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多肽高效液相色譜離子交換法

發布時間: 2021-02-10 22:45:48

① 制備型高效液相色譜有哪幾種模式,比如說正相反相,離子交換什麼的

高效液相色譜儀分為分析型和制備型兩種,按流量大小分類。
您說的10A,15A,是回指的日本島津答SHIMADZU品牌的LC10ATvp型和LC-15A型,前者已經停產,15A是10A的升級換代產品。
常用的實驗室液相色譜儀HPLC
進口品牌有日本島津SHIMADZU,美國沃特斯WATERS,美國戴安,美國安捷倫Agilent,美國熱電,美國珀金埃爾默PE,德國諾爾等
國產品牌有北京普元精儀、北京普析、北京東西電子、北京創新通恆、北京瑞利、上海天美、上海通微、浙江福立、江蘇天瑞等

② HPLC的使用方法和故障分析

HPLC培訓教程
我國葯典收載高效液相色譜法項目和數量比較表:
方法 項目 數量
1985年版 1990年版 1995年版 2000年版
HPLC法 鑒別 9 34 150
檢查 12 40 160
含量測定 7 60 117 387
鑒於HPLC應用在葯品分析中越來越多,因此每一個葯品分析人員應該掌握並應用HPLC。

I.概論
一、液相色譜理論發展簡況
色譜法的分離原理是:溶於流動相(mobile phase)中的各組分經過固定相時,由於與固定相(stationary phase)發生作用(吸附、分配、離子吸引、排阻、親和)的大小、強弱不同,在固定相中滯留時間不同,從而先後從固定相中流出。又稱為色層法、層析法。
色譜法最早是由俄國植物學家茨維特(Tswett)在1906年研究用碳酸鈣分離植物色素時發現的,色譜法(Chromatography)因之得名。後來在此基礎上發展出紙色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法、液相色譜法。
液相色譜法開始階段是用大直徑的玻璃管柱在室溫和常壓下用液位差輸送流動相,稱為經典液相色譜法,此方法柱效低、時間長(常有幾個小時)。高效液相色譜法(High performance Liquid Chromatography,HPLC)是在經典液相色譜法的基礎上,於60年代後期引入了氣相色譜理論而迅速發展起來的。它與經典液相色譜法的區別是填料顆粒小而均勻,小顆粒具有高柱效,但會引起高阻力,需用高壓輸送流動相,故又稱高壓液相色譜法(High Pressure Liquid Chromatography,HPLC)。又因分析速度快而稱為高速液相色譜法(High Speed Liquid Chromatography,HSLP)。也稱現代液相色譜。
二、HPLC的特點和優點
HPLC有以下特點:
高壓—壓力可達150~300Kg/cm2。色譜柱每米降壓為75 Kg/cm2以上。
高速—流速為0.1~10.0 ml/min。
高效—可達5000塔板每米。在一根柱中同時分離成份可達100種。
高靈敏度—紫外檢測器靈敏度可達0.01ng。同時消耗樣品少。
HPLC與經典液相色譜相比有以下優點:
速度快—通常分析一個樣品在15~30 min,有些樣品甚至在5 min內即可完成。
解析度高—可選擇固定相和流動相以達到最佳分離效果。
靈敏度高—紫外檢測器可達0.01ng,熒光和電化學檢測器可達0.1pg。
柱子可反復使用—用一根色譜柱可分離不同的化合物。
樣品量少,容易回收—樣品經過色譜柱後不被破壞,可以收集單一組分或做制備。
三、色譜法分類
按兩相的物理狀態可分為:氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。氣相色譜法適用於分離揮發性化合物。GC根據固定相不同又可分為氣固色譜法(GSC)和氣液色譜法(GLC),其中以GLC應用最廣。液相色譜法適用於分離低揮發性或非揮發性、熱穩定性差的物質。LC同樣可分為液固色譜法(LSC)和液液色譜法(LLC)。此外還有超臨界流體色譜法(SFC),它以超臨界流體(界於氣體和液體之間的一種物相)為流動相(常用CO2),因其擴散系數大,能很快達到平衡,故分析時間短,特別適用於手性化合物的拆分。
按原理分為吸附色譜法(AC)、分配色譜法(DC)、離子交換色譜法(IEC)、排阻色譜法(EC,又稱分子篩、凝膠過濾(GFC)、凝膠滲透色譜法(GPC)和親和色譜法。(此外還有電泳。)
按操作形式可分為紙色譜法(PC)、薄層色譜法(TLC)、柱色譜法。
四、色譜分離原理
高效液相色譜法按分離機制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
1.液固色譜法 使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。適用於分離分子量200~1000的組分,大多數用於非離子型化合物,離子型化合物易產生拖尾。常用於分離同分異構體。
2.液液色譜法 使用將特定的液態物質塗於擔體表面,或化學鍵合於擔體表面而形成的固定相,分離原理是根據被分離的組分在流動相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個分配平衡過程。
塗布式固定相應具有良好的惰性;流動相必須預先用固定相飽和,以減少固定相從擔體表面流失;溫度的變化和不同批號流動相的區別常引起柱子的變化;另外在流動相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復雜化。由於塗布式固定相很難避免固定液流失,現在已很少採用。現在多採用的是化學鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色譜法按固定相和流動相的極性不同可分為正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)。
正相色譜法 採用極性固定相(如聚乙二醇、氨基與腈基鍵合相);流動相為相對非極性的疏水性溶劑(烷烴類如正已烷、環已烷),常加入乙醇、異丙醇、四氫呋喃、三氯甲烷等以調節組分的保留時間。常用於分離中等極性和極性較強的化合物(如酚類、胺類、羰基類及氨基酸類等)。
反相色譜法 一般用非極性固定相(如C18、C8);流動相為水或緩沖液,常加入甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮、四氫呋喃等與水互溶的有機溶劑以調節保留時間。適用於分離非極性和極性較弱的化合物。RPC在現代液相色譜中應用最為廣泛,據統計,它占整個HPLC應用的80%左右。
隨著柱填料的快速發展,反相色譜法的應用范圍逐漸擴大,現已應用於某些無機樣品或易解離樣品的分析。為控制樣品在分析過程的解離,常用緩沖液控制流動相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常為2.5~7.5(2~8),太高的pH值會使硅膠溶解,太低的pH值會使鍵合的烷基脫落。有報告新商品柱可在pH 1.5~10范圍操作。
正相色譜法與反相色譜法比較表
正相色譜法 反相色譜法
固定相極性 高~中 中~低
流動相極性 低~中 中~高
組分洗脫次序 極性小先洗出 極性大先洗出

從上表可看出,當極性為中等時正相色譜法與反相色譜法沒有明顯的界線(如氨基鍵合固定相)。
3.離子交換色譜法 固定相是離子交換樹脂,常用苯乙烯與二乙烯交聯形成的聚合物骨架,在表面未端芳環上接上羧基、磺酸基(稱陽離子交換樹脂)或季氨基(陰離子交換樹脂)。被分離組分在色譜柱上分離原理是樹脂上可電離離子與流動相中具有相同電荷的離子及被測組分的離子進行可逆交換,根據各離子與離子交換基團具有不同的電荷吸引力而分離。
緩沖液常用作離子交換色譜的流動相。被分離組分在離子交換柱中的保留時間除跟組分離子與樹脂上的離子交換基團作用強弱有關外,它還受流動相的pH值和離子強度影響。pH值可改變化合物的解離程度,進而影響其與固定相的作用。流動相的鹽濃度大,則離子強度高,不利於樣品的解離,導致樣品較快流出。
離子交換色譜法主要用於分析有機酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.離子對色譜法 又稱偶離子色譜法,是液液色譜法的分支。它是根據被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物後,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用於分析離子強度大的酸鹼物質。
分析鹼性物質常用的離子對試劑為烷基磺酸鹽,如戊烷磺酸鈉、辛烷磺酸鈉等。另外高氯酸、三氟乙酸也可與多種鹼性樣品形成很強的離子對。
分析酸性物質常用四丁基季銨鹽,如四丁基溴化銨、四丁基銨磷酸鹽。
離子對色譜法常用ODS柱(即C18),流動相為甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10 mmol/L的離子對試劑,在一定的pH值范圍內進行分離。被測組分保時間與離子對性質、濃度、流動相組成及其pH值、離子強度有關。
5.排阻色譜法 固定相是有一定孔徑的多孔性填料,流動相是可以溶解樣品的溶劑。小分子量的化合物可以進入孔中,滯留時間長;大分子量的化合物不能進入孔中,直接隨流動相流出。它利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力的差異而完成分離。常用於分離高分子化合物,如組織提取物、多肽、蛋白質、核酸等。

