第十章色谱分离过程
分析化学第十章_亲和色谱
分析化学第十章_亲和色谱亲和色谱(affinity chromatography)是一种利用生物分子之间的特异性相互作用来分离和纯化目标分子的分析方法。
它是一种分子识别性较强的分离技术，广泛应用于生物医药领域。
亲和色谱的基本原理是利用配体（ligand）与目标分子之间的特异性结合，实现目标分子的选择性吸附和洗脱。
配体可以是抗体、酶、受体、亲和剂等，通过共价或非共价的化学方法与固定在色谱填料上，形成亲和色谱填料。
目标分子与配体之间根据亲和性或特异性结合，而非目标分子则快速洗脱。
亲和色谱的步骤包括样品加载、洗脱条件优化和目标分子收集。
首先将样品加载到亲和色谱柱中，目标分子与亲和填料的配体结合。
随后，通过改变洗脱液的条件，如pH、温度、离子强度等，以破坏目标分子和配体之间的结合，实现目标分子的洗脱。
最后，收集目标分子的洗脱液，得到纯化目标分子的样品。
亲和色谱具有高选择性、高灵敏度、易操作等优点，适用于分离和纯化复杂混合物中的目标分子。
它被广泛应用于蛋白质、核酸、糖类等生物大分子的纯化和分析。
亲和色谱的应用领域包括药物研发、生命科学研究、生物工程等。
例如，在药物研发中，可以利用亲和色谱分离和纯化药物靶标蛋白，以研究药物的作用机制。
在生命科学研究中，亲和色谱可以用于蛋白质相互作用的研究，如蛋白质结构和功能的研究。
在生物工程中，亲和色谱可以实现重组蛋白的纯化和分析。
亲和色谱还可以与其他色谱技术相结合，形成多维色谱系统，提高分离的选择性和分辨率。
例如，结合亲和色谱与离子交换色谱，可以实现对混合物中多种目标分子的同时纯化和分析。
近年来，亲和色谱技术不断发展，涌现出更多新的亲和填料和新的亲和配体。
例如，金属亲和色谱、核酸亲和色谱、抗体亲和色谱等，拓宽了亲和色谱的应用范围。
此外，与质谱、光谱等分析技术相结合，可以进一步提高亲和色谱的灵敏度和分析能力。
综上所述，亲和色谱是一种利用生物分子间特异性相互作用的分离纯化方法，具有高选择性和灵敏度，广泛应用于生物医药领域。
第10章 色谱分析基本概念
c
c0 σ 2π
e
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。
目 录
1-1 色谱法概述
1-1-1 色谱法的特点、分类和作用 1-1-2 色谱分离过程 1-1-3 色谱流出曲线与术语
1-2 色谱理论基础
1-2-1 塔板理论 1-2-2 速率理论 1-2-3 分离度 1-3 定性定量方法 1-3-1 色谱定性分析 1-3-2 色谱定量分析
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，
色谱柱的理论塔板数：n，
则三者的关系为： n=L/H
理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!
2.有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。
调整保留时间（tR＇）：tR＇= tR－tM
（2）用体积表示的保留值 保留体积（VR）： VR = tR×F0 F0为柱出口处的载气流量，
单位：m L / min。
死体积（VM）：
VM = tM ×F0
调整保留体积(VR＇)：
V R＇ = VR －VM
3. 相对保留值r21 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1 相对保留值只与柱温 和固定相性质有关，与其 他色谱操作条件无关，它 表示了固定相对这两种组 分的选择性。
式中为相比。 填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。 容量因子越大，保留时间越长。 VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
