样品的分离,富集和纯化
分析化学中常用的分离和富集方法
分析化学中常用的分离和富集方法1.蒸馏法：蒸馏是根据溶液中各组分的沸点差异来进行分离的方法。
通过加热混合液体使其汽化，然后再冷凝收集汽化物，从而分离不同沸点的组分。
蒸馏法适用于溶液中的挥发性组分富集和纯化。
2.萃取法：萃取是利用两种或多种不相溶液体的亲和性差异将待分析的组分从混合体系中转移到单一溶剂中的分离方法。
常见的有液液萃取和固相萃取。
萃取法适用于挥发性差异较小的物质分离。
3.结晶法：结晶是根据物质在溶液中的溶解度差异来进行分离的方法。
通过逐渐降低溶解度使其中一种或几种溶质结晶出来，从而实现分离和富集。
结晶法适用于固体组分富集和纯化。
4.洗涤法：洗涤是通过溶解或稀释洗涤剂来将带有目标分子的样品与杂质分离的方法。
洗涤法适用于固态、液态和气态混合物中分离和富集。
5.离子交换法：离子交换是通过离子交换树脂的吸附作用来分离和富集组分的方法。
树脂上的离子可与溶液中的离子发生交换，从而实现目标组分的富集。
离子交换法适用于溶液中离子的分离和富集。
6.气相色谱法：气相色谱是一种利用气相色谱柱对待分析物进行分离的方法。
根据化合物在不同固定相上的吸附特性差异进行分离和富集。
气相色谱法适用于气态和挥发性物质的分离和富集。
7.液相色谱法：液相色谱是一种利用液相色谱柱对待分析物进行分离的方法。
根据待分析物在流动相和固定相之间的分配系数差异进行分离和富集。
液相色谱法适用于液态和溶液中的分离和富集。
8.电泳法：电泳是一种利用电场对待分析物进行分离和富集的方法。
根据待分析物在电场中的迁移速度差异来分离和富集。
电泳法适用于溶液中离子和带电粒子的分离和富集。
以上是常见的分离和富集方法，每一种方法在不同场合的适应性和分离效果各有差异。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法。
不同的分析问题可能需要结合多种方法的优势来达到理想的分析结果。
简述酶提取的过程及其原理
简述酶提取的过程及其原理酶提取是一种将酶分离、纯化和富集的方法。
它是一项关键的生物技术，广泛应用于医学、食品工业、生物工程和农业生产等领域。
酶提取的过程涉及样品的处理、细胞破碎、分离纯化和稳定等步骤，并且其原理基于酶在化学环境中的特性和提取技术。
酶提取的过程主要包括以下几个步骤：1. 样品的处理：在进行酶提取之前，需要对样品进行必要的处理。
这可能包括去除杂质、脂肪、蛋白质以及其他可能影响酶纯化的成分。
此外，在酶提取之前，还需要对样品进行预处理，如搅拌、离心、过滤等，以达到更好的分离和纯化效果。
2. 细胞破碎：将细胞破碎是酶提取的关键步骤之一。
细胞破碎的目的是释放酶并将其分离出来。
常见的破碎方法有物理破碎、化学破碎和酶解破碎等。
物理破碎主要依靠高压机械力、超声波或高压抗冻聚能技术等。
化学破碎可以使用酸、碱或酶等化学物质来破坏细胞膜结构。
酶解破碎则利用酶的特性来破坏细胞膜。
3. 分离纯化：分离纯化是酶提取的重要步骤之一，目的是从复杂的混合物中高效地分离目标酶。
常见的分离技术有沉淀、过滤、离心、柱层析等。
其中，柱层析是一种常用且有效的方法，根据酶的特性和物理化学性质，通过选择性吸附和洗脱的方法实现酶的纯化。
柱层析常用的分离材料有凝胶过滤、离子交换、亲和层析和凝胶过滤等。
4. 稳定性评估：提取酶之后，需要对酶的稳定性进行评估。
酶在提取过程中常常会受到温度、pH、离子浓度和蛋白质浓度等环境因素的影响，从而导致酶的活性损失或失活。
稳定性评估试验可以通过测定酶的活性来评估其在不同条件下的稳定性，并找出最适宜的储存和使用条件。
