如今的色層分析法經(jīng)常用于分離無色的物質(zhì),已沒有顏色這個(gè)特殊的含義,但色譜法或色層分析法這個(gè)名字仍保留下來沿用?,F(xiàn)在我們簡稱為層析法或?qū)游黾夹g(shù)。層析法的最大特點(diǎn)是分離效率高,它能分離各種性質(zhì)極相類似的物質(zhì)。而且它既可以用于少量物質(zhì)的分析鑒定,又可用于大量物質(zhì)的分離純化制備。因此,作為一種重要的分析分離手段與方法,它廣泛地應(yīng)用于科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)上?,F(xiàn)在,它在石油、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮著十分重要的作用。
一、層析的基本理論
層析法是一種基于被分離物質(zhì)的物理、化學(xué)及生物學(xué)特性的不同,使它們在某種基質(zhì)中移動速度不同而進(jìn)行分離和分析的方法。例如:我們利用物質(zhì)在溶解度、吸附能力、立體化學(xué)特性及分子的大小、帶電情況及離子交換、親和力的大小及特異的生物學(xué)反應(yīng)等方面的差異,使其在流動相與固定相之間的分配系數(shù)(或稱分配常數(shù))不同,達(dá)到彼此分離的目的。對于一個(gè)層析柱來說,可作如下基本假設(shè):
①層析柱的內(nèi)徑和柱內(nèi)的填料是均勻的,而且層析柱由若干層組成。每層高度為H,稱為一個(gè)理論塔板。塔板一部分為固定相占據(jù),一部分為流動相占據(jù),且各塔板的流動相體積相等,稱為板體積,以Vm 表示。
②每個(gè)塔板內(nèi)溶質(zhì)分子在固定相與流動相之間瞬間達(dá)到平衡,且忽略分子縱向擴(kuò)散。
③溶質(zhì)在各塔板上的分配系數(shù)是一常數(shù),與溶質(zhì)在塔板的量無關(guān)。
④流動相通過層析柱可以看成是脈沖式的間歇過程(即不連續(xù)過程)。從一個(gè)塔板到另一個(gè)塔板流動相體積為Vm。當(dāng)流過層析柱的流動相的體積為V 時(shí),則流動相在每個(gè)塔板上跳越的次數(shù)為n:n1=v:v1。
⑤溶質(zhì)開始加在層析柱的第零塔板上。根據(jù)以上假定,將連續(xù)的層析過程分解成了間歇的動作,這與多次萃取過程相似,一個(gè)理論塔板相當(dāng)于一個(gè)兩相平衡的小單元。
二、層析的基本概念
(1)固定相
固定相是層析的一個(gè)基質(zhì)。它可以是固體物質(zhì)(如吸附劑,凝膠,離子交換劑等),也可以是液體物質(zhì)(如固定在硅膠或纖維素上的溶液),這些基質(zhì)能與待分離的化合物進(jìn)行可逆的吸附,溶解,交換等作用。它對層析的效果起著關(guān)鍵的作用。
(2)流動相
在層析過程中,推動固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個(gè)方向移動的液體、氣體或超臨界體等,都稱為流動相。柱層析中一般稱為洗脫劑,薄層層析時(shí)稱為展層劑。它也是層析分離中的重要影響因素之一。
(3)分配系數(shù)及遷移率(或比移值)
分配系數(shù)是指在一定的條件下,某種組分在固定相和流動相中含量(濃度)的比值,常用K 來表示。分配系數(shù)是層析中分離純化物質(zhì)的主要依據(jù)。
K = Cs / Cm,其中Cs: 固定相中的濃度,Cm: 流動相中的濃度。