液相色谱分离过程
液相色谱分离过程液相色谱是一种基于物质分配行为的分离技术，适用于需要高分离度和高灵敏度的生化分析和制药工业。
液相色谱分离过程可以分为样品预处理、样品进样、分离柱、检测器、数据处理等几个部分。
1. 样品预处理：在进行液相色谱分离之前，需要对样品进行预处理。
预处理过程中可以通过固相抽提、离心、滤过、稀释等方法去除浊物和杂质，并将目标化合物纯化和浓缩至所需的浓度。
2. 样品进样：样品需要经过自动或手动进样器进入分离柱。
通常使用自动进样器，它可以精确控制样品的体积和时间，并且能够进行多次连续进样，提高检测灵敏度。
3. 分离柱：分离柱是液相色谱分离的核心部分，通过填充材料将化合物分子分离。
填料材料通常为高分子质量为1000至4000的微小颗粒，具有均匀的孔隙结构和高比表面积。
填充材料的选择可以根据不同的分离目的进行，例如反向相色谱、离子交换色谱和尺寸排除色谱等。
4. 检测器：分离柱后的化合物需要经过检测器检测，通常使用紫外光检测器或荧光检测器。
紫外光检测器通过测量物质吸收或发射的紫外线信号来检测化合物，荧光检测器则测量化合物的荧光信号。
其他的检测器如质谱检测器、电化学检测器和折射率检测器等也可以用于液相色谱分离。
5. 数据处理：液相色谱分离产生的信号需要进行处理和解释。
数据处理可以通过计算机软件进行，以获取化合物的保留时间、峰面积和峰高度等数据。
这些数据可以用于定量分析和质量控制，比如确定化合物浓度和出现异常峰的原因等。
液相色谱分离过程是一个复杂的过程，需要根据实际需求进行优化和改进。
随着科技的不断发展，液相色谱分离技术将会逐渐成熟，并且在生命科学、制药和环境监测等领域中得到广泛应用。
气相色谱(GC)基础知识——基本原理PPT课件分析 共99页
B H A Cu
u 流动相 线速度
1) 涡流扩散项A
A2dp
固定相颗粒越小，填充的越均匀 A越小，H越小，柱效越高，色谱峰越窄。
2) 分子扩散项B/u(纵向扩散项)
流动相
B2Dg
产生原因：浓度梯度
影响因素：流动相流速；
气体扩散系数 (Dg
1) M载气
柱内谱带构型 相应的响应信号
最小板高:
H最小＝A+2(BC)1/2 ＝0.08+2(0.65×0.003)1/2＝0.17cm
四 分离度
定义： R tr2tr1 2(tr2tr1)
12(W1W2) (W1W2) tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
R=1.5 完全分离
(50％三氟丙基)甲 基聚硅氧烷
聚乙二醇
非极性 脂肪烃化合物， 石化产品
中等极性 极性化合物，如 高级脂肪酸
中强极性 极性化合物，如 醇、羧酸酯等
2 气固色谱固定相
分离对象
永久性气体 惰性气体 低沸点有机化合物
固体吸附剂
硅胶－强极性 氧化铝－弱极性 活性炭－非极性 分子筛－强极性 高分子多孔微球(GDX)
红色
{ 硅藻土 白色
{ { 担体(载体)
组成
固定液
非硅藻土
对载体的要求
a. 具有多孔性，即比表面积大。
b. 化学惰性，表面没有活性，有较好的 浸润性。
c. 热稳定性好。
d. 有一定的机械强度，使固定相在制备 和填充过程中不易粉碎。
担体的表面处理
a. 酸洗－浓盐酸浸泡，除去碱性作用基团 b. 碱洗－氢氧化钾甲醇溶液浸泡，除去酸
分析化学中常用的分离和富集方法及小结
3. 其它无机沉淀剂
H2SO4，H3PO4，HF or NH4F，HCl
稀HCl：Ag Hg22+ Pb→白↓（ Ⅰ组阳离子）
HCl
AgCl,Hg2Cl2,PbCl2
NH3
溶于热水
Ag(NH3)2+ Pb(OH)2 HgNH2Cl(白)+Hg(黑)
13
（白）
灰黑
无机沉淀剂: 易产生共沉淀, 选择性不高; 应首先沉淀微量组分.
