9.4 层析分离法
层析分离法
第三章层析分离法1. 主要教学目标：学习和掌握柱色谱、纸色谱和薄层色谱法的原理、技术和应用。
2. 教学方法和手段：采用板书及与多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并且课堂上学习的表现记入学生的平时成绩。
3. .教学重点及难点：柱层析及基本理论；纸色谱色谱法又称层析法，是一种广泛应用的分离方法。
色谱分析法是在1906年由俄国植物学家Tsweet首先系统地提出，他将叶绿素的石油醚液流经装有CaCO3的管柱，并继续以石油醚淋洗时，发现由于CaCO3对于叶绿素中各种色素吸咐能力的不同而使它们彼此分离，于是管中出现不同颜色的谱带，如图3─1所示。
图3-1 Tsweet的色谱工作图尤如光谱一样，这样就有可能对它们进行定性分析和定量测定，于是他将这种彩色分层物定义为层析谱，而将这种分析方法称为色谱分析法。
色谱法(Chromatograph)这—名词是由希腊字“Chroniatus”(颜色)和“graphein”(记录)二字合并而成。
并发表了“植物界的色素”专论。
到1931年，Kuhn和Leaerer又成功地适用Tsweet的方法分离了植物的色素，才使这一方法得到公认和广泛应用。
1935年人工合成离子交换树脂后，为离子交换色谱的广泛应用提供了物质基础。
1938年苏联的Izmailo等创立了薄层色谱法，主要是用于药物分析，应用于无机物分析则是50年代末才开始的。
应用于稀土元素的分离是1964年由Pterce开始的。
1941年Martin和Synge首先介绍了分配色谱法，并将蒸馏塔板理论应用于色谱分离中，使色谱方法在理论上向前推进了一步。
1944年Consden，Cordon和Martin首先开始了纸色谱法，Martin和Synge并用此法成功地分离了氨基酸的各种成份，获得1952年的诺贝尔奖。
1947年美国的Boyd和Spedng等人发表一系列论文，报告他们应用离子交换色谱法分离裂变产物和稀土元素混合物的情况。
层析分离法
层析分离法《层析分离法》是一项重要的实验分析技术，它可以用来分离和鉴定物质，这种技术被广泛应用于化学分析领域，被用于分离，鉴定和测定物质的组成成分和反应产物。
种技术已被广泛应用在食品、药品安全检测，环境污染监测以及材料表征等领域，因其分离准确、选择性强以及分析时间短等优点，在分析领域具有重要的地位和价值。
层析分离法的基本原理是利用空间分离原理，将能够在特定空间内运动的物质分离出来。
它的空间分离原理是基于物质不同的流体性能，将物质经过预先混合的流体层，然后在某一特定的体积内分道扬镳，从而实现物质的分离。
析分离技术可以有效地分离物质，使得混合物中的组分被完全分离，这种分离准确度非常高，可以达到99%以上，且可以在实验条件下进行重复性实验，更容易获得准确的结果。
层析分离法的基本工艺流程是：先将原料溶液进行调节，利用离子交换和混合，然后将上述溶液注入层析柱中，利用不同流体在层析柱中的运动特性，分离出混合物中的组分，然后使用检测仪器进行定量或定性分析。
在层析分离法分离鉴定时，可以根据不同分析需要，选取不同的柱材料和溶剂，以实现不同的分离结果。
比如，选择极性分子容易沉淀的柱材料和溶剂，可以有效地实现有机物的选择性分离。
另一方面，将非常稳定的离子溶剂和非极性柱材料结合应用，可以有效地实现无机盐类混合物的分离及鉴定。
层析分离法有一定的局限性，最主要的限制是柱材料的种类有限，而且这种方法只能分离出混合物中较大的分子，而小分子可能无法有效地分离出来。
此外，由于溶剂的不稳定性，柱材料的运动可能会受到影响，导致测定结果的不准确。
总之，层析分离法是一种广泛应用的实验分析技术，它的优点是分离准确、选择性强以及分析时间短，可以用于分离，鉴定和测定物质的组成成分和反应产物。
但是，这种技术也有一定的局限性，比如柱材料种类有限，溶剂的不稳定性等。
所以，在应用层析分离技术时，要根据实际分析需要，综合考虑和选择合适的材料，确保测定的准确性。
层析分离技术图文
利用层析分离技术，如活性炭吸附、 聚合物吸附等，可去除水中的有机污 染物，提高水质，保障饮用水安全。
05
层析分离技术的未来发展与挑战
新材料与新技术的研究与应用
新型吸附剂
研究具有高选择性、高吸附容量的新型吸附剂，以提高层析分离 的选择性和效率。
新型固定相
探索具有优异性能的新型固定相，以适应不同分离需求和条件。
层析分离技术图文
• 层析分离技术概述 • 层析分离技术的分类 • 层析分离技术的操作流程 • 层析分离技术的应用实例 • 层析分离技术的未来发展与挑战
01
层析分离技术概述
定义与原理
