色谱分离及技术

关键词： 芳烃 降解 毒性 代谢

色谱分离及技术（精选9篇）

篇1：色谱分离及技术

实训操作规程

柱色谱分离技术操作规程

1．装柱

装柱的好坏直接影响分离效率。装柱之前，先将空柱洗净干燥，然后将柱垂直固定在铁架台上。如果色谱柱下端没有砂芯横隔，就取一小团脱脂棉，用玻璃棒将其推至柱底，再在上面铺上一层厚0.5~1cm的石英砂，然后进行装柱。

装柱的方法有湿法和干法两种。

①湿法装柱：将吸附剂用洗脱剂中极性最低的洗脱剂调成糊状，在柱内先加入约3/4柱高的洗脱剂，再将调好的吸附剂边敲打柱身边倒入柱中，同时打开柱子的下端活塞，在色谱柱下面放一个干净并干燥的锥形瓶，接收洗脱剂。当装入的吸附剂有一定的高度时，洗脱剂流下速度变慢，待所用吸附剂全部装完后，用流下来的洗脱剂转移残留的吸附剂，并将柱内壁残留的吸附剂淋洗下来。在此过程中，应不断敲打色谱柱，以使色谱柱填充均匀并没有气泡。柱子填充完后，在吸附剂上端覆盖一层约0.5cm厚的石英砂或覆盖一片比柱内径略小的圆形滤纸。

②干法装柱：在色谱柱上端放一个干燥的漏斗，将吸附剂倒入漏斗中，使其成为细流连续地装入柱中，并轻轻敲打色谱柱柱身，使其填充均匀，再加入洗脱剂湿润。

2．加样

液体样品可以直接加入到色谱柱中，如浓度低可浓缩后再进行分离。固体样品应先用少量的溶剂溶解后再加入到柱中。在加入样品时，应先将柱内洗脱剂排至稍低于石英砂表面后停止排液，用滴管沿柱内壁把样品一次加完。在加入样品时，应注意滴管尽量向下靠近石英砂表面。样品加完后，打开下旋塞，使液体样品进入石英砂层后，再加入少量的洗脱剂将壁上的样品洗脱下来，待这部分液体的液面和吸附剂表面相齐时，即可打开安置在柱上装有洗脱剂的滴液漏斗的活塞，加入洗脱剂，进行洗脱。

3．洗脱

在洗脱过程中，样品在柱内的下移速度不能太快，如果溶剂流速较慢，则样品在柱中保留的时间长，各组分在固定相和流动相之间能得到充分的吸附或分配作用，从而使混合物，尤其是结构、性质相似的组分得以分离。但样品在柱内的下移速度也不能太慢(甚至过夜)，因为吸附剂表面活性较大，时间太长有时可能造成某些成分被破坏，使色谱带扩散，影响分离效果。因此，层析时洗脱速度要适中。通常洗脱剂流出速度为每分钟5~10滴，若洗脱剂下移速度太慢可适当加压或用水泵减压，以加快洗脱速度，直至所有色带被分开。

4．收集

如果样品中各组分都有颜色时，可根据不同的色带用锥形瓶分别进行收集，然后分别将洗脱剂蒸除得到纯组分。如果没有颜色的，只能分段收集洗脱液，再用薄层色谱或其他方法鉴定各段洗脱液的成分，成分相同者可以合并。

1.吸附剂的选择及处理

吸附剂分为无机吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙，有机吸附剂如纤维素、淀粉、蔗糖、聚酰胺等。一般来说，所选择吸附剂应有较大的比表面积和足够的吸附能力：对欲分离的不同物质应有不同的吸附能力，即有足够的分辨力；与洗脱剂、溶剂及样品组分不会发生化学反应；吸附剂颗粒均匀。吸附剂一般先经过筛获得均匀的颗粒（100-200目），对含有杂质的吸附剂可用有机溶剂如甲醇、乙醇、乙酸乙酯等浸泡处理或提取除去，有些吸附剂可用沸水洗去酸碱使呈中性，有些需经加热处理活化。2.溶剂与洗脱剂

两者常为同一组分,但用途不同。习惯上把用于溶解样品的溶液称为溶剂，把用于洗脱洗脱柱的溶液称洗脱剂。原则上所选的溶剂和洗脱剂要求纯度高，与样品和吸附剂不起化学反应，对样品的溶解度大，粘度小，易流动，易与洗脱的组分分开。常用的溶剂和洗脱剂有饱和碳氢化合物、醇、酚、醚、卤化烷、有机酸等。

3．柱的装填和样品的加入

色谱柱一般为玻璃或有机玻璃管制成，柱下端装上一块2-4号烧结玻璃或垫一层玻璃丝以支持吸附剂，管内装吸附剂。有条件可附加压或减压装置，使流速保持恒定，色谱柱外也可配恒温管套。

装柱的方法通常是将一种在适当溶剂中的吸附剂调成糊状，慢慢地倒入关闭了出水口的柱中，同时不断搅拌上层糊状物，赶去气泡，并使装填物均匀的自然下降，装置所需要的高度后，打开出水口，让溶剂流出。注意柱的任何部分不能流干，即是说、再柱的表面始终保持着一层溶剂。

小心地用移液管把样品液绕柱内壁小心地加入，不要冲击着吸附剂的表面。加样的另一个办法是用一个注射器和蠕动泵把样品直接送到柱表面上。4.洗脱

在整个洗脱过程中，要使洗脱液通过柱时保持恒定的流速，可以用调节“操作压”来调控（操作压相当于在柱上面的贮液瓶中溶剂的水平和柱出口位置的水平之差）。另一个方法是时用蠕动泵。