UO22+，Al3+，Sn4+，Bi3+等。
21
无机共沉淀剂选择性差, 干扰下一步测定。
2、有机共沉淀剂（选择性高，应用广）
丹宁,辛可宁，动物胶等,可灼烧除去。
例1：分离微量H2WO4
HNO3介质中， H2WO4－辛可宁。
带负电胶粒，
不易凝聚
胶体凝聚
例2：分离微量cd
R h C B 2 4 d (IR)2 h CB 2 4 d I
氢氧化物：NaOH、NH3 硫化物：H2S 有机沉淀剂：H2C2O4，丁二酮肟
分
离子交换分离
阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
气液分离：挥发和蒸馏 克氏定氮法，Cl2预氧化I-法
离
螯合物萃取
萃取分离 离子缔合物萃取
方 液液分离
法
膜分离
三元络合物萃取 支撑型液膜 乳状液型液膜
生物膜
气固分离——超临界流体萃取
离子）（氨水沉淀分离法中常加入大量NH4+盐，其作 用是什么？）
10
3 控制pH=5－6
① ZnO悬浊液法
高价离子Fe3+,Al3+,Cr3+,Th4+等定量↓ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱi2+,Co2+,Mn2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+不↓
色谱分离过程
College of Chemical Engineering, Huaqiao UniversityPharmaceutical Separation Engineering 第十章色谱分离过程Chromatography)§10-1概述§10-2 色谱流出曲线§10-3 色谱法基本原理§10-4 分离度及色谱分离方程§10-5 色谱定性分析§10-6 色谱定量分析§10-7 气相色谱简介§10-8 液相色谱简介College of Chemical Engineering, Huaqiao UniversityPharmaceutical Separation Engineering§10-1 概述化学分析方法的基本要求是其选择性要高。
即，在分析过程中，待测物与潜在的干扰物的分离是最为重要的步骤！20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。
迄今为止，色谱方法是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。
College of Chemical Engineering, Huaqiao UniversityPharmaceutical Separation Engineering1、历史：1906年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。
他采用填充有固体CaCO 3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素（chlorophylls & xanthophylls)加于柱顶端，然后以溶剂（石油醚）淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱chromatography (希腊语中“chroma”=color; “graphy”=write ) 。
色谱柱(Column)：填充有固体CaCO3细粒子的玻璃柱；固定相(stationary )：固体CaCO3细粒子；流动相(mobile)：石油醚50年代，色谱发展最快，目前色谱法已成为一门专门的学科，无论是在理论、技术还是仪器、应用等方面都有极大的（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析发展的要求）1937-1972年，15年中有12个Nobel Prize 是有关色谱研究的！College of Chemical Engineering, Huaqiao UniversityPharmaceutical Separation Engineering1906年由俄国植物学家Tsweet 创立植物色素分离。
液相色谱分离过程
液相色谱分离过程
液相色谱（LiquidChromatography，简称LC）是一种基于化学
分子间相互作用和物理化学性质差异的分离方法。
液相色谱的分离原理是在固定相和液相的作用下，溶液中的物质在固定相表面上被吸附、分离、吸附和洗脱。
液相色谱的分离过程可以分为样品进样、流动相进样、固定相吸附、洗脱和检测几个步骤。
首先，待分离物质被进样器吸入，随后被送入流动相中。
流动相通过固定相时，待分离物质会在固定相表面进行吸附，然后通过不同的洗脱条件，把吸附在固定相上的不同成分分离开来。
最后，各组分被检测器检测出来。
液相色谱的分离过程主要受到以下因素的影响：
1. 流动相的选择：流动相的性质直接影响着样品的分离情况。
因此，在选择流动相的时候，需要考虑样品的特性和分离条件。
2. 固定相的选择：固定相的特性决定了分离过程中样品在固定
相表面的吸附情况。
不同的固定相会对不同的样品产生不同的分离效果。
3. 洗脱条件的选择：洗脱条件的选择会直接影响各组分的分离
效果。
总的来说，液相色谱的分离过程是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。
在实际应用中，可以通过调节流动相、固定相和洗脱条件等参数，来实现对待分离物质的高效分离。
- 1 -。
亲和色谱模拟分离过程
亲和色谱，也称为亲和层析，是一种利用固定相的结合特性来分离分子的色谱方法。
该方法依赖于键合在固定相上的配体与生物活性目标分子间的特异性识别与可逆的亲和力作用，实现生物分子选择性分离。
在实际操作过程中，首先将待分离的物质连接到凝胶过滤色谱柱上，并确保连接的分子与待分离物质有一定的结合能力，这种结合是可逆的，即在改变流动相条件时可以相互分离。
然后通过调整流动相条件使得待分离物质与基质之间的相互作用增强或减弱，从而实现分离。
亲和色谱法具有高分辨率、高选择性的特点，因此被广泛应用于复杂样品的分离纯化过程。
例如，可以利用亲和色谱法从混合物中纯化或浓缩某一特定分子，也可以用于去除或降低混合物中特定分子的含量。
此外，亲和色谱还可以用于从变性或功能不同的版本中分离活性生物分子，以及从大量粗样品中分离低浓度的纯化合物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要用于分析永久性气体，如低级烷烃、氢、氧、一氧 化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫化氢等。
