層析分離法

層析分離法的概念

層析分離法，簡稱層析法，又稱色譜法、色層法或層離法（Chromatography），是一種套用很廣的分離分析方法。1903年，俄國的植物學家M，C．UBeT在研究分離植物色素過程中，首先創造了色譜法，這是一種根據化合物的不同結構和不同的物理，化學特性，從而具有不同吸附性能的原理，以分離混合物中的化學成分的一種物理化學分離方法，最初用於有色物質，之後套用於大量的無色物質。色譜法的名稱雖然仍然沿用，但已失去原來的含義。層析法和其他分離方法比較，具有分離效率高，操作又不太麻煩的優點。因此，層析法的套用越來越廣，對於近代化學科學的發展有巨大的影響。在製藥、化工、農業、醫學等方面都有著廣泛的套用。

層析法的歷史及原理

層析法的歷史

1903年3月21日俄國植物學家茨維特（Michael Tswett，1872-1919）在華沙自然科學學會生物學會議上發表了“一種新型吸附現象及其在生化分析上的套用”研究論文，介紹了一種套用吸附原理分離植物色素的新方法，並首先認識到這種層析現象在分離分析方面有重大價值。1906年他在德國植物學雜誌發表文章，首次命名上述分離後色帶為色譜圖，稱此方法為色譜法（Chromatography）。1907年在德國生物學會年會上，展示過帶有色帶的分離柱管和純化過的植物色素溶液。茨維特被世人公認為色譜創始人。

德籍奧地利化學家R.Kuhn 等利用他的方法在纖維狀氧化鋁和碳酸鈣的吸附柱上將過去一個世紀以來公認為單一的結晶狀胡蘿蔔素分離成a 和b 兩個同分異構體，並由所取得的純胡蘿蔔素確定出了其分子式。 Kuhn正是由於在維生素和胡蘿蔔素的離析與結構分析中取得了重大研究成果而獲得了1938年諾貝爾化學獎。

1952年，Martin和James發表第一篇氣液色譜論文，首次用氣體作流動相，配合微量酸鹼滴定，發明了氣相色譜，它給揮發性化合物的分離測定帶來了劃時代的革命。

層析法的原理

層析法利用混合物中各組分的物理化學性質間的差異（溶解度、分子極性、分子大小、分子形狀、吸附能力、分子親合力等），使各組分在支持物上集中分布在不同區域，藉此將各組分分離。

層析法進行時有兩個相，一個相稱為固定相，另一相稱為流動相。由於各組分所受固定相的阻力和流動相的推力影響不同，各組分移動速度也各異，從而使各組分得到分離。

層析技術與待分離混合物中各組分的理化性質（分子自然形狀、大小、獲電狀態、溶解度與選擇性吸附劑或載體物的吸附能力，分配係數、酸鹼環境、溫度、極性以及分子的親和能力等）有著直接關係。除此，任何層析技術，均具有兩相條件，造成流動相對固定相作單向相對運動。這種流動相推動樣品中各組分通過固定相向前遷移，其運動速率與兩相物質和被分離物質狀態有關。由於被分離物各組分中的理化性質不同，對不同的兩組或兩組以上組分，具有不同的作用力，通過吸附一解吸，或離子交換、分子篩效應、靜電引力，免疫特異性吸附等，造成各組間生物分子分離、遷移距離不等，最終達到被測物的分離、純化的目的。這一技術的套用，不但能分離有機化合物，還能分離無機物，更主要的是適合於分離分析生物高分子物質，其分離範圍廣，適用性強。化學性穩定、靈敏度高，既可純化又可製備，條件簡便。

分類原則	類型	特徵
據溶質分子與固定相相互作用的機理不同	吸附色譜離子交換色譜疏水作用層金屬螯合色譜共價作用色譜分配色譜凝膠過濾親和色譜	吸附力不同各物質與固定相之間的離子交換能力的不同各物質與固定相之間的疏水作用的強弱不同各物質與固定相上的金屬離子的絡合能力的不同巰基化合物的巰基與固定相表面的二硫鍵作用力不同各物質在兩液相間的分配係數不同各物質的分子大小或形狀不同利用生物大分子與各種配基的生物識別能力不同
據實驗技術	低壓色譜中壓色譜高壓色譜電泳	操作壓力小於0.5 MPa 操作壓力在0.5～5 MPa之間操作壓力在5～40 MPa之間溶質分子在電場中的移動速度不同
據固定相的形狀不同	柱色譜紙色譜薄層色譜	固定相裝在玻璃、不鏽鋼或有機玻璃柱中固定相為以氫鍵與纖維素羥基結合的水固定相在玻璃平板上鋪成薄層
據流動相的物態不同	氣相色譜液相色譜超臨界流體色譜	流動相為氣體流動相為液態流動相為液態
按操作方式不同	迎頭法頂替法洗脫法	將混合物溶液連續通過固定相，只有化學親和力最弱的組分以純粹狀態最先流出，但其它各組分都不能達到分離。利用一種化學親和力比各被結合組分都強的物質來洗脫，這種物質稱為頂替劑。此法處理量大，且各組分分層清楚，但層與層相連，故不能將組分分離完全。將混合液儘量濃縮，使體積縮小，引入固定相的一端，然後用溶劑洗脫，洗脫溶劑可以是原來溶解混合物的溶劑，也可選用另外的溶劑。

層析分離法

基本介紹