洗脱过程中柱内不断发生溶解（解吸），吸附，在溶解，在吸附。被吸附的物质被溶剂解吸，随着溶剂向下移动，又遇到新的吸附剂又把该物质自溶剂中吸附出来，后来流下的新溶剂又在使该物质溶解而向下移动。如此反复解析，吸附，经过一段时间后，该物质向下移动至一定距离，此距离的长短与吸附剂对该物质的吸附力及溶剂对该物质的溶解能力有关，分子结构不同的物质溶解度和吸附能力不同，移动距离也不同,吸附较弱的就易溶解，移动距离较大。经过适当时间后，各物质就形成了各种区带,，每一区带可能是一种纯物质，如果被分离物质是有色的，就可以清楚地看到色层。随着洗脱剂向下移动，最后各组份按吸附力的不同顺序流出色谱柱，以流出体积对浓度作图，可得由一系列峰组成的曲线，每一峰可能相当于一个组分。

篇2：色谱分离及技术

双水相体系逆流色谱技术在蛋白质分离中的应用

双水相体系逆流色谱技术结合了逆流色谱的高效率、高制备量以及双水相体系适于蛋白质分离的特点,且避免了由固体分离介质可能引起的不可逆吸附、失活和变性等问题,因此在蛋白质的分离方面具有独特的.应用价值.就双水相逆流色谱技术和相关仪器的发展,以及近年来在蛋白质分离方面的应用进行了较为详细的综述,并对在此基础上发展起来的一些新型逆流色谱分离技术进行了介绍.

作 者：李挺 曹学丽 董银卯 LI Ting CAO Xue-li DONG Yin-mao 作者单位：北京工商大学化学与环境工程学院北京市植物资源研究开发重点实验室,北京,100037刊 名：中国生物工程杂志 ISTIC PKU英文刊名：CHINA BIOTECHNOLOGY年，卷(期)：26(2)分类号：Q814.1关键词：双水相体系 逆流色谱 蛋白质 分离

篇3：色谱分离及技术

在基础有机化学实验教学中, 柱色谱是学生必须掌握的重要内容和有效的分离手段。开设柱色谱的实验目的在于加强学生分离、提纯有机化合物的能力, 提高学生的综合操作技能[9,10]。它包括常压柱色谱, 减压柱色谱和加压柱色谱。由于压力可以增加淋洗剂的流动速度, 减少产品收集的时间, 但会减低柱子的塔板数。所以在一般情况下采用常压柱, 该方法虽然时间长, 但是效率高。

目前在实验教学中多数教材使用25 m L的酸式滴定管作为色谱柱, 采用湿法装柱, 100~200目的中性Al2O3作为吸附剂, 进行邻、对硝基苯胺混合液的分离[11,12]。由于邻硝基苯胺能形成分于内氢键, 极性比对硝基苯胺小, 对硝基苯胺可与吸附剂形成氢键吸附件较强, 二者可用柱色谱分离。化合物结构式及结构如图1。

1 实验仪器和材料

色谱柱 (15 cm×1.5 cm) 1根;滴液漏斗;玻璃漏斗;锥形瓶 (50 m L) 4个。中性氧化铝 (100~200目) 15~20 g;石英砂, 脱脂棉。

2 实验试剂

邻、对硝基苯胺的苯溶液3 m L, 无水苯;苯-乙醚 (1∶1体积比) 洗脱剂。以上试剂均为AR。

(1) 装柱。把洗净、干燥的15 cm×1.5 cm色谱柱的底部铺一层玻璃毛 (或脱脂棉) , 轻轻塞紧。在玻璃毛上盖一层0.5 cm厚的石英砂 (或一张比管径略小的圆形滤纸) , 关闭活塞。用50 m L锥形瓶作接受器。

向柱中加入无水苯至柱高约3/4处, 打开活塞, 控制流速1滴/s。用一干燥粗颈漏斗把15 g氧化铝慢慢加入, 并用手轻轻敲击柱身下部, 使装填紧密均匀。当氧化铝加完后, 再在上面加一层0.5 cm厚的石英砂 (或一张圆形滤纸) 。关闭活塞, 待用。

(2) 打开活塞, 控制流速1滴/s。当溶剂液面刚好流到石英砂表面时, 立即沿柱壁加入3 m L邻、对硝基苯胺的苯溶液, 当此溶液流至接近石英砂表面时, 立即用滴管吸取少量苯冲洗管壁上的有色物质2~3次, 直至冲洗干净为止。接着在色谱顶端装一滴液漏斗, 用苯作洗脱剂进行洗脱, 控制滴加速度与色谱柱流出速度相一致。

邻硝基苯胺首先向下移动, 对硝基苯胺在其后。当黄色邻硝基苯胺色带快洗出时, 换一锥形瓶作接受器, 收集此色带的全部溶液。然后改用苯-乙醚 (1∶1体积比) 洗脱剂, 并收集淡黄色对硝基苯胺色层带全部溶液。

将收集的邻硝基苯胺的苯溶液和对硝基苯胺的苯-乙醚溶液, 蒸馏浓缩到小体积、冷却结晶, 干燥后测其熔点。邻硝基苯胺的熔点为71~71.5℃;对硝基苯胺的熔点为147~148℃ (邻、对硝基苯胺的苯溶液的配制方法:把0.55 g邻硝基苯胺和0.7 g对硝基苯胺溶于100 m L苯中) 。

3 主要问题及改进方案

3.1 主要问题

由于目前柱色谱法都是采用苯-乙醚或甲苯作为洗脱剂, 该方法存在以下缺点:苯或甲苯、乙醚毒性大, 对实验者的身心健康有较大危害, 污染环境, 与当前化学实验绿色化的教学改革方向不和, 针对这些问题, 我们对该实验进行了不同程度的改良, 重新设计了实验方案, 并把干、湿装柱法结合起来, 取长补短, 在化学实验课中进行验证, 通过多次实验, 反复对比, 效果良好。下面简述柱色谱实验的改良方法。

3.2 改进后的实验方案

在不改变色谱柱、装柱方法、吸附剂和分离样品的前提下。采用环己烷或石油醚与乙酸乙酯 (10∶2) 作为洗脱剂 (以上试剂均为AR) , 当收集完黄色邻硝基苯胺色带时, 换一锥形瓶作接受器, 然后改用无水乙醇作为洗脱剂, 收集淡黄色对硝基苯胺色层带全部溶液。

