第七章 色谱分离技术

色谱分离技术的原理与应用色谱分离技术是一种广泛应用于化学、生物、药学等领域的重要分析方法。

它通过将混合物中的化合物在固定相上的不同亲和力进行逐渐分离，以达到提取、检测和定量目的。

本文将主要介绍色谱分离技术的原理和常见应用。

一、色谱分离技术的原理色谱分离技术的原理基于样品中的化合物在固定相上的亲和力不同，通过固定相和流动相的相互作用力达到分离目的。

常见的色谱分离技术包括液相色谱、气相色谱和超临界流体色谱。

1. 液相色谱（Liquid Chromatography, LC）液相色谱是利用固定在填料上的液体或溶胶吸附或交换作用对溶液中的化合物进行分离的技术。

在液相色谱中，流动相为液体，样品通过固定相对化合物进行分离。

常用的固定相材料包括疏水性材料、离子交换树脂、正相材料等。

2. 气相色谱（Gas Chromatography, GC）气相色谱是利用固定在填料上的固体吸附剂或液体涂层对气相中的化合物进行分离的技术。

在气相色谱中，流动相为惰性气体，样品通过固定相对化合物进行分离。

常用的固定相材料包括硅胶、分子筛等。

3. 超临界流体色谱（Supercritical Fluid Chromatography, SFC）超临界流体色谱是利用介于气态和液态之间的超临界流体对样品中的化合物进行分离的技术。

超临界流体具有较高的溶解度、较低的粘度和较高的扩散系数，使其具有较好的分离能力和较快的分离速度。

二、色谱分离技术的应用色谱分离技术具有广泛的应用领域，包括药物分析、环境监测、食品安全、天然产物提取等。

1. 药物分析色谱分离技术被广泛应用于药物的分析和质量控制。

通过色谱分离技术，可以对药物中的各种成分进行分离、定量和纯化，以保证药物的质量和安全性。

2. 环境监测色谱分离技术在环境监测中起到了至关重要的作用。

它可以对环境中的有机物、重金属、农药等进行定性和定量分析，为环境保护和生态安全提供科学依据。

3. 食品安全色谱分离技术在食品安全领域的应用越来越重要。

亲和色谱亲和色谱是专门用于纯化生物大分子的色谱分离技术，它是基于固定相的配基与生物分子间的特殊生物亲和能力的不同来进行相互分离的。

亲和色谱的显著特点：具有其他分离技术所不能比拟的高选择性，且色谱过程操作条件温和，能有效地保持生物大分子高级结构的稳定性，活性样品的回收率也比较高。

所以亲和色谱被广泛用于酶、治疗蛋白、抗体、核酸、辅助因子等生物大分子以及细胞、细胞器、病毒等超分子物质的分离与纯化。

特别是对分离含量极少而又不稳定的活性物质最有效，经一步亲和色谱即可提纯几百至几千倍。

亲和色谱的基本过程：把具有特异亲和力的一对分子的任何一方作为配基，在不伤害其生物功能情况下，与不溶性载体结合，使之固定化，装入色谱柱，然后把含有目的物质的混合液作为流动相，在有利于固定相配基和目的物质形成络合物的条件下进入色谱柱。

目的物质被吸附，杂质直接流出。

变换过柱溶液，使配基与其亲和物分离，获纯化的目的产物。

亲和色谱分离中经常采用的生物亲和关系①酶：底物、底物类似物、抑制剂、辅酶、金属离子；②抗体：抗原、病毒、细胞；③激素、维生素：受体蛋白、载体蛋白；④外源凝集素：多糖、糖蛋白、细胞表面受体蛋白、细胞；⑤核酸：互补碱基链段、组蛋白、核酸聚合酶、核酸结合蛋白；⑥细胞：细胞表面特异蛋白、外源凝集素。

