连续色谱分离技术特点介绍
第七章 色谱分离技术
④ 设备简单，操作方便，且不含强烈的操作条件， 因而不容易使物质变性，特别适于不稳定的大分子 有机化合物。
缺点： 处理量小、操作周期长、不能连续操作，因此 主要用于实验室，工业生产上应用较少。
3.色谱法的分类 吸附色谱法
分配色谱法
分离机理
离子交换色谱法 凝胶色谱法
亲和色谱法
（一）基本原理
溶液中某组分的分子在运动中碰到一个固体表 面时，分子会贴在固体表面上，发生吸附作用。
1.发生吸附作用的原理：
固体表面分子（或原子）与固体内部分子（或原子） 所处的状态不同：
固体内部分子（或原子）受临近四周分子的作用力是 对称的，作用力总和为零，即彼此互相抵消，故分子处 于平衡状态。
界面上的分子所受的力不对称，作用力总和不等于零， 合力指向固体内部。
小分子
（二）凝胶过滤介质
基本要求：
不能与原料组分发生除排阻之外的任何其他相 互作用，如电荷作用、化学作用、生物学作用
高物理强度、高化学稳定性 耐高温高压、耐强酸强碱 高化学惰性 内孔径分布范围窄 颗粒大小均一度高
常用的凝胶过滤介质 葡聚糖凝胶 琼脂糖凝胶 聚丙烯酰胺凝胶
1. 葡聚糖凝胶
pH、缓冲液浓度、离子强度
③ 柱操作 柱的大小、长短 ④ 流速的控制 高速度、高效率 ⑤ 清洗 除去不结合的所有物质 ⑥ 洗脱 特异性洗脱（竞争性置换目的物） ⑦ 柱的再非生特异性洗脱（调节pH、离子强度和种类、温度）
（五）亲和色谱法的应用
1.亲和色谱法的特点： 专一、高效、简便、快速
2.应用 ① 分离和纯化各种生物分子 纯化生物大分子，适于从组织或发酵液中分离
色谱法应运而生。
色谱分离是一组相关技术的总称，又叫做色 谱法、层析法，是一种高效而有用的生物分离 技术。
第7章 色谱分离技术
2. 按树脂骨架的物理结构
(1) 凝胶型树脂 (2) 大网格树脂 (3) 均孔树脂
3. 按活性基团分类
1) 阳离子交换树脂 活性基团为酸性， 对阳离子具有交换能力。
(1) 强酸性阳离子交换树脂
超临界流体色谱—流动相是在接近它 的临界温度和压力下工作的液体
三、色谱法的分类
根据固定相的附着方式分类 —固定相装在圆柱管中—柱色谱 —液体固定相涂在纸上—纸色谱(平板色谱)
—固定相涂敷在玻璃或金属板上—薄层色谱
三、色谱法的分类
按分离机理不同，可分为： 吸附色谱法 分配色谱法 离子交换色谱法 凝胶色谱法 亲和色谱法
第7章 色谱分离技术
一、色谱分离技术的概念 色谱（chromatography）分离技术是 一类分离方法的总称，又称色谱法、层析法、 层离法等。它是利用不同组分在固定相和流 动相中的物理化学性质的差别，使各组分在 两相中以不同的速率移动而进一步分离的技 术。
二、色谱分离系统的组成
在色谱法中，表面积较大的固体或附着 在固体上且不运动的液体，静止不动的 一相（称为固定相 ；自上而下运动的一 相（一般是气体或液体）称为流动相 。
展开剂
常用溶剂极性次序为：己烷<环己烷<四 氯化碳<甲苯<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯< 丙酮<正丙醇<乙醇<甲醇<水<冰醋酸
（2）柱色谱的吸附剂与洗脱剂
吸附剂的选择
一般地说，所选的吸附剂应有最大的比 表面积和足够的吸附能力，它对欲分离 的不同物质应该有不同的解吸能力；与 洗脱剂、溶剂及样品组分不会发生化学 反应；还要求所选的吸附剂颗粒均匀， 在操作过程中不会破裂。
色谱法知识简介
色谱法知识简介一、色谱法的定义色谱法（色谱分析、为色层法、层析法），是一种物理化学分析方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。
二、色谱法的特点及优缺点（1）特点：具高超的分离能力，其分离效率远远高于其他分离技术，如蒸馏、萃取、离心等方法。
（2）优点：①分离效率高；②应用范围广；③分板速度快；④样品用量少；⑤灵敏度高；⑥分离和测定一次完成；⑦易于自动化，可在工业流程中使用。
（3）缺点：对所分析对象的鉴别功能较差，一般来说色谱的定性分析是靠保留值定性，但在一定的色谱条件下，一个保留值可能对应许多个化合物。
（为分离和鉴定一个有机混合物，常常把色谱方法的高效分离能力和光谱方法的鉴别能力结合在一起，发展了各种各样的联用技术。
）三、色谱法的分类1、按分离原理分——吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法、亲和色谱法等。
2、按分离方法分——纸色谱法、薄层色谱法（TLC）、柱色谱法、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）等。
3、按两相状态分类——气相色谱（气－固、气－液）、液相色谱（液－固、液－液）、超临界流体色谱、化学键合相色谱等。
4、按实际应用方面分——分析型色谱、制备型色谱。
定义：在一定温度下，处于平衡状态时，溶质在互不相溶的两相间浓度之比。
mC C K s S C ：每1ml 固定相中含有溶质的质量；（国标中以C L 表示） m C ：每1ml 流动相中溶解溶质的质量。
分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。