酶提取过程的原理主要基于酶分子的特性和物理化学性质，如分子量、电荷、亲和性等。
不同的酶在提取过程中会因其特性的不同而选择不同的提取方法。
下面是几个常见的酶提取原理：1. 溶液条件：酶在某一特定条件下，如适宜的pH、离子浓度、温度等，具有较高的活性和稳定性。
通过调整溶液条件，可以提高酶的活性和稳定性，从而更好地提取酶。
样品前处理技术复习题
样品前处理技术复习题1.什么是样品的前处理？为什么要进行样品前处理？样品前处理技术在样品分析检测中的地位和作用如何？（1）指样品的制备和对样品中待测组分进行提取、净化、浓缩的过程。
（2）目的：测定前排除干扰成分；对样品进行浓缩。
将被测物转化为适合于测定的形态；被测组分从复杂体系中分离出来后测定；把对测定有干扰的组分分离除去；把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。
（3）地位：样品的分离、纯化结果的好坏将直接影响最后的结果。
作用：消除基质干扰、保护仪器、提高方法的准确度、精密度、选择性和灵敏度。
2.传统的样品前处理技术有哪些？说出其中的液-液萃取法、索氏提取法的原理、及其优缺点。
传统的样品前处理方法有液-液萃取、索式提取、色谱分离、蒸馏、吸附、离心、过滤等几十种。
（1）一、消解法（适合于液态和固态样品）（一）湿式消解法（二）干灰化法或熔融法1. 硝酸消解法2. 硝酸-高氯酸消解法3. 硝酸-硫酸消解法4. 硫酸-磷酸消解法5. 硫酸-高锰酸钾消解法6. 多元消解法7. 碱分解法二、富集与分离(一) 气提、顶空和蒸馏法 (二) 萃取法1.气提法 1.溶剂萃取法2.顶空法 2.固相萃取法(SPE)3.蒸馏法（2）液液萃取法原理及优缺点液液萃取原理：利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
优缺点：设备简单、操作简便；需人工操作、限制了萃取的量、工作量大，回收利率低，操作过程中有干扰、不精确，易造成环境污染。
（2）索氏提取原理及优缺点索氏提取原理：为从固体物质中萃取化合物的一种方法。
用溶剂将固体长期浸润而将所需要的物质浸出来，利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质每一次都能为纯的溶剂所萃取。
优缺点：选择性好，能耗低，设备简单、操作简便；花费时间长．溶剂用量大、效率不高。
3.掌握固相萃取的原理、操作步骤、每一步的目的和作用等。
化学检测样品前处理技术
化学检测样品前处理技术化学检测是一种常见的实验室技术，用于分析和检测样品中的化合物和成分。
在进行化学检测前，样品往往需要经过一系列的预处理工作，以确保样品的准确性和可靠性。
本文将介绍化学检测样品前处理技术的基本原理和常见方法。
一、样品前处理的基本原理样品前处理是指在进行化学检测前对样品进行处理，以去除干扰物质或提取目标成分，从而提高分析的准确性和灵敏度。
样品前处理的基本原理是通过物理或化学的方法对样品进行处理，使得待分析的成分得到富集或纯化，减少干扰因素，从而提高分析的准确性和可靠性。
二、常见的样品前处理技术1. 样品的提取与分离样品的提取与分离是指将待检测的化合物从样品基质中提取出来，以便进行后续的分析。
常见的提取方法包括溶剂提取、固相萃取和液液萃取等。
溶剂提取是利用合适的溶剂将目标物质从样品中提取出来，通常采用搅拌或超声波提取。
固相萃取则是利用固相材料将目标物质吸附或分离出来，通常采用填料柱或固相萃取柱进行提取。
液液萃取是利用两种不相溶的溶剂将目标物质分离出来，通常采用分液漏斗或离心管进行分离。
