)鏈；二乙烯基苯為交聯(lián)劑

第11頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、離子交換樹脂的類型（1）陽(yáng)離子交換樹脂—可交換的離子為陽(yáng)離子。氫型、鈉型強(qiáng)酸型、弱酸型、中強(qiáng)酸型（－COOH、－PO3H、－SH）例如：磺酸型R-SO3－H+(pH范圍寬)**應(yīng)注意pH范圍，否則交換容量急劇下降。（2）陰離子交換樹脂—可交換的離子為陰離子。按不同堿性分：強(qiáng)堿型（季胺基團(tuán)）—NR3+(pH<11)

－NH2,－NHR,－NR2等(pH<8)按可交換的離子分：氫氧型、氯型第12頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、離子交換樹脂的特性①交聯(lián)度：表示交聯(lián)劑在離子交換樹脂中所占的百分含量，通常使用4～12%的樹脂。交聯(lián)度大：樹脂孔小，剛性強(qiáng)，孔穴多，離子基團(tuán)多，溶脹小。適合于體積較小的無(wú)機(jī)離子的分離交聯(lián)度?。簶渲状?，剛性差，滲透性好。適合于體積較大的有機(jī)離子的分離②溶脹：樹脂內(nèi)極性基團(tuán)吸水性極強(qiáng)，大量的水進(jìn)入樹脂內(nèi)部，產(chǎn)生膨脹，叫溶脹。溶脹程度與樹脂類型、交聯(lián)度有關(guān)。因此，嚴(yán)禁干法裝柱。第13頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六③交換容量：每克干樹脂中真正參加交換反應(yīng)的基團(tuán)數(shù)。常用單位：mmol/g,mmol/ml等影響因素：pH、交聯(lián)度、溶脹特性、分離對(duì)象，只能以實(shí)際測(cè)量為準(zhǔn)。④粒度：離子交換樹脂顆粒的大小（指溶脹狀態(tài)）第14頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、經(jīng)驗(yàn)規(guī)則（親和力大小規(guī)則）對(duì)小離子親合力大水合離子半徑越小，親合力越大對(duì)電荷多的離子親合力大

A4+>B3+>C2+>D+大分子量的有機(jī)離子,有較高的親和力

第15頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、流動(dòng)相1、組成：一般為鹽類的緩沖水溶液（有一定的pH值）。2、對(duì)分離的影響第16頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、對(duì)分離的影響①流動(dòng)相主要影響組分離子和交換基團(tuán)形成離子對(duì)的過(guò)程②pH對(duì)弱酸、弱堿的影響影響其離解平衡，即控制了組分形成離子的程度：[離子]組分↑，則K’↑；[離子]組分↓，則K’↓不同離子交換劑的pH適用范圍：強(qiáng)酸型：較寬;強(qiáng)堿型：pH<11;弱酸型:pH>6;弱堿型：pH<8第17頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六③離子強(qiáng)度的影響(鹽類濃度)離子強(qiáng)度↑，溶劑強(qiáng)度↑，洗脫能力↑。④平衡離子(即流動(dòng)相中的鹽類)的影響它的種類可影響分離的選擇性，濃度影響溶劑強(qiáng)度；它們與樹脂的親合力不同，從而影響組分的相對(duì)保留值：a.離子濃度相同時(shí)，高電荷離子與交換基團(tuán)親合力大b.同價(jià)離子，原子量增大親和力增加c.水合離子半徑越小，親和力越大。第18頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、流動(dòng)相的選擇（淋洗液）①用去離子水溶解淋洗劑配制而成淋洗劑為電解質(zhì)（含陽(yáng)離子、陰離子），其中對(duì)分離起實(shí)際作用的稱淋洗離子：如NaCO3水溶液為流動(dòng)相，分離無(wú)機(jī)陰離子時(shí)，Na2CO3是淋洗劑，CO32－是淋洗離子。②選擇的基本原則：理論上：淋洗離子與樹脂的親和力應(yīng)接近或稍高于被測(cè)離子。實(shí)際：樣品組分中有強(qiáng)保留離子和弱離子時(shí)，若選擇與保留最強(qiáng)的離子的親和力接近的淋洗離子，弱保留的離子會(huì)很快流出色譜柱，不能達(dá)到分離。所以根據(jù)樣品組成，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇。第19頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五、應(yīng)用

1、除去干擾離子2、測(cè)定鹽類含量3、痕量元素富集第20頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)空間排阻色譜

（凝膠色譜）利用大小不同的分子在多孔固定相（凝膠）中的選擇性滲透來(lái)分離。適用于分離分子量不同的大分子物質(zhì)（Mr>2000）第21頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、基本原理1、分離機(jī)理（1）前三種是親和力不同而分離；（2）凝膠色譜中組分與固定相之間無(wú)作用力，只是根據(jù)分子量大小來(lái)分離；（3）凝膠—有一定的孔徑分布范圍的多孔物質(zhì)。組分進(jìn)入柱內(nèi)后，全向固定相的孔中擴(kuò)散，保留程度取決于孔和組分分子的大小。小分子:將全部滲入細(xì)孔中,在流經(jīng)柱時(shí),經(jīng)歷的路程最長(zhǎng).中等大小分子:滲入部分較大的孔隙,而被較小的孔隙排斥,經(jīng)歷的路程居中.大分子:完全被排斥在空隙外,經(jīng)歷的路程最短.第22頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六所以洗脫次序僅是分子大小(分子量)的函數(shù)。分子大小受分子量,分子幾何形狀（環(huán)球形、螺旋形或棒形）組分分子間的締合程度、組分與流動(dòng)相分子間的締合程度有關(guān)。第23頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六SizeExclusionChromatography第24頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、分配系數(shù)和保留值(1)分配系數(shù)K組分進(jìn)入柱子，從高濃度的流動(dòng)相中向固定相孔隙內(nèi)擴(kuò)散，擴(kuò)散平衡時(shí)a、小分子平衡時(shí)，一半組分在孔隙內(nèi)，一半組分在孔隙外。CS=CmK=1b、大分子（直徑大于固定相孔徑時(shí)），被全部排斥在固定相孔隙之外CS=0K=0c、中等大小分子，直徑介于以上兩種極限之間，0<K<1所以在凝膠色譜中0≤K≤1第25頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）保留值保留方程VR=Vm+KVS在凝膠色譜中Vm：外水體積（V0）VS：內(nèi)水體積（Vi）當(dāng)K=1時(shí)，VR＝Vm＋VS＝V0＋ViK=0時(shí)，VR＝Vm＝V0所以，所有組分均在（Vi+V0）

體積內(nèi)流出。第26頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、凝膠類型（自學(xué)）1、葡聚糖凝膠2、聚丙烯酰胺凝膠3、瓊脂糖凝膠4、多孔玻璃凝膠

1～4用于親水性樣品的分離5、聚苯乙烯凝膠（非水溶液樣品—親脂性）第27頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、實(shí)驗(yàn)條件的選擇分子量較正曲線將分子量不同的組分混合物注入柱子，經(jīng)分離后，分別測(cè)得它們的保留體積，以分子量對(duì)保留體積作圖，得一曲線，稱分子量校正曲線。圖中，A、B兩點(diǎn)反映了該固定相能夠分離的組分分子量的上限(排斥極限)、下限(全滲透極限)，只有分子量在A、B對(duì)應(yīng)量之間的組分才能被分離。1、凝膠的選擇（主要通過(guò)選擇凝膠來(lái)改善分離）第28頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2