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第十二章 色谱分离 一、色谱分离概述 色谱分离：又称色层分离或层析分离，在分析检测中则常称为色谱分析，他是一种物理的分离方法。 原理： 利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别，使各组分以不同程度分布在固定相和流动相中，当多组分混合物随流动相流动时，由于各组分物理化学性质的差别，而以不同的速率移动，使之分离。 二、色谱分离分类 按分离机理不同分为五大类 1、 吸附色谱 2、分配色谱 3、离子交换色谱 4、凝胶色谱 5、亲和色谱 1、吸附色谱 吸附色谱 Adsorption chromatography，AC是指混合物随流动相通过固定相 （ 吸附剂 ） 时，由于固定相对不同物质的吸附力不同而使混合物分离的方法。 吸附作用力可以是 物理吸附作用，也可以是化学吸附作用。物理吸附的特点是选择性低，吸附速度较快，吸附过程可逆；化学吸附的特点是有一定选择性，吸附速度较慢，不易解吸。物理吸附和化学吸附可以同时发生，在一定条件下也可以互相转化。 1、吸附色谱 吸附色谱是各种色谱分离技术中应用最早的一类，传统的吸附色谱以各种无机材料为吸附剂。在此基础上发展起来的新的吸附色谱技术，如 疏水作用色谱 ，金属螯合作用色谱和共价作用色谱等，所用吸附剂一般为有机基质并通过化学修饰后制成，它们都有比较明确的作用机理，即 疏水作用，螯合作用和共价作用 2、分配色谱 Distribution chromatography,DC 又称为液液色谱，其原理是利用混合物中各物质在两液相中的分配系数不同而分离。 分配色谱可分为 正相色谱和反相色谱。 3、离子交换色谱 离子交换色谱 （ ion exchange chromatography，IEC） 是基于离子交换原理进行的色谱分离。广泛用于生物大分子的分离纯化中。 4、亲和色谱 亲和色谱 （ affinitychromatography,AFC） 是将与目的产物具有特异亲和力的生物分子固定化后作为固定相从混合物中分离目的产物的过程。 亲和作用是特殊的吸附作用。 5、凝胶色谱 凝胶色谱（gel chromatography,GC） 以凝胶为固定相，是一种根据各物质分子大小不同而进行分离的色谱技术，因而又称为分子筛色谱（MSC）；空间排阻色谱 （SEC）。 凝胶色谱分为两大类，凝胶过滤色谱（GFC）和凝胶渗透色谱（GPC） 。 二、色谱分离分类 按固定相形状不同分类 1、柱色谱分离 2、纸上色谱分离 以滤纸为载体的分配色谱，滤纸纤维能吸附25%-29%的水分，其中6%-7%以氢键与纤维素的羟基结合。而滤纸纤维与有机溶剂的亲和力甚弱。 纸上色谱分离是以滤纸纤维及其结合水为固定相，以有机溶剂为流动相的。可用于定性和定量分析。 二、色谱分离分类 3、薄层色谱分离 将固定相在玻璃平板上铺成薄层而进行分离的一种分离技术。根据玻璃平板上所涂固定相的不同，又可分为多种功能色谱。 薄层色谱是柱色谱和纸上色谱两者的结合，薄层色谱分离法主要用于分析。 二、色谱分离分类 根据流动相的 1、根据流动相物态不同可分为：气相色谱法（气液色谱和气固色谱）分离、液相色谱（液液色谱和液固色谱）分离和超临界色谱分离 2、根据操作压力不同分为：低压色谱分离、中压色谱分离和高压色谱分离。 3、根据洗脱操作时展开方式不同可分为：洗脱展开法、前沿分析法和置换展开法。 三、生物工业中的色谱分离 色谱和电泳是目前所知最好的两种分离方法，其塔板数可达百万数量级。 1、色谱分离的规模 根据分离时一次进样量的多少，色谱分离的规模可分为如下 4类：色谱分析：＜ 10 mg半制备（或称中等规模制备）：10～50mg制备 （或称样品制备）：0.1～ 10 g工业生产：＞ 20 g 2、色谱分离方法的选择 应用色谱分离方法制备和生产生物体组成成分，包括各种初级代谢产物、次级代谢产物以及各种生物大分子，使用色谱技术来分离纯化这些物质时常根据如下几个方面来选择不同的色谱分离方法。① 目的产物的分子结构、物理化学特性、及分子量的大小；② 主要杂质，特别是分子结构、大小和理化特性与目的产物相近的杂质的成分与含量；③ 目的产物在色谱分离过程中生理活性的稳定性。 3、分析色谱与工业色谱的比较 应用色谱技术范围的不同 分析色谱的流动相包括气相和液相，固定相形状包括柱、纸和薄板，而制备和工业色谱主要是采用以液相为流动相的柱色谱。 操作上的不同 在分析色谱中，进样量愈小愈好，因此出现了当今的微型毛细管柱色谱；在制备和工业色谱