定义
层析分离技术是一种基于不同物质在 两相中的分配系数不同而实现分离的 物理分离方法。
原理
利用流动相和固定相的相互作用，使 混合物中的各组分在固定相和流动相 之间进行吸附、脱附、溶解、挥发等 过程，从而实现各组分的分离。
上样量控制
控制上样量，确保样品在柱子上得 到有效分离。
洗脱
洗脱液选择
根据分离需求选择合适的洗脱液，如有机溶剂、缓冲液等。
洗脱方式
采用适当的洗脱方式，如分段洗脱、梯度洗脱等。
洗脱速度控制
调节洗脱速度，确保样品得到充分分离。
检测与收集
检测方式
01
根据待分离组分的性质选择合适的检测方式，如紫外可见光谱、
纳米技术
利用纳米材料和纳米技术，开发具有高分离性能的纳米尺度层析分 离材料。
提高分离效率与分辨率
优化分离条件
深入研究层析分离的原理和动力 学过程，优化分离条件，提高分 离效率和分辨率。
联用技术
将层析分离与其他分离技术联用， 实现多维分离，进一步提高分离 效果。
《层析分离技术》课件
总结与展望
1 优势和局限性
层析分离技术具有高效、可靠、灵活等优势，但也存在一些局限性。
2 发展趋势
层析分离技术在分离纯化效果、自动化程度和快速分析方面的发展具有很大潜力。
层析分离技术的应用
1
蛋白质纯化技术
层析分离技术在蛋白质纯化过程中起到关键作用，实现高效的纯化和分离。
2
生物大分子制备
层析分离技术被广泛应用于生物大分子的制备过程，如核酸提取和多肽纯化。
3
制药过程中的应用
总站式层析技术在制药过程中用于分离和纯化药物及其他有关的化合物。
4
其他应用领域
层析分离技术还在食品工业、环境监测等领域得到广泛应用。
应用
层析分离技术广泛应用于蛋白质纯化、生物大分子制备等领域。
层析分离技术的基本原理
1 分子相互作用
层析分离技术基于分子之 间的相互作用，如电荷、 亲疏水性等。
2 物质分子分配系数
物质分子在不同相之间的 分配系数决定了其分离程 度。
3ห้องสมุดไป่ตู้层析柱构成要素
层析柱由填料、梯度溶剂 和流动相等要素构成，起 到分离和纯化作用。
层析分离技术的分类
分离机理
按照分离机理，层析 分离技术可分为吸附 层析、分配层析和离 子交换层析。
层状介质特性
根据层状介质的特性， 可将层析分离技术分 为薄层层析、柱层析 和高效液相层析。
介质形态
介质形态包括液态层 析、凝胶层析和纤维 素层析等。
操作方式
操作方式包括亲和层 析、吸附剂层析和凝 胶过滤层析等。
《层析分离技术》PPT课 件
层析分离技术是一种基于分子之间相互作用的分离技术，通过物质分子在不 同相之间的分配系数实现分离和纯化的方法。
层析分离技术
层析分离技术层析分离技术是一种重要的分离方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
它基于物质在不同相之间的分配差异，通过多次分配和分离步骤，将混合物中的组分分离开来。
本文将从层析分离技术的原理、类型和应用方面进行介绍。
一、层析分离技术的原理层析分离技术基于物质在不同相中的分配差异，利用不同相中物质的亲疏水性、极性、分子尺寸等特性进行分离。
其原理可以概括为：当混合物通过固定相（静相）时，不同组分会因其与固定相的相互作用力不同而以不同速度通过固定相，从而实现分离。
1. 柱层析：柱层析是最常见的层析分离技术，其主要包括液相层析和气相层析两种形式。
液相层析是在液相中进行分离，常见的有凝胶层析、离子交换层析、亲和层析等；气相层析则是在气相中进行分离，常见的有气相色谱层析、气体吸附层析等。
2. 纸层析：纸层析是一种简单易行的层析分离方法，主要用于分离和鉴定有机化合物。
通过将样品溶液滴到纸上，然后在纸的一端浸入溶剂中，溶剂在纸上上升时，样品中的组分会因其与纸或溶剂的相互作用力不同而以不同速度迁移，从而实现分离。
3. 薄层层析：薄层层析是将样品溶液均匀涂布在薄层层析板上，然后将其浸入溶剂中进行分离。
薄层层析具有操作简便、分离效果好的特点，广泛应用于药物分析、天然产物分离等领域。
三、层析分离技术的应用1. 生物化学：层析分离技术在生物化学研究中得到广泛应用，如蛋白质纯化、核酸提取、酶活性分析等。
2. 药物分析：层析分离技术是药物分析中常用的方法之一，可以用于药物的纯化和分离、药物代谢产物的分析等。
3. 环境监测：层析分离技术可以用于环境中有机物、无机物和杂质的分离和测定，如水质检测、土壤污染分析等。
4. 食品安全：层析分离技术在食品安全领域也有广泛应用，可以用于食品中有害物质的检测和分离，如农药残留、重金属含量等。
层析分离技术作为一种重要的分离方法，具有原理简单、分离效果好、应用广泛的特点。