4 洗脱剂的改进对教学的影响

4.1 对分离效果的影响

展开后, 色带鲜明, 两组分分辨清楚, 由于改用无水乙醇作为对硝基苯胺的洗脱剂, 增大了洗脱剂的极性, 实验时间可缩短30 min左右。

4.2 对人体健康及环境污染的影响

实验中所用的洗脱剂大多为有毒或低毒溶剂, 表1为实验所用溶剂的物理性质及毒性。

从表1看出, 通过对洗脱剂的改进, 大大降低了洗脱剂的毒性, 丰富了实验教学的内容, 改变了学生谈苯色变的心理状态, 有利于学生对实验的动手操作和动脑思考, 学习兴趣得到一定提高, 更有利于提高学生的实验操作技能。

4.3 改进前后实验效果及溶剂回收方法对比

在实验中选用15 g Al2O3作为吸附剂, 采用不同洗脱剂, 对洗脱剂用量、分离效果、洗脱剂回收方法进行对比, 实验结果见表2。

通过洗脱剂的改进, 大大减少了实验药品对环境的污染, 符合绿色化学的教学理念, 同时, 将经典实验中的苯-乙醚 (甲苯-乙醚) 改为乙醇, 洗脱剂体积由原来的50 m L减少的10 m L, 降低了实验成本, 缩短了实验时间。

洗脱剂可回收处理, 循环使用, 整个实验过程紧凑、干净、无刺激气味, 既达到了实验教学目的, 又使环境得到了保护。

5 结论

有机化学实验的绿色化是实验教学的一项有效措施。实验技术和内容需要更新, 以适应当前科研生产的需要。通过对经典洗脱剂的改进和回收, 采用环己烷或石油醚-乙酸乙酯代替常用的苯、甲苯、乙醚等为洗脱剂, 既提高了分离效果, 减少了环境污染和有机溶剂的使用量, 将试剂对人体的危害程度降到最低, 缩短了实验时间, 丰富了教学内容。

摘要：柱色谱分离邻、对硝基苯胺是基础有机化学实验教学中的重要内容, 常用苯、甲苯、乙醚等为洗脱剂, 易对学生的身心健康和环境造成危害。文章通过对经典洗脱剂的改进和回收, 减少了环境污染和有机溶剂的使用量, 将试剂对人体的危害程度降到最低, 丰富了教学内容。

篇4：芳烃生产技术及分离工艺

【关键词】芳烃；生产；分离；技术

一、引言

芳烃在石油化工工业中占有最重要的作用，是最为基础的原料。芳烃类化合物约占已知有机化合物种的30%，其中苯、甲苯、二甲苯的产量和规模仅次于乙烯、丙烯，被称为一级基本有机原料。通常的芳烃的生产是指苯、甲苯、二甲苯的生产。芳烃类化合物广泛用于生产化纤、塑料、橡胶等主要的化工产品以及一些精细化学品。随着石油化工及纺织工业的持续发展，全球对芳烃的需求量不断增长。

目前芳烃的生产设备一般由石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢等联合装置组成，其作用是芳烃转化和芳烃分离，其主要主产品是苯和二甲苯。包含的主要技术有：催化重整、芳烃抽提、甲苯歧化、烷基转移、二甲苯异构化及丙烯分离等芳烃转化技术。

二、催化重整技术

1.催化重整技术概述。

催化重整是使石油经过重整转变成富含芳烃的生成油，同时提取氢气和液化石油气。按催化工艺的使用方式，可分为半再生重整、连续重整和循环再生重整等形式。其中连续重整是主要的重整方式，连续重整有液收高、氢产高和芳烃产率高等优点，其工艺水平已经向超低压、高苛刻度方向发展，并且逐渐成熟。反应苛刻度的增加导致积炭速率增大和再生频次的增加。

国际上催化重整技术发展较晚，掌握成熟技术的国家与公司也并不多。R-264催化剂2004年首次被应用，其转化率高，生焦量少是主要的特点。我国中石油、中石化等公司开发的多个牌号的催化剂，已多次成功应用，最新一代催化剂已在我国内地多个石化公司成功。连续重整技术于2008年由中国石化洛阳工程公司和中国石化广州分公司联合开发出来并成功应用，标志着中国石化已经拥有了成套的催化重整技术。

重整原料对重整产物的分布、产率等都有重要影响。原料中正构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率很慢，转化率低，而环烷烃和异构烷烃环化脱氢成芳烃的反应速率相对较快。对重整原料石脑油进行吸附分离或馏分切割是充分利用重整原料、优化产物分布并提高芳烃收率的重要手段。

2.催化重整技术发展方向。

重整技术的一项发展趋势是苯含量的降低，主要的方式是从重整原料石脑油中除去在重整过程中会生成苯的苯前身物。再通过提高石脑油的初馏点到80℃左右，进一步的降低苯的产率，进而达到增加甲基苯和多甲基苯的产率的作用。当重整产物以二甲苯为主要目标产物时，石脑油终馏点可适当提高到165℃以上。提高C8含量，重整装置可生产更多的C8芳烃，从而可以提高整个芳烃联合装置芳烃产量。

分子筛吸附剂法将石脑油中的正构烷烃分离，是催化重整原料组成的更为有效的方法。通过吸附分离，石脑油被分离成富含非正构烷烃的吸余油和富含正构烃的脱附油，吸余油的芳烃潜含量可大幅度的提高。是优质的催化重整原料。脱附油为正构烷烃，是优质的蒸汽裂解乙烯原料。采用溶剂抽提工艺也可对重整原料组成进行整合优化。抽提后的抽出油芳烃潜含量明显增加，可作为催化重整原料，链烷烃质量分数较高的抽余油可作为蒸汽裂解制烯烃原料。

三、芳烃分离关键技术

1.芳烃抽提分离技术。

芳烃抽提是从重整油和裂解汽油中获得芳烃的常用技术，芳烃抽提工艺主要包括抽提蒸馏、液液抽提两类、溶剂多选用低毒、无腐蚀、选择性好的环丁砜。随着乙烯裂解原料的重质化，乙烯装置副产的裂解汽油中芳烃含量越来越高，采用溶剂抽提法处理裂解加氢汽油时，需要非芳烃产品与原料进行混兑，使抽提进料芳烃含量降至70%以下，以维持抽提塔正常操作。