第十章色谱分离过程
2.液体固定相 组成结构：担体+固定液，前者是具有较大比表面、 化学呈惰性的一类物质，后者在色谱使用温度下呈 液体膜状态，化学性质稳定，不流失或挥发，主要 用于分析较高沸点的有机物。 对固定液的基本要求： a 蒸汽压要低，使用温度下为液体 b 热稳定要好，不挥发 c 惰性，与分析物质不产生化学反应。
spectrometry） b 液相色谱仪( Liquid chromatography )
高效液相色谱( High performance liquid chromatography) 超临界流体色谱( Supercritical fluid chromatography) 高效毛细管电泳(High performance capillary electrophoresis) 毛细管电色谱(Capillary electrochromatography) 液相质谱联用技术（Liquid chromatography- Mass spectrometry c 平面色谱法（Planar chromatography） 薄层色谱 ( Thin layer chromatography) 薄层电泳色谱 (Thin layer electrophoresis ) 纸色谱( Paper chromatography)
第十章色谱分离过程
固定液的选择原则：
“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。
A 非极性样品选用非极性固定液（主要作用力为色散力） 流出顺序：沸点低的先流出，同沸点的极性组分先流出 B 中等极性样品选用中等极性固定液（主要作用力为静电力） 流出顺序：沸点低的先流出，同沸点的极性小的组分先流出 C 强极性样品选用强极性固定液（主要作用力为静电力） 流出顺序：极性低的先流出
第十章色谱分离过程
4.可按仪器分:
a 气相色谱( Gas chromatography ) 填充柱气相色谱（Packed column gas chromatography） 毛细管气相色谱 (Capillary column gas chromatography) 裂解气相色谱(Pyrolysis gas chromatography ) 顶空气相色谱 ( Headspace gas chromatography) 气相质谱联用技术（Gas chromatography-Mass
第十章色谱分离过程
分配系数的微小差异→吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先流出；
吸附能力强的组分后流出
第十章色谱分离过程
二、固定相（色谱柱填料）
1.固体固定相 a 常用的固体吸附剂：活性炭，硅胶，氧化铝，分子筛等
作用机理：吸附占主导地位 b 新型的固体固定相：高分子多孔微球
第十章色谱分离过程
三、色谱柱及柱技术
色谱柱的性能依赖于三个因素：色谱柱填充技术、柱设 计和生产 1.色谱柱装填方法 高压匀浆填充 干法填充 径向压缩法 轴向压缩法 环形压缩技术 2.色谱柱的设计 多采用大直径、短柱长的“饼式”柱
第十章色谱分离过程
第三节 色谱的分类
1. 按固定相及流动相的状态分类：液相色谱、 气相色谱
第十章色谱分离过程
图示
➢ 固定相——CaCO3颗粒 ➢ 流动相——石油醚
色带
第十章色谱分离过程
二、色谱法定义、实质和目的
➢ 定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分析 方法
➢ 实质：分离 ➢ 目的：定性分析或定量分析
其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体 或液体），称为流动相。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
第十章色谱分离过程
第二节 色谱分离过程的基本原理
一、分离原理
色谱分离过程的实质是溶质在不互溶的固定相和流动相 之间进行的一种连续多次的交换过程，它借助溶质在亮相 间分配行为的差别而使不同的溶质分离。
✓ 以吸附色谱为例 吸附→ 解吸→再吸附 →再解吸 →反复多次洗脱→ 被测组分分配系数不同→ 差速迁移 → 分离
固定相——除了固体，还可以是液体 流动相——液体或气体 色谱柱——各种材质和尺寸 被分离组分——不再仅局限于有色物质
第十章色谱分离过程
ห้องสมุดไป่ตู้
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异 ，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流 动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡， 使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由 固定相中流出。 与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分 离与检测。 两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础
2. 按固定相形状性质分类：柱色谱、纸色谱、 薄层色谱
第十章色谱分离过程
3.按色谱过程的机理分类：
吸附色谱：用固体吸附剂作固定相，利用组分在吸附剂上吸附 力的不同，因而吸附平衡常数不同而将组分分离
分配色谱：用液体作固定相，利用组分在液相中的溶解度不同， 因而分配系数不同进行分离
离子交换色谱：利用离子交换原理 排阻色谱：利用分子大小不同 电色谱：利用带电物质在电场作用下移动速度不同进行分离
第十章色谱分离过程
三.色谱法的特点
（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
（2） 灵敏度高 可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
第十章 色谱分离过程
第十章色谱分离过程
第一节 概 述
一、色谱法的由来 1．1906年由俄国植物学家Tsweet创立 植物色素分离见图示
40年代 TLC，纸色谱 50年代 GC出现使色谱具备分离和在线分析功能 60年代末 HPLC出现，使色谱分析范围进一步扩大
2．现在：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析