分配系数对系统中组分的影响：在同一色谱条件下，样品中K 值大的组分在固定相中滞留时间长，后流出色谱柱；K 值小的组分则滞留时间短，先流出色谱柱。
由此可见，组分在两相中的分配系数越大，越易分离。
K 对色谱峰的影响：正常峰——条件（流动相、固定相、温度和压力等）一定样品浓度很低时（S C 、m C 很小）时K 只取决于组分的性质，与浓度无关。
模拟移动床色谱分离技术
模拟移动床色谱分离技术
移动床色谱分离技术（Simulated Moving Bed Chromatography, SMB）是一种连续操作的色谱分离技术，可用于高效快速地分离和纯化复杂的混合物。
SMB技术的原理是将多个固定床色谱柱排列成一个环形，通过不断更新进料、洗脱剂和溶剂的流动方向，模拟了床质的移动，从而实现了连续的操作。
这种循环流动的方式可以显著提高床质的利用效率和分离效果。
在SMB系统中，混合物进料从固定床色谱柱中注入，然后沿流动方向传递，不同成分在固定床色谱柱中被吸附或洗脱。
逐渐地，不同物质的分离效果逐渐增强，纯化度也逐渐提高。
同时，通过不断更新输入流和输出流，使得纯化的产物从系统中连续地收集。
SMB技术的优点包括高效、高纯度、高通量和资源节约等。
它可以应用于多种分离过程，如有机合成中的分离纯化、生化制药中的蛋白分离和环境工程中的废水处理等领域。
总的来说，SMB技术利用固定床色谱柱的排列方式和流动方向的不断更新，实现了高效连续的分离操作，具有广泛的应用前景。
工业色色谱分离技术
工业色谱分离技术工业色谱技术是广泛应用于淀粉深加工行业的现代分离技术，随着人们对色谱分离机理的理解日渐深入，自动控制程序和大型舍普柱的设计取得的巨大进展，近二十年来，色谱分离技术在淀粉深加工行业的工业化应用方面页取得了巨大成功，法国诺华赛公司作为世界主要色谱分离技术的核心供应商之一，已经将此技术成功的应用于果/葡糖浆、功能性糖醇、柠檬酸、低聚糖等工业生产领域。
在此，我们将有机会将连续色谱分离系统的基本工作原理及在淀粉深加工领域中的工业化应用情况作一些介绍，供淀粉深加工行业的同行同飨：一．色谱分离树脂在淀粉深加工领域，典型的色谱分离载体是磺酸化交联苯乙烯和二乙烯基苯的阳离子树脂，对某些特定产品，阴离子树脂页可以得到利用。
1.色谱分离树脂型式通常情况下，糖于糖之间的分离选用钙型树脂，而糖于非糖物质的分离则选用钾型树脂，表一给出了用于制糖工业的已商业化的分离介质。
表一针对不同产品分离的介质类型2.色谱分离树脂特性对分离性能的影响分离载体的主要物理特性是颗粒尺寸、颗粒和孔径分布、以及承受渗透冲击的能力。
2.1通常而言，规则的球形，小而均一的颗粒尺寸分布会实现更好的分离性能；但如果树脂粒径太小，则床层压降会显著增加，从而造成树脂破碎及运行成本提高；2.2 树脂对由高水压和树脂膨胀/收缩形成的机械压力是非常敏感的，因此树脂的抗渗透性必须要很高。
机械性能是和树脂的交联度相关的，即二乙烯苯的含量（DVB），通常这个比例是4—8%。
二．连续式色谱分离系统1.利用树脂作为分离载体单额工业级色谱系统的通常要求：用于色谱处理的进料液必须有稳定较高的浓度（50—70%DS）和较高的温度（60—80摄氏度），不能有任何悬浮物，温度和干基浓度的调整可以最优化系统操作。
进料之前必须要进行去离子处理，以避免树脂的离子在系统中进行离子交换而降低系统的分离效果。
具有氧化性的物质也必须要去除，因为它们会影响树脂的稳定性、为防止树脂的氧化，通常进料流体在进入分离器之前必须进行脱气，以避免在分离器内发生气泡影响分离，所以要预防空气进入系统。
色谱分离的技术
7.1.2.2 按固定相形状不同分类
(1)柱色谱
进样量大，回收容易。 除用于分析外，还广泛用于生物样品 的制备和工业生物产品的分离与纯化。
(2)纸上色谱 广泛用于定性与定量分析，不用于制备和生产。
(3)薄层色谱
主要用于分析，也可用于小量样品的制备。
7.1.2.3 其他分类方法
(1) 根据流动相的物态分类 气相色谱 、液相色谱和超临界色谱
Ve Vo K d Vi
或
(7-29) (7-30)
Ve Vo Kd Vi
Kd＝1，溶质分子完全不被排阻， 可自由进入所有凝胶颗粒微孔。 Kd＝0，溶质分子完全被排阻于凝胶颗粒微孔之外，最先被洗脱。 对于中等分子，能进入部分凝胶空间，0＜Kd＜1。 当具有不同分子量物质的混合液流经凝胶柱时，其Kd值的大小就 决定了物质的流出顺序，即Kd值小的先流出，Kd值大的后流出。
7.1.4.2 吸附色谱
吸附色谱分离就是根据吸附剂(固定相)对不同物质的吸 附力不同而使混合物分离的。
离子交换色谱和亲和色谱也可归类于吸附色谱，前者主要 是静电引力的作用，而后者是生物专一亲和力的作用。
在一定温度下，分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附 方程式来表示：
Ka A B A B Kd
极高的分辨率;
1944年 出现纸层析;
色谱分离
高效液相色谱仪
高效液相色谱(HPLC)流程示意图
离子交换色谱