2.结晶分离技术

混合二甲苯中各组份间凝固点相差较大，因此可以用冷冻结晶法分离生产。结晶分离技术一般由两段结晶过程组成。第一段结晶温度控制在低共熔温度下，以提高回收率，晶体的纯度为85%～90%。第二段结晶过程中将一段结晶粗产品熔融后，控制结晶温度为零下20℃至零下10℃，进行重结晶，以提高产品的纯度，可获得纯度较高的结晶。二次结晶产品用甲苯洗涤，可以脱除晶粒间夹杂的间位和邻位异构体。

四、甲苯歧化与烷基转移技术

1.甲苯经择形歧化反应。

甲苯经择形歧化反应，生成高浓度的混二甲苯产物，有效地降低了芳烃分离的成本。近年来，随着甲苯择形歧化技术的不断提高，该工艺的竞争力不断的提升。甲苯转化率、对位选择性以及芳烃回收率的提高，进一步降低了该工艺的能耗物耗，目前国外新建芳烃分离装置中已有一半采用该技术。

2.重芳烃轻质化技术。

大多数重芳烃用作低价燃料，将重芳烃转化为高附加值的BTX 芳烃是提高重芳烃利用率和调节二甲苯供需平衡的重要手段。重芳烃轻质化技术可满足不同工况要求，处理大量的重芳烃原料，而且转化率高。

影响催化剂反应性能的另一个重要因素是分子筛的酸性，强酸中心不仅会促进多碳侧链烷基的脱烷基反应，而且也会引起深度脱烷基（脱甲基）反应和积炭反应，从而降低甲基的保持率和二甲苯的收率。为改善重芳烃的扩散能力，对微孔分子筛进行扩孔处理制备具有二次介孔的分子筛材料也被尝试用于重芳烃轻质化反应，如碱处理制备的介孔丝光沸石为催化剂时，重芳烃的转化率明显提高，显示其具有潜在的应用可能。

3.二甲苯异构化技术。

从催化重整和裂解汽油中得到的芳烃中，乙苯同系物的含量一般占到百分之十以上。由于分离异构回路的循环比为3.5左右，单程二甲苯损失率的降低可以在较大程度上提高二甲苯总收率，二甲苯异构化在芳烃生产中决定了芳烃联合装置的经济性。

五、芳烃生产新途径与新工艺

1.组合反应工艺。

尽管甲苯选择性歧化工艺生产的二甲苯中芳烃质量分数高达90%以上，降低了吸附分离单元的负荷，使结晶分离技术重新成为可能，但该工艺无法利用资源，同时产物中含有大量的苯。因此在芳烃联合装置中，不能简单地用择形歧化工艺代替传统歧化工艺。需要进行二甲苯异构化的循环二甲苯量下降，四个单元的负荷比传统工艺的要低很多。这意味着不仅芳烃能耗下降，生产成本降低，效益提高，而且也为整个联合装置提高生产能力创造了条件。

2.甲苯甲基化技术。

甲苯甲基化技术是一种芳烃生产新技术。与已经工业化技术相比，甲苯甲基化的主要优势在于能最大程度地将甲苯原料转化为芳烃产品，即甲苯利用率非常高；另一优势是采用甲醇作为烷基化试剂，甲醇是煤化工的主要中间产物，受国内产能的快速增长及廉价进口甲醇的竞争，国内甲醇价位将在未来相当长的时间内维持较低的水平。基于廉价的甲醇原料及甲苯原料的高效转化，甲苯甲基化技术具有很好的技术经济性。该技术作为未来芳烃转化的关键新技术必将引起更加广泛的关注。

3.甲醇芳构化制芳烃。

甲醇芳构化制芳烃涉及氢转移、齐聚、环化、脱氢、烷基化和脱烷基等复杂过程，近几年虽有相关专利发表，但尚未见工业化报道。中国科学院山西煤炭化学研究所正在开展甲醇制芳烃工气的工艺技术研究并取得了积极的进展。该技术以离子交换分子筛为催化剂，可将甲醇转化为芳烃，甲醇转化率大于20%，液相产物选择性大于35%，液相产物中芳烃含量大于60%。

芳烃是重要的石油化工基础原材料，未来将以节能减排为方向，降低原料成本、开辟便宜易得的原料来源，提高芳烃收率和选择性，加快对芳烃生产的新工艺、新催化剂研发和工业化的步伐，提出灵活多变、具有竞争力的芳烃生产技术，提高装置操作的灵活性。

参考文献：

[1]任华堂，韩凝，夏建新.我国东部地区环境中多环芳烃的空间分布及生态风险分析[J].应用基础与工程科学学报.2009（S1）.

[2]陆继龙，赵玉岩，郝立波，蔡波，孙淑梅，于新民.吉林省中部农业土壤中PAHs的分布及风险评价[J].吉林大学学报（地球科学版）.2010（03）.

篇5：色谱分离及技术

用溶胶-凝胶技术以1,4,7,10-四氮杂十三烷-11,13-二酮(二氧大环多胺)作柱修饰材料制备了开管毛细管电色谱(OTCEC)柱,并对制备柱进行了表征和评价,结果表明:二氧大环多胺较好地结合在毛细管内壁,柱的重现性和稳定性较好,柱效最高达2.7×105理论塔板数/m.在最佳条件下,成功地分离了多组苯胺类化合物.