通过不同类型的层析分离技术，可以实现对混合物中不同组分的高效分离和纯化。
层析分离法的基本原理
层析分离法的基本原理层析分离法，听起来挺高大上的，其实说白了，就是一个分开混合物的聪明办法。
想象一下，咱们在厨房里做饭，油和水总是爱分开，层析分离法就是利用这种原理，把不同的东西分开。
这个方法特别适合那些复杂的混合物，比如药品、食品或者天然产物。
它的原理可以说是相当简单，关键在于不同成分的移动速度不同。
就像咱们走路，穿高跟鞋的和穿运动鞋的，走的速度可是天差地别。
说到层析，就不得不提“固定相”和“流动相”这俩个小伙伴。
固定相就像是站在路边的朋友，牢牢地站在那儿不动；而流动相则像是开着车飞驰而过的你。
在分离的过程中，不同的成分在这两者之间进行“争夺战”。
有些成分喜欢固定相，觉得在那儿待着舒服；有些则更喜欢流动，相当于追逐速度的感觉。
经过一番较量，大家都各自找到自己的位置，最终分开了。
这过程就像是生活中那些有趣的小插曲。
比如说，有的人在聚会里总是抢风头，像是极具存在感的流动相；而有的人则安静地待在角落里，默默地吸引着注意，就像固定相。
层析分离法的美妙之处就在于，这种“争夺战”能够让我们看到原本混杂在一起的成分，瞬间变得井然有序。
说到底，科学就是要把混乱变得条理分明，让我们能够一目了然。
层析分离法有很多种类，像气相层析、液相层析等等。
气相层析就好比你在马路上开车，而液相层析则像是在水上划船。
每种方法都有自己的“个性”，有的快速，有的精细。
气相层析适合一些挥发性较强的物质，就像你在煮水时蒸汽迅速跑出来；液相层析则能处理那些不容易挥发的东西，像是你用水煮的食材，慢慢渗透。
层析分离法的应用可谓是无处不在。
药物分析、环境检测、食品安全等领域都少不了它的身影。
比如说，想知道一块巧克力里到底加了多少可可，层析法就能帮你搞定。
想象一下，咱们吃着巧克力，心里却不知道它的成分，真是吃不安心！而层析分离法的到来，让这一切变得透明，变得明了。
它不仅能帮我们了解成分，还能提高产品的质量。
比如在制药过程中，层析法可以用来提纯药物，确保咱们吃进去的药是安全的。
层析分离法
亲和色谱
聚焦色谱
按实验技术分类 低压（小于0.5 Mpa) 中压 (0.5-5 Mpa) 高压 (5-40 Mpa) 电泳 (溶质在电场中移动）
根据固定相形状分类 柱层析、纸层析、薄层层析 根据流动相分类 气相层析、液相层析、超临界流体层析
按制备规格
⑴分析色谱（10mg） ⑵半制备色谱(10-50mg) ⑶制备色谱(0.1-1g) ⑷工业生产规模色谱(>20g/d)
层析材料的准备: 装柱前用溶剂平衡 凝胶层析材料：溶胀 吸附剂：加热或酸处理 离子交换剂：：酸碱处理
在用溶剂平衡时，先使材料沉淀，用倾 泻法除去悬浮的细颗粒，否则由于细颗粒 的堵塞，溶剂的流速将显著降低。
装柱
调糊：50%（缓冲液＋介质）
一次连续加入悬胶液，避免分层 打开出口阀：层析剂沉降
梯度洗脱
0.7 0.6 0.6 0.5
Protein（ mg/ml)
Protein NaCl 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 40 80 120
Volume (ml)
0.4 0.3 0.2 0.1 0 160 200 240
NaCl (mol/L)
部分收集
部分收集器：使每管按预定时间或滴数收集 流出液，然后自动移位，下一管再继续收 集。每一部分的蛋白质或核酸的含量可以 让流出液通过一个流动小室测定其280 nm或 260 nm的光吸收来进行连续监测。
纤维素
β -1,4 相连的D-G线性天然高聚物 （1）亲水 （2）微晶与无定型两部分组成，缺乏孔度
应用：离子交换分离蛋白质介质
9.4 层析分离法 PPT课件
第四节 层析分离法
9.4.1 柱层析法
9.4.2 平面层析法
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9.4.1 柱层析法
1. 吸附柱层析法
以吸附剂为固定相(硅胶、氧化铝和活性炭等)。 根据试样的性质、吸附剂的活性和流动相的极性这 三种因素来选择适宜的条件。 被分离的组分极性较强，应选择吸附性能较弱的吸 附剂，同时选择极性较强的洗脱剂；或反之。 吸附柱层析法可用于芳香族化合物的分离、倍半萜 类烯物的分离等。
装置简单、操作简便。
常作为一种不挥发高沸点有机物、生物大分子混合物 的有效、快速、简便的分离分析手段而被应用。
平面层析法与其他色谱分离有着相同或相似的分离机 理。
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平面层析法
