第三章 吸附层析..
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吸附层析法
化学分离分析 ——吸附色层法
②组：
2014年8月1日星期五
色层分析法
第1页
一．吸附层析
（adsorption chromatography）
1.原理 2.吸附剂的类型及其选择 3.流动相及其选择
吸附
指在固体或液体内部或表面的选择性传递。 被吸附的物质称为溶质，固体材料称为吸附剂。
图15.1
吸附层析
一般Ａl2O3用量为样品量的5～２０倍。
活度级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
含水量（%）
Al2O3 ０ ３ ６ １０ １５ 硅胶 ０ ５ １５ ２５ ３８
（3）羟基磷灰石
化学式[Ca5(PO4)3OH]2，简称HA。HA有三种规 格，分别适用于不同条件。由于HA的吸附容量 高，稳定性好（在T<85℃，PH5.5~10.0均可使 用）。 HA的Ca2＋基团和生物表面的负电荷基团的相 互反应，在用HA分离生物分子过程中起着重要 的作用。HA的PO43-基团与生物分子表面的阳 电荷基团的相互反应，起着次要的作用。
硅胶是由聚硅酸脱水制得的颗粒状吸附剂
（2）氧化铝
Al2O3是由Al(OH)３脱水制得，Al2O3表面存在铝羟基Al－ ＯＨ，由于羟基的Ｈ键作用而能吸附其它物质。 Ａl2O3可分为中性、酸性、碱性三种。 中性氧化铝适用于醛、酮、酯、内酯化合物及某些苷的分离； 酸性氧化铝适用于酸性化合物，如酸性色素、某些氨基酸， 以及对酸稳定的中性物质的分离； 碱 性Ａl2O3适用于分离碱性化合物如生物碱、醇以及其它中 性和碱性物质。 一般讲，能用酸性或碱性氧化铝分离的物质 也可 用中性的氧化铝分离。
乙烯、吡啶
含氮极性化合物 带强极性基团 苯酚甲醛缩合物 苯乙烯
二乙烯苯
二乙烯苯 二乙烯苯
②组：
2014年8月1日星期五
色层分析法
第1页
一．吸附层析
（adsorption chromatography）
1.原理 2.吸附剂的类型及其选择 3.流动相及其选择
吸附
指在固体或液体内部或表面的选择性传递。 被吸附的物质称为溶质，固体材料称为吸附剂。
图15.1
吸附层析
一般Ａl2O3用量为样品量的5～２０倍。
活度级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
含水量（%）
Al2O3 ０ ３ ６ １０ １５ 硅胶 ０ ５ １５ ２５ ３８
（3）羟基磷灰石
化学式[Ca5(PO4)3OH]2，简称HA。HA有三种规 格，分别适用于不同条件。由于HA的吸附容量 高，稳定性好（在T<85℃，PH5.5~10.0均可使 用）。 HA的Ca2＋基团和生物表面的负电荷基团的相 互反应，在用HA分离生物分子过程中起着重要 的作用。HA的PO43-基团与生物分子表面的阳 电荷基团的相互反应，起着次要的作用。
硅胶是由聚硅酸脱水制得的颗粒状吸附剂
（2）氧化铝
Al2O3是由Al(OH)３脱水制得，Al2O3表面存在铝羟基Al－ ＯＨ，由于羟基的Ｈ键作用而能吸附其它物质。 Ａl2O3可分为中性、酸性、碱性三种。 中性氧化铝适用于醛、酮、酯、内酯化合物及某些苷的分离； 酸性氧化铝适用于酸性化合物，如酸性色素、某些氨基酸， 以及对酸稳定的中性物质的分离； 碱 性Ａl2O3适用于分离碱性化合物如生物碱、醇以及其它中 性和碱性物质。 一般讲，能用酸性或碱性氧化铝分离的物质 也可 用中性的氧化铝分离。
乙烯、吡啶
含氮极性化合物 带强极性基团 苯酚甲醛缩合物 苯乙烯
二乙烯苯
二乙烯苯 二乙烯苯
21吸附层析
二、吸附层析的知识准备
（三）吸附剂的分类
1．极性分类 四类：非极性、极性、中极性、强性。 (1)非极性吸附剂 由苯乙烯系单体制备的不带任何功能 基团的吸附剂为非极性吸附剂。这类聚合物中电荷分布均 匀，表面疏水性较强，与被吸附物质中的疏水部分相互作 用达到吸附的目的，适用于极性溶剂中吸附非极性或弱极 性物质。 (2)中极性吸附剂 含有酯基基团类的吸附剂，由于骨架 中酯基偶极的存在，使吸附剂具有了一定的极性，丙烯酸 酯系列吸附剂为中等极性吸附剂。这类大分子结构既有极 性部分也有非极性部分，所以既可从极性溶剂中吸附非极 性物质，也可从非极性溶液中吸附极性物质。
二、吸附层析的知识准备
（六）吸附剂的物理化学性能 3．孔径与孔径分布 在吸附剂内，孔的形状极不规则，孔隙大小也各不相同。 直径在数埃(A)至数十埃的孔称为细孔，直径在数百埃以上的 孔称为粗孔。细孔越多，则孔容越大，比表面积也越大，越 有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是提供吸附质分子进入吸 附剂的通路。粗孔和细孔的关系就像大街和小巷一样，外来 分子通过粗孔才能迅速到达吸附剂的深处。所以粗孔也应占 有适当的比例。活性炭和硅胶之类的吸附剂中粗孔和细孔是 在制造过程中形成的。沸石分子筛在合成时形成直径为数微 米的晶体，其中只有均匀的细孔，成型时才形成晶体与晶体 之间的粗孔。 孔径分布是表示孔径大小和与之对应的孔体积的关系，由 此来表征吸附剂的孔特性。
二、吸附层析的知识准备