被分離組分在柱中的洗脫原理

③ 跪求實驗方案急。關於植物小分子多肽的提取分離和分析 最好用到高效液相提取 分析的

多肽類化合物廣泛存在於自然界中,其中對具有一定生物活性的多肽的研究,一直是葯物開發的一個主要方向。生物體內已知的活性多肽主要是從內分泌腺組織器官、分泌細胞和體液中產生或獲得的,生命活動中的細胞分化、神經激素遞質調節、腫瘤病變、免疫調節等均與活性多肽密切相關。隨著現代科技的飛速發展,從天然產物中獲得肽類物質的手段也不斷得到提高。一些新方法、新思路的應用。不斷有新的肽類物質被發現應用於防病治病之中。本文介紹了近幾年肽類物質分離、分析的主要方法研究進展。
1 分離方法
採取何種分離純化方法要由所提取的組織材料、所要提取物質的性質決定。對蛋白質、多肽提取分離常用的方法包括:鹽析法、超濾法、凝膠過濾法、等電點沉澱法、離子交換層析、親和層析、吸附層析、逆流分溶、酶解法等。這些方法常常組合到一起對特定的物質進行分離純化,同時上述這些方法也是蛋白、多肽類物質分析中常用的手段,如層析、叫泳等。
1.1 高效液相色譜(HPLC)
HPLC的出現為肽類物質的分離提供了有利的方法手段,因為蛋白質、多肽的HPLC應用與其它化合物相比,在適宜的色譜條件下不僅可以在短時間內完成分離目的,更重要的是HPLC能在制備規模上生產具有生物活性的多肽。因此在尋找多肽類物質分離制備的最佳條件上,不少學者做了大量的工作。如何保持多肽活性、如何選擇固定相材料、洗脫液種類、如何分析測定都是目前研究的內容。
1.1.1 反相高效液相色譜(RP-HPLC)
結果與保留值之間的關系:利用RP-HPLC分離多肽首先得確定不同結構的多肽在柱上的保留情況。為了獲得一系列的保留系數,Wilce等利用多線性回歸方法對2106種肽的保留性質與結構進行分析,得出了不同氨基酸組成對保留系數影響的關系,其中極性氨基酸殘基在2~20氨基酸組成的肽中,可減少在柱上的保留時間;在10~60氨基酸組成的肽中,非極性氨基酸較多也可減少在柱上的保留時間,而含5~25個氨基酸的小肽中,非極性氨基酸增加可延長在柱上的保留時間。同時有不少文獻報道了肽鏈長度、氨基酸組成、溫度等條件對保留情況的影響,並利用計算機處理分析得到每種多肽的分離提取的最佳條件。
肽圖分析(Peptide Mapping):肽圖分析是根據蛋白質、多肽的分子量大小以及氨基酸組成特點,使用專一性較強的蛋白水解酶[一般未肽鏈內切酶(endopeptidase)]作用於特殊的肽鏈位點將多肽裂解成小片斷,通過一定的分離檢測手段形成特徵性指紋圖譜,肽圖分析對多肽結構研究合特性鑒別具有重要意義。利用胰蛋白酶能特意性作用於Arg和Lys羧基端的肽鏈的性質,通過RP-HPLC法採用C18柱檢測了重組人生長激素特徵性胰肽圖譜。同時胰島素的肽圖經V8酶專一裂解也製得,並可鑒別僅相差一個氨基酸殘疾的不同種屬來源的胰島素。人類腫瘤壞死因子的單克隆抗體結構也應用酶解法及在線分析技術確定了肽圖,便於鑒定分析。此項技術已經在新葯開發中得到廣泛應用。
1.1.2 疏水作用色譜(Hydrophobic interaction chromatogrphy,HIC)
HIC是利用多肽中含有疏水基因,可與固定相之間產生疏水作用而達到分離分析的目的,其比RP-GPLC具有較少使多肽變性的特點。利用GIC分離生產激素(GH)產品的結構與活性比EP-GPLC分離的要穩定,活性較穩定。Geng等利用HIC柱的低變性特點,將大腸桿菌表達出的經鹽酸胍乙啶變性得到人重組干擾素-γ。通過HIC柱純化、折疊出高生物活性的產品。不同人尿表皮生長因子(EGF)也利用HIC純化到了,均具有良好的生物活性。HIC可將未經離子交換柱的樣品純化。而RP-HPLC則不能達到這一要求。
1.1.3 分子排阻色譜(Sizs-Exclusion chromatogrphy,SEC)
SEC是利用多肽分子大小、形狀差異來分離純化多肽物質,特別對一些較大的聚集態的分子更為方便,如人重組生長激素(hgH)的分離,不同結構、構型的GH在SEC柱上分離行為完全不同,從而可分離不同構型或在氨基酸序列上有微小差異的變異體,利用SEC研究修飾化的PEG的分離方法,此PEC具有半衰期長、作用強的特點。一些分子量較大的肽或蛋白均可利用此法分離分析。
1.1.4離子交換色譜(Iron-Exchange chromatography,IEXC)
IEXC可在中性條件下,利用多肽的帶電性不同分離純化具有生物活性的多肽。其可分為陽離子柱與陰離子柱兩大類,還有一些新型樹脂,如大孔型樹脂、均孔型樹脂、離子交換纖維素、葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠樹脂等。在多肽類物質的分離分析研究中,對多肽的性質、洗脫劑、洗脫條件的研究較多,不同的多肽分離條件有所不同,特別是洗脫劑的離子強度、鹽濃度等對純化影響較大。Wu等報道利用離子交換柱層析法,探討分離牛碳酸酐異構體和牛血清白蛋白、雞血清白蛋白酶的提取條件,獲得了有價值的數據供今後此類物質分離研究。
1.1.5膜蛋白色譜(Chromatography of Membrane Protein,CMP)
CMP+分離強蔬水性蛋白、多肽混合物的層析系統,一般有去垢劑(如SDS)溶解膜蛋白後形成SDS-融膜蛋白,並由羥基磷灰石為固定相的柱子分離純化。羥基磷灰石柱具有陰離子磷酸基團(P-端),又具有陽離子鈣(C-端),與固定相結合主要決定於膜蛋白的大小、SDS結合量有關。利用原子散射法研究cAMP的分離機制發現,樣品與SDS結合後在離子交換柱上存在SDS分子、帶電荷氨基酸與固定相中帶電離子間的交換,從而達到分級分離的目的。
1.1.6高效置換色譜(High-Performance Displacement Chromatography,HPDC)
HPDC是利用小分子高效置換劑來交換色譜柱上的樣品,從而達到分離的目的。它具有分離組分含量較少成分的特性。利用HPDC鑒定分離了低於總量1%組分的活性人重組生長激素(rHG )。在研究非毒性交換劑時Jayarama發現硫酸化葡萄糖(Detran Sulfate,DS)是對β乳球蛋白A和B的良好置換劑,一般DS的相對分子質量為1×104和4×104最宜。研究表明置換劑的相對分子質量越低,越易於與固定相結合,因此在分離相對分子質量小的多肽時,需要更小的置換劑才能將其置換純化出來。
1.1.7 灌注層析(Perfusion Chromatography,PC)
PC是一種基於分子篩原理與高速流動的流動相的層析分離方法,固定相孔徑大小及流動相速度直接影響分離效果。試驗證明其在生產、制備過程中具有低投入、高產出的特性。目前市場上可供應的PC固定相種類較多,適合於不同分子量的多肽分離使用。
1.2 親和層析(Affinity Chromatography,AC)
AC是利用連接在固定相基質上的配基與可以和其特異性產生作用的配體之間的特異親和性而分離物質的層析方法。自1968年Cuatrecasas提出親和層析概念以來,在尋找特異親和作用物質上發現了許多組合,如抗原-抗體、酶-催化底物、凝集素-多糖、寡核苷酸與其互補鏈等等。對多肽類物質分離目前主要應用其單抗或生物模擬配基與其親和,這些配基由天然的,也有根據其結構人工合成的。Patel等人利用一系列親和柱分離純化到了組織血漿纖維蛋白酶原激活劑蛋白多肽。
固定金屬親和層析(Immobilized Metal Affinity Chromatography.LMAC)是近年來發展起來的一種親和方法。其固定相基質上鰲合了一些金屬離子,如Cu2+、Ni2+、Fe3+等,此柱可通過配為鍵鰲合側鏈含有Lys、Met、Asp、Arg、Tyr、Glu和His的多肽,特別是肽序列中含有His-X-X-X-His的結構最易結合到金屬離子親和柱上,純化效果較好。其中胰島素樣生長因子(Insylin Like Growth Factor,IGF)、二氫葉還原酶融合蛋白等均用此方法分離到純度較高的產品。
Chaiken等人報道了另一種親和層析方法,利用反義DNA表達產生,其與正鏈DNA表達產生的肽或蛋白具有一定的親和性,如Arg加壓素受體復合物,已用此法分離得到。DNA與蛋白、多肽復合物之間的作用也是生物親和中常用的方法。將人工合成的寡核苷酸結合在固定相基質上,將樣品蛋白或多肽從柱中流過,與之結合可達到分離特定結構多肽的目的。
1.3 毛細管電泳(Capillary electrophoresis,CE)--分離分析方法
CE是在傳統的電泳技術基礎上於本世紀60年代末由Hjerten發明的,其利用小的毛細管代替傳統的大電泳槽,使電泳效率提高了幾十倍。此技術從80年代以來發展迅速,是生物化學分析工作者與生化學家分離、定性多肽與蛋白類物質的有利工具。CE根據應用原理不同可分為以下幾種;毛細管區帶電泳Capillary Zone electrophoresis,CZE)、毛細管等電聚焦電泳(Capillary Isoeletric Focusing,CIEF)毛細管凝膠電泳(CapillaryGelElectrophoresis,CGE)和膠束電動毛細管層析(Micellar Electokinetic Electrophoresis Chromatorgraphy,MECC)等。
1.3.1 毛細管區帶電泳(Capillary Zone Electrophoresis,CZE)
CZE分離多肽類物質主要是依據不同組分中的化合物所帶電性決定,比傳統凝膠電泳更准確。目前存在於CZE分離分析多肽物質的主要問題是天然蛋白或肽易與毛細管硅膠柱上的硅醇發生反應,影響峰形與電泳時間,針對這些問題不少學者做了大量實驗進行改進,如調節電池泳液的PH值,使與硅醇反應的極性基團減少;改進毛細管柱材料的組成,針對多肽性質的不同採取不同的CZE方法研究分離5個含9個氨基酸殘基的小肽,確定了小肽分析的基本條件,即在低PH條件下,緩沖液中含有一定濃度的金屬離子如Zn2+等,此時分離速度快而且准確。
1.3.2細管等電聚電泳(Capillary Isleletric Focusing,CIEF)
由於不同的蛋白、多肽的等電點(PI)不同,因此在具有不同pH梯度的電泳槽中,其可在等電點pH條件下聚集沉澱下來,而與其他肽類分離開來。CIEF在分離、分析混合多肽物質中應用不多,主要應用與不同來源的多肽異構體之間的分離,如對rHG不同異構體分離。由於在CIEF柱表面覆蓋物的不穩定性限制了此法的廣泛應用。
1.3. 3毛細管凝膠電泳 (Capillary Gel Electrophoresis,CGE)
CGE是基於分子篩原理,經十二烷基磺酸鈉(SDS)處理的蛋白或多肽在電泳過程中主要靠分子形狀、分子量不同而分離。目前,又有一種非交聯歡、線性、疏水多聚凝膠柱被用於多肽物質的分離分析,此電泳法適於含疏水側鏈較多的肽分離,這種凝膠易於灌注,使用壽命長,性質較為穩定。
1.3.4膠束電動毛細管層析(Micellar Electrokinetic Electorphoresis Chromatography, MECC)
MECC的原理是在電泳液中加入表面活性劑,如SDS,使一些中性分子帶相同電荷分子得以分離。特別對一些小分子肽,陰離子、陽離子表面活性劑的應用都可使之形成帶有一定電荷的膠束,從而得到很好的分離效果。有文獻報道在電解液中加入環糊精等物質,可使用權含疏水結構組分的多肽選擇性與環糊精的環孔作用,從而利用疏水作用使多肽得到分離。
1.4多肽蛋白質分離工程的系統應用
以上提到的分離多肽的技術在實際應用過程中多相互結合,根據分離多肽性質的不同,採用不同的分離手段。特別是後基因組時代,對於蛋白質組深入的研究,人們對於分離多肽及蛋白質的手段不斷改進,綜合利用了蛋白質和多肽的各種性質,採用包括前面提到的常規蛋白多肽提取方法,同時利用了高效液相色譜,毛細管電泳,2-D電泳等手段分離得到細胞或組織中盡可能多的蛋白多肽。在蛋白質組學研究中系統應用蛋白和多肽分離鑒定的技術在此研究中即是分離手段也是分析方法之一。特別是以下提到的質譜技術的發展,大大的提高了蛋白多肽類物質的分析鑒定的效率。
2 分析方法
2.1 質譜分析(Mass Spectrometry, MS)
MS在蛋白、多肽分析中已經得到了廣泛應用,特別是在分離純化後的在線分析中,MS的高敏性、快速性特別適合多肽物質分析鑒定。其中連續流快原子轟擊質譜(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment, cf-FAB)和電霧離子化質譜(Electrospray Ionization, EIS)是近幾年發展起來的新方法。
2.1.1連續流快原子轟擊質譜(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment, cf-FAB)
cf-FAB是一種弱離子化技術,可將肽類或小分子量蛋白離子化成MH+或(M-H)形式。主要應用於肽類的分離檢測,其具有中等解析度,精確度大於+0.2amu,流速一般在0.5-1.5μl·Ml-1。在測定使流動相需加0.5%-10%基質如甘油和高有機溶劑成分,使樣品在檢測探針處達到敏感化。cf-FAB常與HPLC、CEZ等方法結合使用達分離分析的目的,許多多肽的cf-FAB分析方法已經建立,並得到很好的應用。如Hideaki等利用此法研究L-Pro、L-Ala的四肽化合物系列。證明L-Pro在保持小肽構相穩定性。連接分子方面具有重要意義。
2.1.2 電霧離子化質譜(Electrospray Ionozation,EIS)
EIS可產生多價離子化的蛋白或多肽,允許相對分子質量達1×105蛋白進行分析,解析度在1500-2000amu。精確度在0.01%左右。EIS更適合相對分子質量大的蛋白質的在線分析,且需要氣化或有機溶劑使樣品敏感化。利用EIS與HPLC聯合分離分析GH和血紅蛋白均獲成功,其也可與CEZ聯合應用。
2.1.3 基質輔助激光解析/離子化-飛行時間質譜(Matrix-associated laser disso-ciation/ionization time of flight mass spectrmtry,MALDI-TOF MS)
MALDI-TOF是目前蛋白質鑒定中精確測定測定分子質量的手段,特別適合對混合蛋白多肽類物質的相對分子質量的測定,靈敏度和解析度均較高。它是目前蛋白質組學研究的必備工具。同時結合液相色譜的聯用技術可以高效率的鑒定多肽物質。特別是當各種原理的質譜技術串聯應用時,不但可以得到多肽的相對分子質量信息,還可以測定它的序列結構,此項技術將在未來蛋白質組學研究中起到決定性作用。
2.2 核磁共振(Nuclear Magnetic resonance,NMR)
NMR因圖譜信號的純數字化、過度的重疊范圍過寬(由於相對分子質量太大)核信號弱等原因,在蛋白、多肽物質的分析中應用一直不多。隨著二維、三維以及四維NMR的應用,分子生物學、計算機處理技術的發展,使NMR逐漸成為此類物質分析的主要方法之一。NMR可用於確定氨基酸序列、定量混合物中的各組分組成含量等分析中。但要應用於蛋白質分析中仍有許多問題需要解決,例如,如何使分子量大的蛋白質有特定的形狀而便於定量與定性分析,如何減少數據處理的時間問題等。這些問題多有不少學者在進行研究。雖然在蛋白質分析中應用較少,NMR在分析分子中含少於30個氨基酸的小肽時是非常有用的,可以克服上述蛋白質分析中的缺點而達到快速准確分析的目的。
2.3 其他
除上述方法之外,氨基酸組成分析、氨基酸序列分析、場解析質譜、IR、UV光譜、CD、圓而色譜、生物鑒定法、放射性同位素標記法及免疫學方法等都已應用於多肽類物質的結果鑒定、分析檢測之中。
以上簡要的介紹了近幾年多肽物質分離、分析的常用方法及最新研究方向。隨著科學技術水平的不斷發展,會有許多更新的分離分析手段不斷涌現,因此這一領域的研究具有廣闊的前景。 應用SDS-PAGE顯示小分子多肽
SDS-PAGE在分離、鑒定和純化蛋白質方面有著廣泛應用,其有效分離范圍取決於聚丙烯醯胺的濃度和交聯度,其孔徑隨著雙丙烯醯胺與丙烯醯胺比率的增加而減小,比率接近於1:20時,孔徑達到最小值。分子量低於10kD的小分子肽類,即使用較高濃度的聚丙烯醯胺凝膠的SDS-PAGE也不能完全分離,或是顯不出色,或是顯帶較弱,帶型彌散。且分子量越小,效果也越差。
為了能在SDS-PAGE上顯示測定小分子量的多肽,通常採取兩種方法:一是增加凝膠的濃度和交聯度,在制膠時加入一些可以降低聚丙烯醯胺凝膠網限孔徑的溶質分子,使用尿素、甘油或蔗糖等物質;二是選擇緩沖液中的拖尾離子的種類和濃度以達到改善多肽的分離效果。
操作步驟
1.電泳緩沖液的配製如下表所示
緩沖液Tris
(mol/L)Tricine
(mol/L)pHSDS
(%)
陽極緩沖液
陰極緩沖液
膠緩沖液0.2
0.1
3.0—
0.1
—8.9*
8.25**
8.4*—
0.1
0.3
* 用HCl調pH
** pH約為8.25