纸层析和薄层层析流 动相的移动是依靠毛细作 用。 将试样点在色谱滤纸 或层析板的一端，并将该 端浸在作为流动相的溶剂 （常称之为展开剂）中， 随着溶剂向上的移动，经 过试样点时，带动试样向 上运动。
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凝胶柱层析法
应用 生化领域，如蛋白质、氨基酸、核酸、肽类等生物物 质的分离和制备； 抗菌素的分离、纯化，肝炎病毒的分离等； 高聚物的相对分子质量和分子质量分布测定。
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9.4.2 平面层析法
平面层析法(planar chromatography)主要包括薄层层 析法和纸层析法两大类。 薄层层析：将固定相涂布于平面载板上。 纸层析：直接以滤纸作为固定相。
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缺点:
• 缺点： 分离效率较低，不适用于挥发性试 样分离。定性定量不便。 • 应用：平板色谱法在染料、农药、医药、 有机酸碱类化合物、糖类化合物、氨基酸、 蛋白质及中草药中有效成分的分离分析中经 常被使用。也可以用于无机离子的分离。还
层析分离技术.
Ft V R R •=m s m s V V K q q k =='b u 色层分离技术色层分离：是一组相关技术的总称，也称为色谱分离或层析分离。
按固定相的基质（载体）类型分类：层析：载体一般为软基质的凝胶，常用的有纤维素、琼脂糖、交联葡聚糖、交联琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等，只适合在低压下操作。
色谱：载体一般为高强度的经过表面该性的硅胶、聚甲基丙烯酸或聚苯乙烯材料，适合在高压下使用。
也有人将层析称为色谱。
用途：用在产品的精制阶段，目标是获得合乎使用要求的产品。
层析：一般用于生物大分子或酶的批量纯化。
高压液相色谱：具有生物活性的小分子物质的分离纯化。
色层分离过程包含两部分：●固定相：载体或载体+功能基团●流动相（洗脱液）：缓冲液或有机溶剂 对于高压液相色谱和低压层析，操作模式有很大区别。
液相色谱的基本原理和参数●保留时间(t R )和保留体积(V R )从进样开始到后来出现样品的浓度极大值所需的时间为保留时间，用t R 表示。
在这段时间内冲洗剂（流动相）流过的体积为保留体积，用V R 表示。
理论塔板数的计算公式为：2)(σRt N =容量因子k ' 和平衡常数K某物质的k '定义为在分配平衡时该物质在两相中绝对量之比。
而平衡常数K 为平衡时，物质在两相的浓度比：)()('m s q q k 物质在流动相的量物质在固定相的量=)/)/(m m s s V q V q K 物质在流动相的浓度（物质在固定相的浓度= Vs 和Vm 分别为柱内固定相和流动相所占的体积。
于是有 溶质在固定相停留的时间分数= '1'k k q q q m s s +=+ 溶质在流动相停留的时间分数'11k q q q m s m +=+= 在柱内溶质只有转移到流动相时才能沿柱的方向向前移动，所以对于一个在柱内有保留的溶质，其谱带移动速度( )总是小于流动相的移动速度( )，而等于流动相的移动速度与该谱带对应的溶质在流动相停留的时间分数之积：)'11(k u u m b += 而当柱长一定时，溶质谱带的移动速度和流动相的移动速度与它们通过柱子所花费的时间成反比： Ro R m b t t u u = )'1(0k t t R R += 当柱外死体积可忽略不计时，m R V V =0 s m m m R KV V k V V V +=+='0'0001'R R R R R R R t t t t t t t k =-=-= 柱效率： 塔板高度（H ）和塔板数（N ）是衡量色谱柱效率的两个重要指标。
9种层析分离纯化方法详解
9种层析分离纯化方法详解层析法是利用不同物质理化性质的差异而建立起来的技术。
所有的层析系统都由两个相组成：一是固定相，它或者是固体物质或者是固定于固体物质上的成分；另一是流动相，即可以流动的物质，如水和各种溶媒。
当待分离的混合物随溶媒（流动相）通过固定相时，由于各组份的理化性质存在差异，与两相发生相互作用（吸附、溶解、结合等）的能力不同，在两相中的分配（含量对比）不同，而且随溶媒向前移动，各组份不断地在两相中进行再分配。
与固定相相互作用力越弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快。