这些方法能够有效地提取和分离目标物质，减少干扰物质对检测结果的影响。
2. 样品的净化与富集3. 样品的预处理与反应样品的预处理与反应是指对提取和富集后的样品进行适当的处理和反应，以改变化合物的性质和特性，从而便于后续的分析和检测。
常见的预处理方法包括稀释、离子交换、磷酸盐沉淀和甲醇化等。
稀释是将样品的浓度稀释到适当的范围，以符合检测方法的要求。
离子交换是利用离子交换树脂将离子从溶液中吸附或交换出来，通常用于去除干扰离子或富集目标离子。
磷酸盐沉淀是利用磷酸盐将金属离子沉淀成固体，以便后续的分析。
甲醇化是利用甲醇化试剂将目标化合物转化为易于分析的衍生物，通常用于氨基酸、多酚和羰基化合物的检测。
这些方法能够有效地改变化合物的性质和特性，便于后续的分析和检测。
样品的分解与消解是指将样品中的有机和无机成分分解为易于检测的化合物，以便后续的分析和检测。
化学中富集作用是什么意思
化学中富集作用是什么意思富集作用是指在化学分析中，将待测物质从复杂的混合溶液或样品中分离、浓缩到一定程度的过程。
通过富集作用可以提高待测物质在分析过程中的灵敏度、准确性和分离效果，从而更好地进行定量和定性分析。
化学分析中的富集作用主要有以下几种方法：1.溶剂萃取：溶剂萃取是常见的一种化学富集方法。
它利用待测物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过选用合适的溶剂，在适宜的条件下将待测物质从混合溶液中富集到溶剂中。
溶剂萃取常用于分离和富集有机物质，如环境样品中的有机污染物、食品中的农药残留等。
2.固相萃取：固相萃取是基于物质在固定相上的吸附和解吸过程实现的一种富集方法。
常用的固相材料包括各种吸附树脂、活性炭、硅胶等。
通过选择合适的固相材料和溶液pH值、溶液浓度等条件，将待测物质从复杂样品中选择性地吸附到固相材料上，然后再用适当的溶剂将其解吸出来，从而实现富集作用。
固相萃取广泛应用于环境、食品、药物等领域的样品预处理过程。
3.气相萃取：气相萃取是通过气相的分配作用实现的一种富集方法。
利用待测物质在气体和液相之间的分配系数差异，将待测物质从液相中转移到气相中进行富集。
常见的气相萃取方法包括顶空萃取、动态吸附-脱附等。
气相萃取主要用于富集挥发性有机物。
4.液相萃取：液相萃取是将待测物质从液相中富集到其他溶剂中的一种方法。
通过调节萃取溶剂的性质和萃取条件，可以实现对待测物质的选择性富集。
液相萃取广泛应用于有机合成中的分离纯化、天然产物提取等过程。
5.膜分离：膜分离是一种基于分离膜的选择性渗透性能，将混合物分成不同组分的方法。
膜分离可以通过调节膜材料的表面性质、孔径大小等参数，实现对待测物质的选择性富集和分离。
常见的膜分离方法包括渗透膜过滤、离子交换膜吸附、逆渗透膜等。
化学分析中富集作用的目的是提高分析灵敏度和准确度，同时实现待测物质与其他组分的有效分离。
通过合理选择和优化富集方法，在分析样品的预处理过程中可以将待测物质从复杂的混合液体或溶液中有效地富集、浓缩，从而提高分析信号和结果的可靠性。
氨基柱的使用和保养
氨基柱的使用和保养氨基柱是一种用于离子交换的色谱柱，常用于生物化学、分子生物学等领域中。
它可以用于样品的富集、分离和纯化，常见的氨基柱有强阳离子交换柱和强阴离子交换柱。
1.样品预处理：氨基柱在使用之前需要进行打膜处理，将柱子封堵活性位点，并参与到离子交换反应中。
常见的打膜方法有傅肯封堵法、交联封堵法等。
2.样品加载：将样品溶液通过柱子，样品中的目标离子与氨基柱上的功能基团发生交换反应，将目标离子吸附在柱子上，而非目标离子会从柱子中洗脱。
3.清洗：清洗是为了去除非目标离子和杂质，保证样品的纯度和分离效果。