（四）吸附剂的选用（要求） (1)要有尽可能大的比表面积，以增强其吸附能力。同时被 吸附的杂质更易于解吸。 (2)对待分离组分要有足够的选择性，以提高被分离组分的 分离程度，分离系数越大，分离越容易。 (3)合适的粒度及其粒径分布。粒度小，表观传质速率大， 对分离有利；但粒度小，操作压力增加。 (4)重复使用寿命长。吸附剂的寿命通常与其本身的机械强 度有关，此外还与操作条件、原料和流动相的性质有密切关 系。 (5)使用的吸附剂应有足够的强度，以减少破碎和磨损。 (6)分离组分复杂、类别较多的气体混合物，可选用多种吸 附剂。
第3章 吸附层析
现代色谱分析包括GC、HPLC、SFC、HPTLC、CE
及联用技术。
色谱常用术语
1．固定相
固定相是由层析基质组成的。 固定相是由层析基质组成的 。 其基质包括固体物 质 ( 如吸附剂、离子交换剂)和液体物质(如固定在纤 如吸附剂、 离子交换剂) 和液体物质( 维素或硅胶上的溶液) 维素或硅胶上的溶液 ) ， 这些物质能与相关的化合物 进行可逆性的吸附、溶解和交换作用。 进行可逆性的吸附、溶解和交换作用。
分配系数是广义的， 包括溶解、 吸附、 ▲ 分配系数是广义的 ， 包括溶解 、 吸附 、 离 子交换、亲和力和分子体积等分离特性。 子交换、亲和力和分子体积等分离特性。 ▲ 物质能否分离取决于它们之间是否存在分配 差异，这是一切分离的必要条件， 差异 ， 这是一切分离的必要条件 ， 色谱也不能 例外。 例外。 ▲与其它分离法相比，色谱法的高效率在于独 与其它分离法相比， 特的“ 动态分离过程” 即反复多次分配， 特的 “ 动态分离过程 ” ， 即反复多次分配 ， 它大大扩大了原来分配系数的差异， 它大大扩大了原来分配系数的差异，从而实现 混合物的分离。 混合物的分离。
2．流动相
在层析过程中推动固定相上的物质向一定方向移 动的液体或气体称为流动相。在柱层析时， 动的液体或气体称为流动相。在柱层析时，流动相又 称洗脱剂或洗涤剂( 称洗脱剂或洗涤剂 ( 即推动有效成分或杂质向一定方 向移动的溶液) 在薄层层析时流动相又称展层剂。 向移动的溶液)。在薄层层析时流动相又称展层剂。
Horvvath(1967) 、 Huber(1967) 、 Kirkland(1969) 分 Horvvath(1967) Huber(1967) Kirkland(1969) 1967 1967 1969 高效液相色谱仪， 别研制高效液相色谱仪 别研制高效液相色谱仪，他们的主要贡献主要是技术上 的突破： 的突破： 高效填料：细颗粒、耐压； ▲ 高效填料：细颗粒、耐压；特别是键合固定相 高压泵:克服细填料带来的流速慢的缺点， ▲ 高压泵:克服细填料带来的流速慢的缺点，加快了 传质过程 仪器检测： ▲ 仪器检测：高灵敏度连续检测 高效液相色谱的重要特征是由“开放柱液相色谱 液相色谱” 高效液相色谱的重要特征是由“开放柱液相色谱” 密闭柱液相色谱 方向发展。 液相色谱” 向“密闭柱液相色谱”方向发展。 1975年 Baumen发表 发表“ 1975年，Small, Stevens 和Baumen发表“Novel Ion Exchange Chromatographic Method Using Detection” 一文，采用离子抑制柱Conductimetric Detection 一文，采用离子抑制柱离子色谱法的诞生 电导检测器检测，标志着离子色谱法的诞生。 电导检测器检测，标志着离子色谱法的诞生。
层析分离技术二吸附层析
PART 05
吸附层析的优缺点
优点
高选择性
吸附层析法可以选择性地分离和纯 化目标物质，对于特定结构和性质
的化合物具有较高的分离效果。
操作简便
吸附层析的操作相对简单，只 需选择合适的吸附剂填充到层 析柱中，然后进行洗脱即可。
适用范围广
吸附层析可以用于分离各种类 型的化合物，包括有机物、无 机物和生物大分子等。
分离效果好
吸附层析的分离效果较好，能 够实现高纯度物质的分离和纯
化。
缺点
吸附剂选择限制 吸附层析的成功与否很大程度上 取决于吸附剂的选择，有时需要 针对特定化合物进行筛选和制备。
操作压力大 在吸附层析过程中，由于需要较 高的操作压力来推动流动相通过 层析柱，可能会导致柱床的压实 和分离效果的降低。
填充介质
将吸附剂填充到柱子中，确保填充均匀、紧密， 无气泡和间隙。
柱子压力
控制柱子的压力，确保介质填充稳定，避免介质 流失或压实。
上样
01
02
03
样品的准备
将待分离的样品进行适当 处理，如溶解、稀释、离 心等，确保样品适合上样。
上样方式
选择合适的上样方式，如 直接上样、分批上样或连 续上样，确保样品与吸附 剂充分接触。
引言
层析分离技术的概述
01
层析分离技术是一种基于不同物 质在固定相和流动相之间分配平 衡的差异，从而实现混合物中各 组分分离的物理化学分离方法。
02
该技术广泛应用于生物、医药、 食品、化工等领域，用于分离纯 化各类生物分子、有机化合物和 无机离子等。
吸附层析的原理和应用
吸附层析的原理是利用固体吸附剂对不同组分 吸附能力的差异，通过流动相的洗脱实现各组 分的分离。
第三章 吸附层析
吸附：在低盐浓度下进行。 洗脱：在高盐浓度中进行（缓冲液） 主要分离因素：HA的Ca 2+对溶质表面的负电荷基 团的作用； 次要分离因素：HA的磷酸基团对溶质表面的正电荷 基团的作用；
吸附层析
硅胶
含水量越高，吸附力越小。 活化：110°C烘箱，1hr。
吸附层析
洗脱剂的选择
选择洗脱剂顺序：极性小到极性大； 浓度低到高。 生物大分子一般以中性盐溶液洗脱； 洗脱剂强弱决定于：极性、离子强度。
吸附层析
本章小结
