色谱分离技术的演变和发展

分配色谱：不同化合物在两种不相混
溶的液体中分布情况不同。它相当于一种溶 剂连续萃取的方法。这两种液体就是固定相 和移动相。
常用的色谱分离方法
固定相
移动相
由层析基质组成，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 上的液体），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。
学会科学方法的拓展
掌握各色谱方法的区别和联系 体会色谱分离技术的发展历程
动手分离几种天然色素和有机物
层析分离是利用混合物的各组份随着流动的液体或气
体（称流动相）通过另一种固定不动的固体或液体（称固 定相）时，在两相中分配（选择性溶解）、吸附或其他亲 和性能的差别，达到分离的目的。
• 绿色植物的叶子中主要含有叶绿素a、叶绿素b、 胡萝卜素、叶黄素等色素 • 这些色素不溶于水、易溶于有机溶剂，故可用乙 醇提取。 • 极性：叶绿素b>叶绿素a>叶黄素>胡萝卜素，根 据相似相溶原理，在有机溶剂中的溶解度大小规 律同上。可用纸层析法进行分离
• 新鲜的绿叶 • 石英砂、丙酮、层析液（石油醚、丙酮、苯 的体积比为20:2:1）、碳酸钙、 • 托盘天平、干燥的定性滤纸、研钵、毛细吸 管、100mL烧杯、试管、培养皿 • 铅笔、剪刀
拟提供的试剂与仪器：石油醚、丙酮、乙醇、碳酸钙、烘箱、 纸层析滤纸、表面皿、培养皿、研钵、离心机等；
装置图:
易溶于移动相的化合物移动速率快 易溶于固定相的化合物移动速率慢 固定相和移动相使混合物得以分离
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气体。
(3) 柱色谱的色谱柱如何进行填充？ 填充过程中需要注意哪些问题？
• 在锥形瓶中称量7g Al2O3 ，并用10mL95％乙醇调 匀。在色谱柱中加入5mL乙醇。打开色谱柱活塞， 控制流速1滴/s，将氧化铝一次性加入，并用有橡 皮塞的玻璃棒轻敲侧壁使其填装均匀。 • 待氧化铝全部下沉后，通过转动轻敲使柱顶形成 均匀平面，然后在表面轻轻覆盖一张圆形滤纸。
顺序如右图 • 最宽：叶绿素a • 最窄：胡萝卜素 • 距层析液端最近：叶绿素b • 距层析液端最远：胡萝卜素
由于各种色素在扩散剂中的溶解度不同，以及滤纸 对各色素的吸附能力不同，而达到分离的目的。扩散最 快的是胡萝卜素，为橙黄色；其次是叶黄素，为鲜黄色； 再次是叶绿素a，为蓝绿色；扩散最慢的是叶绿素b，为 黄绿色。
• 选择洗脱剂时用一系列极性依次增强 的溶剂，采用柱色谱分离甲基橙和次 甲基蓝时，因为乙醇的极性小于水， 洗脱能力小于水，所以先用乙醇、后 用去离子水。不可以将乙醇和去离子 水的次序调换。 • 乙醇的洗脱能力小于水，水容易将两 者洗脱出来，所以分离效果差。
设计 实验
学习色谱法分离和鉴定化合物的原理和 基本操作，了解和掌握薄层吸附色谱展 开剂、柱色谱中洗脱剂、植物色素的提 取和分离试剂的选择原则。
• 研磨时要迅速、层析时要加盖，因为层析 液是有毒性且易挥发的有机溶剂。 • 画滤液细线时，以细、直、浓绿为标准， 上次画线干燥后再重复画2-3次 • 滤液细线不能触及到层析液
判断所选的植物色素样本所含的色素种类有哪些？
• 滤纸条上出现四条颜色、Байду номын сангаас宽度不同的色带，分别为
预 计 现 象
叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
(2) 简要说明色谱分析方法的基本原理， 固定相和流动相的作用分别是什么？
• 凝胶过滤 • 离子交换色谱 • 吸附色谱
– 吸附柱色谱 – 薄层色谱 – 聚酰胺薄膜色谱
吸附色谱：吸附剂表面对不同化合物
吸附能力不同，不同化合物在同一溶剂中溶 解度也不同。
• 亲和色谱 • 聚焦色谱
– PH梯度溶液的形成 – 蛋白质的行为 – 聚焦效应
• 色谱柱的直径为其长度的
1/4-1/10
• 填充时不能留有气泡、断层、
暗沟，否则会影响显色的均匀，
也不能太紧，否则会使流速过慢。
(4) 简述柱色谱常用的洗脱剂及其洗脱能力 的次序，如何选择合适的洗脱剂？
洗脱剂
在洗脱法色谱操作中，流动相携带待测组 分在色谱柱内向前移动并流出色谱柱的过 程称为洗脱。所用流动相称为洗脱剂。
• 一般极性较大的溶剂易将样品洗脱下来 • 乙烷、石油醚＜环己烷＜四氯化碳＜三氯乙烯＜二硫 化碳＜甲苯＜苯＜二氯甲烷＜三氯甲烷＜乙醚＜乙酸 乙酯＜丙酮＜丙醇＜乙醇＜甲醇＜水＜乙酸
采用柱色谱分离甲基橙和次甲基蓝混合染料时，为什么先用 95%乙醇溶液作为洗脱剂，再用去离子水做洗脱剂进行洗脱， 如果两者换一下次序是否可以？为什么？
参考文献：
色谱在生命科学中的应用-色谱技术丛书 医源世界 色谱层析 百度百科 交大 大学化学
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(1) 什么是色谱分离技术？它经历怎样的发展、演变过程？
• 又称层析分离技术或色层分离技术， 是一种分离复杂混合物中 各个组分的有效方法。 • 按操作条件分为 柱色谱、薄层色谱、纸色谱等
柱色谱
薄层色谱
1906年，俄国M.C Tswett创立色谱分离技术
20世纪30年代，对叶绿素、胡萝卜素等色素的分 离———液相色谱技术的应用 20世纪40年代，色谱学发展成为一门新学科 色谱分离技术已成为生命科学、材料科学、环境科学 必不可少的研究手段