主要可以用不同的缓冲溶液进行清洗，也可以使用溶剂进行洗脱。
4.洗脱：洗脱是将吸附在柱子上的目标离子洗脱下来，常用的方法有梯度洗脱、浓度洗脱等。
洗脱时需要控制洗脱缓冲液的pH值和离子浓度，来调节目标离子与功能基团间的亲和力。
5.再生：在使用后，柱子可能会受到杂质的积累或堵塞，需要进行再生。
可以用酸性、碱性溶液或盐溶液进行洗脱，去除污染物和杂质。
氨基柱的保养：1.注意保存：柱子需要保存在干燥、避光的地方，避免受潮和受热。
2.清洗：每次使用后，都要对柱子进行适当的清洗，去除残留的溶液和杂质。
可以用纯水或其他清洗溶液进行清洗，注意不要使用过于强酸或强碱溶液，避免损坏柱子。
3.洗脱剂的pH值：在洗脱时，要注意洗脱缓冲液的pH值，过高或过低的pH值都可能影响柱子的稳定性和分离效果。
推荐使用pH范围在2-10之间的缓冲液。
4.洗脱剂浓度：洗脱剂的浓度也会影响柱子的使用寿命和分离效果，过高的浓度可能会损坏功能基团，过低的浓度则可能无法有效洗脱样品。
根据具体实验需要，选择合适的洗脱浓度。
5.避免堵塞：在使用氨基柱时，样品中的杂质和残留物可能会堵塞柱子，影响分离和洗脱效果。
因此需要注意样品的净化和前处理，以减少污染物对柱子的影响。
总结起来，氨基柱的使用和保养非常重要，它直接影响样品的分离效果和纯度。
正确的使用和保养方法可以延长柱子的使用寿命，提高实验的可靠性和稳定性。
磁珠的使用方法
磁珠的使用方法
磁珠是一种常用的实验工具，可以用于分离、富集、纯化和固定各种生物分子。
以下是磁珠的几种常见使用方法：
1. 分离DNA/RNA：将要分离的DNA/RNA样品与带有特定亲
和基团（如硅胶酸、羧甲基等）的磁珠混合，使其结合，然后经过磁力分离，将结合的DNA/RNA与其他杂质分离开来。
2. 富集蛋白质：将要富集的蛋白质与具有特异性选择性的抗体修饰的磁珠混合，使其结合，然后经过磁力分离，将结合的蛋白质与其他杂质分离开来。
3. 纯化细胞：将含有特定细胞类型的复合物（如培养基、组织样本等）与特异性选择性的抗体修饰的磁珠混合，使其结合，然后经过磁力分离，将结合的细胞与其他杂质分离开来。
4. 固定底物：将含有特定化合物或生物分子的反应物（如酶、配体等）与磁珠混合，使其结合，然后经过磁力分离，将结合的底物与其他杂质分离开来，从而实现底物的固定或捕获。
总的来说，磁珠的使用方法可以根据实验需要进行调整和优化，用于各种不同类型的生物分子的处理和研究。
分离化学复习资料
第一章绪论组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。
的过程。
操作。
2、分离分为哪两种形式？富集与浓缩有什么区别？分离分为①将性质相近的一类组分从复杂的混合物体系中分离出来；②将某种化合物乙醇物质的形式从混合物中分离出来。
富集与浓缩均是分离过程，富集是将欲测量的组分集中到一较小体积的溶液中，从而提高其检测灵敏度。
浓缩是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质相互并不分离；而富集则涉及目标溶质与其他溶质的部分分离，不过，富集往往伴随浓缩。
3、分离在分析化学中有哪些作用？直接分离法有何优点？作用：（1）将被测组分从复杂体系中分离出来后测定（2）把对测定有干扰的组分分离出来（3）将性质相近的组分相互分开（4）把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。
直接分离法的优点：具有富集效果，提高方法的灵敏度，而间接分离法易造成被测组分的损失，降低分析方法的准确度。