• 离子交换色谱中的固定相是一些带电荷的基团， 这些带 电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。如果 流动相中存在其他带相反电荷的离子，按照质量作用定律， 这些离子将与结合在固定相上的反离子进行交换。固定相 基团带正电荷的时候，其可交换离子为阴离子，这种离子 交换剂为阴离子交换剂；固定相的带电基团带负电荷，可 用来与流动相交换的离子就是阳离子，这种离子交换剂叫 做阳离子交换剂。阴离子交换柱的功能团主要是－NH2， 及－MH3+ ：阳离子交换剂的功能团主要是－SO3H及－ COOH。其中-NH3+离子交换柱及-SO3H离子交换剂属于 强离子交换剂，它们在很广泛的pH范围内都有离子交换 能力；-NH2及-COOH 离子交换柱属于弱离子交换剂，只 有在一定的pH值范围内，才能有离子交换能力。离子交 换色谱主要用于可电离化合物的分离，例如，氨基酸自动 分析仪中的色谱柱，多肽的分离、蛋白质的分离，核苷酸、 核苷和各种碱基的分离等。
色谱法的发展历程
◆ 1903年 Tswett创立色谱法（在碳酸钙上分离了叶绿素）。 由Tswett创立的色谱法分离效率低，分离时间长，根据样品的不同， 一般分离需要几小时至几天。 ◆20世纪40年代至50年代初，先后出现了纸色谱（paper chromatography,PC）和薄膜色谱法(thin-layer chromatography,TLC)。 特点：较经典色谱法简单、分离时间短，样品量要求小。 ◆1952年，James和Martin提出了气相色谱法（gas chromatography,GC) 特点： 以气体作为流动相。应用范围广泛受到人们重视。但对不 易气化和热不稳定性差的化合物难以分离。 ◆ 20世纪60年代后期由于新型色谱柱填料的，高压输液泵和高灵 敏度的监测器的出现，发展出了高效液相色谱（High performance liquid chromatograghy,HPLC）。
色谱分离技术原理及其的应用
色谱分离技术原理及其的应用色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。
此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。
然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。
色谱法也由此而得名。
现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。
我们仍然叫它色谱分析。
一、色谱分离基本原理：由以上方法可知，在色谱法中存在两相，一相是固定不动的，另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。
色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。
使用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。
当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流出。
与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。
二、色谱分类方法：色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。
从两相的状态分类：色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可GCLC）。
固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。
70年代初期发展起来的一种以液体做流动相的新色谱技术。
高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。
现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。
不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。
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连续色谱分离技术特点介绍
现在的连续色谱分离技术已经实现成熟的工业化，其主要原理就是采用一个电磁阀组模拟移动床的实际切换树脂柱的效果。
即树脂柱不动，而进出料口通过程序控制阀门，使进料和出料到相应的树脂柱时打开或关闭。
今天，小编就给大家介绍下连续色谱分离技术有哪些主要优势吧。
1、由于连续运行，吸附或者离子交换后的产品成分和浓度保持稳定。
2、因连续生产，不需要重复的设备，为了再生不需要停止运行。
同时，投资费用少，维修简单。
3、相对固定床系统，树脂用量可减少50-90%。
由于采用逆流再生方式和接近当量比的再生剂，使再生剂的用量大幅度减少，洗涤水的用量可节约50-70%。
4、同时可去除或者分离具有不同特性的物质，因此新型有机管式超滤膜组件可将复杂的工艺简单化。
5、由于设备紧凑，易于安装在任何位置，易与原生产过程和设备匹配。
6、根据生产过程的需要随流入流体的质量和流量的变化可自动调节旋转速度。
因此能保证经济的情况下运行。
7、根据生产过程的便利，使流体的流向可连接成逆流或者并流方式。
上述就是连续色谱分离技术的主要优势，希望对大家有所帮助。