氨基酸紙層析

氨基酸紙層析第1頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/152實(shí)驗(yàn)一

氨基酸紙層析

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1、通過(guò)氨基酸的分離，學(xué)習(xí)并掌握紙層析的原理和操作技術(shù)；

2、掌握分配層析法；

3、掌握影響分配系數(shù)的因素。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模旱?頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/154層析技術(shù)(chromatography

色譜技術(shù))一、發(fā)展史：層析分離技術(shù)在20世紀(jì)初就已得到應(yīng)用：1903年用于植物色素的分離,各種色素以不同的速率流動(dòng)后形成不同的色帶而被分開(kāi)，由此得名為“色譜法”1931年用氧化鋁柱分離了胡蘿卜素的兩種同分異構(gòu)體；1944年出現(xiàn)了以濾紙作為支持物的紙層析；20世紀(jì)六十年代末出現(xiàn)了高效液相色譜(HPLC)。第4頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/155二、定義

層析技術(shù)是根據(jù)被分離的混合物中各組分的理化性質(zhì)（分子的形狀和大小、分子極性、吸附力、分子親和力、分配系數(shù)等）的不同，使各組分在兩相（一相為固定的，稱為固定相；另一相流過(guò)固定相，稱為流動(dòng)相）中進(jìn)行分配。

層析的基本概念第5頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/156

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）。流動(dòng)相：在層析過(guò)程中，推動(dòng)固定相上待分離的物質(zhì)移動(dòng)的液體、氣體等，都稱為流動(dòng)相。柱層析中一般稱為洗脫劑，薄層層析時(shí)稱為展層劑。

層析的基本概念第6頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/157三、層析技術(shù)的種類1、按流動(dòng)相的狀態(tài)分類：

（1）液相層析（色譜）（2）氣相層析（色譜）；2、按固定相的使用形式分類：

（1）柱層析（2）紙層析（3）薄層層析；3、按分離過(guò)程所主要依據(jù)的物理化學(xué)性質(zhì)分類：

（1）吸附層析（2）分配層析（3）離子交換層析（4）凝膠層析（5）親和層析等。第7頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/158

紙層析法：是以濾紙作為惰性支持物的分配層析。濾紙纖維上羥基具有親水性，因此吸附水作為固定相，通常把有機(jī)溶劑作為流動(dòng)相。

將樣品點(diǎn)在濾紙上，進(jìn)行展層，樣品中的各種氨基酸在兩相溶劑中不斷進(jìn)行分配。由于它們的分配系數(shù)不同，不同氨基酸隨流動(dòng)相移動(dòng)的速率就不同，于是就將這些氨基酸分離開(kāi)來(lái)，形成距原點(diǎn)不等的層析點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)原理:第8頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/159分配層析法：

利用物質(zhì)在兩種或兩種以上不同的混合溶劑中的分配系數(shù)不同，而達(dá)到分離目的的一種實(shí)驗(yàn)方法。在一定條件下，一種物質(zhì)在某種溶劑系統(tǒng)中的分配系數(shù)α是一個(gè)常數(shù)。

溶質(zhì)在固定相的濃度(Cs)分配系數(shù)α=

溶質(zhì)在流動(dòng)相的濃度（Cl)第9頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1510溶劑系統(tǒng)：正丁醇：甲酸：水=15：3：2

固定相：水和濾紙纖維素有較強(qiáng)的親和力，因而其擴(kuò)散作用降低形成固定相;

流動(dòng)相：有機(jī)溶劑和濾紙親和力弱，所以在濾紙毛細(xì)管中自由流動(dòng)，形成流動(dòng)相。由于混合液中各種氨基酸的α值不同，所以移動(dòng)速率（即遷移率Rf值）就不同，從而達(dá)到分離的目的。第10頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1511

移動(dòng)速率(比移值)：

原點(diǎn)到層析點(diǎn)中心的距離

Rf=

原點(diǎn)到溶劑前沿的距離第11頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1512影響Rf值的主要因素：

Rf決定于被分離物質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)以及兩相間的體積比。由于在同一實(shí)驗(yàn)條件下，兩相體積比是一常數(shù)，所以主要決定于分配系數(shù)。不同物質(zhì)分配系數(shù)不同，Rf也就不同。（1）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子極性：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同極性不同，在兩相中的溶解度也就不同，物質(zhì)的極性決定了物質(zhì)在水和有機(jī)溶劑之間的分配系數(shù)，極性大的易溶于水中即固定相中，Rf小；反之,Rf則較大。第12頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1513（2）層析溶劑：首先，溶劑的純度要高。其次，溶劑系統(tǒng)選擇應(yīng)考慮被分離的物質(zhì)在溶劑系統(tǒng)中的Rf在0.05～0.85。再次，溶劑系統(tǒng)必須新鮮配制，如正丁醇-甲酸-水系統(tǒng)久放易引起酯化。（3）pH值：

溶劑、濾紙和樣品的pH值都會(huì)影響物質(zhì)的解離，從而影響物質(zhì)的極性和溶解度，使Rf改變；

第13頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1514（4）濾紙：層析濾紙由高純度棉花制成，要求濾紙要清潔，質(zhì)地均一，厚薄一致，纖維松緊度適中，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，要被溶劑所飽和。不同型號(hào)的濾紙，其厚薄程度、纖維松緊度各不相同，因此，濾紙纖維結(jié)合水的量不一樣，兩相的體積比也就不同，Rf也不同；另外，濾紙的雜質(zhì)也會(huì)影響Rf，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)處理（可用0.01～0.4M的HCl處理除去金屬離子）.

