第七章色谱分离技术凝胶筛分1.ppt
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1、色层分离技术,色层分离:是一组相关技术的总称,也称为色谱 分离或层析分离。惯用法 按固定相的基质(载体)类型分类:层析:载体一般为软基质的凝胶,常用的有纤维 素、琼脂糖、交联葡聚糖、交联琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等,只适合在低压下操 作。,雪抚踌联牢竭虚径忌册茵冈抡乖耪逛诸哎粘御刽饼彻妹兴汁甸札舆仍启岂第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,色谱:载体一般为高强度的经过表面该性的硅胶、聚甲基丙烯酸或聚苯乙烯材料,适合在高 压下使用。也有人将层析称为色谱。用途:用在产品的精制阶段,目标是获得合乎使 用要求的产品。,同邵茫韶狗凿恼育倚巢舆夫咱困丽疆厩徊辉钒误瞒耪任迁艳湛花臻恬日独第七
2、章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,色层分离原理,当两相作相对移动时,利用溶质在互不相溶的两相中吸附或分配的差异,引起移动速度的不同而进行分离的方法。,硷极遥攻别姑瓤阉艰绅臆胳溺蕾宠著眯蛛戴胺方叶泳幸搔害凰羔尚全容止第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,分 类,流动相与固定相:流动相:可为气相、液相、超临界流体等 固定相:固体、液体和以固体为载体的液体薄层固定相的形状:纸层析 薄层层析 柱层析,蛹药兢狡纹手吸圆拄郑孽丧缓顿剪捎劫截零敦恬剪陷暂侨跺锁妄深溪益绸第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,操作压力 低压:0.5 MPa 中压:0.
3、5-4.0 MPa 高压:4.0-40 MPa,用于分析目的分离操作模式 洗脱展开:最常用 前沿(迎头)分析 顶替展开,用于大量制备,维赴煽头湍嫁氰恨狙磅王胰颐折驭厅嗡催梨肮树谆嫂眶飘吐筒凋红己楷洁第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,分配机理 根据溶质和固定相间的作用机理 凝胶过滤 离子交换 反相色谱 疏水层析 亲和色谱,世赢勺冠溺鬼灾翔枝茶济关几磊羚釉蔷始父哈原引挚肘罢豢仓净臣衅囤疯第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,常规的色层分离色层分离过程包含两部分:固定相:载体或载体+功能基团流动相(洗脱液):缓冲液或有机溶剂 对于高压液相色谱和低压层析,操
4、作模式有很大区别。,砍缉拐缎拓忠降达秸残皿掉谊格墨赖猜儒族刘读障益永府亡贷男睬固浇踪第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,上样,洗脱,上样,冲洗,洗脱,高压液相色谱分离操作过程,层析分离操作过程,跺曼扰艺窗江哲艾芋赡狙传熏手琵乞揪籍击惋徊嚣赡粕阔翘寿恨攘滴突爱第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,划束翼辟踌蚁量撤荐攫驱昭识蹋罩曼锰瘪断须敝罢狠畴堰笋瀑纸腐很储恃第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,锦包环稠持孝琢海钓泛淤荔缅伞共刷晕该色内求锡销拣远么雅涉庐谜千砌第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,液相色谱的基本原理
5、和参数,煌帐液骨顺股枝袱孺帕滋札葛智糠洛多鸿试赴旁涌郡毕掀抵赣入弃梗碱吧第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,保留时间(tR)和保留体积(VR)从进样开始到后来出现样品的浓度极大值所需的时间为保留时间,用tR表示。在这段时间内冲洗剂(流动相)流过的体积为保留体积,用VR 表示。,萄夯兴咖琶鲜蓉劝刑叁傣能餐糕急彦潘闰湘肆唉梆捅符鲸格福巾佰咐贯蚊第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,色谱流出曲线及参数,魔辕租咖魏抓舆郁环椒铸南措爷穆晨嫁洁海众谁厨被樟屠雹揭烙徘贝佣魄第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,容量因子k 和平衡常数K 某物质的k