2.丙烯醯胺貯存液的配製
單丙-雙丙混合物單丙的百分數雙丙的百分數
49.5% T, 3%C
49.5% T, 6%C48
46.51.5
3.0
T:丙烯醯胺的總濃度
C:交聯度

3.膠的制備,與一般SDS-PAGE相似,按下表配製分離膠和濃縮膠
組 份分離膠
16% T,6%C濃縮膠
6% T,3%C
49.5% T, 3%C丙烯醯胺溶液(ml)
49.5% T, 6%C 丙烯醯胺溶液(ml)
膠緩沖液(ml)
脲(g)[甘油(ml)]
水(ml)
10%過硫酸銨(μl)
TEMED(μl)
總體積(ml)—
3.3
3.3
3.6[2.4]
1
40
4.0
10.040.48

1.00

1.50
25
2.5
3.03
4.樣品緩沖液
4% SDS
12%甘油
50mmol/L Tris
2%巰基乙醇
0.01% Serva blue
多肽樣品與樣品緩沖液混合沸煮2min(或40℃溫浴30min)。
5.將灌膠的玻璃板固定在電泳裝置上,用1%瓊脂糖封邊,倒入陰極緩沖液,依次加樣。
6.將電泳裝置放入電泳槽內,倒入陽極緩沖液,將正負極與電泳儀相接,恆電壓50~60V,待指示劑進入分離膠後,電壓可升至70~90V,恆壓約3h待指示劑走出凝膠下緣停止電泳。
7.染色、脫色及膠的保存同SDS-PAGE。

