生物工程下游技术毛忠贵版自考06705课件第12章色谱分离技术.ppt

第十二章 色谱分离 第一节 概 述 色谱分离也称为色层分离或层析分离，在分析检测中则常称为色谱分析。它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(如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、分配系数等)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。 其中固定的称为固定相；流过固定相的称为流动相。 第一节 概 述 色谱分离的基本特点： (1)分离效率高 (2)应用范围广 色谱分离的应用范围极广，从极性到非极性、离子型到非离子型、小分子到大分子、无机到有机及生物活性物质，以及热稳定到热不稳定的化合物。尤其是对生物大分子样品的分离，是其他方法无法代替的。 (3)高灵敏度的在线检测： 与其他分离方法相比，色谱分离具有高灵敏度在线检测的特性。 (4)快速分析： 高效细颗粒层析剂和高压液相色谱分离技术的采用，保证了在高分离效率前提下的高分离速率，从而可以提高单位时间的产量。 (5)过程自动化操作： (6)不能放大，操作成本高，一般只适合于高附加值产品的制备： 第二节 色谱分离的分类 一、按分离机理不同分类： （溶质与固定相相互作用的机理） (一)吸附色谱分离： 由于固定相对不同物质吸附力不同而使混合物分离的方法。 (二)分配色谱： 又称为液液色谱，利用混合物中各物质在两液相中的分配系数不同而分离。其操作方法分两种： 1、柱（纸或板）色谱分离法： 固定相是将与流动互不相溶的液体涂渍到载体上形成的； 2、逆流分配法： 其固定相和流动相都放在一组特别的分配管中。 一、按分离机理不同分类 (三)离子交换色谱： 树脂上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换，混合物中不同溶质对交换剂具有不同的亲和力而将它们分离。 (四)凝胶色谱： 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。 (五)亲和色谱： 把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，可把目的产物从混合物中分离出来。如抗原与抗体，酶蛋白与辅酶。 二、按固定相形状不同分类 1、柱色谱分离 在柱中进行的色谱分离。 优点：进样量大，回收容易。 2、纸上色谱分离 以滤纸为载体的分配色谱。 优点：设备简单，操作方便，分离效率高，所需样品量少。 3、薄层色谱分离 将固定相在玻璃平板上铺成薄层而进行的色谱分离。 优点：操作简便，分离效率高，分离速率快，适用广。 三、其他分类方法 1、根据流动相的物态不同，可分为： 气相色谱分离，液相色谱分离，超临界色谱分离。 2、根据操作压力不同，可分为： 低压色谱分离（0.5MPa），中压色谱分离（0.5-5MPa），高压色谱分离（5-50MPa）。 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，置换展开法。 第三节 生物工业中的色谱分离 一、色谱分离的规模 色谱分析： 10mg； 半 制 备： 10-50mg； 制 备： 1.0-10g； 工业生产： 20g/d。 二、色谱分离方法的选择 1、目的产物的分子结构，物理化学特性，分子量的大小； 2、分子结构，理化特性，大小与目的产物相近的杂质的成分和含量。 3、目的产物在色谱分离过程中生理活性的稳定性。 三、分析色谱与制备色谱及工业色谱的比较 1、应用色谱技术范围的不同： 制备和工业色谱主要是采用以液相为流动相的柱上色谱。 2、操作上的不同： 制备和工业色谱中，则要求进样量越多越好，色谱柱也应适当大些。 3、色谱分离理论上的不同： ①理论塔板数的不同； ②分配系数的不同； ③样品保留值与峰高的不同。 第四节 色谱分离的基本原理 若各组分对固定相的亲和力大小不同，因而各组分在固定相流动相中分布也不同，而导致各组分随流动相的移动速率就不同，使各组分在色谱柱内分层而得以分离，这就是色谱分离的基础。 一、分配色谱 二、吸附色谱 （一）吸附：溶液中的溶质在固体表面富集的过程 （二）吸附平衡：溶液中的溶质被吸附剂表面俘获的同时，一部