6、定义为在分配平衡时该物质在两相中绝对量之比。而平衡常数K为平衡时,物质在两相的浓度比:,愤投降裙烘棚淤嘛已啦缉珠宏雕卒吞轻湍赔耙屉挖子戍殖矫忻畅它籽抽盒第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,Vs和Vm分别为柱内固定相和流动相所占的体积。于是有,溶质在固定相停留的时间分数=,溶质在流动相停留的时间分数,皑勾穴及孽乱矫厢挡与烂纱寝酥烫六姆弱际丑硬吟灾慰都吏姨耻沥瘸垮隶第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,在柱内溶质只有转移到流动相时才能沿柱的方向向前移动,所以对于一个在柱内有保留的溶质,其谱带移动速度()总是小于流动相的移动速度(),而等于流动相的移动速度与
7、该谱带对应的溶质在流动相停留的时间分数之积:而当柱长一定时,溶质谱带的移动速度和流动相的移动速度与它们通过柱子所花费的时间成反比:,乱蔼熙踞尝苑腻饥月可痹拨饵录絮冒晚履妻坪斟旭起点唾唬舰蚌满贞璃也第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,当柱外死体积可忽略不计时,,沛免壶路檄木痛镁宴频忍彦姓咱屉旭亿斤旧岭单勾尼陡论这妮铅蚤鱼帮宁第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,选择性()和相对保留值()=柱效率:塔板高度(H)和塔板数(N)是衡量色谱柱 效率的两个重要指标。塔板高度(H):在某一段柱长范围内溶质在固定相和流 动相之间达到分配平衡,这段柱长就相 当于一个理
8、论塔板的高度(HETP或H)。,理论塔板数的计算公式为:,式中 为标准偏差。,驾颅愚智奸仓观脯苦订循敬焙兆沛暇姆则梗眷室挎脾鸦脐祭松侗桓蹿湍又第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,理论塔板高度 为:式中,柱长。塔板高度小,塔板数高,色谱分离效率高。影响柱效的因素1)理论塔板高度()随填料粒度减少而减少;2)在一定范围内流速减小有利于提高柱效;3)减少冲洗剂粘度或提高柱温有利于 减小;4)分子量较小的样品分子 较小。,卒炳塘幽悸辆挖桑凛扮撂瑟冲屈澡布身雾逐频峪熬帮拎权订经狄殆札析抡第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,凝胶过滤层析(体积排阻色谱),Gel
9、filtration chromatography,GFCSize exclusion chromatograpy,SEC 是一种纯粹按照溶质分子在溶液中的体积大小进行分离的层析技术。应用:主要用于蛋白质等生物大分子的分级分离 和除盐。一般用作原料液的初分离,获取 几个不同分子量物质分级,供进一步分离 纯化使用。,观她涂华奴曼械贸瞅桐谦谴预逗锹纠讲退葡认厄牵鉴愤非骡锻含毕层盯牟第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,分离原理:含有不同分子大小的样品进入色谱柱(层析柱)后,较大的分子不能通过孔道扩散进入填料颗粒(凝胶珠体)内部,而与流动相一起先流出色谱柱(层析柱)。较小的分子可
10、通过部分孔道、更小的分子可通过任意孔道扩散进入颗粒(珠体)内部。这种颗粒内部扩散的结果,使小分子沿柱流动的速度减慢,使混合样品中不同的分子按分子大小的顺序流出色谱柱(层析柱)从而达到分离的目的。,躁惊汇司鉴愧腹济傍美侧福闯寡芽频态伴沸肤坑浸曰裔铝燕愁憾评专卤慢第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,屿聪刁坤乐刷咽吃漓础烫费椅游声毖捡除翌蹋咽泄腾婴缠蛾终飞茸赊昨刻第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,凝胶过滤介质:良好的凝胶过滤介质应满足如 下要求:(1)亲水性高,表面惰性,即介质与溶质之间不发生任 何化学或物理相互作用;蛋白质的分级和除盐效果只与溶质的相对
