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一、概念
利用混和物中各組分理化性質(zhì)(吸附力、分子形狀、大小、分子極性、分子親和力以及分配系數(shù))的差異,在物質(zhì)經(jīng)過(guò)兩相中進(jìn)行分離的一種技術(shù)。
本世紀(jì)初(1903年),植物學(xué)家M.C.Jber發(fā)現(xiàn)并使用這一技術(shù)證明了植物的葉子中不僅有葉綠素,還含有其他色素,實(shí)際上他使用的吸附層析?,F(xiàn)在層系法已成為生化、分子生物學(xué)及其它學(xué)科領(lǐng)域有效的分離、分析工具之一。
二、原理
具體過(guò)程:可分離物質(zhì):糖類、有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸。
三、分類
1. 按兩相所處物理狀態(tài)分類
氣相層析:氣液層析(固定相為液體)和氣固層析(固定相為固體),流動(dòng)相為氣體。
液相層析:液液層析(固定相為液體)和液固層析(固定相為固體),流動(dòng)相為液體。
2. 按層析方式分類
柱層析:固定相裝于柱內(nèi),使樣品沿著一個(gè)方向移動(dòng)而分離。
薄層層析:將適當(dāng)粘度的固定相均勻鋪在薄板上,點(diǎn)樣后,用流動(dòng)相展開(kāi)。
紙層析:用濾紙作液體的載體,點(diǎn)樣后用流動(dòng)相展開(kāi)。
3. 根據(jù)層析原理分類:常用分類法
(1)吸附層析:固定相是固體吸附劑,通過(guò)對(duì)不同溶質(zhì)吸附力強(qiáng)弱不同進(jìn)行分離。
(2)分配層析:利用兩相中的分配系數(shù)不同。
分配系數(shù):當(dāng)一種溶質(zhì)在兩種給定的互不相溶的溶劑中分配時(shí),在一定溫度下達(dá)到平衡后,溶質(zhì)在兩相中的濃度比值為一常數(shù),即分配系數(shù)(Kd)
Kd=Ca / Cb
Ca和Cb分別代表某一物質(zhì)在互不相溶的兩相,A相(動(dòng)相)和B相(靜相)中的濃度。
(3)離子交換層析:固定相是離子交換劑,各組分與其親和力不同
(4)凝膠層析:固定相是多孔凝膠,根據(jù)流動(dòng)相中溶質(zhì)的分子量大小差異進(jìn)行分離
(5)親和層析:利用固定相載體表面偶聯(lián)具有特殊親和作用的配基,與溶質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性結(jié)合進(jìn)行分離
(6)金屬螯合層析
(7)疏水層析
(8)反相層析
四、凝膠層析(又叫凝膠過(guò)濾或分子篩)
凝膠層析是指混和物隨流動(dòng)相流經(jīng)固定相的層析柱時(shí),混合物中各組分按其分子大小不同而被分類的技術(shù)。
1. 原理
凝膠層析的固定相是凝膠。凝膠是一種不帶電荷的具有三維空間多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì),凝膠的每個(gè)顆粒內(nèi)部都具有很多細(xì)微的小孔,如同篩子一樣。
常用凝膠有瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、葡聚糖凝膠等。
葡聚糖凝膠介質(zhì)是由多聚葡聚糖與環(huán)氧綠丙烷交連而成。zui常用的葡聚糖凝膠層析介質(zhì)是Sephadex G系列,不同型號(hào)的凝膠用G表示,G代表交聯(lián)度,從G10到G100。“G”后面的 數(shù)字表示每10g干膠的吸水量,可根據(jù)待分離混和物分子量大小選用不同“G”值的凝膠。
2. 分離過(guò)程:
樣品隨洗脫液的流動(dòng)下移
3. 影響凝膠柱層析的主要因素
(1)層析柱的選擇與裝填
層析柱的大小應(yīng)根據(jù)分離樣品量的多少及對(duì)分辨率的要求而定。凝膠柱填裝后用肉眼觀察應(yīng)均勻、無(wú)紋路、無(wú)汽泡。
(2)流動(dòng)相――洗脫液的選擇:是含有一定濃度鹽的緩沖液,目的是為了防止凝膠可能有吸附作用。其選擇主要取決于待分離樣品,一般來(lái)說(shuō)只要能溶解洗脫物質(zhì),并不使其變性的緩沖液都可用于凝膠層析。
(3)加樣量:加樣量的多少應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)而定:一般分級(jí)分離時(shí)加樣量約為凝膠柱床體積的1%-5%,而分組分離時(shí)加樣量約為凝膠柱床體積的10%-25%.
(4)凝膠再生:葡聚糖凝膠再生使用NaOH(0.2M)和NaCl(0.5M)混合液處理。
五、離子交換層析
離子交換層析是利用固定相偶聯(lián)的離子交換基團(tuán)和流動(dòng)相解離的離子化合物之間發(fā)生可逆的離子交換反應(yīng)而進(jìn)行的分離方法。
1. 原理
離子交換交換層析是利用離子交換劑對(duì)各種離子的親和力不同,借以分離混和物中各種離子的一種技術(shù)。其主要特點(diǎn)是依靠帶有相反電荷的顆粒之間的吸引力的作用。
離子交換層析的固定相是載有大量電荷的離子交換劑,流動(dòng)相是具有一定pH值和一定離子強(qiáng)度的電解質(zhì)溶液。
離子交換劑按其所帶電荷性質(zhì),分為:
陰離子交換劑帶正電荷,與混合物中帶負(fù)電的組分結(jié)合 陰離子交換層析。
陽(yáng)離子交換劑 帶負(fù)電荷,與混合物中帶正電的組分結(jié)合 陽(yáng)離子交換層析。
常用離子交換劑有:離子交換樹(shù)脂,離子交換纖維素等
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