反之，与固定相相互作用越强的组份，向前移动速度越慢。
分部收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，从而达到将各组份分离的目的。
按层析原理可将层析分为以下9种：1、亲和层析利用待分离物质和它的特异性配体间具有特异的亲和力，从而达到分离的目的。
将可亲和的一对分子中的一方以共价键形式与不溶性载体相连作为固定相吸附剂，当含混合组分的样品通过此固定相时，只有和固定相分子有特异亲和力的物质，才能被固定相吸附结合，性无关组分随流动相流出。
改变流动相组分，可将结合的亲和物洗脱下来。
亲和层析中所用的载体称为基质，与基质共价连接的化合物称配基。
具有专一亲和力的生物分子对主要有：抗原与抗体，DNA与互补DNA或RNA，酶与底物、激素与受体、维生素与特异结合蛋白、糖蛋白与植物凝集素等。
亲和层析可用于纯化生物大分子、稀释液的浓缩、不稳定蛋白质的贮藏、分离核酸等。
亲和层析纯化的分离原理特点：亲和层析具有高选择性、高纯度、快速、浓缩等特点，在重组蛋白的分离中多作为第一步的粗纯，实现对绝大部分杂质蛋白的去除。
2、离子交换层析采用具有离子交换性能的物质作固定相，利用它与流动相中的离子能进行可逆交换的性质来分离离子型化合物的方法。
主要用于分离氨基酸、多肽及蛋白质，也可用于分离核酸、核苷酸及其他带电荷的生物分子。
不同蛋白质的等电点（pI，isoelectric point）特性，使在不同pH缓冲液条件下所带正/负净电荷不同，选择不同的离子交换柱实现分离。
层析法分离实验报告
一、实验目的1. 理解层析法的基本原理及其在化学、生物化学等领域的应用。
2. 掌握层析法的基本操作步骤，包括样品制备、层析条件的选择、层析结果的观察与分析。
3. 学会使用层析法分离混合物，并测定各组分含量。
二、实验原理层析法是一种利用混合物中各组分的物理化学性质差异，使各组分在两个相中分布不同，从而实现分离的技术。
层析法分为吸附层析、分配层析和离子交换层析等类型。
本实验采用纸层析法，以滤纸为载体，利用混合物中各组分的极性差异，在展开剂的作用下，使各组分在滤纸上形成不同的层析点，从而实现分离。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：层析缸、滤纸、毛细管、剪刀、天平、移液器、滴定管、比色计等。
2. 试剂：展开剂（如正己烷-乙酸乙酯混合溶剂）、固定相（如硅胶、氧化铝）、流动相（如水、乙醇）、显色剂（如硫酸铜溶液）、待分离的混合物等。
四、实验步骤1. 样品制备：将待分离的混合物溶解在适量的溶剂中，制成一定浓度的溶液。
2. 层析操作：a. 将滤纸剪成适当大小的层析纸，并在一端用铅笔标记原点位置。
b. 用毛细管吸取少量样品溶液，点在层析纸的原点位置，注意点样时不要超出原点范围。
c. 将层析纸放入层析缸中，加入适量的展开剂，使展开剂液面低于原点位置。
d. 密封层析缸，待展开剂上升至一定高度时，取出层析纸。
3. 层析结果观察与分析：a. 将层析纸平铺在实验台上，用显色剂对层析点进行显色。
b. 观察并记录各层析点的位置、颜色和形状。
c. 根据层析点位置，计算各组分含量。
五、实验结果与分析1. 层析结果：实验中成功分离出混合物中的各组分，各组分在层析纸上形成了清晰的层析点。
2. 分析与讨论：a. 层析点位置与展开剂的选择、固定相和流动相的配比、样品浓度等因素有关。
b. 层析点颜色和形状可反映各组分在固定相和流动相中的分配系数。
c. 通过计算各组分在层析纸上的位置，可推算出各组分含量。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了层析法的基本原理和操作步骤，成功分离了混合物中的各组分。
第九章 层析分离
只用一层凝胶，采用相同的pH和缓冲液，适用 于组分较少的样品分离。
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（2）不连续凝胶电泳
采用2层性质不同的凝胶重叠起来使用。
1）浓缩胶
处于凝胶系统最上层，pH 6.7- 6.8。起浓缩样品的作用。
各离子迁移率满足
前导离子（Cl-）>样品离子>尾随离子(甘氨酸离子)
2）分离胶
处于凝胶系统的下层，pH8.8－8.9，根据欲分离组分 的大小调节单体浓度。
第十章 层 析 分 离
必须包括两个相，固定相（通常为表面 积很大的或多孔性固体）和流动相（液体或 气体），当流动相流过固定相时，由于物质 在两相间的分配情况不同，经过多次差别分
配而达到分离。
按分离的机制层析分离法可分为： 吸附层析法 分配层析法 离子交换层析 凝胶层析法 亲合层析法