吸附层析原理：通过吸附剂表面与被分离物质之间 的范德华力和静电引力的大小不同，来达到分离 的目的。 结合力的大小由被分离物质的性质、吸附剂的性质 决定。
吸附层析
吸附原则： 极性强的吸附剂易吸附极性强的物质； 非极性的吸附剂易吸附非极性的物质。
吸附层析
羟基磷灰石（HA) 羟基磷灰石（HA)
吸附层析
迁移率（Rf)：一组分在相同时间内，在固定相与流 动相的移动距离之比。
吸附层析
1.2 基本原理
通过吸附剂表面与被分离物质之间的范德华力和静 电引力的大小不同，来达到分离的目的。
吸附层析
1.3 吸附剂
1) 应具备的性能： 表面积大； 颗粒均匀； 选择性好； 稳定性强； 成本低。
吸附层析
2) 吸附原则： 极性强的吸附剂易吸附极性强的物质； 3)预处理： 过筛－－－酸、碱浸泡－－－沸水煮－－－清水洗 －－－有机溶剂处理（无杂质）
吸附层析
活性碳
1) 制备：动物碳、植物碳、矿物碳 2) 特性：水中吸附力最强；
酸性环境中吸附力强，pH>6.8时，吸附力差。
吸附层析
1.4 洗脱剂
要求：纯度高、稳定性好、洗脱力强、粘度 小、易与被分离物分开。
吸附层析
硅胶
含水量越高，吸附力越小。 活化：110°C烘箱，1hr。
吸附层析
洗脱剂的选择
选择洗脱剂顺序：极性小到极性大； 浓度低到高。 生物大分子一般以中性盐溶液洗脱； 洗脱剂强弱决定于：极性、离子强度。
吸附层析
本章小结
吸附层析原理：通过吸附剂表面与被分离物质之间 的范德华力和静电引力的大小不同，来达到分离 的目的。 结合力的大小由被分离物质的性质、吸附剂的性质 决定。
吸附层析
吸附原则： 极性强的吸附剂易吸附极性强的物质； 非极性的吸附剂易吸附非极性的物质。
吸附层析
羟基磷灰石（HA) 羟基磷灰石（HA)
吸附层析
迁移率（Rf)：一组分在相同时间内，在固定相与流 动相的移动距离之比。
吸附层析
1.2 基本原理
通过吸附剂表面与被分离物质之间的范德华力和静 电引力的大小不同，来达到分离的目的。
吸附层析
1.3 吸附剂
1) 应具备的性能： 表面积大； 颗粒均匀； 选择性好； 稳定性强； 成本低。
吸附层析
2) 吸附原则： 极性强的吸附剂易吸附极性强的物质； 3)预处理： 过筛－－－酸、碱浸泡－－－沸水煮－－－清水洗 －－－有机溶剂处理（无杂质）
吸附层析
活性碳
1) 制备：动物碳、植物碳、矿物碳 2) 特性：水中吸附力最强；
酸性环境中吸附力强，pH>6.8时，吸附力差。
吸附层析
1.4 洗脱剂
要求：纯度高、稳定性好、洗脱力强、粘度 小、易与被分离物分开。
生物分离工程吸附层析课件PPT
应用： 用于分离蛋白质、酶等大分子的生物活性物 质。 缺点： （1）强度较差，流速低； （2）强酸、强碱容易破坏天然多糖的结构； （3）易污染，易被微生物降解。
离子交换剂的类型
强阳 弱阳 强阴 弱阴
阳离子交换剂 离子交换剂 阴离子交换剂
阳离子交换剂
能与阳离子进行交换的离子交换剂。
强阳（强酸性）离子交换剂 活性基团是磺酸基团（-SO3H）或次甲基磺酸 基团-(CH2)2SO3H。都是强酸性基团，其电离程度 大且不受溶液pH的影响，当pH值在1-14范围内时， 均能进行离子交换反应。
疏水作用层析
一、原理 疏水作用层析 (Hydrophobic interaction chromatography, HIC) 是利用表面偶联弱疏水性基团的疏水吸附剂 为固定相，根据蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱 疏水性相互作用的差别进行蛋白质类生物大分子 分离纯化的洗脱层析法。
二、疏水性吸附剂
丙烯酸-二乙烯基苯 酚醛树脂 多乙烯多胺-环氧氯丙烷树脂
特点：（1）强度好，流速较高 （2）较高的离子交换
当量（3）耐强酸、强碱 （4）抗污染能力强
适用范围： （1）中小生物物质的纯化：氨基酸、抗生素、 部分中药有效成分等； （2）除盐、除重金属离子（如去离子水）、去 色素等。 缺点：由于离子交换树脂疏水性强、交联度高、 孔隙小、电荷密度高，容易导致蛋白质和 酶的失活，不适于生物大分子的分离。
中和：RSO3-H+ + Na+OH中性盐分解： RSO3-H+ + Na+Cl 复分解： R-SO3- Na+ + K+Cl-
R-SO3- Na+ +H2O
吸附层析法
Lewapol G7318
苯乙烯
二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯 二乙烯苯
极性 非极性 非极性 非极性 强极性 极性 强极性 极性 非极性
孔径 比表面m2/g 600-700 400-500 590 370 80 90 128 42
吸附树脂在中药提取分离中的发展和应用
中药提取液－通过吸附树脂－吸附上有效成分的树脂 －洗脱－洗脱液－回收溶液－药液－干燥－半成品
强极性的组分容易被吸附剂所吸附， 应选用极性较强的流动相才能把它从吸 附剂上洗脱下来，使之沿着层析柱前进；
弱极性的组分则应选用弱极性的流 动相洗脱。
以聚酰胺为吸附剂时,一般用水作流动相。
以吸附树脂为吸附剂时，由于分子间吸附 力较弱，可用低级醇、酮或其水溶液洗脱。
原则：
弱酸性物质在酸性下吸附，碱性下洗脱；弱碱 性物质在碱性下吸附，酸性下洗脱。
吸附等温线：在一定温度下，某种组分在
吸附剂表面达平衡状态时在两相中浓度的相对 关系曲线。
吸附等温线的斜率KD表示分配系数，Cs表 示溶质在固定相中的浓度，Cm表示溶质在流动 相中的浓度达到平衡时在固定相中的浓度
