第11章 色譜分離過程

第11章色譜分離過程

chromatography一、概述定義：色譜是根據(jù)混合物中，溶質(zhì)在互不混溶的兩相之間分配行為的差別，引起移動速度的不同而進(jìn)行分離的方法。

典型的柱層析分離設(shè)備起源幾個概念色譜柱：進(jìn)行色譜分離用的細(xì)長管。固定相：管內(nèi)保持固定、起分離作用的填充物。流動相：流經(jīng)固定相的空隙或表面的沖洗劑。色譜流程及主要部件操作術(shù)語：①洗脫劑——作為流動相的液體。②層析劑——分離技術(shù)中的固定相③展開——加入洗脫劑而使各組分分層的操作。④色譜圖——展開后各組分的分布情況。⑤洗脫液——洗脫時從柱中流出的溶液。加樣，洗脫劑沖洗各組分與固定相無作用力——與洗脫劑一起流動，得不到分離；各組分與固定相有一定作用力——移動速率低于流動相。各組分與固定相的作用力大小不同——移動速率不同，作用力大，移動慢，各組分得到分離。層析柱——徑高比（10：1—1：100）、材質(zhì)（玻璃、有機(jī)玻璃、PVC、不銹鋼等）、耐壓（0.05－10MPa）等實(shí)驗(yàn)室用的層析柱工業(yè)用的層析柱泵——恒速、壓力（蠕動泵等）蠕動泵自動餾分收集儀（國產(chǎn)）自動餾分收集儀（進(jìn)口）餾分收集儀檢測儀通用型—示差折光、介電常數(shù)、電導(dǎo)等專用型—紫外、熒光、放射性檢測器等記錄儀、工作站—色譜參數(shù)的選擇和設(shè)定、自動化操作、色譜數(shù)據(jù)的采集和存儲，并作實(shí)時處理、數(shù)據(jù)后處理、自動打印出一套完整的色譜分析數(shù)據(jù)……

伯樂公司（BIO-RAD）柱層析系統(tǒng)發(fā)瑪西亞公司（Pharmacia）柱層析系統(tǒng)國產(chǎn)柱層析系統(tǒng)二、色譜分離過程的基本原理1分離原理色譜分離基于各組分在兩相之間平衡分配的差異。以吸附色譜為例見圖示吸附→解吸→再吸附→再解吸→反復(fù)多次洗脫→被測組分分配系數(shù)不同→差速遷移→分離分配系數(shù)的微小差異→吸附能力的微小差異微小差異積累→較大差異→吸附能力弱的組分先流出；吸附能力強(qiáng)的組分后流出2固定相（色譜柱填料)硅膠衍生的固定相離子交換樹脂大孔吸附樹脂凝膠手性固定相3色譜柱及柱技術(shù)色譜柱的裝填方法：高壓均漿填充干法填充徑向壓縮法軸向壓縮法環(huán)形壓縮技術(shù)三、色譜分離過程和色譜圖圖1色譜過程圖2色譜圖1色譜圖（chromatogram）

試樣中各組分經(jīng)色譜柱分離后，按先后次序經(jīng)過檢測器時，檢測器就將流動相中各組分濃度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，由記錄儀所記錄下的信號——時間曲線或信號——流動相體積曲線，稱為色譜流出曲線，或色譜圖。如圖2常用術(shù)語：基線在操作條件下，僅有純流動相進(jìn)入檢測器時的流出曲線。2.色譜峰當(dāng)組分隨流動相進(jìn)入檢測器時，其響應(yīng)信號大小隨時間變化所形成的峰形曲線。正常的色譜峰呈正態(tài)分布。3.峰高：色譜峰頂點(diǎn)與峰底之間的垂直距離稱為峰高(peakheight)。用h表示。4.峰面積：峰與峰底之間的面積稱為峰面積(peakarea)，用A表示。四、色譜分離過程基礎(chǔ)理論1保留值試樣中各組分在色譜柱中停留時間值或?qū)⒔M分帶出色譜柱所需流動相的體積值稱為保留值。保留時間

：從進(jìn)樣至被測組分出現(xiàn)濃度最大值時所需時間tR。2)保留體積：從進(jìn)樣至被測組分出現(xiàn)最大濃度時流動相通過的體積，VR。3)死時間：不被固定相滯留的組分，從進(jìn)樣至出現(xiàn)濃度最大值時所需的時間稱為死時間(deadtime)，tM。4)死體積:不被固定相滯留的組分，從進(jìn)樣至出現(xiàn)濃度最大值時流動相通過的體積稱為死體積(deadvolume)，VM。2分離度

相臨兩組分間峰頂間距離除以此兩峰底寬的平均值,衡量色譜分離條件優(yōu)劣的參數(shù)3柱效率

塔板理論認(rèn)為，一根柱子可以分為n段，在每段內(nèi)組分在兩相間很快達(dá)到平衡，把每一段稱為一塊理論塔板。設(shè)柱長為L，理論塔板高度為H，則H=L/n式中n為理論塔板數(shù)。理論塔板數(shù)可根據(jù)色譜圖上所測得的保留時間（tR）和峰寬（w）或半峰寬（wh/2）按下式計(jì)算：

或

有效塔板數(shù)（neff）用有效塔板數(shù)（neff）來評價(jià)柱的效能比較符合實(shí)際。五、色譜的分類1）、按兩相所處的狀態(tài)分類2）、按固定相的幾何形式分類A柱色譜法B紙色譜法C薄層色譜法A.柱色譜法(columnchromatography)柱色譜法是將固定相裝在一金屬或玻璃柱中或是將固定相附著在毛細(xì)管內(nèi)壁上做成色譜柱，試樣從柱頭到柱尾沿一個方向移動而進(jìn)行分離的色譜法。B.紙色譜法（paperchromatography）紙色譜法是利用濾紙作固定液的載體，把試樣點(diǎn)在濾紙上，然后用溶劑展開，各組分在濾紙的不同位置以斑點(diǎn)形式顯現(xiàn)，根據(jù)濾紙上