作 者：王园朝 曾昭睿 管娜 傅恩琴 程介克  作者单位：王园朝(咸宁师范高等专科学校化学系,咸宁,437005)

曾昭睿,管娜,傅恩琴,程介克(武汉大学化学系,武汉,430072)

刊 名：分析化学  ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY 年，卷(期)：2002 30(2) 分类号：O65 关键词：开管柱毛细管电色谱,溶胶-凝胶技术,1,4,7,10-四氮杂十三烷-11,13-二酮,苯胺类化合物  

★ 用溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶的方法

★ 生物制药技术在西药制药中的应用

★ 浅谈JNI技术在嵌入式软件开发中的应用

★ 浅谈RTK技术在铁路勘测中的应用

★ 条码技术在固定资产管理中的应用

★ 多媒体技术在大学物理教学中的应用

★ 混合动力技术在商用车中应用动态

★ 数字化技术在机械设计中的应用论文

★ 电化学方法在治理废水中的应用

篇6：色谱分离及技术

今天我们的实验内容是“氨基酸的离子交换色谱分离”。大家翻到书本第69页。我们的实验目的有三个：

1）了解层析法的概念、特点和分类； 2）复习氨基酸的理化性质；

3）掌握离子交换层析分离生物大分子的原理和方法。

今天实验题目是氨基酸的离子交换色谱分离。所以首先向同学们介绍离子交换色谱。顾名思义，离子交换色谱，就是分离过程是基于离子交换的原理而进行的。具体来说，就是基于带相反电荷的分子的相互吸引。也就是异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥。所以，按照带电荷的正负，离子交换层析一般分为两种类型，一种是阳离子交换色谱，填料上结合有带负电荷的基团，可以与溶液中带正电荷的样品结合；另一种是阴离子交换色谱，填料上结合带正电荷的基团，可以与溶液中带负电荷的样品结合。那么，我们今天使用的是阳离子交换柱，就是你们桌子上的黄色填料。

离子交换色谱是利用样品的带电性质进行的分离。那么，氨基酸的带电性是怎么样的呢？这是基于氨基酸的组成。氨基酸是一种兼性离子。什么是兼性离子呢？就是在溶液中既可以带正电荷，又可以带负电荷。氨基酸包含一个氨基，可以作为氢离子的受体，这是氨基酸成为阳离子；氨基酸又带有一个羧基，可以作为氢离子的供体，这时氨基酸成为阴离子。有这个性质，引申出一个等电点的概念，也就是氨基酸所带净电荷为0的状态。在PH小于等电点时，氨基酸带负电荷，当PH大于等电点时，氨基酸带正电荷。

如何利用离子交换色谱分离两种不同的氨基酸？

因为离子交换色谱根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”原理分离样品，而不同的氨基酸具有不同的等电点，它们在溶液中可能携带相反电荷。所以，我们将溶液调到一特定pH值，让一种氨基酸携带正电荷，使之与离子柱结合；同时，让另一种氨基酸携带负电荷，使之保留在溶液中。

在我们的实验中，我们需要分离天冬氨酸与赖氨酸，天冬氨酸的等电点时2.97，赖氨酸的等电点时9.74。我们可以看到，存在三种情况：

1）pH < 2.97，Asp与Lys均带正电荷

2）2.97 < pH < 9.74，Asp带负电荷，Lys带正电荷 3）pH > 9.74，Asp与Lys均带负电荷 是不是只有第二种情况符合我们之前说的方案？

因此，我们的实验基本步骤是：上样，样品液：0.005 mol/L 的Asp与Lys溶于0.02 mol/L HCl中形成的混合液（pH < 2）。1）先用pH5.3的柠檬酸缓冲液洗脱；2）pH 12 的氢氧化钠溶液洗脱。

1）平衡，向层析柱加入pH 5.3的柠檬酸缓冲液，直到流出液的pH与洗脱液的pH相同为止，用pH试纸检查。

2）上样。降低液面至填料表面上方1 厘米左右，加入0.5毫升氨基酸混合液样品。

3）向层析柱加入pH 5.3的柠檬酸缓冲液进行洗脱。

4）用短试管收集天冬氨酸。每管5毫升，收集1-5管。

5）向层析柱加入pH 12的NaOH缓冲液进行洗脱。每管5毫升，用短试管收集6-12管。

6）测定。取0.5毫升收集液于长试管中，加入1毫升pH5.3柠檬酸缓冲液，0.5毫升茚三酮，混合后在100℃加热25分钟，然后水冷却5-10分钟，加入3毫升60%乙醇稀释，用分光光度计在570 nm处检测。

7）绘制洗脱曲线。

8）再生色谱柱：用蒸馏水洗至流出液为中性。

注意事项：

1）柱子不能干。始终保持柱面上方有液体。

2）液体流速与柱面上方液面高度有关，液面越高，流速越快。可以适当增高液面，加大流速，对结果没有影响，可以节省时间。

3）建议大家分工合作。一组进行分离实验，一组进行后面的检测实验。思考题：

1.何为色谱法？其特点是什么？

2.离子交换树脂有几类，各类有何特点？

3.我们这次用的是阳离子交换色谱，假如使用阴离子交换色谱，该如何设计实验？

篇7：色谱分离及技术

本文采用离子色谱与恒电位法联用方法对菠菜中硝酸盐进行检测.采用硝酸为流动相,以IonPac AS11-HC阴离子交换柱分离后以恒电位仪为检测器进行安培检测,进样量为25 μL时NO3-离子的.检出限(以3倍信噪比计)可降至0.2 μg/L,痕量NO3-离子标准溶液平行9次进样测定的相对标准偏差为2.5%,经过几百组测试,稳定性好、线性、重现性及灵敏度均令人满意.