线形的吸附等温线 非线形的吸附等温线
2．吸附剂的选择
高选择性以实现很好分离； 高容量以减少吸附剂的使用量； 对于快速吸剂具有很好的动力学和传递特性； 具有化学和热稳定性，在流动相中不溶解以保持吸附剂特性； 具有一定的机械强度和惰性，防止破碎和腐蚀； 易于充填或铺层； 不会与欲分离试样和流动剂发生化学反应； 抗污染性强； 价格便宜。
iii)忌用柠檬酸缓冲液和PH<5.5的缓冲液。当用过 的HA层析柱再生时，要先挖去顶部的一层HA，然 后用一倍床体积1mol/LNaCl溶液洗涤，接着用4倍 床体积的平衡液洗涤平衡，如此处理后即可使用。
第三章-吸附层析
吸附层析的概念
吸附层析（absorption chromatography）又 称色层法或色谱法；是根据各种被分离组分在固 定相和流动相的分配系数不同达到分离的目的一 类分离纯化方法。
教学目的
掌握基本原理和操作方法 吸附柱层析 薄层层析 聚酰胺薄层层析
层析方法的类型
第一节 吸附柱层析
吸附柱层析的概念
第三章 吸附层析
层析又称为色谱或色层，是俄国植物学家茨维 特在分离植物色素时发现并最先应用的一种分离 纯化方法。其总的原理是根据各种被分离组分在 固定相和流动相的分配系数不同达到分离的目的。
层析法根据层析类型分，可分为柱层析、纸层析和 薄层层析；根据具体分离原理分，可分为吸附层析、分 配层析、疏水层析、离子交换层析、亲和层析、凝胶过 滤层析等具体层析方法
②将收集的每管溶液进行浓缩和活性测定。以管号或洗脱体积 为横坐标，每管样品的浓度或活度为纵坐标，若层析峰无重叠， 则各成分能完全分离（图3-7）
③为了获得满意分离效果，洗脱速度恰当控制（若太快，洗脱 物在两相中平衡不完全；太慢，则洗脱物会扩散；结果都会导 致分离度下降）
④分离出的样品经浓缩或冻干处理后，可进行纯度测定及保存
第三节 聚酰胺薄膜层析
一、聚酰胺薄膜层析的概念
聚酰胺薄膜层析是1966年之后发展起来的一种层析方 法。特别应指出的是，用此法分析氨基酸衍生物DNP-氨基 酸、PTH-氨基酸、DNS-氨基酸以及DABTH-氨基酸1）时， 具有灵敏度高、分辨力强、展层迅速和操作简便等优点， 它超过了这类化合物过去使用的纸层析、纸电泳和薄层层 析(茚三酮法)等方法
➢HA为干粉时，需事先浸泡膨胀达到2~3ml/g后，按1∶6加 入缓冲液悬浮，除去细小的颗粒
➢HA悬浮液需用旋涡振荡器混合，因为其他搅拌器如磁棒、 玻棒等易破坏其晶体结构
吸附层析
吸附剂的分类
常用的吸附剂有：极性吸附剂和非极性吸附剂两 种 。 极性吸附剂：羟基磷灰石、硅胶、氧化铝、人造 沸石等。 非极性吸附剂：主要是活性炭。
1.1几种极性吸附剂的简要介绍
(1)硅胶 硅胶是应用最广泛的一种极性吸附剂，具有多孔性网状 结构，它的主要优点是化学惰性，具有较大的吸附量，容 易制备不同类型，孔径，表面积的多孔性硅胶。 硅胶的吸附能力与吸附物的性质有关，硅胶能吸附非极 性化合物，也能吸附极性化合物，对极性化合物的 吸附能 力更大。硅胶的吸附能力与其本身的含水量密切相关，硅 胶吸附活性随含水量的增加而降低，当含水量小于1%时， 活性最高，而当含水量大于20%时，硅胶的吸附活性最低。 硅胶表面上带有大量的羟基，有很强的亲水性，能吸附 多量水分，因此硅胶一般于105～110摄氏度活化1～2小时后 使用，活化后的硅胶应马上使用。
4、应用
4.1纯化生命物质
使用吸附剂的柱层析或分批吸附法(见实例1)可纯
化生命物质。
如用羟基磷灰石吸附剂能把酸性、中性和碱性蛋 白质分开，也能把不同结构的核酸分开(见图3-8)。 用该吸附剂分离含不同磷酸基团的蛋白质和脂类 等化合物也是有效的。
4.2 分离蛋白质的亚基
一般蛋白质经SDS(十二烷基硫酸钠)或Triton X100(聚氧乙基十六烷基酚醚)等去污剂处理后，会产生 分子质量不同的蛋白质亚基。
(按体积或时间分管收集)。 随后将收集的每管溶液进行浓度或活性测定 。
3.3绘制出洗脱曲线，以每管溶液中样品的浓
度或活性为纵坐标)。 理想的洗脱曲线如图3-7所示。 图中的A峰和B峰均呈对称形，二者没有重叠，这表明 样品液中的组分已完全分开。 层析峰的面积(EFG)、峰高(BE)和半峰高的宽度(HI)等参 数是定性、定量洗脱物的依据。
吸附层析法
（）吸附剂、溶剂与被分离物性质的关系：液一固吸附层析是运用较的一方法，特别适用于很多中等分子量的样品（分子量小于1，000的低挥发性样品）的分离，尤其是脂溶性成分一一般不适用于高分子量样品如蛋白质、多糖或离子型亲水住化合物等的分离吸附层析的分离效果，决定于吸附剂、溶剂和被分离化合物的性质三因素。
1．吸附剂：常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、硅酸镁、聚酰胺、硅藻土等。
（1）硅胶：层析用硅胶一多孔性物质，分子中具有硅氧烷的交链结构，同时在颗粒表面又有很多硅醇基。
硅胶吸附作用的强弱与硅醇基的含量多少有关。
硅醇基能够通过氢键的形成而吸附水分，因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。
若吸水量超过17％，吸附力极弱不能用作为吸附剂，但可作为分配层析中的支持剂。
对硅胶的活化，当硅胶加热至100～110℃时，硅胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。