第14頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1515（5）室驗(yàn)室的溫度和時(shí)間:

溫度影響物質(zhì)在兩相中的溶解度，即影響分配系數(shù)；也影響濾紙纖維的水合作用從而影響固定相的體積；也影響溶劑系統(tǒng)的含水量，即影響流動(dòng)相的組分比例。層析必須在恒溫條件下進(jìn)行。

第15頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1516（6）展開(kāi)方式：

上行法Rf??；下行法（層析缸上部有一盛展開(kāi)劑的液槽，濾紙點(diǎn)樣端向上進(jìn)入槽中，重現(xiàn)性差，斑點(diǎn)易擴(kuò)散）Rf大；環(huán)行法（最好用無(wú)方向性的特制濾紙）用圓形濾紙層析時(shí)，由于內(nèi)圈較外圈小，限制了溶劑的流動(dòng)，Rf較小。（7）樣品溶液中雜質(zhì)：如氯化鈉的存在會(huì)影響氨基酸的Rf值。第16頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/15171、實(shí)驗(yàn)材料：

谷氨酸、組氨酸、脯氨酸、亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)品2、儀器：

(1)毛細(xì)管(2)電熱吹風(fēng)機(jī)(3)層析缸(4)層析濾紙

(5)小型玻璃噴霧器(6)鉛筆、直尺等。3、試劑：

(1)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、組氨酸標(biāo)準(zhǔn)品。

(2)溶劑系統(tǒng)：正丁醇：甲酸：水=15：3：2（體積比）搖勻；

(3)顯色劑：0.25%的茚三酮丙酮溶液。三、實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑：第17頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/15181、樣品的準(zhǔn)備：

稱取谷氨酸、組氨酸、脯氨酸、亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)品各1mg混合溶于10%異丙醇中，0.01M。

2、濾紙的準(zhǔn)備：

取一長(zhǎng)方形濾紙，在濾紙橫向?qū)?yīng)的兩邊，距邊沿2cm處，各畫兩條平行線，一條作前沿標(biāo)志，一條作點(diǎn)樣線，在點(diǎn)線上每隔2cm畫一個(gè)“+”作為點(diǎn)樣位置，共5個(gè)點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：

第18頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1519第19頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1520

3、點(diǎn)樣：

用毛細(xì)管點(diǎn)樣，中間點(diǎn)混合氨基酸，兩側(cè)點(diǎn)四種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸；每個(gè)，每點(diǎn)一次用晾干后再點(diǎn)下次，點(diǎn)樣點(diǎn)的直徑應(yīng)控制在2mm左點(diǎn)樣點(diǎn)重復(fù)點(diǎn)5次右，點(diǎn)樣完畢用大頭針將濾紙做成筒形，點(diǎn)樣面向外。

第20頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1521第21頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1522第22頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/15234、展層：

向?qū)游龈字屑尤雽游鋈軇?，液面不要超過(guò)點(diǎn)樣線，（高約1.5cm，約50ml溶劑）將濾紙點(diǎn)樣點(diǎn)朝下放入層析溶劑中，將層析缸密閉，待溶劑到達(dá)標(biāo)志線后取出冷風(fēng)吹干。5、顯色：

用噴霧器將0.25％茚三酮顯色劑均勻噴在濾紙上，熱風(fēng)（加快反應(yīng)）反應(yīng)吹干顯色。第23頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1524五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算：

1、用鉛筆將層析色譜輪廓和中心點(diǎn)描出來(lái)；2、測(cè)量原點(diǎn)至色譜中心和至溶劑前沿的距離，計(jì)算各種已知氨基酸和未知氨基酸的Rf值。3、分析混合樣品中未知氨基酸的組分。

第24頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1525第25頁(yè)/共29頁(yè)2023/4/1526六、思考題：1、分析影響分配系數(shù)的因素有哪些？2、何謂分配層析法，分配系數(shù)？3、

茚三酮丙酮溶液的作用機(jī)制？

第26頁(yè)/共29頁(yè)七、思考題答案1、答：質(zhì)量比和pH都有影響。當(dāng)萃取劑濃度、組成、水相成分以及溫度等改變時(shí)，分離系數(shù)就要發(fā)生變化。

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