作 者：董乐 冯珍鸽 王力 DONG Le FENG Zhen-ge WANG Li 作者单位：董乐,DONG Le(泉州师范学院,化学与生命科学学院,福建,泉州,36;集美大学,生物工程学院,福建,厦门,361021)

冯珍鸽,王力,FENG Zhen-ge,WANG Li(集美大学,生物工程学院,福建,厦门,361021)

篇8：色谱分离及技术

多环芳烃是一类普遍存在于环境中的污染物,它们对人类和动植物有强的致癌、致畸、致突变作用,而微生物降解多环芳烃是环境中去除多环芳烃的重要途径[1]。在微生物降解多环芳烃的过程中,会产生许多代谢产物,一些代谢产物的毒性比母体环的毒性还强[2,3,4] ,而有些代谢产物的存在会抑制或促进母体环的降解[5]。因此,多环芳烃代谢产物的研究对于评价多环芳烃污染环境的生物修复效果、推测降解机理、了解代谢产物的积累情况十分重要,并可依据难降解代谢产物的分子结构特点构建有毒代谢产物降解优势菌群,加速多环芳烃的氧化转化和矿化,为日后的多环芳烃污染修复奠定基础。然而,多环芳烃生物降解体系复杂,产生的代谢产物毒性大、含量低,使得代谢产物的分离分析工作十分困难,故,建立相应的分析方法十分必要。

本课题组在前期研究工作中,分离筛选出一株黄杆菌CN4,并对其降解多环芳烃的特性进行了深入研究[6,7,8]。本实验首先使用紫外光谱判断代谢产物是否产生,从复杂的微生物降解体系中分离富集产生的多环芳烃代谢产物,并将这些产物分成中性和酸性两部分,用GC(气相色谱仪)分离中间产物,建立气相色谱分离条件,为后续代谢产物的GC-MS鉴定奠定基础。

1 材料与方法

1.1 菌株﹑试剂及培养基

受试菌种为课题组分离筛选出的一株黄杆菌Flavobacterium sp.CN4[5]。主要试剂菲(使用时用丙酮溶液配制成菲浓度为5.0 g/L的菲丙酮溶液)、乙酸乙酯、N-甲基-N-三甲硅基乙酰胺。本研究涉及的无机盐基础培养液(MSM)、牛肉膏蛋白胨固体培养基(NR)、磷酸盐缓冲溶液(PBS)的组成与配制方法参照文献[9]。

1.2 主要仪器

Trace MS型气相色谱-质谱联用仪(美国Finnigan公司),DB-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.250 mm×0.25 μm, J&W Scientific公司),DR5000紫外可见分光光度计(美国哈希),TGL216G2A飞鸽牌高速台式冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂),WFJ7200可见分光光度计(上海尤尼科仪器有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 菌悬液的制备

无菌条件下,从CN4菌株保存斜面上挑取一环,接入灭菌后牛肉膏蛋白胨液体培养基中,30 ℃、160 r/min恒温振荡,好氧培养48 h,室温下10 000 r/min离心分离10 min,用磷酸盐缓冲溶液反复冲洗菌体3次,并离心收获菌体,再用该缓冲液将菌体制备成较浓的菌悬液备用。用可见分光光度法测光密度OD600 nm。

1.3.2 菌株CN4对菲的降解

取适量菲的丙酮溶液加入灭过菌的三角瓶中, 待丙酮挥发完后加入47 mL灭菌的无机盐培养基, 使体系中菲浓度为20 mg/L,再加入3 mL CN4 菌悬液, 降解体系的总体积为50 mL,降解体系中菌悬液的OD600 nm值约为1,放入生物摇床(30 ℃,200 r/min)避光条件下好氧降解。空白对照只含菲不加菌。

1.3.3 代谢产物的提取

菲降解后,离心去除菌体,上清液用6 mol/L的HCl酸化至pH值为2.3,用3×10 mL的乙酸乙酯萃取3次,合并3次萃取液,萃取液再用10 mL浓度为10 mmol/L的 NaOH萃取3次,分离水相和有机相,将上层的有机相用无水硫酸钠干燥,作为代谢产物的中性部分,取一定量有机相用于紫外扫描,剩余的浓缩至约1 mL用于GC-MS中性代谢产物的分析。用6 mol/L的HCl酸化NaOH水相pH值至2.3,用3×10 mL乙酸乙酯萃取3次,合并3次萃取液,用无水硫酸钠干燥,作为代谢产物的酸性部分,取一定量用于紫外扫描,剩余的浓缩至约1 mL用于GC-MS酸性代谢产物的分析。

1.4 代谢产物的分析方法

1.4.1 紫外可见分光光度计紫外扫描条件

代谢产物的光谱特征用美国哈希DR5000紫外可见分光光度计测定, 扫描波长范围: 200～600 nm, 扫描光谱带宽: 0.5 nm, 扫描速度: 120 nm/min。

1.4.2 色谱分析条件

本研究采用美国Finnigan公司推出的Trace MS型气相色谱-质谱联用仪对代谢产物进行分析。选用的色谱柱为DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 um),同时选择高纯度氦气(99.999%)为流动相,载气流量(中性代谢产物分析时流量为1.5 mL/min,酸性代谢产物分析时流量为1.0 mL/min),进样口温度为280 ℃,GC传输杆温度为200 ℃,进样量为5 uL。考虑色谱柱升温程序的变化会很大程度地影响气相色谱的分离效果,所以色谱条件的确立实质上是初始温度和色谱柱升温程序的确立。

1.4.3 酸性部分的衍生条件

本实验选用的衍生剂为N-甲基-N-三甲硅基乙酰胺,衍生剂用量为100 uL,衍生时间为30 min,反应温度为60 ℃。

2 结果与讨论

2.1 菌株CN4降解菲的紫外光谱分析

为了快速了解CN4降解体系中菲代谢产物是否产生,按照1.3.3中的方法将不同时段的代谢产物提取出来,用紫外光谱的变化判断代谢产物的产生情况,结果如图1所示。从图1看,菲降解2、4天后的中性部分和酸性部分代谢产物与空白对照的紫外光谱图比较,有明显的变化,所以可以证明在降解过程中有菲的代谢产物存在。并且中性部分含量可能比酸性部分高,且其分子中能够产生紫外谱的官能团也有差别。

2.2 色谱柱初始温度和升温程序对气相色谱分离效果的影响

2.2.1 测定中性代谢产物时色谱柱升温程序的选择

通过查阅资料并根据相关经验以及反复的摸索试验,我们对中性部分选择了三种色谱柱升温程序进行测定:

升温程序A1:

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按照1.4.2中的GC-MS色谱条件和升程序A1测定菲的中性代谢产物,分离结果如图2所示。