亲和色谱操作中的洗脱方法在亲和色谱洗脱操作中，洗脱方法有两类，即普通洗脱法和专一性洗脱法。

普通洗脱法：与其他色谱分离方法一样，可以通过改变溶剂或缓冲液的类型，改变缓冲液的pH和离子强度，改变洗脱温度，以及添加促溶剂等措施进行洗脱。

专一性洗脱法：是指溶液中的配基、抑制剂或半抗原等物质与亲和层析剂上的配基，同时对生物活性物质产生竞争性的结合，从而达到洗脱的目的。

一般说来，专一性洗脱可以获得很高的分辨能力。

但是，专一性洗脱剂的价格都比较昂贵，所以常与普通洗脱条件配合作用。

离子交换色谱离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。

色谱分离技术及其应用色谱分离技术是指利用固定相和流动相间的相互作用，在物质混合物中将各种组分分离开的技术。

色谱分离技术已成为分离、检测和分析生物、化学和环境样品中物质的重要工具。

色谱分离技术的基本原理是将混合物分离成若干性质相近或相同，但成分不同的组分。

这是通过固定相和流动相的相互作用来实现的。

在固定相和流动相的相互作用中，固定相可以是一种具有表面活性、具有亲疏水性、或化学亲和作用的材料。

而流动相则可以是一种液体或气体，它们可以通过了固定相，使得混合物中的组分在固定相上吸附或溶解，从而实现各组分的分离。

色谱分离技术在生物、化学和环境科学等领域应用广泛。

例如，在生物学和医学中，在基因显微分析、捕获蛋白质、酶和细胞的单细胞检测中，广泛采用了色谱分离技术。

此外，还可以用于药物筛选、质量控制和制造的过程控制。

在环境领域，色谱分离技术可用于寻找化学毒物和环境污染物，并对环境废物进行检测和处理。

高效液相色谱（HPLC）是最常用的色谱分离技术之一，它可以处理各种类型的混合物，并对具有取向和激发导向性分子进行分离。

在HPLC分离中，利用固定相与流动相间的相互作用来移动样品混合物。

固定相一般是一种高度纯化的压缩载体，使得各个样品成分分离时可以得到更高的纯度。

而流动相一般应适合所需要分离的物质类型。

在汽相色谱（GC）中，气相与液相的相互作用，使得分子在流动相中具有更高的活性和协同性。

此外，它还可以用于食品质量检测中。

例如，气相色谱技术常用于检测食品中的农药、有机物和污染物。

而在高效液相色谱技术中，可以利用蛋白质和植物次生物质进行分离，用于食品中的物质鉴定和质量评估。

总之，色谱分离技术已成为一个广泛应用的分析和分离技术。

随着科技的不断进步，色谱分离技术将更好地应用于各个领域的分析和分离中，为人类的健康和环境保证做出重要贡献。

色谱分离技术色谱分离技术是一种非常有用的分离技术，它可以用来分离和测定各种化学物质和生物物质的构成成分。

这种技术的应用非常广泛，在分析科学、医药、食品和环境科学等多个领域都有重要的应用价值。

色谱是一种将一种物质分离成一个或几个组份的分离技术。

它是一种以溶剂混合物为分析对象的分离技术，分析动力学模型中，将一个复杂混合物分开成单一成分，或者将从同一样品收集到的多个成份分离开来，以便进行更详细的分析。

一般来说，色谱技术分为液相色谱、气相色谱和固相色谱三大类。

液相色谱（LC）是一种将混合物分离成单个部分的分离技术，它的分离原理是将混合物在某一特定流动相系统中进行分离，使混合化合物进入不同的体积比空间，从而实现分离。

一般情况下，使用液相色谱来分离复合物，并在高效液相色谱系统中加以鉴定。

它主要应用于复杂混合物的分离和分析，以得到单价结构或复杂组成物质。

气相色谱技术（GC）是一种利用混合物中不同物质之间比较大的分子质量来分离分析它们的技术。

分析时，气相混合物的各组分被溶解在柱的吸附剂中，在充满气体的情况下，根据其分子质量的大小，其分子在柱内移动的速度也不同，从而实现分离。

一般而言，气相色谱技术是极具灵敏性的，而且可以在较短的时间内获得较高的精度，因此，它在可控性和灵敏性等方面都明显优于其它技术。

最后是固相色谱技术（SPE），它也是一种分离技术，该技术主要用于纯化复杂混合物，它的操作步骤是将混合化合物放置在一种特殊的吸附剂上，利用温度的变化和物理因素，从而使其分离出单一的化合物。

与液相和气相色谱相比，固相色谱技术具有较高的纯度和较低的成本，而且该技术可以用于分离、测定、调节和表征诸如碳水化合物、蛋白质、核酸、有机酸和其他有机物等复杂物质。

色谱分离技术是当今分析科学领域中一种重要的技术，其应用非常广泛，可用于各种化学和生物物质的分离和测定。

液相、气相和固相色谱技术在很多领域都发挥了重要作用，为医药、食品、环境等领域的研究提供了强大的技术支持。

色谱分离技术原理及其的应用色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。

此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。

然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。

色谱法也由此而得名。

现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。

我们仍然叫它色谱分析。

一、色谱分离基本原理：由以上方法可知，在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。

色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。

使用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。

当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。

由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出。

与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。

二、色谱分类方法：色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。

从两相的状态分类：色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可GCLC）。

固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。

70年代初期发展起来的一种以液体做流动相的新色谱技术。

高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。

现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。

不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。