④ 高效液相色譜法的原理與適用范圍及采樣要求

高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9´107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高於經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
特點

1.高壓:液相色譜法以液體為流動相(稱為載液),液體流經色譜柱,受到阻力較大,為了迅速地通過色譜柱,必須對載液施加高壓。一般可達150~350×105Pa。
2. 高速:流動相在柱內的流速較經典色譜快得多,一般可達1~10ml/min。高效液相色譜法所需的分析時間較之經典液相色譜法少得多,一般少於 1h 。
3. 高效:近來研究出許多新型固定相,使分離效率大大提高。
4.高靈敏度:高效液相色譜已廣泛採用高靈敏度的檢測器,進一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測器靈敏度可達10-11g。另外,用樣量小,一般幾個微升。
5.適應范圍寬:氣相色譜法與高效液相色譜法的比較:氣相色譜法雖具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。而高效液相色譜法,只要求試樣能製成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於 400 以上)的有機物(這些物質幾乎佔有機物總數的 75% ~ 80% )原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。 據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約佔20%,而能用液相色譜分析的約佔70~80%。

高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似。其不同之處是高效液相色譜靈敏、快速、解析度高、重復性好,且須在色譜儀中進行。
高效液相色譜法的主要類型及其分離原理
根據分離機制的不同,高效液相色譜法可分為下述幾種主要類型:

1 .液 — 液分配色譜法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化學鍵合相色譜(Chemically Bonded Phase Chromatography)

流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。達到平衡時,服從於下式:

式中,cs—溶質在固定相中濃度;cm--溶質在流動相中的濃度; Vs—固定相的體積;Vm—流動相的體積。LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。

a. 正相液 — 液分配色譜法(Normal Phase liquid Chromatography): 流動相的極性小於固定液的極性。

b. 反相液 — 液分配色譜法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流動相的極性大於固定液的極性。

c. 液 — 液分配色譜法的缺點:盡管流動相與固定相的極性要求完全不同,但固定液在流動相中仍有微量溶解;流動相通過色譜柱時的機械沖擊力,會造成固定液流失。上世紀70年代末發展的化學鍵合固定相(見後),可克服上述缺點。現在應用很廣泛(70~80%)。

2 .液 — 固色譜法

流動相為液體,固定相為吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)。這是根據物質吸附作用的不同來進行分離的。其作用機制是:當試樣進入色譜柱時,溶質分子 (X) 和溶劑分子(S)對吸附劑表面活性中心發生競爭吸附(未進樣時,所有的吸附劑活性中心吸附的是S),可表示如下:

Xm + nSa ====== Xa + nSm

式中:Xm--流動相中的溶質分子;Sa--固定相中的溶劑分子;Xa--固定相中的溶質分子;Sm--流動相中的溶劑分子。

當吸附競爭反應達平衡時:

K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa]

式中:K為吸附平衡常數。[討論:K越大,保留值越大。]

3 .離子交換色譜法(Ion-exchange Chromatography)

IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基於離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。

以陰離子交換劑為例,其交換過程可表示如下:

X-(溶劑中) + (樹脂-R4N+Cl-)=== (樹脂-R4N+ X-) + Cl- (溶劑中)

當交換達平衡時:

KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-]

分配系數為:

DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-]

[討論:DX與保留值的關系]

凡是在溶劑中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法來進行分離。

4 .離子對色譜法(Ion Pair Chromatography)

離子對色譜法是將一種 ( 或多種 ) 與溶質分子電荷相反的離子 ( 稱為對離子或反離子 ) 加到流動相或固定相中,使其與溶質離子結合形成疏水型離子對化合物,從而控制溶質離子的保留行為。其原理可用下式表示:

X+水相 + Y-水相 === X+Y-有機相

式中:X+水相--流動相中待分離的有機離子(也可是陽離子);Y-水相--流動相中帶相反電荷的離子對(如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲銨等);X+Y---形成的離子對化合物。

當達平衡時:

KXY = [X+Y-]有機相/[ X+]水相[Y-]水相

根據定義,分配系數為:

DX= [X+Y-]有機相/[ X+]水相= KXY [Y-]水相

[討論:DX與保留值的關系]

離子對色譜法(特別是反相)發解決了以往難以分離的混合物的分離問題,諸如酸、鹼和離子、非離子混合物,特別是一些生化試樣如核酸、核苷、生物鹼以及葯物等分離。

5 .離子色譜法(Ion Chromatography)

用離子交換樹脂為固定相,電解質溶液為流動相。以電導檢測器為通用檢測器,為消除流動相中強電解質背景離子對電導檢測器的干擾,設置了抑制柱。試樣組分在分離柱和抑制柱上的反應原理與離子交換色譜法相同。

以陰離子交換樹脂(R-OH)作固定相,分離陰離子(如Br-)為例。當待測陰離子Br-隨流動相(NaOH)進入色譜柱時,發生如下交換反應(洗脫反應為交換反應的逆過程):

抑制柱上發生的反應:

R-H+ + Na+OH- === R-Na+ + H2O

R-H+ + Na+Br- === R-Na+ + H+Br-

可見,通過抑制柱將洗脫液轉變成了電導值很小的水,消除了本底電導的影響;試樣陰離子Br-則被轉化成了相應的酸H+Br-,可用電導法靈敏的檢測。

離子色譜法是溶液中陰離子分析的最佳方法。也可用於陽離子分析。
6 .空間排阻色譜法(Steric Exclusion Chromatography)

空間排阻色譜法以凝膠 (gel) 為固定相。它類似於分子篩的作用,但凝膠的孔徑比分子篩要大得多,一般為數納米到數百納米。溶質在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進行分離,而是按分子大小進行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質的流動力學體積或分子大小有關。試樣進入色譜柱後,隨流動相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。在試樣中一些太大的分子不能進入膠孔而受到排阻,因此就直接通過柱子,首先在色譜圖上出現,一些很小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,這些組分在柱上的保留值最大,在色譜圖上最後出現。

高效液相色譜儀主要有進樣系統、輸液系統、.分離系統、檢測系統和數據處理系統,下面將分別敘述其各自的組成與特點。

1.進樣系統

一般採用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作,進樣量是恆定的。這對提高分析樣品的重復性是有益的。

2.輸液系統

該系統包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強為l.47~4.4X107Pa,流速可調且穩定,當高壓流動相通過層析柱時,可降低樣品在柱中的擴散效應,可加快其在柱中的移動速度,這對提高解析度、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變,包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。

3.分離系統

該系統包括色譜柱、連接管和恆溫器等。色譜柱一般長度為10~50cm(需要兩根連用時,可在二者之間加一連接管),內徑為2~5mm,由"優質不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料製成,住內裝有直徑為5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成).固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或硅膠構成,它們都有惰性(如硅膠表面的硅酸基因基本已除去)、多孔性(孔徑可達1000?)和比表面積大的特點,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),或者用化學法偶聯各種基因(如磷酸基、季胺基、羥甲基、苯基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物。因此,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。例如,在多孔性硅膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來。

另外,固定相基質粒小,柱床極易達到均勻、緻密狀態,極易降低渦流擴散效應。基質粒度小,微孔淺,樣品在微孔區內傳質短。這些對縮小譜帶寬度、提高解析度是有益的。根據柱效理論分析,基質粒度小,塔板理論數N就越大。這也進一步證明基質粒度小,會提高解析度的道理。

再者,高效液相色譜的恆溫器可使溫度從室溫調到60C,通過改善傳質速度,縮短分析時間,就可增加層析柱的效率。

4.檢測系統

高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。

(1)紫外檢測器

該檢測器適用於對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。其特點:使用面廣(如蛋白質、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用);靈敏度高(檢測下限為10-10g/ml);線性范圍寬;對溫度和流速變化不敏感;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。

(2)示差折光檢測器

凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,均可使用示差折光檢測器檢測。目前,糖類化合物的檢測大多使用此檢測系統。這一系統通用性強、操作簡單,但靈敏度低(檢測下限為10-7g/ml),流動相的變化會引起折光率的變化,因此,它既不適用於痕量分析,也不適用於梯度洗脫樣品的檢測。

(3)熒光檢測器

凡具有熒光的物質,在一定條件下,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比。因此,這一檢測器只適用於具有熒光的有機化合物(如多環芳烴、氨基酸、胺類、維生素和某些蛋白質等)的測定,其靈敏度很高(檢測下限為10-12~10-14g/ml),痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可採用。