从图2总体上看,该方法中的色谱柱升温程序将代谢产物基本上分离开了,只是在保留时间为14.88 min附近,有3个色谱峰分离效果差。这3个色谱峰对应的保留时间分别为14.81、14.88、14.96 min(图3A),其中保留时间为14.81 min的质谱图(图3B)和菲的标准谱图(图3C)完全吻合。故升温程序A1未能将菲与其代谢产物分离开。为了能更好地对未降解的菲进行定量分析,并对代谢产物进行定性,有必要将这3个色谱峰完全分离,尤其是保留时间为14.81 min的色谱峰和其他两个色谱峰的分离。

升温程序A2:

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升温程序A3:

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同样按照1.4.2中的GC-MS色谱条件、升温程序A2和升温程序A3,测定中性部分菲的中间产物,分离结果如图4所示。

升温程序A2是针对升温程序A1中未分开的3个色谱峰修改了色谱柱的升温程序得到的,但是由图4(A)可以看出分离效果还是不理想(菲和另外2个色谱峰没有分离开)。升温程序A3是在升温程序A2的基础上加以改进的,由图4(B)可以看出,菲和另外2个色谱峰分离开了,相应的出峰时间分别为18.02、18.21、18.32 min,并且能在质谱图中找到各自的特征例子。

综合以上色谱图可以看出:最佳的色谱柱升温程序是升温程序A3。

2.2.2 酸性代谢产物色谱柱升温程序的选择

按照1.4.3 中酸性部分的衍生条件对代谢产物的酸性部分进行了柱前衍生,并采用了两种色谱柱升温程序进行讨论,下面分别对其进行说明:

升温程序B1:

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升温程序B2:

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按照1.4.2中的GC-MS色谱条件、升温程序B1和升温程序B2,测定菲的酸性代谢产物,分离结果如图5所示。

由图5(A)可知,衍生后的酸性物质都积攒在初始位置,没有分开。故升温程序B1分离效果不理想,不予采用。升温程序B1是2.2.1中讨论的升温程序A3,所以可以得知代谢产物中性部分的最优测试条件并不是酸性部分的最优测试条件。

升温程序B2是通过查阅资料并根据相关经验以及大量的摸索试验得到的,由图5(B)可以看出,该色谱柱升温程序使得衍生后的酸性物质分离较好,能找到未知物质各自的特征离子,并且都有相应的出峰时间。

3 结语

本文用课题组在前期工作中分离筛选得到的可降解多环芳烃的黄杆菌CN4菌株降解菲, 采用液-液萃取对这些物质进行提取分离,首先通过紫外可见分光光度计进行紫外扫描,根据紫外光谱判断出降解过程中是有代谢中间产物存在的,并选定其代谢中间产物的中性部分、酸性部分为分析对象,再用气相色谱-质谱联用仪进行分析测试,建立了分析测定一株黄杆菌CN4降解菲的中间产物中性部分、酸性部分的气相色谱分离条件。得出的主要结论如下:

(1) 中性物质的GC分析条件

色谱柱升温程序为:

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气相色谱仪进样口温度为280 ℃,GC传输线温度为200 ℃,进样量为5μL,载气为高纯氮气,载气流量为1.5 mL/min。

(2)酸性物质的GC分析条件

色谱柱升温程序为:

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气相色谱仪进样口温度为280 ℃,GC传输线温度为200 ℃,进样量为5 μL,载气为高纯氮气,载气流量为1.0 mL/min。

参考文献

[1]马沛,钟建江.微生物降解多环芳烃(PAHs)的研究进展[J].生物加工过程,2003,1(1):42-45.

[2]Traczewska TM.Changes of toxicological properties of bio-degradation products of anthracene and phenanthrene[J].Water Sci Technol,2000,41:31-39.

[3]Kazunga C,Aitken M D,Gold A,et al.Fluoranthene-2,3-and-1,5-diones are novel products from the bacteri-al transformation of fluoranthene[J].Environ Sci Technol,2001,35:917-922.

[4]Van Lipzig M M H,Vermeulen N P E,Gusinu R,et al.Formation of estrogenic metabolites of benzo[a]pyrene andchrysene by cytochrome P450 activity and their combinedand supra-maximal estrogenic activity[J].Environ Toxi-col Phar,2005,19:41-55.

[5]Christophe Pagnout,Claudine Rast,Anne-Marie Veber,et al.Ecotoxicological assessment of PAHs and their dead-end metabolites after degradation byMycobacteriumsp.strain SNP 11[J].Ecotoxicology and Environmental Safe-ty,2006,65:151-158.

[6]聂麦茜,张志杰,孙先锋,等.特效黄杆菌对蒽、菲、芘降解性能研究[J].微生物学通报,2001,28(5):32-36.

[7]聂麦茜,张志杰,赵桂芳,等.共基质对优势菌降解多环芳烃的作用研究[J].环境科学研究,2001,14(5):30-32.

[8]聂麦茜,吴蔓莉,王晓昌,等.一株黄杆菌及其粗酶液对芘降解的动力学特征研究[J].环境科学学报,2006,26(2):181-185.

篇9：色谱分离及技术

【关键词】离子色谱技术;电厂化学分析;应用及发展

电厂化学分析中用到离子色谱技术的地方非常多，同时也有越来越多的人开始关注电厂水汽监测中离子色谱技术的应用和离子色谱技术在化学试剂和油中杂质测定中所起到的重要作用。正是因为人们对这一问题的关注更加推动了离子色谱技术在电子化学分析中的运用快速发展。

一、电厂水汽监测中离子色谱技术的应用

（一）离子色谱技术在腐蚀性离子的监测中的应用

最近几年，电厂的发展速度普遍有所提高，就比如离子色谱技术，现在电厂可以将有害粒子的浓度控制在较低的范围内，也就是能够减少腐蚀性离子的存在。这是取得的好的成就，但是也会有一些有害离子浓度偏高的现象存在，就算是借助电厂的普通化学仪表或者是其他的方式来衡量离子来进行分析检测，也很难将这一问题完全解决。因此，我们作为电厂的技术人员，要能够自觉主动的提出有效方法来改善和处理这种状况，并要相方设法的促进离子色谱技术在腐蚀性离子监测中的应用发挥出巨大的作用。

