层析技术简单介绍及其应用

层析法的主要介绍及其应用

1.层析法的概念

层析法又称色谱法[1]．色层法或层离法（Chromatography），是一种应用很广的分离分析

方法。1903年，俄国的植物学家M，C．UBeT在研究分离植物色素过程中，首先创造了色

谱法，这是一种根据化合物的不同结构和不同的物理，化学特性，从而具有不同吸附性能的

原理，以分离混合物中的化学成分的一种物理化学分离方法，最初用于有色物质，之后应用于大量的无色物质。色谱法的名称虽然仍然沿用，但已失去原来的含义。层析法和其他分离

方法比较，具有分离效率高，操作又不太麻烦的优点。因此，层析法的应用越来越广，对于

近代化学科学的发展有巨大的影响。在制药、化工、农业、医学等方面都有着广泛的应用。

2.层析法的历史及原理

层析法的历史

1903年3月21日俄国植物学家茨维特（Michael Tswett，1872-1919）在华沙自然科学学会生物学会议上发表了“一种新型吸附现象及其在生化分析上的应用”研究论文，介绍了一种应用吸附原理分离植物色素的新方法，并首先认识到这种层析现象在分离分析方面

有重大价值。1906年他在德国植物学杂志发表文章，首次命名上述分离后色带为色谱图，

称此方法为色谱法（Chromatography）。1907年在德国生物学会年会上，展示过带有色带的

分离柱管和纯化过的植物色素溶液。茨维特被世人公认为色谱创始人。

德籍奥地利化学家R.Kuhn 等利用他的方法在纤维状氧化铝和碳酸钙的吸附柱上将过去

一个世纪以来公认为单一的结晶状胡萝卜素分离成 a 和b 两个同分异构体，并由所取得的

纯胡萝卜素确定出了其分子式。Kuhn正是由于在维生素和胡萝卜素的离析与结构分析中取

得了重大研究成果而获得了1938年诺贝尔化学奖.

1952年，Martin和James发表第一篇气液色谱论文，首次用气体作流动相，配合微量

酸碱滴定，发明了气相色谱，它给挥发性化合物的分离测定带来了划时代的革命。

2.2层析法的原理

层析Chromatography(色谱),利用混合物中各组分的物理化学性质间的差异(溶解度、分子极性、分子大小、分子形状、吸附能力、分子亲合力等) ，使各组分在支持物上集中分布

在不同区域，借此将各组分分离。

层析法进行时有两个相，一个相称为固定相(Stationary phase )，另一相称为流动相(Mobile phase )。由于各组分所受固定相的阻力和流动相的推力影响不同，各组分移动速度

也各异，从而使各组分得到分离。

层析技术与待分离混合物中各组分的理化性质(分子自然形状、大小、获电状态、溶解

度与选择性吸附剂或载体物的吸附能力，分配系数、酸碱环境(pH)、温度、极性以及分子的

亲和能力等)有着直接关系[2]。除此，任何层析技术，均具有两相条件(即流动相和固定相)，造成流动相对固定相作单向相对运动。这种流动相推动样品中各组分通过固定相向前迁移，

其运动速率与两相物质和被分离物质状态有关。由于被分离物各组分中的理化性质不同，对不同的两组或两组以上组分，具有不同的作用力，通过吸附一解吸，或离子交换、分子筛效

应、静电引力，免疫特异性吸附等，造成各组间生物分子分离、迁移距离不等，最终达到被

测物的分离、纯化的目的。这一技术的应用，不但能分离有机化合物，还能分离无机物，更

主要的是适合于分离分析生物高分子物质，其分离范围广，适用性强。化学性稳定、灵敏度高，既可纯化又可制备，条件简便。

层析技术的基本原理如此，但是不同的具体层析分离方法用到的技术原理又有所改进和

不同，下面我们将根据不同的层析方法分别进行介绍。

层析法的分类

层析法的分类由于层析法是利用物质在不同的两相中溶解，吸附或其它亲和作用的不

同，使混合物中的各组分达到分离目的，因而层析法有多种类型，也有多种分类方法。

按两相所处的状态分类以液体作为流动相的称为“液相层析”或“液体层析”（liquidchromatography，L．C．或LC）；用气体作为流动相的称为“气相层析”或“气相色

谱”rga＼chromatography，G．C．或GC)-按固定相的种类来分，又可以把液固层析分为；液——固层析(1iquid—solidchromatography，L．S．C或LSC)，液——液层析(1iquid—liquidchromatography?L．L．C或LLC)；把气相层析分为：气一—固层析tgas—solidchromatography，G．S．C或GSC)、气——液层析(gas—tiqu：dchromotographY，C．L．C．或GLC)。

(二) 按层析机制分类

1．吸附层析(adsorptionchromatography)这是利用吸附剂对不同组分有不同的吸附能力

使之分离的一种层析方法。2．分配层析(partitionchromatography)这是利用不同组分在流动

相和固定相之间的分配系数不同的一种层析方法。3．离子交换层析(ion—exchangechromatography)这是利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同的一种层析方法。

d．凝胶层析(gelchromatography)这是一种利用凝胶对不同组分因分子大小不同而有不同阻滞

作用的一种分离方法。

名称分离原理

吸附层析法组份在吸附剂表面吸附固定相是固体吸附剂，各能力不同

分配层析法各组份在流动相和静止液相（固相）中的分配系数不同

离子交换层析法固定相是离子交换剂，各组份与离子交换剂亲和力不同

凝胶层析法固定相是多孔凝胶，各组份的分子大小不同，因而在凝胶上受阻滞的程度不同

亲和层析法固定相只能与一种待分离组份专一结合，以此和无亲和力的其它组份分离

(三) 按操作形式不同分类：

1．柱层析(columnchromatography，C．C．或CC)将固定相装入柱内，装样后，用流动相沿一个方向移动而达到分离的目的。

2．纸层析(paperchromatography，P，C．或PC)用滤纸作为液体的栽体，点样后，用适当的流动相展开，以达到分离的目的。

3．薄层层析(thinlayerchromatography，T．L．C或TLC)将吸附剂铺成薄层，点样后，用