根据层析法中两相的性质和操作方法的不同可分为许多类型。本章介绍几种常用的层析方法。
一、吸附层析(Absorption Chromatography )
吸附作用是指某些物质能够从溶液中将溶质浓集在其表面的现象。吸附剂吸附能力的强弱与被吸附物质的化学结构、溶剂的本质和吸附剂的本质有关。当改变吸附剂周围溶剂成分时,吸附剂对被吸附物质的亲和力便发生变化,使被吸附物质从吸附剂上解脱下来,这一解脱过程称为“洗脱”或“展层”。
吸附层析是把吸附剂装入玻璃柱内(柱层析法)或铺在玻璃板上(薄层层析法)。由于吸附剂的吸附能力可受溶剂影响而发生改变,样品中的物质被吸附剂吸附后,用适当的洗脱液冲洗,改变吸附剂的吸附能力,使之解吸,随洗脱液向前移动。当解吸下来的物质向前移动时,遇到前面新的吸附剂又重新被吸附。此被吸附的物质再被后来的洗脱液解脱下来。经如此反复的吸附—解吸—再吸附—再解吸的过程,物质即可沿着洗脱液的前进方向移动。其移动速度取决于吸附剂对该物质的吸附能力。由于同一吸附剂对样品中各组分的吸附能力不同,所以在洗脱过程中各组分便会由于移动速度不同而逐渐分离出来,这就是吸附层析的基本过程。
实验中常用的固体吸附剂有氧化铝、硅酸镁、磷酸钙、氢氧化钙、活性钙、蔗糖、纤维素和淀粉。常用的洗脱液有乙烷、苯乙醚、氯仿,以及乙醇、丙酮或水与有机溶剂形成的各种混合物。吸附层析通常用于分离脂类、类固醇类、类胡罗卜素、叶绿素以及它们的前体等非极性和极性不强的有机物。
值得提出的是,几乎所有的溶质对于所有的层析介质,即使是惰性的物质都有一定限度的吸附力,除吸附层析本身之外,吸附作用还或多或少地存在于所有其他类型的层析中。
二、分配层析(Partition Chromatography)
分配层析是利用混合物中各组分在两相中分配系数不同而达到分离目的的层析技术,相当于一种连续性的溶剂抽提方法。
在分配层析中,固定相是极性溶剂(例如水、稀硫酸、甲醇等)。此类溶剂能和多孔的支持物(常用的是吸附力小、反应性弱的惰性物质如淀粉、纤维素粉,滤纸等)紧密结合,使呈不流动状态;流动相则是非极性的有机溶剂。分配系数(a)是指在一定温度
和压力条件下物质在固定相和流动相两部分浓度达到平衡时的浓度比值。
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分配系数(a)= |
物质在固定相中的浓度 |
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物质在流动相中的浓度 |
在层析过程中,当有机溶剂流动相流经样品点时,样品中的溶质便按其分配系数部分地转入流动相向前移动。当经过前方固定相时,流动相中的溶质就会进行分配,一部分进入固定相。通过这样不断进行的流动和再分配,溶质沿着流动方向不断前进。各种溶质由于分配系数不同,向前移动的速度也各不相同。分配系数较大的物质,由于分配在固定相多些,分配在流动相少些,溶质移动较慢;而分配系数较小的物质,移动速度较快。从而将分配系数不同的物质分离开来。