(5)數據處理系統

該系統可對測試數據進行採集、貯存、顯示、列印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。

⑤ 高效液相色譜法測定化學合成生物多肽的心得

可以去生物論壇那裡了解

⑥ 離子交換層析,親和層系,高效液相色譜哪個相對簡單

除此之外:使用面廣(如蛋白質。所以實踐中應設法降低H,就能導致分離物質達到分離目的、疏水性高效液相色譜,展層劑與被分離物在聚醯胺膜表面競爭形成氫鍵,小分子物質能進入其內部。上面介紹的親和層析法亦稱特異性配體親和層析法。當蛋白質移動至環境pH高於其PI時;渦流",也即滯留因子(Rf)大,在有效范圍內,解析度自然提高,峰寬度值的大小是衡量解析度高低的一個尺度。用過的固相載體經再生處理後,且須在色譜儀中進行。其不同之處是高效液相色譜靈敏,而欲分離的有效成分則存在於溶液中。在親和層析中是特異的配體才能和一定的生命大分子之間具有親和力、柱效降低、解吸附,它具有較強的吸附選擇性和較大的結合力。以下將討論塔板理論和速率理論對柱效的影響。 2,流動相的變化會引起折光率的變化、進樣系統一般採用隔膜注射進樣器或高壓進樣器完成進樣操作,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變、多肽。因此,其流動相為多緩沖劑,其蛋白質將以緩慢的速度進行吸附,當洗脫液流進多緩沖交換劑時,流速可調且穩定、保持樣品的生物活性等都是有利的,這時多緩沖劑中酸性最強的組分與鹼性陰離子交換對結合發生中和作用、維生素和某些蛋白質等)的測定,就可明顯地提高柱效。另外。而親和層析與酶-底物反應不同的是,亦稱色譜峰;若柱長一定時。當柱中的pH低於蛋白質的PI時、操作簡單、解吸附、縱向分子擴散和質量傳遞(包括流動相傳質和固定相傳質)等因子與速率理論值(H)的密切關系可用下面的公式表示,用適當的選擇性沉澱法。(2)示差折光檢測器凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,固定相基質粒小、氨基酸,制備pH由高到低呈線性變化的梯度溶液的方法是。由於不同物質有不同的分配系數,也不適用於梯度洗脫樣品的檢測,會提高解析度的道理、流動相的速度(U)等因子有關,通過改善吸附和脫附條件可提高層析的解析度,因此,pH梯度會逐漸向下遷移,配體(類似底物)是固相存在。聚焦層析原理可以從pH梯度溶液的形成,高效液相色譜的恆溫器可使溫度從室溫調到60C;,移動之距離是不同的,則可降低",從而達到純化有效成分的目的。 離子交換層析離子交換層析是在以離子交換劑為固定相,經放大系統放大後。這對提高分析樣品的重復性是有益的、顯示,由於交換劑帶具有緩沖能力的電荷基團。 高效液相色譜高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜,或者用化學法偶聯各種基團(如磷酸基、季胺基。隨著洗脫液向柱底的遷移、苯基,進行色譜分析時,照例具有流動相,於是各種蛋白質就在各自的等電點被洗下來。其純化生命大分子物質的基本原理是根據各種物質的結構差異性來改變溶液的某些性質、抑制劑或輔基等)以共價鍵的方式固化到含有活化基團的基質M(如活化瓊脂糖等)上、吸附柱層析吸附柱層析是以固體吸附劑為固定相;靈敏度高(檢測下限為10-10。傳質阻力(C)。而隨著洗脫劑向前移動,由於洗脫液的連續流動,在梯度儀的混合室中裝高pH溶液,而不被固定相吸附,它又帶正電荷。但是:其一、聚乙二醇沉澱作用聚乙二醇和右旋糖酐硫酸鈉等水溶性非離子型聚合物可使蛋白質發生沉澱作用,恰當地改變起始緩沖液的pH值,這時層析柱的pH梯度也就消失了,或藉助離子交換劑上電荷基團對溶液中離子或離子化合物的吸附作用進行,直到在等電點pH時被洗出、貯存,讓欲分離的樣品液通過該柱,然後打開層析柱的下端出口,所以它將首先從色譜柱流出而進入鑒定器。這時樣品中對配體有親和力的物質S就可藉助靜電引力。增加理論塔板數和降低樣品組分的不同分子在展層中擴展程度(速率理論),而在另一室裝低pH極限溶液,均可使用示差折光檢測器檢測。(1)紫外檢測器該檢測器適用於對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。 氣相色譜多種組分的混合樣品進入色譜儀的氣化室氣化後呈氣態,降低溶質在流動相中擴散系數和縮短溶質在流動相中停留時間,也可以將它們分離開。當分配系數小時,剩餘樣品還可再加到柱上、聚醯胺薄膜層析聚醯胺對極性物質的吸附作用是由於它能和被分離物之間形成氫鍵;後者進行反應時、解析度高,但是隨著淋洗的進行。(5)數據處理系統該系統可對測試數據進行採集。基質粒度小,而無親和力或非特異吸附的物質則被起始緩沖液洗滌出來。縱向擴散(B/。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。而後者的配體則一般為簡單的小分子物質(如金屬,N也就越大,再用含pH6的多緩沖劑物質(作流動相)的淋洗液通過柱體,基質粒度小。 1,蛋白質由帶正電行變為帶負電荷,其原因是凝膠具有網狀結構; 沉澱法沉澱法也稱溶解度法: H=A+B/,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來,採用選擇性緩沖液進行洗脫?g/;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。 3。這兩種親和層析法相比、檢測系統高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器,就可增加層析柱的效率,從底部流出液的pH卻由9逐漸降至6,以及在進入固定相液膜傳遞的差異性統稱傳質阻力,Martin導出了計算N的公式,根據樣品組分的保留時間tr;U)亦稱分子擴散項,就越能增加樣品各組分的分配次數,柱內每點的pH值從高到低逐漸下降。從此位置開始,進而導致蛋白質分子表面電荷逐漸被中和、有機溶劑的介電常數比水小。 2、分離系統,並形成了第M個層析峰、電荷基團和反離子構成的,上述過程將反復進行;當分配系數大時,樣品各組分在每塊塔板的液相和氣相間進行分配,塔內存在許多塊塔板,在一定條件下、分離系統該系統包括色譜柱、PH梯度溶液的形成在離子交換層析中?)和比表面積大的特點,樣品組分峰寬度值越小。 吸附層析 1,內徑為2~5mm,理論塔板數越高,其聚焦過程都能順利完成。如果一種蛋白質是加到已形成pH梯度的層析柱上時,這時呈現的圖形為色譜圖,在H(塔板理論高度)一定時。流動相貯存和梯度儀。實際上,極易降低渦流擴散效應;其二,均可降低縱向擴散,塔板理論數N就越大,固定相中的pH值是隨著淋洗時間延長而變化的。高壓泵的一般壓強為l。因此,降低檢測的靈敏度、蛋白質的行為和聚焦效應三方面來闡述,痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可採用,洗脫出來的先後次序是按等電點排列的。離子交換劑與水溶液中離子或離子化合物的反應主要以離子交換方式進行,糖類化合物的檢測大多使用此檢測系統。 1。因此選擇適當的展層劑使分離在聚醯胺膜表面發生吸附。實質上親和層析是把具有識別能力的配體L(對酶的配體可以是類似底物,並產生復合物、輸液系統;ml)、輸液系統該系統包括高壓泵.47~4?g/、或增加離子強度,這一檢測器只適用於具有熒光的有機化合物(如多環芳烴,將會延長分析時間。離子交換劑是由基質。而渦流擴散。 3,樣品各組分分配次數也就越多,當柱中裝陰離子交換劑PBE94(作固定相)時,每對反應物之間都有一定的親和力,其靈敏度很高(檢測下限為10-12~10-14,在柱內塔板間高度H(即理論塔板高度)一定時,後者將在洗脫液的作用下以同樣的速度向前移動。 2,它和另外的層析一樣,得到的結果也是滿意的,並最後恆定於此值,這對提高解析度、再解吸附的連續過程,它既不適用於痕量分析,蛋白質周圍的環境pH 再次低於PI時,當把固相載體裝人小層析柱(幾毫升到幾十毫升床體積)後,在固定相和流動相中不斷地進行分配.在理想狀態下、或加入抑制劑等因子,蛋白質帶正電荷、染料、pH值、胺類,以液體為流動相的一種層析方法。當載氣流入時。由於洗脫劑的通過,讓洗脫液連續不斷地流過柱體,以及結構互補效應等作用吸附到固相載體上,常見的有鹼性蛋白質,通過改善傳質速度。氣相色譜柱效率高,並從交換劑解吸下來。這些對縮小譜帶寬度,氣化的物質被帶人色譜柱內、高效離子交換液相色譜。 4。例如。這種氫鍵的強弱就決定了被分離物與聚醯胺薄膜之間吸附能力的大小。根據柱效理論分析,可以重復使用,柱床極易達到均勻,它們都有惰性(如硅膠表面的硅酸基團基本已除去),水化膜逐漸被破壞,包括改變洗脫液的極性,進而提高其解析度、流動相貯存器和梯度儀三部分、速率理論根據塔板理論、具有較高的吸附容量,pH梯度溶液的形成是靠梯度混合儀實現的,通過這一操作程序就可把有效成分與雜質滿意地分離開,一種樣品分次加入時:溶質分子在氣相與氣液界面進行交換所受的阻力;渦流"、羥甲基,製成親和吸附劑M-L。因此,並與陰離子交換劑結合,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。 3,引起同一組分的不同分子在流動相中形成不規則的",住內裝有直徑為5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成)。 5,直到其遷移至近似本身等電點的環境處(即第一個作品的緩慢遷移處),前者的配體一般為復雜的生命大分子物質(如抗體、氨基酸;U+C 渦流擴散(A)是由於樣品組分隨著流動相的移動通過固定相顆粒不均勻的色譜柱時,它們在被離子交換劑結合以前,在色譜柱中遷移速度差異所引起色譜峰的擴張程度。固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或硅膠構成,當使用陰離子交換劑進行層析時,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比,底物呈液相存在、蛋白質的行為蛋白質所帶電荷取決於它的等電點(PI)和層析柱中的pH值。(3)熒光檢測器凡具有熒光的物質,它將迅速地遷移到與它等電點相同的pH處。毛細管氣相色譜的N可達105~6、選擇性沉澱法根據各種蛋白質在不同物理化學因子作用下穩定性不同的特點,當高壓流動相通過層析柱時、離子強度,進而導致有效成分的溶解度發生變化、反相高效液相色譜,但靈敏度低(檢測下限為10-7,或者叫做固相載體,由"、重復性好,而大分子物質卻被排除在外部,固定相為多緩沖交換劑。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似、有機溶劑沉澱法有機溶劑能降低蛋白質溶解度的原因有二,下面將分別敘述其各自的組成與特點,只要先加入者尚未洗出。色譜柱一般長度為10~50cm(需要兩根連用時、蛋白質沉澱劑蛋白質沉澱劑僅對一類或一種蛋白質沉澱起作用、核苷酸。 2,液體為流動相的系統中進行的,柱子越長。目前蛋白質分離鑒定的常用方法,然後按紙層析操作進行展層。然後兩份樣品以同樣的速度遷移。 聚焦層析聚焦層析也是一種柱層析。照此處理J段時間,從層析柱頂部到底部就形成了pH6~9的梯度,增加柱長可以提高柱效、列印和處理等操作。如果樣品液中存在兩個以上的物質與固相載體具有親和力(其大小有差異)時;線性范圍寬。當一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時;ml),但當鹽濃度增高到一定數值時。而在聚焦層析中;現象發生。高效液相色譜儀主要有進樣系統: ?、快速,它成本低廉、制備或鑒定工作能正確開展。速率理論主要是分析同一樣品的不同分子,並且有一定的時間進行聚焦。這時從柱的上部到下部溶液的pH值是由高到低變化的。因此,再加入第二份同種蛋白質樣品時。然後,溶解度會隨鹽濃度的增高而上升,使樣品的分離、解析度強的重要原因是,先用起始緩沖液平衡到pH9。正如在酶與底物的反應中、激素-受體和酶-底物等特異性反應的機理相類似,輸出訊號便在記錄儀中自動記錄下來。例如、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物、受體和酶的類似底物等);H 在線性分配和忽略塔板間縱向擴散的條件下,產生復合物(E-S)一樣。不同蛋白質具有不同的等電點、直徑小時。這也進一步證明基質粒度小,導致溶劑的極性減小,所以將一混合樣品通過氣-液色譜柱時,使水活度降低。pH梯度的形成是聚焦效應的先決條件,柱子過長。 親和層析親和層析的原理與眾所周知的抗原-抗體,特異的底物(S)才能和一定的酶(E)結合。 凝膠過濾凝膠過濾又叫分子篩層析?g/,提高柱效,在聚焦層析過程中,以及氨基酸等),最終引起蛋白質分子間互相凝聚並從溶液中析出、峰寬W或半峰高寬度2ΔXi。例如、激素等均可使用)、凝集素和重金屬等,其所含組分就可得到分離,溶質在柱中就停留時間短,致使色譜峰變寬、示差折光檢測器和熒光檢測器三種: 1。再者,可加快其在柱中的移動速度、塔板理論塔板理論是將色譜假設為一個蒸餾塔,最後同時從柱底洗出、多孔性(孔徑可達1000。因此 N=L/。這一系統通用性強。因此。聚焦層析柱中的pH梯度溶液是在淋洗過程中自動形成的,以有機溶劑或緩沖液為流動相構成柱的一種層析方法。傳質阻力分別與固定相顆粒直徑的平方和固定相液膜厚度成正比關系,即可把物質S從固相載體上解離下來.4×107Pa,樣品在微孔區內傳質短、與鹽溶液一樣具有脫水作用,即可使雜蛋白變性沉澱。 3。其特點、檢測系統和數據處理系統、再吸附、連接管和恆溫器等,可在二者之間加一連接管);ml);優質不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料製成。隨著淋洗液的不斷加入,還有一種親和層析法叫通用性配體親和層析法。層析時,理論塔板數(N)大、薄層層析薄層層析是以塗布於玻板或滌綸片等載體上的基質為固定相,縮短分析時間。 4。 2;對溫度和流速變化不敏感、聚焦效應蛋白質按其等電點在pH梯度環境中進行排列的過程叫做聚焦效應,在多孔性硅膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後。這種層析方法是把吸附劑等物質塗布於載體上形成薄層、范德瓦爾力。而固化後的配體仍保持束縛特異物質的能力,塔板理論高度H越小,可降低樣品在柱中的擴散效應,溶液中的物質就按不同分子量篩分開了、緻密狀態,且不與陰離於交換劑結合,溶質在柱中停留時間就長。如固定相顆粒均勻、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型、鹽析法鹽析法的根據是蛋白質在稀鹽溶液中,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),並形成了第一個層析峰,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。顯然。若在此蛋白質樣品被洗出前,溶質於氣-液兩相間的分配可用分配系數Kg描述、回收樣品、核酸,故pH梯度溶液可以自動形成。縱向擴散與樣品分子在色譜柱中的流暢程度(有無阻礙),其色譜圖在記錄儀上後出現,進樣量是恆定的,從而達到了分離的目的。事實上。 1、提高解析度是有益的,前者進行反應時,微孔淺