4、定量分析对分离方法有何要求？根据被测组分的含量不同，对回收率有什么要求？定量分析对分离方法的要求：（1）待测组分A在分离过程中的损失要小，即回收完全（2）干扰组分B的残留量小。
根据被测组分的含量不同，对回收率R的要求不同：常量组分（含量>1%）：R≥99% ；微量组分（含量>0.1%）：R≥95% ；痕量组分（含量>0.01%）：R≥90%第二章色谱分离法相）中分配系数的微小差别而进行分离的方法。
体液（浸渍在担体上）、离子交换树脂等。
浓度之比值，即K=组分在固定相中的浓度／组分在流动相中的浓度。
混合物中各组分K相差越大，各组分越容易彼此分离。
2、固定相分为哪三种？色谱分离法的共同特点是什么？固定相分为①固体吸附剂、②固体液（浸渍在担体上）、③离子交换树脂。
色谱分离法的共同特点：⑴色谱分离体系都有两相⑵色谱过程中，流动相对固定相做连续的相对运动，流动相浸透固定相⑶被分离样品各组分在两相具有不同作用力，从而因分配系数不同，得以分离。
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步骤：
• 吸取一定体积血浆 • 加入适量有机溶剂 • 高速混合 • 离心取上清液 • 以水稀释后进样
10
特点：
简单快速 可被自动化，适用于高通量分析 若检测限要求不高时较适用 属快速但粗糙的净化技术， 仅可去除约90-95%的蛋白
4. 固相微萃取 SPME
• 上世纪八十年代后期出现的技术
• 原理
吸附/萃取 （熔融SiO2纤维）
解析
• 可直接在联用仪器中解吸、进样及分析，使样品 预处理过程大为简化，提高了分析速度及灵敏度
特点：操作简便、不需溶剂、费用低廉、效率高、 选择性好、适应性好
28
（1）SPME装置
• 主要由两部分组成： 萃取头 控制杆
含有颗粒 阻塞系统
除去微粒
有许多干扰色谱分析的 化合物
减少干扰杂质，改善分 离的效果
有利于色谱柱及仪器的 保护
3
3. 样品的前处理重要性
† 占样品分析时间的比例
样品前处理所占整个分析时间~2/3
† 占分析的消耗总成本最大
消耗大量的溶剂及其他化学品
† 实验的重复性及准确性最差的环节
影响实验结果好坏的最重要因素
复杂样品的分离、富集和纯化
1
一、样品前处理的重要性
1. 样品分析过程
• 样品采集 • 样品前处理 • 分析测定 • 数据处理和结果报告
样品 (分解)
样品
(被测物)
分离、富 集和纯化
分析
2
2. 样品前处理的目的
感兴趣的某特定化合物 的浓度太低，仪器难以 检测
浓缩微量的组份
提高检测的灵敏度及选 择性
甲醇和水
样品水溶液 5%甲醇水溶液
甲醇
活化及平衡
上样
操作技巧：流速
清洗
(可选步骤)
洗脱
被测组分
24
对流速的一般要求
活化及平衡 上样 清洗 洗脱
5 -10 mL/min 0.5 - 5 mL/min - 液流不能成线 1 - 5 mL/min 0.5 - 5 mL/min- 液流不能成线
25
26
27
• 完成整个提取、分离、浓缩、 测定过程
• 方便携带 • 分析对象 固体、液体和气体
质，而基质中的高盐份和其他内源性干扰物如磷脂等完全未 被去除。
分析柱寿命较短，LC/MS系统常需停机进行离子源清洗 导致样品稀释, 不适合用于超痕量分析场合 进样前可能需要进行溶剂蒸发以获得足够的灵敏度(若无
内标，分析重现性不佳)
11
2. 液液萃取 (Liquid Liquid Extraction)
22
SPE的一般策略
• 洗脱干扰物质，保留目标组分
– 干扰物质K 0 – 目标组分K值较大
• 浓缩目标组分
– 目标组分K值较大，且上样体积大 – 洗脱被浓缩组分 – 提高灵敏度
