第十章 物中功能性成分提取分离方法课件.ppt

机械破碎 高速组织捣碎 高速匀浆 球磨 第二节 色谱分离技术 利用混合物中各组分的物理化学性质 （分子的形状和大小、分子极性、吸附力、分子亲和力、分配系数等）的不同，使各组分以不同程度分布在两相中，其中一个相是固定的，称固定相，另一个相是流动的，称为流动相，当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，而达到分离的目的。 色谱分离技术 分类： 按照流动相的状态分，如GC，LC等。 按照固定相的形式分，如column-chromatography, paper-chromatography, thin-layer等。 按照分离过程依据的物理化学性质分： 如adsorption-chromatography 、ion-exchange、molecular sieve，affinity-chromatography等。 一、吸附色谱 利用吸附剂对不同物质的吸附力不同、而使混合物中的各组分分离的方法。吸附色谱分离技术是各种色谱技术中应用得最早的一类。由于吸附剂来源丰富，价格低廉，易再生，装置简单，又具有一定的分辨率等优点，故至今仍广泛应用。 吸附剂与被吸附物分子之间的相互作用是由范德华力所引起的，其特点是可逆的，即在一定的条件下，被吸附物可以离开吸附剂表面，这称为解吸作用。 溶剂洗脱法：加入样品溶液后，连续不断地加入洗脱剂进行冲洗，最初的流出液为纯溶剂，然后是吸附力最弱的组分，以后逐次出现的物质是按吸附力由弱到强的顺序分别洗出，吸附力量强的物质最后洗脱出来。 置换法 前缘洗脱法 吸附剂与洗脱剂的选择 吸附剂应具有的性质： (1)吸附剂应有适当的吸附力，表面积大； (2)吸附剂对被分离物有足够的分辨力，即对不同物质的吸附力有所不同； (3)吸附剂对被吸附物的吸附应是可逆的，即在一定的条件下可以解吸，以便洗脱； (4)吸附剂不会溶解在所采用的溶剂中，也不会引起被吸附物的化学改变； (5)吸附剂颗粒均匀，在操作时稳定，不会破裂。 二、分配色谱(纸色谱,薄层色谱,GC等) 分配色谱是利用各组分的分配系数不同而予以分离的方法。 分配色谱中，通常采用一种多孔性固体支持物吸着一种溶剂作为固定相，另一种与固定相溶剂互不相溶的溶剂可以沿固定相流动，称为流动相。 当某溶质在流动相的带动下流经固定相时，该溶质在两相之间进行连续的动态分配，由于各物质有不同的分配系数，移动速率也就不相同，从而达到分离的目的。 分配系数是指一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解达到平衡时，该溶质在两相溶剂中的浓度比值。在色谱条件确定后分配系数是一常数，以K表示。 三、离子交换色谱 离子交换色谱是利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团），对各种离子的亲和力不同而达到分离目的的一种色谱分离技术，广泛应用于各种物质的分离纯化。 离子交换剂 含有若干活性基团的不溶性高分子物质，即在不溶性母体上引入若干可解离基团（活性基团）而成。 不溶性母体的高分子物质：苯乙烯树脂、酚醛树脂、纤维素、葡聚糖、琼脂糖或其它聚合物。 活性基团可以是酸性基团：磺酸基(-SO3H)，磷酸基(-PO3H2)，亚磷酸基(-PO2H)，羧基(-COOH)，酚羟基(-OH)等。引入酸性基团的交换剂可离解出H+，与其它阳离子交换，这类离子交换剂属于阳离子交换剂。 活性基团是碱性基团：季胺[-N+(CH3)3]，叔胺[-N(CH3)2]，仲胺[-NHCH3]，伯胺[-NH2]等含氨基的基团。引入含氨基碱性基团的交换剂，可与OH-结合后，与其它阴离子交换，这类离子交换剂属于阴离子交换剂。 强酸型阳离子交换剂（含有磺酸基-SO3H等）对各种正离子的亲和力次序为： Fe3+ Al3+ Zn2+ Cu2+ Ni2+ Co2+ Fe2+ Ba2+ Cr2+ Ca2+ Mg2+ Cs+ Rb+ K+ Na+ H+ Li+ 弱酸型阳离子交换剂（含有羧基-COOH，酚羟基-OH等）对氢离子(H+)的亲和力特别高。因此转为氢型时很容易，仅需很少量的酸即可。 强碱性阴离子交换剂（含季胺-N+(CH3)3等）对各种负离子的亲和力次序为： 柠檬酸根 SO42- Cr2O4- I- NO3- CrO4- Br- SCN- Cl- HCOO- OH- F- CH3COO- 弱碱性阴离子交换剂对氢氧根离子(OH -)有较高的亲和力，易于转变为羟型。 阳离子只能被阳离子交换剂吸附，阴离子只能被阴离子交换剂吸附；亲和力大的易于吸附，难于洗脱，亲和力小的难于吸附，容易洗脱； 离子交换剂的选择 选择离子交换剂时应考虑下列因素： (1)样品离子带何种电荷； (2)离子的浓度； (3)被分离物质相对分子量的大小； (4)离子