色谱法
色谱,如上所述,是一个分离过程,涉及两个阶段,一个固定和另一个流动。通常,固定相是一种多孔固体(例如,玻璃,二氧化硅或氧化铝),被包装在玻璃或金属管或那构成毛细血管开管毛细血管的壁的流动相流过填充床或列.待分离的样品在色谱柱的开始被注入,并由流动相在系统中输送。在它们穿过色谱柱的过程中,不同的物质根据它们的相对位置分布亲和力这两个相。流动速率取决于分布系数的值,组分与固定相的相互作用更强,需要更长的时间来洗脱(完全从色谱柱中去除)。因此,分离是基于通过色谱柱的不同迁移时间所反映的分布行为的差异。与重复提取一样,一对组分的分离因子越大,分解它们所需的列就越短。因此色谱法类似的到多级萃取,除了色谱中没有不连续的步骤,而是一个连续的流动。目前,色谱法是分离有机物质的最重要的方法电泳最广泛用于生物物质。
各种色谱方法的特点是在流动相气相方面:气相色谱(GC);液体:液相色谱法(LC);超临界流体:超临界流体色谱(SFC)。然后根据固定相位进一步细分该方法;因此,如果固定相是固体吸附剂,则有气固色谱(GSC)和液固色谱(LSC)等方法。色谱是由计算机控制的仪表精度高,无人值守。此外,经常在色谱柱后在线放置检测器,用于结构分析或定量或两者兼有。最强大的分析方法之一,现在可用的在线耦合色谱到质谱分析.
气相色谱法由于其速度快、分辨率高、灵敏度高,是一种重要的检测方法。由于它依赖于汽化,这种技术最适合于化合物可以汽化而不会分解。许多通常不容易蒸发的物质可以通过气相色谱法进行化学衍生,从而成功地进行挥发分离。
除了色谱法,气固分配还广泛应用于净化,使用特殊的吸附剂称为分子筛.这些材料含有与小分子尺寸大致相同的孔。这种性质可用于分离具有线性结构的分子和具有大块结构的分子。前者可以很容易地进入毛孔,而后者则无法渗透。这是一个分离排除机制的例子(基于形状差异)。分子筛在气体的干燥中也起着重要的作用:水,一种极性物质(即,它的净正负电荷在分子内分布不均匀),很容易被吸附在颗粒上,而极性较低的气体则不会被保留。
在升华这是气固分布的另一种方法,固体不经过液体状态就会蒸发。因为不是所有物质崇高,该方法的适用性有限。
自20世纪70年代初以来,液相色谱法已发展成为分离有机物的主要方法。因为流动相是液体,所以不需要蒸发,因此LC可以比GC分离更广泛的物质。已经成功解决的物种包括无机离子、氨基酸、药物、糖、寡核苷酸和蛋白质。这两个分析尺度的液相色谱,样品在微克到毫克水平制备尺度液相色谱法在几十克的水平上已经被开发出来。在生物技术中,制备级液相色谱法在纯化重组蛋白和肽激素方面尤为重要。
一个重要的方法是液固色谱法其中多孔吸附剂是极性的,分离是基于类化合物的性质,如。胺(碱性)来自醇(中性)和酯(中性)来自酸。
液固色谱法是最古老的色谱方法。直到20世纪中期,实验程序与原来的形式没有太大变化。经过重大改进后,液-固色谱现在是用直径为3-5微米(0.00012-0.00020英寸)的多孔颗粒进行的,液体泵用于驱动液体通过充满颗粒的柱。高分辨率和快速分离,因为小颗粒允许良好的效率具有快速移动相速度(一厘米每秒或更高)。这种技术在净化中也很重要,分离的物质可以在柱后使用馏分收集器自动收集。
一个重要的液-固色谱程序是反相色谱法,其中液体流动相为水与有机溶剂(如甲醇或乙腈)的结合,固定相表面为非极性或类碳氢化合物。相比之下正相色谱法,其中吸附剂表面是极性的,在反相色谱中,从柱中洗脱的物质是极性增加的顺序。此外,分离是基于物质的非极性方面。在一系列的分离中肽从人类生长激素一种重组药物,一种酶,胰蛋白酶,用于破坏含有基本氨基酸(精氨酸和赖氨酸)的肽键,以产生特定的蛋白质指纹。肽图谱是评价蛋白质等复杂物质纯度的重要方法。
离子交换色谱法(IEC)是液固色谱法的一个分支,但它的重要性值得特别提及。顾名思义,分离过程离子;分离的基础是溶液中不同离子对不同电荷位置的不同吸引力离子交换剂,通常是合成树脂)。在一个阳离子交换树脂所有的位置都带负电荷,所以只能分离正离子;一个阴离子交换树脂有带正电荷的位置。离子交换色谱已经成为分离蛋白质和小寡核苷酸的最重要的方法之一。
离子交换的一个重要应用是去除水中溶解的铁、钙和镁离子硬水.阳离子交换器上的负离子首先被钠离子中和食盐(氯化钠);当硬水通过树脂时,不可取的离子在水中被钠离子所取代。
液固吸附色谱也可在薄平板上进行(薄层色谱法或TLC)。薄层色谱便宜、快速,但灵敏度和效率不如柱层析法.在实践中,吸附剂被铺在玻璃板上并干燥。样品作为靠近平板一端的点被应用,该平板被(垂直地)放置在包含流动相的浅储层中。当流动相通过毛细管作用在平板上移动时,样品溶解在液体中,其组分被运输到平板上距离起点不同的新位置。(有关进一步讨论,请参阅文章色谱法.)