分离技术各种色谱分离的基本原理第二节各种色谱分离的基本原理.pptVIP

第二节 各种色谱分离的基本原理 * 1、吸附色谱 利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法。 两种组分的理化性质原本存在着微小的差异，经过反复多次地吸附→解吸→再吸附→再解吸的过程使微小差异累积起来，结果使吸附能力弱的组分先流出色谱柱，吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使各个组分得到了分离。 a：吸附剂 m：流动相 Xm：流动相中的组分分子 Xa：固定相中组分的分子 Ym：流动相分子 Ya：固定相中溶剂分子 吸附过程是试样中组分分子与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心的过程 * 固定相 固定相是表面具有许多吸附中心的吸附剂，常用吸附剂硅胶表面的硅醇基为吸附中心。经典液相柱色谱和薄层色谱使用一般硅胶，高效液相色谱常用球形或无定形全多孔硅胶和堆积硅珠。 （1）对吸附剂的要求 ① 有大的表面积和足够的吸附能力 ② 对不同的化学成分有不同的吸附力，能较好地把 混合物分开 * ③ 在所用的溶剂及流动相中不溶解 ④ 与流动相、溶剂及样品中各成分不起化学反应 ⑤ 颗粒均匀，操作过程中不会碎裂 （2）对吸附剂的要求 ① 有机类：淀粉、葡萄糖、聚酰胺、纤维素等 无机类：氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、硅藻 土等 * （1）要求 ① 应使用较纯试剂，含杂质会影响洗脱能力 ② 与样品或吸附剂不发生化学反应 流动相 能溶解样品中各组分，且各被分离组分有不同 的K值 ④ 粘度小，易流动 * 洗脱顺序 流动相的洗脱能力主要由其极性决定，极性强的流动相分子占据极性中心的能力强，洗脱能力就强。流动相的选择要依据样品的极性、吸附剂的活性而定。吸附弱的组分先被洗脱，吸附强的组分后被洗脱。吸附的强弱与组分的性质（极性、取代基的类型和数目、构型）有关。 * 一般规律 ① 非极性化合物，吸附弱 基本母核相同，分子中取代基的极性越强，或极性基团越多，分子极性越强（但要考虑其他因素的影响），吸附能力越强。 分子中双键数越多，则吸附力越强 ④ 能形成分子内氢键的化合物，其吸附能力降低 * 2、分配色谱 将液体均匀的涂渍在惰性物质（载体）表面上作为固定相，利用被分离组分在固定相与流动相中的溶解度差别所造成的分配系数差别而被分离。 分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离。 * 要求 固定相 机械吸附在惰性载体上的液体，常用的固定液有水、稀硫酸、甲醇、甲酰胺等强极性溶剂。 载体 惰性物质，无吸附性、性质稳定，不与固定相和流动相发生化学反应的常用的有吸水硅胶、纤维素、多孔硅藻土等。 流动相 必须与固定相不互溶，石油醚、醇类、酮类、酯类、卤代烷及苯等。 * 洗脱顺序 正相色谱 固定相极性大于流动相极性，主要分离极性样品，极性弱的组分先被洗脱，极性强的组分后被洗脱。 反相色谱 固定相极性小于流动相极性，主要分离非极性样品和中等极性样品，极性强的组分先出柱，极性弱的组分后后出柱。 * 3、离子交换色谱 要求 固定相 离子交换树脂 被分离组分 离子型的有机物或无机物 流动相 水为溶剂的缓冲溶液 分离机制 依据被测组分与离子交换剂交换能力不同而实现分离。 * 固定相 固定相是离子交换剂——常见的是离子交换树脂，是具有网状立体结构高分子的聚合物。如苯乙烯和二乙烯苯聚合，其中二乙烯苯是交联剂。 流动相 水、缓冲溶液、或加入少量的乙醇、四氢呋喃、乙腈等有机溶剂，提高选择性。 * 洗脱顺序 交换能力强的离子组成的流动相有较强的洗脱能力。强离子交换树脂的交换容量不随流动相的pH变化，调节pH值的主要作用是控制弱电解质离解。 * 4、凝胶色谱 要求 固定相 多孔性凝胶 有机溶剂——凝胶渗透色谱 流动相 水——凝胶过滤色谱 分离机制 利用被测组分分子大小不同，在固定相上选择性渗透实现分离。 * 固定相 主要是多孔凝胶，主要性能参数是： 平均孔径：凝胶孔径大小 排斥极限：不能渗透进入凝胶的任何孔隙的某分子量（KP=0） 分子量范围：排斥极限（KP=0）与全渗透点（KP=1）之间的分子量范围 选择凝胶时应使试样的分子量落入此范围 * 流动相 要选对样品的溶解好，又能润湿凝胶。粘度要低的溶剂，否则会限制分子扩散而影响分离效果。一般水溶性试样选水溶液，非水溶性试