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第三章色谱分离技术

早期，因采用此法来分离有色物质时，常得到颜色不同的色层，故取名色（层）谱。

根据组分在固定相中的作用原理不同，色谱法可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、和排阻色谱等；

根据操作条件不同，可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、气相色谱及高压液相色谱等。

3.1 柱色谱

柱色谱因在柱状管中装入适当的固体物质作为固定相而得名，通常分为吸附色谱和分配色谱，实验中最常用的是吸附柱色谱。 3.1.1 基本原理

吸附色谱的分离原理是利用混合物中各组分在不相混溶的两相（即流动相和固定相）中吸附和解吸的能力不同（即在两相中的分配不同），当混合物随流动相流过固定相时，发生反复多次的吸附和解吸过程，从而使混合物分离成两种或多种单一的纯组分。

柱色谱可分为：干柱色谱和湿柱色谱。

干柱色谱的操作是用吸附剂填满一空柱，将要分离的混合物溶液加入柱顶，使溶液借毛细作用和地心引力向下移动而将各组分展开分离。展开完毕，将吸附剂从柱内移出，用适当溶剂分别提取已分离的各组分层带，回收溶剂，即得分离的各个组分。

湿柱色谱是用洗脱剂把要分离的各个组分逐个洗脱分离的一种色谱分离技术。

3.1.2吸附剂

常见的吸附剂有硅胶、氧化铝、碳酸钙、氧化镁和活性炭等，实验室最常用的吸附剂是氧化铝和硅胶，其中氧化铝极性更大一些。

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氧化铝分为三种：

中性氧化铝：PH值约为7.5，用途最广，适用于中性物质分离，如醛、酮、酯、醌等有机物。

酸性氧化铝：PH值约为4，适用于分离酸性有机物。 碱性氧化铝：PH值约为10，适用于分离碱性有机物。 硅胶略带酸性。

由于样品是被吸附在吸附剂表面，所以大小均匀、比表面积的吸附剂分离效率较好。

比表面积越大，组分在流动相和固定相之间越易达到平衡，色带就越窄。通常使用的吸附剂大小以200目为宜，太细则分离速度过慢。

吸附剂的活性取决于吸附剂的含水质量分数。含水越高，活性越低。

表3-1 吸附剂的含水量质量分数和活性等级关系

吸附剂活性等级 氧化铝的含水质量分数 硅胶的含水质量分数

3.1.3洗脱剂

能将样品中各组分完全分开的展开剂，即可作为柱色谱的洗脱剂。有时用一种展开剂达不到所要求的分离效果，可考虑混合展开剂。

选择洗脱剂注意：

1、洗脱剂的极性应小于样品中各组分的极性，否则由于洗脱剂与样品竞争，会导致洗脱剂被吸附在固定相上，而样品一直保留在流动相中。

溶剂极性一般按以下顺序递增：己烷、石油醚、环己烷、甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙醇、乙醇、甲醇、水和乙酸。

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I 0 0

II 3% 5%

III 6% 15%

IV 10% 25%

V 15% 38%

2、所选择的洗脱剂必须能够将样品中各组分溶解。

3、所用洗脱剂必须干燥，以免影响吸附剂的活性和分离效果。

4、不同的洗脱剂具有不同的洗脱能力（即给定样品沿着固定相的相对移动能力）。

3.1.4操作方法

1、装柱：湿法装柱和干法装柱 2、上样及洗脱 3、收集组分。

本实验是以小型层析柱分离偶氮苯与邻-硝基苯胺的少量混合溶液。 所用主要仪器及药品为： 层析柱：长25cm，内径1cm

吸附剂：市售中性氧化铝（100目，Ⅱ～Ⅲ级）10g。

淋洗剂：①1,2-二氯乙烷与环己烷等体积混合液80～100mL，②95%乙醇（备用）。 待分离混合样：1%偶氮苯的1,2-二氯乙烷溶液与1%邻-硝基苯胺的1,2-二氯乙烷溶液的等体积混合液约1mL。

（1）湿法装柱：将洗净晾干的层析柱中注入约为柱容积1/4的淋洗剂。将淋湿的一小团脱脂棉推入柱底狭窄部位（勿挤压太紧），上面加盖一张直径略小于柱内径的滤纸片。将10g中性氧化铝在小烧杯中用淋洗剂调成悬浊状。打开柱下活塞调节流速约1滴/秒，将制成的悬浊液在自柱顶注入，可敲击柱身以使吸附剂沉积均匀。在此过程中应始终保持吸附剂沉积层上面有一段液柱。吸附剂加完后关闭活塞，将一块滤纸片盖在吸附剂沉积面上。

（2）加样：打开柱下活塞放出柱中液体，待液面降至滤纸片时关闭活塞，将1mL待分离的混合样液沿柱内壁加入。打开活塞，待样液液面至滤纸片时关闭活塞。用干净滴管吸取淋洗剂约0.3mL沿加样处冲洗柱内壁。再打开活塞将液面降至滤纸处。依上法重复操作直至柱壁和顶部的淋洗剂均无颜色。

（3）淋洗和接收：加入大量淋洗剂，打开柱下活塞，控制流出速度为1滴/秒。观察柱中色带下行情况。随着色带向下行进逐渐分为两个色带，下方的为橙红或橙黄色，上方为亮黄或微带草绿色，中间为空白带。当前一色带到达柱底时更换

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接收瓶接收（在此之前接收的无色淋洗剂可重复使用）。当第一色带接收完后更换接收瓶接收空白带，当空白带按完后再换接收瓶接收第二色带。

图1柱色谱装置

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3.2纸色谱（PPC）

3.2.1 基本原理

纸色谱是以滤纸作为载体，让样品溶液在纸上展开达到分离的目的。纸色谱法的原理比较复杂，主要是分配过程，纸色谱的溶剂是由有机溶剂和水组成的，在滤纸的一定部位点上样品，当有机相沿滤纸流动经过原点时，即在滤纸上的水与流动相间连续发生多次分配，结果在流动相中具有较大溶解度的物质随溶剂移动的速度较快，而在水中溶解度较大的物质随溶剂移动的速度较慢，这样便能把混合物分开。

3.2.2实验装置

图2纸色谱图3 纸色谱滤纸条点样 1.层析缸2.滤纸3.展开剂

本实验是以纸色谱分离几种氨基酸为例

本实验以饱和水的正丁醇溶液作展开剂，通过实验测出丙氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸的Rf值，并分析测定未知试样的成分或组成。 1．滤纸的选择

滤纸的质量应厚薄均匀，能吸附一定量的水，可用新华1号，切成纸条，大小可自由选择，一般为3×20cm，5×30cm，8×50cm等。滤纸用前应经过试验，观察

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