吸附层析法
吸附层析法编辑本段
是层析的一种方法
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(一)吸附剂、溶剂与被分离物性质的关系编辑本段
液一固吸附层析是运用较多的一种方法,特别适用于很多中等分子量的样品(分子量小于1,000的低挥发性样品)的分离,尤其是脂溶性成分。一般不适用于高分子量样品如蛋白质、多糖或离子型亲水性化合物等的分离。吸附层析的分离效果,决定于吸附剂、溶剂和被分离化合物的性质这三个因素。
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1. 吸附剂编辑本段
常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、硅酸镁、聚酰胺、硅藻土等。
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(1)硅胶编辑本段
层析用硅胶为一多孔性物质,分子中具有硅氧烷的交链结构,同时在颗粒表面又有很多硅醇基。硅胶吸附作用的强弱与硅醇基的含量多少有关。硅醇基能够通过氢键的形成而吸附水分,因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。若吸水量超过17%,吸附力极弱不能用作为吸附剂,但可作为分配层析中的支持剂。对硅胶的活化,当硅胶加热至100~110℃时,硅胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。当温度升高至500℃时,硅胶表面的硅醇基也能脱水缩合转变为硅氧烷键,从而丧失了因氢键吸附水分的活性,就不再有吸附剂的性质,虽用水处理亦不能恢复其吸附活性。所以硅胶的活化不宜在较高温度进行(一般在170℃以上即有少量结合水失去)。
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硅胶是一种酸性吸附剂,适用于中性或酸性成分的层析。同时硅胶又是一种弱酸性阳离子交换剂,其表面上的硅醇基能释放弱酸性的氢离子,当遇到较强的碱性化合物,则可因离子交换反应而吸附碱性化合物。 ADSFAEQWER353423413434
(2)氧化铝编辑本段
氧化铝可能带有碱性(因其中可混有碳酸钠等成分),对于分离一些碱性中草药成分,如生物碱类的分离颇为理想。但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、酯、内酯等类型的化合物分离。因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。除去氧化铝中的碱性杂质可用水洗至中性,称为中性氧化铝。中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴,本适用于酸性成分的分离。用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝,不仅可中和氧化铝中含有的碱性杂质,并可使氧化铝颗粒表面带有NO3-或Cl-的阴离子,从而具有离子交换剂的性质,适合于酸性成分的层析,这种氧化铝称为酸性氧化铝。供层析用的氧化铝,用于柱层析的,其粒度要求在100~160目之间。粒度大于100目,分离效果差;小于160目,溶液流速太慢,易使谱带扩散。样品与氧化铝的用量比,一般在1:20~50之间,层析柱的内径与柱长比例在1:10~20之间。
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在用溶剂冲洗柱时,流速不宜过快,洗脱液的流速一般以每半~1小时内流出液体的毫升数与所用吸附剂的重量(克)相等为合适。 ADFASDFAF23RQ23R
(3)活性炭编辑本段
是使用较多的一种非极性吸附剂。一般需要先用稀盐酸洗涤,其次用乙醇洗,再以水洗净,于80℃干燥后即可供层析用。层析用的活性炭,最好选用颗粒活性炭,若为活性炭细粉,则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱,以免流速太慢。活性炭主要用于分离水溶性成分,如氨基酸、糖类及某些甙。活性炭的吸附作用,在水溶液中最强,在有机溶剂中则较低弱。故水的洗脱能力最弱,而有机溶剂则较强。例如以醇-水进行洗脱时,则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。利用这些吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。 ADFASDFAF23RQ23R
2. 溶剂编辑本段
层析过程中溶剂的选择,对组分分离关系极大。在柱层析时所用的溶剂(单一剂或混合溶剂)习惯上称洗脱剂,用于薄层或纸层析时常称展开剂。洗脱剂的选择,须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑。在用极性吸附剂进行层析时,当被分离物质为弱极性物质,一般选用弱极性溶剂为洗脱剂;被分离物质为强极性成分,则须选用极性溶剂为洗脱剂。如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂(如以硅藻土或滑石粉代替硅胶),则洗脱剂的极性亦须相应降低。
在柱层操作时,被分离样品在加样时可采用干法,亦可选一适宜的溶剂将样品溶解后加入。溶解样品的溶剂应选择极性较小的,以便被分离的成分可以被吸附。然后渐增大溶剂的极性。这种极性的增大是一个十分缓慢的过程,称为“梯度洗脱”,使吸附在层析柱上的各个成分逐个被洗脱。如果极性增大过快(梯度太大),就不能获得满意的分离。溶剂的洗脱能力,有时可以用溶剂的介电常数(ε)来表示。介电常数高,洗脱能力就大。以上的洗脱顺序仅适用于极性吸附剂,如硅胶、氧化铝。对非极性吸附剂,如活性炭,则正好与上述顺序相反,在水或亲水性溶剂中所形成的吸附作用,较在脂溶性溶剂中为强。
3. 被分离物质的性质编辑本段
被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素,彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下,各个成分的分离情况,直接与被分离物质的结构与性质有关。对极性吸附剂而言,成分的极性大,吸附性强。
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常见吸附剂性质对比编辑本段
| 吸附剂 | 极性 | 适用成分 | 活化温度 |
|---|---|---|---|
| 硅胶 | 酸性 | 中性或酸性化合物 | 100-110℃ |
| 氧化铝(碱性) | 碱性 | 生物碱等碱性化合物 | 200-400℃ |
| 氧化铝(中性) | 碱性(较弱) | 对酸、碱稳定的化合物 | 水洗后活化 |
| 氧化铝(酸性) | 酸性 | 酸性化合物 | 酸处理 |
| 活性炭 | 非极性 | 水溶性成分(氨基酸、糖类等) | 80℃干燥 |
参考资料编辑本段
- 李斯, 赵明. 吸附层析法在天然产物分离中的应用. 中草药, 2015, 46(12): 1745-1750.
- 张伟, 王芳. 硅胶和氧化铝吸附层析的比较研究. 分析化学, 2018, 46(3): 456-461.
- Stahl, E. Thin-layer chromatography: a laboratory handbook. Springer, 1969.
- Snyder, L.R. Principles of adsorption chromatography. Marcel Dekker, 1968.
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