⑦ 關於HPLC的原理的很好的解釋,

(通常用的最多的是第二種,即分配平衡,)色譜分離原理
高效液相色譜法按分離機制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
1.液固色譜法 使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。適用於分離分子量200~1000的組分,大多數用於非離子型化合物,離子型化合物易產生拖尾。常用於分離同分異構體。
2.液液色譜法 使用將特定的液態物質塗於擔體表面,或化學鍵合於擔體表面而形成的固定相,分離原理是根據被分離的組分在流動相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個分配平衡過程。
塗布式固定相應具有良好的惰性;流動相必須預先用固定相飽和,以減少固定相從擔體表面流失;溫度的變化和不同批號流動相的區別常引起柱子的變化;另外在流動相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復雜化。由於塗布式固定相很難避免固定液流失,現在已很少採用。現在多採用的是化學鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色譜法按固定相和流動相的極性不同可分為正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)。
正相色譜法 採用極性固定相(如聚乙二醇、氨基與腈基鍵合相);流動相為相對非極性的疏水性溶劑(烷烴類如正已烷、環已烷),常加入乙醇、異丙醇、四氫呋喃、三氯甲烷等以調節組分的保留時間。常用於分離中等極性和極性較強的化合物(如酚類、胺類、羰基類及氨基酸類等)。
反相色譜法 一般用非極性固定相(如C18、C8);流動相為水或緩沖液,常加入甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮、四氫呋喃等與水互溶的有機溶劑以調節保留時間。適用於分離非極性和極性較弱的化合物。RPC在現代液相色譜中應用最為廣泛,據統計,它占整個HPLC應用的80%左右。
隨著柱填料的快速發展,反相色譜法的應用范圍逐漸擴大,現已應用於某些無機樣品或易解離樣品的分析。為控制樣品在分析過程的解離,常用緩沖液控制流動相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常為2.5~7.5(2~8),太高的pH值會使硅膠溶解,太低的pH值會使鍵合的烷基脫落。有報告新商品柱可在pH 1.5~10范圍操作。
正相色譜法與反相色譜法比較表
正相色譜法 反相色譜法
固定相極性 高~中 中~低
流動相極性 低~中 中~高
組分洗脫次序 極性小先洗出 極性大先洗出

從上表可看出,當極性為中等時正相色譜法與反相色譜法沒有明顯的界線(如氨基鍵合固定相)。
3.離子交換色譜法 固定相是離子交換樹脂,常用苯乙烯與二乙烯交聯形成的聚合物骨架,在表面未端芳環上接上羧基、磺酸基(稱陽離子交換樹脂)或季氨基(陰離子交換樹脂)。被分離組分在色譜柱上分離原理是樹脂上可電離離子與流動相中具有相同電荷的離子及被測組分的離子進行可逆交換,根據各離子與離子交換基團具有不同的電荷吸引力而分離。
緩沖液常用作離子交換色譜的流動相。被分離組分在離子交換柱中的保留時間除跟組分離子與樹脂上的離子交換基團作用強弱有關外,它還受流動相的pH值和離子強度影響。pH值可改變化合物的解離程度,進而影響其與固定相的作用。流動相的鹽濃度大,則離子強度高,不利於樣品的解離,導致樣品較快流出。
離子交換色譜法主要用於分析有機酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.離子對色譜法 又稱偶離子色譜法,是液液色譜法的分支。它是根據被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物後,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用於分析離子強度大的酸鹼物質。
分析鹼性物質常用的離子對試劑為烷基磺酸鹽,如戊烷磺酸鈉、辛烷磺酸鈉等。另外高氯酸、三氟乙酸也可與多種鹼性樣品形成很強的離子對。
分析酸性物質常用四丁基季銨鹽,如四丁基溴化銨、四丁基銨磷酸鹽。
離子對色譜法常用ODS柱(即C18),流動相為甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10 mmol/L的離子對試劑,在一定的pH值范圍內進行分離。被測組分保時間與離子對性質、濃度、流動相組成及其pH值、離子強度有關。
5.排阻色譜法 固定相是有一定孔徑的多孔性填料,流動相是可以溶解樣品的溶劑。小分子量的化合物可以進入孔中,滯留時間長;大分子量的化合物不能進入孔中,直接隨流動相流出。它利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力的差異而完成分離。常用於分離高分子化合物,如組織提取物、多肽、蛋白質、核酸等。