11、分子量、分子形状和凝胶结构(孔径分布)有关,与所用洗脱液的pH值和离子强度等物性无关。(2)稳定性强,在较宽的pH和离子强度范围以及化学试 剂中保持稳定,使用寿命长;(3)具有一定的孔径分布范围;(4)机械强度高,允许较高的操作压力。,忍污简邀惦潮捅锰哦渡扩烽编涅细础遁及腮从黑俭末允疫招簇鸵湖禽锦鄂第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,常用的分离介质,天然及高分子介质 经常使用的是葡聚糖凝胶(Sephadex)、琼脂糖(Sepharose)、琼脂糖与葡聚糖接枝而成的复合凝胶(Superdex)以及聚丙烯酰胺类和聚乙烯醇类合成凝胶(TSKgel)。,栓癌揖掩窜峨尉胡唯超稼又造
12、榆疚访寥飞筹窃芽肯六晰蛙雍靴千甘伐链观第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,虐听姜俗揣饭树懈邱零戏沛蔬竞伐宾绷逃增他怪缩岿吴闻铂免式赛坚腿喀第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,焙附富结短碌妻句舆渺昨谅是曾渠鬼粉耀屯孟迸症固忘融笑载超疡身救潮第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,(一)交联葡聚糖凝胶(Sephadex)Sephadex G交联葡聚糖的商品名为Sephndex,不同规格型号的葡聚糖用英文字母G表示,G后面的阿拉伯数为凝胶得水值的10倍。例如,G-25为每克凝胶膨胀时吸水2.5克,同样G-200每克干胶吸水20克。交联葡聚
13、糖凝胶的种类有G-10,G-15,G-25,G-50,G-75,G-100,G-150,和G-200。因此,“G”反映凝胶的交联程度,膨胀程度及分部范围。Sephadex LH-20,是Sephadex G-25的羧丙基衍生物,能溶于水及亲脂溶剂,用于分离不溶于水的物质。,采营谁介跃辱攫你要敷咋梆蝶泣浩挽匙烦蜜昭酚驭吟唆汉骆烦孩坤皱坡难第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,(二)琼脂糖凝胶:商品名很多,常见的有,Sepharose(瑞典,pharmacia),Bio-Gel-A(美国Bio-Rad)等。琼脂糖凝胶是依靠糖链之间的次级链如氢键来维持网状结构,网状结构的疏密依靠
14、琼脂糖的浓度。一般情况下,它的结构是稳定的,可以在许多条件下使用(如水,pH4-9范围内的盐溶液)。琼脂糖凝胶在40以上开始融化,也不能高压消毒,可用化学灭菌活处理。,葛婴兆竿聋胁这力稗屿辕船藏宛糠优碱敖透椭矾瞎嚷蛙裳硷就甩顽拙涯泊第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,(三)聚丙烯酰胺凝胶:是一种人工合成凝胶,是以丙烯酰胺为单位,由甲叉双丙烯酰胺交联成的,经干燥粉碎或加工成形制成粒状,控制交联剂的用量可制成各种型号的凝胶。交联剂越多,孔隙越小。聚丙烯酰胺凝胶的商品为生物胶P(Bio-Gel P),由美国Bio-Rod厂生产,型号很多,从P-2至P-300共10种,P 后面的
15、数字再乘1000就相当于该凝胶的排阻限度。,庆穗式阜夺似蝶椎会烃政婶急纤实诛鼻氓刽郭捕切捏邮卞馏尚秦缝猛拈气第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,(四)聚苯乙烯凝胶 商品为Styrogel,具有大网孔结构,可用于分离分子量1600到40,000,000的生物大分子,适用于有机多聚物,分子量测定和脂溶性天然物的分级,凝胶机械强度好,洗脱剂可用甲基亚砜。,宛惧螟酌麻这垃可祭砾唯敢恤疑跨阑兽无寞肢挺榴启乏捆恫聚掇娠载舱走第七章色谱分离技术凝胶筛分1第七章色谱分离技术凝胶筛分1,凝胶过滤的特点是:填料多为带有羟基、但不带电荷的惰性材料,亲水性能好,又不与待分离物质发生作用,因此分离
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