当温度升高至500℃时，硅胶表面的硅醇基也能脱水缩台转变为硅氧烷键，从而丧失了因氢键吸附水分的活往，就不再有吸附剂的性质，虽用水处理亦不能恢复其吸附活性。
所以硅胶的活化不宜在较高温度进行（一般在170cC以上即有少量结合水失去）。
硅胶是一种酸性吸附剂，适用于中性或酸性成分的层析。
同时硅胶又是一种弱酸性阳离子交换剂，其表面上的硅醇基能释放弱酸性的氢离子，当遇到较强的碱注化台物，则可因离子交换反应而吸附碱性化合物。
（2）氧化铝：氧化铝可能带有碱性（因其中可混有碳酸钠等成分），对于分离一些碱性中草药成分，如生物碱类的分离颇为理想。
但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、醋、内酯等类型的化合物分离。
因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应，如异构化、氧化、消除反应等。
除去氧化铝中绚碱性杂质可用水洗至中性，称为中性氧化铝。
中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴，本适用于酸性成分的分离。
用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝，不仅可中和氧化铝中含有的碱性杂质，并可使氧化铝颗粒表面带有NO3一或CI一的阴离子，从而具有离于交换剂的性质，适合于酸性成分的层析，这种氧化铝称为酸性氧化铝。
《吸附层析》课件
药物质量控制
吸附层析可用于药物质量控制，通过 检测药物中的杂质和污染物，确保药 物的安全性和有效性。
在食品分析中的应用
食品添加剂检测
吸附层析可用于食品添加剂的检测，如色素、防腐剂等，确保食 品的安全性和质量。
营养成分分析
通过吸附层析技术，可以分离和测定食品中的营养成分，如脂肪 、蛋白质、维生素等。
它利用不同物质在吸 附剂上的吸附能力差 异进行分离。
吸附层析的原理
01
吸附层析的原理基于吸附剂和被吸附物质之间的相互作用力， 如范德华力、氢键等。
02
这些相互作用力使得被吸附物质在吸附剂上形成不同的吸附层
，从而实现分离。
吸附剂的选择和制备是影响分离效果的关键因素。
03
吸附层析的应用
吸附层析在化学工业中用于 分离和纯化有机化合物。
《吸附层析》PPT课 件
目录
• 吸附层析简介 • 吸附剂的选择与处理 • 操作条件的选择与优化 • 吸附层析实验技术 • 吸附层析的实际应用 • 吸附层析的未来发展与展望
01 吸附层析简介
吸附层析的定义
吸附层析是一种基于 吸附剂和被吸附物质 之间相互作用力的分 离技术。
吸附层析广泛应用于 化学、生物、制药等 领域。
吸附层析与其他分离技术的联用
总结词
将吸附层析与其他分离技术联用是未来发展的趋势，可以发挥各自优势，提高分离效果 。
详细描述
随着分离技术的不断发展，将吸附层析与其他分离技术联用将成为未来的发展趋势。例 如，将吸附层析与色谱技术、电泳技术等联用，可以实现更高效的分离和纯化。同时， 通过不同分离技术的组合应用，可以满足各种复杂样品分离的需求，进一步拓宽吸附层
析技术的应用范围。
《吸附层析樊启弟》PPT课件
总量 分溶管号
物质Y(Kd=1)的分配情况
物质Z(Kd=3)的分配情况
3、层析方法的共同特点：
• ①层析别离体系都有流动相和固定相两 个相。
• ②层析过程中，流动相对固定相作连续 的相对运动。
• ③被别离样品在两相中具有不同的作用 力，各组分混合物在流动相的带动下通过 固定相，实现别离。
二、层析法分类
1、按两相物理状态分类：
• 用气体作流动相—气相层析 • 用液体作流动相—液相层析 • 固定相可以是液体或固体，便可组合成
四种主要层析类型：
气－固层析〔gas-solid chromatography,GSC 〕
气－液层析〔 gas-liquid chromatography ,GLC 〕
液－固层析〔liquid - solid chromatography ,LSC)
层析不只是别离技术，也是一种分析方 法。
2、层析过程
管
逆
中 蛋
物质Y 物质Z
有效分配系数（Keff）
流
白 质
分
总 量
某一物质在A相中的总量 某一物质在B相中的总量
溶
管号
分溶曲线
原
溶剂 A 溶剂 B
理 总量
平衡后
示
总量
意
转移 1 总量
图 转移 2
总量
转移 3 总量
上相转移 下相转移
上相转移
转移 4
〔3〕离子交换层析 〔ion-exchange chromatography〕
〔4〕凝胶层析 〔gel chromatography〕
〔5〕亲和层析 〔affinity chromatography〕
三、层析别离方法的选择
物质Y(Kd=1)的分配情况
物质Z(Kd=3)的分配情况
3、层析方法的共同特点：
• ①层析别离体系都有流动相和固定相两 个相。
• ②层析过程中，流动相对固定相作连续 的相对运动。
• ③被别离样品在两相中具有不同的作用 力，各组分混合物在流动相的带动下通过 固定相，实现别离。
二、层析法分类
1、按两相物理状态分类：
• 用气体作流动相—气相层析 • 用液体作流动相—液相层析 • 固定相可以是液体或固体，便可组合成
四种主要层析类型：
气－固层析〔gas-solid chromatography,GSC 〕
气－液层析〔 gas-liquid chromatography ,GLC 〕
液－固层析〔liquid - solid chromatography ,LSC)
层析不只是别离技术，也是一种分析方 法。
