色譜分離介紹

色譜法簡介：

1906年。植物學(xué)家TSWEET將CACO3固體粉末裝入豎立的玻璃管中，從頂端倒入植物色素的石油醚浸出液，并用石油醚連續(xù)地沖洗。結(jié)果在柱中出現(xiàn)了顏色不同的色帶。因此，把這種方法稱為色譜法，色譜法不光用于有色物質(zhì)分離，而且大量用于無色物質(zhì)的分離。所以色譜法已經(jīng)失去了原來的含義。但是，現(xiàn)在仍沼用色譜法這個(gè)名稱。

色譜法具有分離及分析兩種功能。它是分析混合物有力的手段。色譜分離是目前應(yīng)用廣泛的分離方法。已廣泛地用于石油化工、有機(jī)合成、生再生化、醫(yī)藥中藥、生物工程、環(huán)境監(jiān)測、刑事、生產(chǎn)在線控制，乃至空間探索等許多領(lǐng)域，以解決各種分離分析課題。

色譜法是一種分離、分析方法，有時(shí)又稱為層析技術(shù)，它利用待分離的諸物質(zhì)在互不相溶的兩相中分配系數(shù)等的微小差異進(jìn)行分離，當(dāng)兩相作相對移動(dòng)時(shí)，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行反復(fù)多次分配，使原來微小的差異累加產(chǎn)生了很大的效果，形成差速透移，使各組分在柱內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)逐漸分離，以達(dá)到分離、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。

色譜分離的過程：

吸附---解析---再吸附---再解析

兩種或多種組分的理化性質(zhì)原本存在著微小的差異，經(jīng)過反復(fù)多次地吸附---解析---再吸附---再解析的過程使微小差異累積起來，結(jié)果使吸附能力弱的組分先流出色譜柱，吸附能力強(qiáng)的組分后流出色譜柱，從而使各個(gè)組分得到了分離。

連續(xù)工業(yè)色譜分離

連續(xù)工業(yè)色譜分離是利用連續(xù)離子交換設(shè)備基于不同物質(zhì)在由固定相和流動(dòng)相構(gòu)成的體系中具有不同的分配系數(shù)，在采用流動(dòng)相洗脫過程中呈現(xiàn)不同保留時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)分離。傳統(tǒng)工業(yè)色譜分離技術(shù)采用固定的色譜塔進(jìn)行，入一定量物料，然后采用洗脫劑不斷洗脫，在同一出口在不同時(shí)間段就可接到不同的產(chǎn)品組分，此過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。經(jīng)過分析并加以改進(jìn)，我們把固定相的樹脂做成可以連續(xù)流動(dòng)的系統(tǒng)，利用物質(zhì)與固定相的相對運(yùn)動(dòng)速度不同實(shí)現(xiàn)分離。使物料不間斷泵入設(shè)備，分離和提純的不同組份產(chǎn)品在不同的樹脂柱出口不斷產(chǎn)出，

離子交換色譜分離。

離子交換色譜分離是利用被分離組分與固定相之間發(fā)生離子交換的能力差異來實(shí)現(xiàn)分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂，樹脂分子結(jié)構(gòu)中存在許多可以電離的活性中心，待分離組分中的離子與這些活性中心發(fā)生離子交換，形成離子交換平衡，從而在流動(dòng)相與固定相之間形成分配，固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心，并隨著流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)分離。

凡在溶液中能夠電離的物質(zhì)通常都可以用離子交換色譜法進(jìn)行分離。它不僅適用于無機(jī)離子混合物的分離，亦可用于有機(jī)物的分離，例如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子，因此應(yīng)用范圍較廣。

連續(xù)工業(yè)色譜分離技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢

1）、由于連續(xù)運(yùn)行，吸附或者離子交換后的產(chǎn)品成分和濃度保持穩(wěn)定。

2）、可以對多組份料液用一臺(tái)連續(xù)離子交換設(shè)備進(jìn)行一次性進(jìn)行分離，分離物純度高。

3）、因連續(xù)生產(chǎn)，不需要重復(fù)的設(shè)備，為了再生不需要停止運(yùn)行。同時(shí)，投資費(fèi)用少，維修簡單。

4）、相對固定床系統(tǒng)，樹脂用量可減少50-90%。由于采用逆流再生方式和接近當(dāng)量比的再生劑，使再生劑的用量大幅度減少，洗滌水的用量可節(jié)約50-70%。