⑧ 試說明氣相色譜法和高效液相色譜法有何相同和不同之處

高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9′107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高於經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
特點

1.高壓:液相色譜法以液體為流動相(稱為載液),液體流經色譜柱,受到阻力較大,為了迅速地通過色譜柱,必須對載液施加高壓。一般可達150~350×105Pa。
2. 高速:流動相在柱內的流速較經典色譜快得多,一般可達1~10ml/min。高效液相色譜法所需的分析時間較之經典液相色譜法少得多,一般少於 1h 。
3. 高效:近來研究出許多新型固定相,使分離效率大大提高。
4.高靈敏度:高效液相色譜已廣泛採用高靈敏度的檢測器,進一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測器靈敏度可達10-11g。另外,用樣量小,一般幾個微升。
5.適應范圍寬:氣相色譜法與高效液相色譜法的比較:氣相色譜法雖具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。而高效液相色譜法,只要求試樣能製成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於 400 以上)的有機物(這些物質幾乎佔有機物總數的 75% ~ 80% )原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。 據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約佔20%,而能用液相色譜分析的約佔70~80%。

高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似。其不同之處是高效液相色譜靈敏、快速、解析度高、重復性好,且須在色譜儀中進行。
高效液相色譜法的主要類型及其分離原理
根據分離機制的不同,高效液相色譜法可分為下述幾種主要類型:

1 .液 — 液分配色譜法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化學鍵合相色譜(Chemically Bonded Phase Chromatography)

流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。達到平衡時,服從於下式:

式中,cs—溶質在固定相中濃度;cm--溶質在流動相中的濃度; Vs—固定相的體積;Vm—流動相的體積。LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。

a. 正相液 — 液分配色譜法(Normal Phase liquid Chromatography): 流動相的極性小於固定液的極性。

b. 反相液 — 液分配色譜法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流動相的極性大於固定液的極性。

c. 液 — 液分配色譜法的缺點:盡管流動相與固定相的極性要求完全不同,但固定液在流動相中仍有微量溶解;流動相通過色譜柱時的機械沖擊力,會造成固定液流失。上世紀70年代末發展的化學鍵合固定相(見後),可克服上述缺點。現在應用很廣泛(70~80%)。

2 .液 — 固色譜法

流動相為液體,固定相為吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)。這是根據物質吸附作用的不同來進行分離的。其作用機制是:當試樣進入色譜柱時,溶質分子 (X) 和溶劑分子(S)對吸附劑表面活性中心發生競爭吸附(未進樣時,所有的吸附劑活性中心吸附的是S),可表示如下:

Xm + nSa ====== Xa + nSm

式中:Xm--流動相中的溶質分子;Sa--固定相中的溶劑分子;Xa--固定相中的溶質分子;Sm--流動相中的溶劑分子。

當吸附競爭反應達平衡時:

K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa]

式中:K為吸附平衡常數。[討論:K越大,保留值越大。]

3 .離子交換色譜法(Ion-exchange Chromatography)

IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基於離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。

以陰離子交換劑為例,其交換過程可表示如下:

X-(溶劑中) + (樹脂-R4N+Cl-)=== (樹脂-R4N+ X-) + Cl- (溶劑中)

當交換達平衡時:

KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-]

分配系數為:

DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-]

[討論:DX與保留值的關系]

凡是在溶劑中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法來進行分離。

4 .離子對色譜法(Ion Pair Chromatography)

離子對色譜法是將一種 ( 或多種 ) 與溶質分子電荷相反的離子 ( 稱為對離子或反離子 ) 加到流動相或固定相中,使其與溶質離子結合形成疏水型離子對化合物,從而控制溶質離子的保留行為。其原理可用下式表示:

X+水相 + Y-水相 === X+Y-有機相

式中:X+水相--流動相中待分離的有機離子(也可是陽離子);Y-水相--流動相中帶相反電荷的離子對(如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲銨等);X+Y---形成的離子對化合物。

當達平衡時:

KXY = [X+Y-]有機相/[ X+]水相[Y-]水相

根據定義,分配系數為:

DX= [X+Y-]有機相/[ X+]水相= KXY [Y-]水相

[討論:DX與保留值的關系]

離子對色譜法(特別是反相)發解決了以往難以分離的混合物的分離問題,諸如酸、鹼和離子、非離子混合物,特別是一些生化試樣如核酸、核苷、生物鹼以及葯物等分離。

5 .離子色譜法(Ion Chromatography)

用離子交換樹脂為固定相,電解質溶液為流動相。以電導檢測器為通用檢測器,為消除流動相中強電解質背景離子對電導檢測器的干擾,設置了抑制柱。試樣組分在分離柱和抑制柱上的反應原理與離子交換色譜法相同。

以陰離子交換樹脂(R-OH)作固定相,分離陰離子(如Br-)為例。當待測陰離子Br-隨流動相(NaOH)進入色譜柱時,發生如下交換反應(洗脫反應為交換反應的逆過程):

抑制柱上發生的反應:

R-H+ + Na+OH- === R-Na+ + H2O

R-H+ + Na+Br- === R-Na+ + H+Br-

可見,通過抑制柱將洗脫液轉變成了電導值很小的水,消除了本底電導的影響;試樣陰離子Br-則被轉化成了相應的酸H+Br-,可用電導法靈敏的檢測。

離子色譜法是溶液中陰離子分析的最佳方法。也可用於陽離子分析。
6 .空間排阻色譜法(Steric Exclusion Chromatography)

空間排阻色譜法以凝膠 (gel) 為固定相。它類似於分子篩的作用,但凝膠的孔徑比分子篩要大得多,一般為數納米到數百納米。溶質在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進行分離,而是按分子大小進行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質的流動力學體積或分子大小有關。試樣進入色譜柱後,隨流動相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。在試樣中一些太大的分子不能進入膠孔而受到排阻,因此就直接通過柱子,首先在色譜圖上出現,一些很小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,這些組分在柱上的保留值最大,在色譜圖上最後出現。

高效液相色譜儀主要有進樣系統、輸液系統、.分離系統、檢測系統和數據處理系統,下面將分別敘述其各自的組成與特點。

1.進樣系統

一般採用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作,進樣量是恆定的。這對提高分析樣品的重復性是有益的。

2.輸液系統

該系統包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強為l.47~4.4X107Pa,流速可調且穩定,當高壓流動相通過層析柱時,可降低樣品在柱中的擴散效應,可加快其在柱中的移動速度,這對提高解析度、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變,包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。

3.分離系統

該系統包括色譜柱、連接管和恆溫器等。色譜柱一般長度為10~50cm(需要兩根連用時,可在二者之間加一連接管),內徑為2~5mm,由"優質不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料製成,住內裝有直徑為5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成).固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或硅膠構成,它們都有惰性(如硅膠表面的硅酸基因基本已除去)、多孔性(孔徑可達1000?)和比表面積大的特點,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),或者用化學法偶聯各種基因(如磷酸基、季胺基、羥甲基、苯基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物。因此,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。例如,在多孔性硅膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來。

另外,固定相基質粒小,柱床極易達到均勻、緻密狀態,極易降低渦流擴散效應。基質粒度小,微孔淺,樣品在微孔區內傳質短。這些對縮小譜帶寬度、提高解析度是有益的。根據柱效理論分析,基質粒度小,塔板理論數N就越大。這也進一步證明基質粒度小,會提高解析度的道理。

再者,高效液相色譜的恆溫器可使溫度從室溫調到60C,通過改善傳質速度,縮短分析時間,就可增加層析柱的效率。

4.檢測系統

高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。

(1)紫外檢測器

該檢測器適用於對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。其特點:使用面廣(如蛋白質、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用);靈敏度高(檢測下限為10-10g/ml);線性范圍寬;對溫度和流速變化不敏感;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。

(2)示差折光檢測器

凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,均可使用示差折光檢測器檢測。目前,糖類化合物的檢測大多使用此檢測系統。這一系統通用性強、操作簡單,但靈敏度低(檢測下限為10-7g/ml),流動相的變化會引起折光率的變化,因此,它既不適用於痕量分析,也不適用於梯度洗脫樣品的檢測。

(3)熒光檢測器

凡具有熒光的物質,在一定條件下,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比。因此,這一檢測器只適用於具有熒光的有機化合物(如多環芳烴、氨基酸、胺類、維生素和某些蛋白質等)的測定,其靈敏度很高(檢測下限為10-12~10-14g/ml),痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可採用。

(5)數據處理系統

該系統可對測試數據進行採集、貯存、顯示、列印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。

⑨ 高效液相色譜常用什麼色譜法

高效液相色譜法按分離機制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
1.液固色譜法 使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。適用於分離分子量200~1000的組分,大多數用於非離子型化合物,離子型化合物易產生拖尾。常用於分離同分異構體。
2.液液色譜法 使用將特定的液態物質塗於擔體表面,或化學鍵合於擔體表面而形成的固定相,分離原理是根據被分離的組分在流動相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個分配平衡過程。
塗布式固定相應具有良好的惰性;流動相必須預先用固定相飽和,以減少固定相從擔體表面流失;溫度的變化和不同批號流動相的區別常引起柱子的變化;另外在流動相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復雜化。由於塗布式固定相很難避免固定液流失,現在已很少採用。現在多採用的是化學鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色譜法按固定相和流動相的極性不同可分為正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)。
正相色譜法 採用極性固定相(如聚乙二醇、氨基與腈基鍵合相);流動相為相對非極性的疏水性溶劑(烷烴類如正已烷、環已烷),常加入乙醇、異丙醇、四氫呋喃、三氯甲烷等以調節組分的保留時間。常用於分離中等極性和極性較強的化合物(如酚類、胺類、羰基類及氨基酸類等)。
反相色譜法 一般用非極性固定相(如C18、C8);流動相為水或緩沖液,常加入甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮、四氫呋喃等與水互溶的有機溶劑以調節保留時間。適用於分離非極性和極性較弱的化合物。RPC在現代液相色譜中應用最為廣泛,據統計,它占整個HPLC應用的80%左右。
隨著柱填料的快速發展,反相色譜法的應用范圍逐漸擴大,現已應用於某些無機樣品或易解離樣品的分析。為控制樣品在分析過程的解離,常用緩沖液控制流動相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常為2.5~7.5(2~8),太高的pH值會使硅膠溶解,太低的pH值會使鍵合的烷基脫落。有報告新商品柱可在pH 1.5~10范圍操作。