2、层析过程
管
逆
中 蛋
物质Y 物质Z
有效分配系数（Keff）
流
白 质
分
总 量
某一物质在A相中的总量 某一物质在B相中的总量
溶
管号
分溶曲线
原
溶剂 A 溶剂 B
理 总量
平衡后
示
总量
意
转移 1 总量
图 转移 2
总量
转移 3 总量
上相转移 下相转移
上相转移
转移 4
〔3〕离子交换层析 〔ion-exchange chromatography〕
〔4〕凝胶层析 〔gel chromatography〕
〔5〕亲和层析 〔affinity chromatography〕
三、层析别离方法的选择
第三章 层析分离法
(4) 高速度；
(5) 主要用于实验室。
13级应用化学专业
第一节 柱色谱
1. 吸附柱色谱 2. 分配柱色谱 3. 柱色谱的操作 4. 液相色谱的基本理论
13级应用化学专业
第一节
柱色谱
一、吸附柱色谱
原理：层析过程中，主要发生物理吸附。 —物理吸附普遍性、无选择性。当固体吸附剂与多元溶液接触 时，可吸附溶剂分子，也可吸附任何溶质分子；
（9）聚焦层析(focusing chromatography)
利用固定相载体上偶联的载体两性电解质分子，在层 析过程中所形成的pH梯度，并与流动相中不同等电点的分 子发生聚焦反应进行分离的方法，称之为聚焦层析。
（10）灌注层析(perfusion chromatography)
利用刚性较强的层析介质颗粒中具有的不同大小贯穿 孔与流动相中溶质分子分子量的差异进行分离的方法，称 之为灌注层析。
300~400 oC 150~300 oC 100~150 oC >600 oC，结构改变，吸附力下降
13级应用化学专业
第一节
柱色谱
(2) 硅胶
——在硅酸钠的水溶液中加入盐酸后得到的一种胶状缩水硅胶 (SiO2.xH2O)，在100~120 oC脱水形成的多孔吸附剂。
硅氧烷
游离型硅醇基
束缚型 活泼型 硅醇基 硅醇基
重点和难点：
重点：吸附柱色谱；液相色谱的基本理论；纸色谱原理、移动 速率及其影响因素；薄层色谱的原理和特点； 难点：纸色谱的移动速率及其影响因素。
13级应用化学专业
第三章 层析分离法
1、定义：层析法亦称色谱
层析法、色谱法、色层法。 利用样品中各组分的物理、 化学性质的质的差别，使各 组分以不同程度分布在两个 相中，其中一个相为固定的 （称为固定相），另一个相 则流过此固定相（称为流动 相）并使各组分以不同速度 移动，从而达到分离，这种 分离方法就叫做层析法。
(5) 主要用于实验室。
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第一节 柱色谱
1. 吸附柱色谱 2. 分配柱色谱 3. 柱色谱的操作 4. 液相色谱的基本理论
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第一节
柱色谱
一、吸附柱色谱
原理：层析过程中，主要发生物理吸附。 —物理吸附普遍性、无选择性。当固体吸附剂与多元溶液接触 时，可吸附溶剂分子，也可吸附任何溶质分子；
（9）聚焦层析(focusing chromatography)
利用固定相载体上偶联的载体两性电解质分子，在层 析过程中所形成的pH梯度，并与流动相中不同等电点的分 子发生聚焦反应进行分离的方法，称之为聚焦层析。
（10）灌注层析(perfusion chromatography)
利用刚性较强的层析介质颗粒中具有的不同大小贯穿 孔与流动相中溶质分子分子量的差异进行分离的方法，称 之为灌注层析。
300~400 oC 150~300 oC 100~150 oC >600 oC，结构改变，吸附力下降
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第一节
柱色谱
(2) 硅胶
——在硅酸钠的水溶液中加入盐酸后得到的一种胶状缩水硅胶 (SiO2.xH2O)，在100~120 oC脱水形成的多孔吸附剂。
硅氧烷
游离型硅醇基
束缚型 活泼型 硅醇基 硅醇基
重点和难点：
重点：吸附柱色谱；液相色谱的基本理论；纸色谱原理、移动 速率及其影响因素；薄层色谱的原理和特点； 难点：纸色谱的移动速率及其影响因素。
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第三章 层析分离法
1、定义：层析法亦称色谱
层析法、色谱法、色层法。 利用样品中各组分的物理、 化学性质的质的差别，使各 组分以不同程度分布在两个 相中，其中一个相为固定的 （称为固定相），另一个相 则流过此固定相（称为流动 相）并使各组分以不同速度 移动，从而达到分离，这种 分离方法就叫做层析法。
层析技术
层析法的特点是： ⑴ 分离效率高，能分离各种性质极相似 的物质。 ⑵ 既可以用于少量物质的分析鉴定，又 可用于大量物质的分离纯化制备。 ⑶ 应用范围广，从无机物到有机物，从 天然物质到合成物质，从小分子到大分子都可 以分离。 ⑷ 不仅是精细的分离纯化方法，也是快 速、灵敏、准确、简便的分析检测手段。
二、吸附剂的类型及选择 吸附剂应具有表面积大、颗粒均匀、吸附选 择性好、稳定性强和成本低廉等性能。在选择具 体吸附剂时，主要是根据吸附剂本身和被吸附物 质的理化性质进行的。吸附剂种类很多，一般分 为无机和有机两大类，以无机吸附剂最为常用。 1、无机类 中性、酸性或碱性氧化铝、活性 炭、硅胶、天然硅铝物质等，最常用的是人工合 成的硅铝酸盐又称人造沸石、硅藻土、羟基磷灰 石、硅酸镁等。 2、有机类 淀粉、纤维素、聚酰胺凝胶等。