2
层析分离法基本原理
将所需缓冲液制成高浓度贮存液，在使用时按需稀释。 要避免气泡，应进行抽气处理。
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电泳仪
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（1）灌制分离胶和浓缩胶
首先制备分离胶，待聚合后灌制浓缩胶。
注：在分离胶溶液上覆盖1－5mm的水层， 使胶面平整。
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（2）制备样品和上样
样品加入一定量的上样缓冲 液后100℃ 加热变性处理，用微 量移液器将样品加入样品孔底部。
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（二）分配平衡理论
Kd =（Ve –Vo)/Vi Ve=Vo+Vi×Kd
Ve－某一物质从层析柱内完全被洗脱所用洗脱液溶积； Vo－层析柱内凝胶颗粒之间空隙的总容积； Vi－层析柱内凝胶颗粒微孔的总容积； Kd－目标物质在洗脱剂和凝胶间的分配比。
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Kd = 0 Kd = 1
物质完全被排阻，最先流出； 物质完全通过凝胶颗粒，最后流出；
层析分离技术
层析分离技术第六章层析分离技术第⼀节吸附⼀、吸附层析的原理与特点吸附是利⽤吸附剂对液体或⽓体中某⼀组分具有选择吸附的能⼒，使其富集在吸附剂表⾯，⽽从混合物中的分离的的过程。
典型的吸附过程包括四个步骤：固体内部分⼦所受分⼦间的作⽤⼒是对称的，⽽固体表⾯分⼦所受⼒是不对称的。
向内的⼀⾯受内部分⼦的作⽤⼒较⼤，⽽表⾯向外⼀⾯所受的作⽤⼒较⼩，因⽽当⽓体分⼦或溶液中溶质分⼦在运动过程中碰到固体表⾯时就会被吸引⽽停留在固体表⾯上。
吸附的类型（1）物理吸附: 放热，可逆，单分⼦层或多分⼦层，选择性差（2）化学吸附: 放热量⼤，单分⼦，选择性强（3）交换吸附: 吸附剂吸附后同时放出等当量的离⼦到溶液中物理吸附与化学吸附的特点吸附法特点（1）不⽤或少⽤有机溶剂（2）操作简便、安全、设备简单（3）⽣产过程pH 变化⼩（4）从稀溶液分离溶质（5）吸附剂对溶质的作⽤⼩（6）吸附平衡为⾮线性（7）选择性较差吸附法的应⽤⽓体过滤⽔处理脱⾊、除臭⽬标产物的分离⼆、吸附剂（固定相）的选择吸附剂通常应具备以下特征：表⾯积⼤、颗粒均匀、对被分离的物质具有较强的吸附能⼒有较⾼的吸附选择性机械强度⾼再⽣容易、性能稳定价格低廉。
常⽤的吸附剂有极性的和⾮极性的两种。
羟基磷灰⽯、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者⼈⼯合成的如⼤⽹格吸附剂、分⼦筛等两种都有。
但⼤多属⾮极性的常⽤的吸附剂1⼤⽹格聚合物吸附剂：2活性碳：助滤，脱⾊，去热原使⽤:偏酸性(pH 5-7),加热(50-60℃)搅拌30min活性⽩⼟：脱组胺类过敏物，脱⾊。
硅藻⼟：助滤，澄清1.⼤⽹格聚合物吸附树脂的⽹络⾻架⼤⽹格树脂吸附法Ⅰ. 基本概念⼀．什么是⼤⽹格树脂吸附法？将多孔的⼤⽹格吸附树脂作为吸附剂，利⽤表⾯分⼦与物质分⼦间范德华引⼒，把液相中物质吸附到吸附树脂表⾯。
◆⼤⽹格树脂吸附法与离⼦交换法的⽐较：相同：①操作⽅法：静态法、动态法；②⾻架结构：树脂均有溶胀孔隙和永久孔隙的⼤⽹格⾻架结构。
层析分离技术
层析分离技术层析分离技术是一种在化学分析中常用的分离技术，通过不同物质在固相与液相之间的分配系数差异来实现分离。
该技术广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等领域，具有高效、灵敏、选择性好等优点。
层析分离技术的基本原理是根据不同物质在固相与液相之间的分配行为来实现分离。
在层析柱中填充有固定相，通常为多孔性的吸附剂或离子交换剂。
样品溶液经过层析柱时，不同成分在固相与液相之间的分配系数不同，从而在柱中发生分离。
层析分离技术的基本步骤包括样品处理、样品注入、洗脱和检测等。
首先，对样品进行必要的前处理，如提取、浓缩、稀释等，以适应层析分离的要求。
然后，将样品注入层析柱，样品中的不同成分在固相与液相之间进行分配。
根据不同物质的亲和性差异，可以通过改变液相的成分、pH值或温度等条件来调节分离效果。
接着，通过洗脱剂的使用，将目标物质从固相上洗脱下来。
最后，对洗脱液进行检测，可以使用各种分析方法，如光谱法、电化学法、质谱法等，对目标物质进行定量或定性分析。