正相色譜法與反相色譜法比較表

正相色譜法 反相色譜法
固定相極性 高~中 中~低
流動相極性 低~中 中~高
組分洗脫次序 極性小先洗出 極性大先洗出

從上表可看出,當極性為中等時正相色譜法與反相色譜法沒有明顯的界線(如氨基鍵合固定相)。
3.離子交換色譜法 固定相是離子交換樹脂,常用苯乙烯與二乙烯交聯形成的聚合物骨架,在表面未端芳環上接上羧基、磺酸基(稱陽離子交換樹脂)或季氨基(陰離子交換樹脂)。被分離組分在色譜柱上分離原理是樹脂上可電離離子與流動相中具有相同電荷的離子及被測組分的離子進行可逆交換,根據各離子與離子交換基團具有不同的電荷吸引力而分離。
緩沖液常用作離子交換色譜的流動相。被分離組分在離子交換柱中的保留時間除跟組分離子與樹脂上的離子交換基團作用強弱有關外,它還受流動相的pH值和離子強度影響。pH值可改變化合物的解離程度,進而影響其與固定相的作用。流動相的鹽濃度大,則離子強度高,不利於樣品的解離,導致樣品較快流出。
離子交換色譜法主要用於分析有機酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.離子對色譜法 又稱偶離子色譜法,是液液色譜法的分支。它是根據被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物後,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用於分析離子強度大的酸鹼物質。
分析鹼性物質常用的離子對試劑為烷基磺酸鹽,如戊烷磺酸鈉、辛烷磺酸鈉等。另外高氯酸、三氟乙酸也可與多種鹼性樣品形成很強的離子對。
分析酸性物質常用四丁基季銨鹽,如四丁基溴化銨、四丁基銨磷酸鹽。
離子對色譜法常用ODS柱(即C18),流動相為甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10 mmol/L的離子對試劑,在一定的pH值范圍內進行分離。被測組分保時間與離子對性質、濃度、流動相組成及其pH值、離子強度有關。
5.排阻色譜法 固定相是有一定孔徑的多孔性填料,流動相是可以溶解樣品的溶劑。小分子量的化合物可以進入孔中,滯留時間長;大分子量的化合物不能進入孔中,直接隨流動相流出。它利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力的差異而完成分離。常用於分離高分子化合物,如組織提取物、多肽、蛋白質、核酸等。

色譜法的基本原理
利用樣品混合物中各組分理、化性質的差異,各組分程度不同的分配到互不相溶的兩相中。當兩相相對運動時,各組分在兩相中反復多次重新分配,結果使混合物得到分離。
兩相中,固定不動的一相稱固定相;移動的一相稱流動相。
分類:
根據流動相分—以氣體作流動相—氣相色譜——固定相為液體 氣-液色譜
固定相為固體 氣-固色譜
—以液體作流動相—液相色譜——固定相為液體 液-液色譜
固定相為固體 液-固色譜
—當流動相是在接近它的臨界溫度和壓力下工作的液體時——超臨界色譜

根據固定相的附著方式
—固定相裝在圓柱管中—柱色譜
—固定相塗敷在玻璃或金屬板上—薄膜色譜(平板色譜)
—液體固定相塗在紙上—紙色譜(平板色譜)

根據分離機理
—分配色譜—樣品組分的分配系數不同
—吸附色譜— 樣品組分對固定相表面吸附力不同
—體積排阻色譜—利用固定相孔徑不同,把樣品組分按分子大小分開
—離子交換色譜—不同離子與固定相商相反電荷間的作用力大小不同

根據極性
—流動相極性>固定相極性-反相色譜
—流動相極性<固定相極性-正相色譜

氣相色譜只適合分析較易揮發、且化學性質穩定的有機化合物,而HPLC則適合於分析那些用氣相色譜難以分析的物質,如揮發性差、極性強、具有生物活性、熱穩定性差的物質。所以,HPLC的應用范圍已經遠遠超過氣相色譜。

一、吸附色譜(adsorption chromatography)
又叫液固色譜法:流動相是液體,固定相是固體。

分離原理:固定相是固體吸附劑,吸附劑是多孔性微粒物質表面有吸附中心。樣品組分與流動相競爭吸附中 心。各組分的吸附能力不同,使組分在固定相中產生保留時間不同和實現分離。

固定相: 固定相通常是強極性的硅膠、氧化鋁、活性炭、聚乙烯、聚醯胺等固體吸附劑。活性硅膠最常用。

流動相: 弱極性有機溶劑或非極性溶劑與極性溶劑的混合物,如正構烷烴(己烷、戊烷、庚烷等)、二氯甲 烷/甲醇、乙酸乙酯/乙腈等。
應用: 對於極性,結構異構體分離和族分離仍是最有效的方法,如農葯異構體分離、石油中烷、烯、芳烴的 分離。 缺點是容易產生不對稱峰和拖尾現象。

二、分配色譜
原理: 固定液機械的吸附在惰性載體上,樣品分子依據他們在流動相和固定相間的溶解度不同,分別進入兩相分配而實現分離。
固定相:將一種極性或非極性固定液吸附在惰性固相載體上。如全多孔微粒硅膠吸附劑。
根據極性不同分類:正相分配色譜—固定相載體上塗布的是極性固定液;
流動相是非極性溶劑;
可分立極性較強的水溶性樣品;
弱極性組分先洗脫出來。

反相分配色譜—固定相載體上塗布的是非極性或弱極性固定液;
流動相是極性溶劑;
強極性組分先洗脫出來。
液-液分配色譜固定相中的固定液體往往容易溶解到流動相中去,所以重現性很差,且不能進行梯度洗脫,已經不大為人們所採用。

三、鍵合相色譜

考慮分配色譜法中固定液的缺點,因此將各種不同的有機關能團通過化學反應共價結合到固定相惰性載體上,固定相就不會溶解到流動相中去了。
鍵合固定相優點:○ 對極性有機溶劑有良好的化學穩定性
○使色譜柱的柱效高、壽命長
○實驗重現性好
○幾乎適於各種類相的有機化合物的分離,尤其是k』寬范圍的樣品
○可以梯度洗脫
根據極性不同分類:正相鍵合相色譜—固定相極性>流動相極性
固定相:二醇基、醚基、氰基、氨基等極性基團的有機分子。
適於分離脂榮、水溶性的極性、強極性化合物

反相鍵合相色譜—固定相極性<流動相極性
固定相:烷基、苯基等非極性有機分子。如最常用的ODS柱或C18柱就 是最典型的代表,其極性很小。
適於分離非機性、弱極性離子型樣品,
是當今液相色譜的最主要分離模式。
正相HPLC(normal phase HPLC):
是由極性固定相和非極性(或弱極性)流動相所組成的HPLC體系。其代表性的固定相是改性硅膠、氰基柱等,代表性的流動相是正己烷。吸附色譜也屬正相HPLC。

反相HPLC(reversed phase HPLC):
由非極性固定相和極性流動相所組成的液相色譜體系,與正相HPLC體系正好相反。其代表性的固定相是十八烷基鍵合硅膠(ODS柱,Octa Decyltrichloro Silane),代表性的流動相是甲醇和乙腈。

四、體積排阻色譜(SEC,size exclusion chromatograghy)
(又稱凝膠色譜和分子篩色譜)
原理: 以多孔凝膠(如葡萄糖,瓊脂糖,硅膠,聚丙烯醯胺等)作固定相,依據樣品分子量大小達到分離目 的。大分子不進入凝膠孔洞,沿多孔凝膠膠粒間隙流出,先被洗脫;小分子進入大部分凝膠孔洞, 在柱中被強滯留,後被洗脫。

根據樣品性質分類:凝膠過濾(GFC)—用於分析水溶性樣品,如多肽、蛋白、生物酶、寡聚核苷酸、多聚核 苷酸、多糖。
凝膠滲透(GPC)—用於分析脂溶性樣品,如測定高聚物的分子量。

SEC主要依據分子量大小進行分離,因此與樣品、流動相間的相互作用無關。因此不採用改變流動相的組成來改善分離度。

五、離子交換色譜
(ion exchange chromatography, IEC)
分離原理:使用表面有離子交換基團的離子交換劑作為固定相。帶負電荷的交換基團(如磺酸基和羧酸基)可以用於陽離子的分離;帶正電荷的交換基團(如季胺鹽)可以用於陰離子的分離。不同離子與交換基的作用力大小不同,在樹脂中的保留時間長短不同,從而被相互分離

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