理想柱层析溶质的假想分布图
尽管上述理想柱层析足以说明层析法的基本 原理，在实际应用中，不可能使用这样的层析。 实际进行的层析溶剂是连续加入的。在一根正常 工作的柱中发生着数千次的平衡，平衡次数可以 称为理论塔板数。柱的效率越高，所包含的理论 塔板数越多，分离越完全。
⑵迁移率 迁移率是指：在一定条件下，在相同的时间 内某一组分在固定相移动的距离与流动相本身移 动的距离之比值。常用Rf来表示。（Rf 1）可 以看出： 原点到层析点之间的距离 Rf = 原点到溶剂前沿之间的距离 KD Rf ；反之，KD Rf
四、层析法的分类 1. 根据固定相的形式，层析可以分为： ⑴纸层析 是指以滤纸作为基质的层析。 ⑵薄层层析 是将基质在玻璃或塑料等光滑 表面铺成一薄层，在薄层上进行层析。 ⑶柱层析 是将基质填装在管中形成柱形， 在柱中进行的层析。 2. 根据流动相的形式，层析可以分为： ⑴液相层析 是指以液体作为流动相的层析。 ⑵气相层析 是指以气体作为流动相的层析。
吸附层析法
◆能形成氢键基团较多的溶质，其吸附能力较 大；
◆对位、间位取代基团都能形成氢键时，吸附 能力增大，邻位的使吸附能力减少；
◆芳香核具有较多共轭双键时，吸附能力增大； ◆能形成分子内氢键者，吸附能力减少。
（5）吸附树脂
吸附树脂是由人工合成的具有大孔结构和大 表面积的吸附剂，可在150℃以下使用，不溶 于溶剂及酸碱。它在使用过程中膨胀或收缩都 很小，在重复多次后性能仍然稳定。
在选择洗脱剂时,还可以由各种 溶剂按不同配比配成混合溶剂作为 流动相；因此流动相的种类很多， 流动相的选择也就比固定相的选择 更为复杂。 为了获得物质的最佳分离，尤 其是极性相差大的物质，应采用洗 脱能力递增的流动相。在实践中一 般从极性小到极性大溶剂，通过实 验来选择。
谢谢！
祝大家分离分析考得好成绩！
iii)忌用柠檬酸缓冲液和PH<5.5的缓冲液。当用过 的HA层析柱再生时，要先挖去顶部的一层HA，然 后用一倍床体积1mol/LNaCl溶液洗涤，接着用4倍 床体积的平衡液洗涤平衡，如此处理后即可使用。 iv)就操作容量来说，一般细颗粒HA比粗的大；从分 辨率比较，粗颗粒HA也没有细的好。但是用细的 颗粒层析时，柱子直径大些才能达到满意的流速。
吸附树脂是一种亲脂性物质，由于其表面性质 不同，可吸附溶液中的不同有机物，它的作用 力主要是范德华力，这种结合力比起静电引力 来要弱得多，所以说从吸附树脂上把被吸附物 解吸下来是比较容易的，只要改变其亲水-疏 水平衡即可。
单体 Amberlite XAD-1 XAD-2 XAD-4 Xad-7 XAD-9 XAD-10 XAD-12 Diaion 系列 HP-10 HP-20 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 α -甲基丙烯酸甲 酯 亚砜 丙烯酰胺 氧化氮类
◆对位、间位取代基团都能形成氢键时，吸附 能力增大，邻位的使吸附能力减少；
◆芳香核具有较多共轭双键时，吸附能力增大； ◆能形成分子内氢键者，吸附能力减少。
（5）吸附树脂
吸附树脂是由人工合成的具有大孔结构和大 表面积的吸附剂，可在150℃以下使用，不溶 于溶剂及酸碱。它在使用过程中膨胀或收缩都 很小，在重复多次后性能仍然稳定。
在选择洗脱剂时,还可以由各种 溶剂按不同配比配成混合溶剂作为 流动相；因此流动相的种类很多， 流动相的选择也就比固定相的选择 更为复杂。 为了获得物质的最佳分离，尤 其是极性相差大的物质，应采用洗 脱能力递增的流动相。在实践中一 般从极性小到极性大溶剂，通过实 验来选择。
谢谢！
祝大家分离分析考得好成绩！
iii)忌用柠檬酸缓冲液和PH<5.5的缓冲液。当用过 的HA层析柱再生时，要先挖去顶部的一层HA，然 后用一倍床体积1mol/LNaCl溶液洗涤，接着用4倍 床体积的平衡液洗涤平衡，如此处理后即可使用。 iv)就操作容量来说，一般细颗粒HA比粗的大；从分 辨率比较，粗颗粒HA也没有细的好。但是用细的 颗粒层析时，柱子直径大些才能达到满意的流速。
吸附树脂是一种亲脂性物质，由于其表面性质 不同，可吸附溶液中的不同有机物，它的作用 力主要是范德华力，这种结合力比起静电引力 来要弱得多，所以说从吸附树脂上把被吸附物 解吸下来是比较容易的，只要改变其亲水-疏 水平衡即可。
单体 Amberlite XAD-1 XAD-2 XAD-4 Xad-7 XAD-9 XAD-10 XAD-12 Diaion 系列 HP-10 HP-20 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 苯乙烯 α -甲基丙烯酸甲 酯 亚砜 丙烯酰胺 氧化氮类
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四、洗脱剂
条件 纯度较高 稳定性好 能较完全地洗脱下被分离的成分 黏度小 易和所需的成分分开 选择洗脱剂的顺序应从极性小 大 一般，pro或核酸被极性强的HA吸附后，要用含有 盐梯度的缓冲液洗脱；而甾体、色素等化合物被极性较 弱的硅胶吸附后，则可用有机溶剂洗脱。
五、层析柱的制备和层析操作 （一）层析柱
10．膨胀度 在一定溶液中，单位重量的基质充分溶胀后占有的体积
（用Vβ表示）。即每克溶胀基质所具有的床体积
一般亲水性基质的膨胀度比疏水性的大 11．分配系数