层析分离技术有多种类型，常见的有薄层层析、柱层析、气相层析等。
薄层层析是一种简单、快速、经济的分离方法，广泛应用于药物分析、农药残留检测等领域。
柱层析是一种常用的分离技术，通过将样品溶液通过填充有固定相的柱子进行分离，可实现复杂样品的分离与纯化。
气相层析则是利用气体作为载气相，将样品中的揮发性成分进行分离，适用于挥发性物质的分析。
层析分离技术在实际应用中具有广泛的优势。
首先，层析分离技术可以实现对复杂混合物的分离与纯化，可用于样品预处理、纯化与富集等过程。
其次，层析分离技术具有高效、灵敏的特点，能够对微量物质进行分离与检测。
此外，层析分离技术选择性好，可通过调节条件来实现对目标物质的选择性分离。
最后，层析分离技术操作简单，设备成本低，易于实施。
层析分离技术是一种常用的分离技术，通过不同物质在固相与液相之间的分配行为来实现分离。
该技术在环境监测、食品安全、药物分析等领域具有广泛应用，具有高效、灵敏、选择性好等优点。
层析分离技术
(1)与O2反应
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
常温迅速 成膜加热 加热能反应
不反应
(2)与H2O反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb ……
条件：冷水剧烈 热水缓慢 水蒸气高温 不反应 产物： 氢氧化物和氢气 氧化物和氢气
(3)与酸反应 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 常温下与非氧化性酸反应 氧化性酸 王水 (4)置换反应 (5)特例：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
分辨率 Rs
是用来描述两种物质之 间分离效果的好坏参数， 其定义是两个洗脱峰峰 顶对映的洗脱体积之差 比上两峰在基线上峰宽 的和的平均值。
不同Rs下的分离效果
主体分离 基线分离
4.1.2 层析法的分类
根据固定相基质的形式分类 分为纸层析、薄层层析和柱层析。
根据流动相的形式分类 分为液相层析和气相层析。
特点：分离效率高，能分离性质极其类似的物质；既 可用于少量物质的分析鉴定，又可用于大量物质的分 离制备。
4.1.1 基本概念
固定相 是层析的基质，可以是固体物质（如吸附剂， 凝胶，离子交换剂等），也可以是液体物质（如 固定在滤纸、硅胶或纤维素上的溶液），这些基 质能与待分离的化合物进行可逆的吸附，溶解， 交换等作用，对层析的效果起关键的作用。
Mg
•K
Ca
• Rb
Sr
• Cs
Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
元素的存在 均以矿物形式存在:
钠长石: NaAlSi3O8 钾长石: KAlSi3O8
第九章层析法
在放大时，增加柱的直径，也存在一些 复杂的有关问题。
一方面，直径增大，压缩性增加，器壁 的机械支撑已不起作用了，这样，对于相同 的压力降，在大柱中流速会有所下降；
另一方面，流体力学更为复杂，并且由 于径向速度分布造成严重偏离塞式流的结果 和在填充上的不均匀性使色层带的扩展增加 并影响保留时间的计算。
子来描述，必须用分离度来解释，其定义
为：
Rs
(tR1 tR2 ) 0.5(W1 W2 )
（N91/-29(） 1)( K2
4 1 K2
)
式中N为理论板数；W为峰宽。
9.2 层析分离过程理论
有效层析分离的两个条件：
1. 分离因素或选择性要足够高，即溶质的平均 迁移速度（或保留时间）应相差较大；
所以大柱填充时，要求有高度的专业技 术和熟练的操作人员。
9.4 不同分离机制的层析法简介
一．吸附层析法
吸附层析法是利用吸附剂对组分 的吸附能力的差别进行分离的，包 括无机吸附剂和有机吸附剂。
二．疏水作用层析法
靠疏水基团的疏水力分离生物大分子的液 相色谱法称为疏水作用层析法。
疏水作用层析法的操作过程是：用碳链长 度逐次变化的同系列的烷基琼脂糖分别装柱， 在相同的条件下，将混合蛋白质溶液通入柱中， 不同的蛋白质将在烷基琼脂糖系列柱中显示出 不同的吸附特性，蛋白质的分辨能力取决于碳 链的原子数，因此可以利用系列柱实验来调节 已知蛋白质的吸附强弱，然后用缓冲溶液进行 洗脱。
保留时间的控制与溶质在固定相和流动 相之间分配的热力学平衡有关，通过固定相 和流动相的适当选择可以改善峰的分离。
2. 色层的末端弥散应保证减至最低程度，从而 使两个连续色带的重叠范围达到最小限度。
色层的扩张起因于弥散和流体力学效应 以及溶质在流动相和固定相之间质量传递 的限制（实际上，层析分离过程是在一个 不平衡状况下进行的）。