5）、同時(shí)可去除或者分離具有不同特性的物質(zhì)，因此可將復(fù)雜的工藝簡單化。

6）、由于設(shè)備緊湊，易于安裝在任何位置，易與原生產(chǎn)過程和設(shè)備匹配。

7）、根據(jù)生產(chǎn)過程的需要隨流入流體的質(zhì)量和流量的變化可自動(dòng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度。因此能保證經(jīng)濟(jì)上狀態(tài)下運(yùn)行。

8）、根據(jù)生產(chǎn)過程的便利，使流體的流向可聯(lián)接成逆流或者并流或者串聯(lián)方式。

色譜分離技術(shù)的應(yīng)用

色譜分離是從混合物中分離組分的重要方法之一。色譜分離技術(shù)甚至能夠分離物化性能差別很小的化合物,當(dāng)混合物各組成部分的化學(xué)或物理性質(zhì)十分接近,而其它分離技術(shù)很難或根本無法應(yīng)用時(shí),色譜技術(shù)愈加顯示出其實(shí)際有效的性。在醫(yī)藥、中藥、生物工程和精細(xì)化工工業(yè)中,廣泛應(yīng)用色譜分離技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模物質(zhì)的分離提純。

色譜分離技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用：

1、色譜分離技術(shù)在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用

在發(fā)酵工業(yè)中,發(fā)酵液中含有氨基酸、有機(jī)酸等產(chǎn)物及色素、菌體、蛋白質(zhì)、鹽等大量雜質(zhì)。為得到高純度產(chǎn)品,就必然面臨繁多的離提純工作。色譜技術(shù) 在分離提取的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都起著重要作用。發(fā)酵液中常含有各種雜質(zhì),如色素、酶蛋白和鹽類等,可通過傳統(tǒng)的活性炭吸附和離子交換樹脂法予以去除。經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展,我國生產(chǎn)的離子交換樹脂品種齊全,已能適應(yīng)發(fā)酵行業(yè)的各種除雜需求,因此各工廠中的除雜工藝基都采用了離子交換樹脂分離方法。脫色后的發(fā)酵液送入柱中進(jìn)行離子交換,以除去脫色后發(fā)酵液中殘留的蛋白質(zhì)、有色質(zhì)和鹽類。

2、檸檬酸生產(chǎn)中,粗檸檬酸溶液中含有Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 等陽離子和SO2-4 等陰離子,利用離子交換樹脂脫鹽,先后用陽、陰離子交換柱去除陽、陰離子,然后進(jìn)行濃縮處理結(jié)晶出檸檬酸。

3、味精中含F(xiàn)e2+、Zn2+過量不符合食品標(biāo)準(zhǔn),因此生產(chǎn)過 程中必須將其除去。目前國內(nèi)除Fe2+、Zn2+的方法主要用Na2S和離子交換樹脂法2種,Na2S除鐵在味精母液中含鐵量高,味精成品中還含有1~2mg/L鐵離子;而離子交換樹脂除鐵后,母液中含鐵量在3mg/L以下,味精成品基本無鐵離子?？梢婋x子交換法可明顯提高產(chǎn)品純度。

4、在淀粉糖工業(yè)中的應(yīng)用 淀粉糖經(jīng)水解后的產(chǎn)品液中還存在許多其他的單糖、多糖、糖和/或多元醇。在我國,許多廠家沒有采用組分分離工藝,或采用的分離工藝只能分離出其中的一個(gè)主要組分,在提取出部分產(chǎn)品后由于雜糖、醇和/或其他雜質(zhì)在母液中的畜集而法繼續(xù)利用。如能將它們分離純化可得到各種產(chǎn)品,大大增加產(chǎn)品價(jià)值。如用陽離子交換色譜柱法將麥芽糖生產(chǎn)的糖漿分為麥芽糖和麥芽三糖。如麥芽糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量含麥芽糖70%,麥芽三糖以上糖分為30%的高麥芽糖漿,便可采用陽離子交換色譜柱法分離成兩部分。一部分中麥芽糖含量純度為97.5%,用于直接生產(chǎn)結(jié)晶麥芽糖;另一部分含麥芽三糖65%以上,麥芽糖30%左右,再經(jīng)處理后可生產(chǎn)麥芽三糖產(chǎn)品。國外使用色譜技術(shù)于糖醇分離,已變得非常普遍,幾乎為所有公司采用。有些公司甚至專門從我國或其他地方收購純度低的糖醇產(chǎn)品,通過色譜分離獲得高純度產(chǎn)品高價(jià)銷售。

5、蛋白質(zhì)的色譜分離技術(shù)，由于蛋白質(zhì)組的龐大和復(fù)雜,通常需要對其進(jìn)行 預(yù)分離以縮小分離范圍,再進(jìn)一步進(jìn)行高效分離。