是指一组分在固定相与流动相中含量的比值，常用K表示
12.迁移率 指一组分在相同时间内，在固定相移动的距离与流动相移 动距离之比值。常用Rf表示
力的指标；它表示在特定条件下，某种成分与基
质反应达到平衡时，存在于基质上的饱和容量，
一般以每克(或毫升)基质结合某种成分的毫摩尔
数或毫克数来表示。其数值大，表明基质对某种
成分的结合力强；否则反之。
5．床体积(Vt)
是指膨胀后的基质在层析柱中所占有 的体积(Vt)。它是基质的外水体积(Vo)
和内水体积(Vi)以及自身体积(Vg)的总
使用HA作为固定相基质时应注意 HA为干粉时，需事先浸泡膨胀达到2~3ml/g后，按1∶6加 入缓冲液悬浮，除去细小的颗粒 HA悬浮液需用旋涡振荡器混合，因为其他搅拌器如磁棒、 玻棒等易破坏其晶体结构 忌用柠檬酸缓冲液和pH＜5.5的缓冲液处理 色谱柱再生时，先用1 mol/L NaCl洗涤，然后用4倍床体 积的平衡缓冲液冲洗即可 细颗粒HA的操作容量和分辨率均较大颗粒高，但须采用较 大直径的柱子
层析柱是下端为细口并带有筛板的玻管。柱子的直径
与长度之比一般为1∶10-1∶40；吸附剂颗粒极细时，宜选用
大比例（粗）的层析柱，反之用细层析柱，这样可节省时间 和提高分辨率。层析柱的床体积由吸附剂的量和膨胀度决定
（二）吸附剂的用量
吸附剂的用量主要由吸附剂自身的操作容量和分离物
中各成分的性质决定（一般为被分离样品的30-50倍）。
当操作容量小时，则吸附剂用量要大；另外，当样品中各 组分的性质相似，难以分开时，应加大吸附剂的用量，有 时甚至超过100倍。
（三）装柱
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相制 备成色谱柱，以有机溶剂或缓冲液为流动相， 用于分离纯化的一种层析方法 。
吸附层析的 固定相
极性:如羟基磷灰石、硅胶、氧化铝、人造沸石等 非极性：如活性碳等
流动相通常为有机溶剂或缓冲液
一、常 用 术 语 1．固定相 固定相是由层析基质组成的。其基质包括固体物 质 ( 如吸附剂、离子交换剂 ) 和液体物质 ( 如固定在 纤维素或硅胶上的溶液 ) ，这些物质能与相关的化 合物进行可逆性的吸附、溶解和交换作用
吸附层析的概念
吸附层析（ absorption chromatography）又 称色层法或色谱法；是根据各种被分离组分在固 定相和流动相的分配系数不同达到分离的目的一
类分离纯化方法。
教学目的
掌握基本原理和操作方法 吸附柱层析 薄层层析
聚酰胺薄层层析
层析方法的类型
第一节
吸附柱层析
吸附柱层析的概念
二、基本原理
利用被分离样品中不同组分与吸附剂之间吸附能力的 差异（或各组分的分配系数不同）进行分离。吸附能力大
（或分配系数大）的组分在柱子上的保留时间长，吸附能力
小（或分配系数小）的组分很快被洗脱。 混合物在层析柱中分离的过程实质上是吸附与解吸附的过 程
三、吸 附 剂
（一）吸附剂的选择 1.具备条件：表面积大、吸附选择性好、稳定性强、成本 低廉等 2.选择原则：由吸附剂本身和被吸附物质的理化性质而定。 根据“相似相溶”原理，为了便于解吸附（洗脱），对于 极性强的分离物，应选择极性小的吸附剂；而对于极性弱 的分离物则选择极性强的吸附剂。
（二）吸附剂的性质
1.羟基磷灰石 20 世纪 50 年代初期， Tiselius 等用制备的羟基磷 灰石 [Ca5(P04)3OH]2 （ HA ）分离蛋白质。目前国内 已有商品出售 （1）性质 吸附容量高
稳定性好（T＜85℃，pH5.5~10.0均可使用）
使用广泛（可用于制备和纯化pro、酶、核酸等） 分离效果好 HA的Ca基团与生物分子表面的负电荷基团的作用， 对分离起重要作用；而PO4基团与生物分子表面的正 电荷的作用仅起次要作用
和，详见图3-1，即V=Vo+Vi+Vg
6．洗脱体积(Ve)
是指某一成分从柱顶部到底部的洗脱液中
出现浓度达到最大值时的流动相体积 。用 Ve
表示(见图3-7中OB)
7．外水体积(Vo) 外水体积指基质颗粒之间体积的总和 8．内水体积(Vi)
内水体积是指基质颗粒内部体积的总和
9．基质体积(Vg) 基质体积是指基质自身所具有的体积。 Vo、Vi 和 Vg 都是随着床体积和基质性质变化而 变化的
2.硅胶
含水量：含水量高，则吸附性（活性）小，当 （1）性质 其表面游离水含量＞17%时，其结合力很小；此时 仅能作为分配层析的固定相
粒度：粒度小，则分离效果较好（如用200~400
目的硅胶能有效地分离多种主物的有效成分） （2）活化：110℃烘烤0.5~1h。活化后立即使用或短期贮存 与干燥器中
第三章
吸附层析
层析又称为色谱或色层，是俄国植物学家茨维 特在分离植物色素时发现并最先应用的一种分离 纯化方法。其总的原理是根据各种被分离组分在 固定相和流动相的分配系数不同达到分离的目的。
层析法根据层析类型分，可分为柱层析、纸层析和 薄层层析；根据具体分离原理分，可分为吸附层析、分 配层析、疏水层析、离子交换层析、亲和层析、凝胶过 滤层析等具体层析方法
2．流动相
在层析过程中推动固定相上的物质向一定
方向移动的液体或气体。在柱层析中又称为洗
脱剂或洗涤剂；在薄层层析中又称为展开剂
3．层析 以基质为固定相 (柱状或薄层状)，以液体或 气体为流动相，使有效成分和杂质在这两个相中 连续多次地进行分配、吸附或交换，最终使混合
物得到分离的过程。
4．操作容量 是反映基质（固定相）对某种成分的结合能