• 洗脱感兴趣的组分，保留干扰物质
– 目标组分K 0 – 干扰物质K值较大
23
（4） 固相提取过程的一般步骤
•以反相提取为例
15
例：SPE的作用（不同提取过程的结果比较）
乙腈提取 固相萃取
16
（2） SPE技术—形式和填料类型
小柱（cartridge） 96孔提取板/Elution提取板（plate） 提取柱（on-line column/cartridge）
柱体
过滤膜/筛板
硅胶（ Silica ） C18/C8 MCX / MAX / WAX / WCX
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
5
10
15
20
5
10
15
Elution volume (mL)
20 பைடு நூலகம்1
（3） SPE的一般策略
• 萃取机制取决于分析物与固相表面的活性基 团之间的分子间作用力
• 目的和作用 除去杂质及干扰组分
把样品按照不同极性分组 富集痕量的组分
是决定性的步骤
4
二、 样品前处理技术分类
样品形态 样品和杂质的性质 目标任务
5
样品形态 固态
液态
气态
索氏提取 微波辅助萃取 超临界萃取
液液萃取 固相萃取 吹扫捕集
固体吸附剂法 全量空气法
分类
6
状态和性质
• 固体颗粒
离心 过滤
• 样品和杂质化学 性质的差异
沉淀 液液萃取 固相提取 离子交换 蒸馏挥发
颗粒直径 柱床效率 柱外体积 柱长 塔板数 (N)
HPLC
~5 µm high low 5-30 cm ~10,000
SPE
40-80 µm high low ~1 cm < 50
retention mechanism.
20
HPLC与SPE比较－分离效率
Normalized concentration
色谱柱床 (吸附剂)
插口/出液口
17
固相提取技术的色谱基础 液相色谱如何实现分离？
固定相
被测物 A
B A
流动相
被测物 B
18
如何在反相色谱条件下获得保留？
弱极性 — 非极性
固定相 （吸附剂）
弱极性 — 非极性
物质A
C18 - Silica
水溶性 -- 极性
流动相
极性
物质B
19
HPLC 与SPE的比较
根据分析物在互不相溶的两相中的溶解度差异来将分析物 从一相提取至另一相中。
步骤：
有机层 水层
12
特点：
装置简单 操作容易 常被认定为成本低廉 费时费力 常因乳化效应使相间分层不彻底
导致重复性较差
消耗大量的有机溶剂。
13
3. 固相萃取 (Solid Phase Extraction)
依据目标化合物在固定相和流动相间分配系数的不同将 其从液相提取至固定相中（ 本质上为色谱分离方法）
Prepare sample solution
Condition
1mL methanol/1mL water
Load
Wash
Elute Evaporate & reconstitute
14
（1）特点
可同时取得对样品的净化与富集效果，彻底去除干扰物
并浓缩样品
分析结果呈高度可靠性 使得检测灵敏度和选择性大大提高 明显延长色谱柱寿命，减小系统维修的频度 样品制备快速、涉及人工少、溶剂用量少 分析结果的精密度提高(RSD <5%) 多样化的产品设计迎合不同样品通量要求
分类
7
三、样品前处理的各种方法
方法
沉淀 液液萃取 固相萃取 渗析/超滤 电泳 蒸馏/蒸发 超临界萃取
选择性基础
溶解度 样品在两相中的分配 样品在吸附剂上的吸附与分配 分子量与体积 电荷/淌度 沸点与蒸气压 样品在超临界流体中的分配
8
生物样品前处理技术
被测物在样 品基质中 提取 分析
9
1. 蛋白沉淀法