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9.4.2 平面层析法
平面层析法(planar chromatography)主要包括薄层层 析法和纸层析法两大类。
薄层层析：将固定相涂布于平面载板上。 纸层析：直接以滤纸作为固定相。 装置简单、操作简便。 常作为一种不挥发高沸点有机物、生物大分子混合物 的有效、快速、简便的分离分析手段而被应用。 平面层析法与其他色谱分离有着相同或相似的分离机 理。
•
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缺点:
• 缺点： 分离效率较低，不适用挥发性试 样分离。定性定量不便。 • 应用：平板色谱法在染料、农药、医药 、有机酸碱类化合物、糖类化合物、氨基 酸、蛋白质及中草药中有效成分的分离分 析中经常被使用。也可以用于无机离子的 分离。还经常作为高效液相色谱的一种预 试方法。
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2.展开剂
由一种或多种溶剂按一定比例组成。如用纸层析分离 氨基酸时，常用的展开剂组成和配比为：
正丁醇：乙酸：水 = 4：1：1。
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3. 点样
用微量注射器或玻璃毛细管吸取 一定量试样点在原点上。试样点的直 径一般应小于5mm。可并排点多个试 样同时展开。
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平面层析法
纸层析和薄层层析流 动相的移动是依靠毛细作 用。
将试样点在色谱滤纸 或层析板的一端，并将该 端浸在作为流动相的溶剂 （常称之为展开剂）中， 随着溶剂向上的移动，经 过试样点时，带动试样向 上运动。
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操作技术
1.层析纸和层析板
特制的色层滤纸。按需要剪裁成长条形（或筒型）。层 析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂（硅胶或氧化铝， 200～250目）均匀地涂在长条形玻璃板上（厚度0.15～ 0.5mm）。干燥后即可使用。
第九章
分析测定中常用 的分离方法
9.4.1 柱层析法 9.4.2 平面层析法
第四节 层析分离法
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9.4.1 柱层析
1. 吸附柱层析法
以吸附剂为固定相(硅胶、氧化铝和活性炭等)。 根据试样的性质、吸附剂的活性和流动相的极性这 三种因素来选择适宜的条件。 被分离的组分极性较强，应选择吸附性能较弱的吸 附剂，同时选择极性较强的洗脱剂；或反之。 吸附柱层析法可用于芳香族化合物的分离、倍半萜 类烯物的分离等。
4.显色、检测
有些组份在紫外光照射下产生荧光，可在紫外灯 下用铅笔将组份斑点描绘出来。常用的显色方法有 喷洒显色剂、碘蒸气熏或氨水熏等。
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特点及应用
• 平板色谱简单、方便、及操作费用低， • 可以在一块层析板上同时展开多个试样 及将多条滤纸同时展开。 • 采用方形薄层板还可以方便的进行二维 展开，即按一般方法展开后，改变方向和 展开剂再次展开，进一步改善分离效果。 • 试样一般不需要经过预处理即可分离。
内容选择：
9.1 沉淀分离法 9.2 溶剂萃取分离法 9.3 离子交换分离法 9.4 层析分离法 9. 5 膜分离法 9.6 激光分离法
结束
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2. 凝胶柱层析法
凝胶或其它具有分子筛性质的多孔性物质做固定相。 对具有不同分子量的溶质或不同大小的分子进行分离 纯化的一种方法。 凝胶：葡萄糖凝胶、聚丙烯酰凝胶、琼脂糖凝胶、聚 苯乙烯凝胶和多孔硅胶等。 分离原理：当被分离的物质通过柱子时,小分子可以自 由进入凝胶孔道(kd1),在柱内停留时间最长；大分子因不 能进入孔道(kd0),在柱内停留时间最短；居中分子(kd0-1), 它们将按照顺序被洗脱. 应用：生化领域,如蛋白质、氨基酸、核酸、肽类等生 物物质的分离和制备，抗菌素的分离、纯化，肝炎病毒的 分离等；高聚物的分子量和分子量分布测定。