（二）离子色谱技术在常规水质分析中的应用

对比与之前的电子水质分析，其时间浪费比较严重，而且在分析数据和指标上并没有很大的优势。因此为了解决这一问题，我们可以选择使用效率更高的方法来分析地表水的过程中和对各种水资源的化学分析。在不断的发展中我们可以很清楚的发现，离子色谱技术在很大程度上市补充了原有的分析检测方法的不足。就好比在“只加水技术”产生之后，就给背景导电这一方法提供了更多的更多的保障。更为重要的一点是，离子色谱技术的应用能够有效的节约电子水质分析的时间，还能比原有方法更为准确有效快捷。

（三）水汽中痕量阴离子分析过程中的污染和控制

电厂人员在对水汽样品中痕量阴離子浓度进行分析取样的过程中发现，该过程极易遭受外来杂质的污染，进而对整个测量过程的精准度产生影响。分析了具体情况之后发现，受到杂质污染的原因很多，但是综合各个方面的污染情况来看，导致污染最为严重的是来自每一件容器的材料、检测试剂以及每一个分析步骤的准确性。因此，我们在工作过程中要对每一个分析步骤进行非常精密的检查，并且要有足够多的细心和耐性来完成整个过程。最后，还要注意的就是存储过程，要能够保证所计算得出的数据资料等等指标都非常明确，当然，除了以上的方式之外，在计算水汽样品的过程中更加要注意样品的采集、淋洗液、滤膜的质量等等。

（1）样品的采集

电厂化学分析中的样品采集是比较关键的，因为好的样品采集才能够保障最后的数据准确性。样品采集工作的开展除了是水汽样品中痕量阴离子的开始，同时也是保证后续工作开展的基础，对整个分析工作的影响非常深厚。在最初采集样品的时候若是出现差错或者是方法不合理，则很可能导致最后的样品检测工作出现问题，就算在后续的工作中发现并解决问题都是相当困难的。整个样品的采集过程包括有以下几个方面：检测容器材料的选择;采集样品的方法以及样品采集以后阴离子在一断时间的稳定性。其中，比较重要的一点是不能够随意更改或者是替代任何容器或者材料在试样的采集、预处理、贮存、分解到测定。

由于容器本身在样品采集过程中所占的比重较大，我们就要深入分析容器会给整个测量过程带来的影响。经过研究分析发现，容器的表面会吸附大量的痕量阴离子来减少其在样品中的浓度;同时也会因为容器中存在相同的化学组成部分导致比较容易被浸出，然后影响到整个样品的浓度;最后还会因为一种溶液的离子分离出来的那些组分很可能被吸收而进入后一种溶液中，通过这种途径就容易造成对后者的污染。

（2）淋洗液的影响

若是在最初确保样品采集过程没有出现问题的话，在之后出现问题的可能就是淋洗液。因为只要样品采集过程没有问题，能够污染样品的就只有与之接触的淋洗液。其中，淋洗液污染样品很可能是因为淋洗液的纯度不够，或者是淋洗液中本身含有一定的待测离子等等，这样都会导致整个色谱峰发生变化，直接影响到测量结果的准确性。经过多市面上的淋洗液进行分析研究发现，我们使用较多的淋洗液所含有的杂质离子较多，多数都是未知的离子，这些离子的存在直接影响到了分析结构的准确程度。

（3）滤膜的影响

水汽系统本身会发生非常强烈的化学反应，发生化学反应合资后会产生非常多的颗粒腐蚀物，这样的产物必然会对整个水汽系统的测量结果产生影响。整个过程若是不能够控制到样品在进入离子交换色谱柱时如果没有经过一些程序的处理的话，反应所产生的颗粒物会聚集到一起，很难扩散开来。我们在过滤杂质的过程中使用较多的方法是选用0.45μm 或0.22μm 针筒过滤器。但是在选用市面上的过滤器时，很难保证其质量的好坏，质量较差的在使用过程中会释放出大量氯离子，这些氯离子的存在会影响到分析结果。这也就要求我们在选择过滤器时尽量选择滤膜质量有保障的产品，这样才能准确的保证测量结果的准确性。

二、离子色谱技术在化学试剂分析和油中杂质测定中的应用

（一）离子色谱技术在分析化学试剂中杂质的应用

选用离子色谱分析在电厂使用较多的化学试剂中痕量无机阴、阳离子的方式是比较理想的，但是在实际的运用过程中我们要根据情况的不同而区别对待。由于化学试剂的种类很多，并不是所有的化学试剂都会与离子相互反应、相互影响。针对不会反应的化学试剂，我们就要简单运用，不要以太复杂的方式去思考。同时，操作此化学试剂的方式也比较简单，只需要简单的对其进行稀释就可以了，这种方式所带来的误差是很小的，也是可以忽略不计的。

（二）离子色谱技术在油中杂质测定中的应用

并不是所有的待测对象都能够直接进行离子色谱测试，针对不能直接进行测试的物品，如油等等，在测试之处就要对其进行特殊的处理，并用适当的水溶液吸收才可以进行检测。类似于油类的物质，进行分析测量时我们要区别对待，相对于其他物品而言，分析测量油的步骤更加复杂，我们要根据具体情况进行合理的处理，然后获得我们想要获得数据。相对于密度较大的油类物质，选用此技术所遇到的困难相对也会大一些。但这一技术又为在油类物质的用提供了宝贵的经验。

三、结语

现代社会，在不断应用离子色谱技术的过程中，我国的电厂化学分析技术也在不断的发展与更新。随着社会各界都逐渐关顾此类应用的发展，特别是电厂化学分析届的成功人士更希望能够将这一技术推广发展出来，使之能在电厂分析技术中处于领先地位，并对整个电厂分析过程带来非常大的影响。针对这一技术的发展，越来越多的人都希望离子色谱技术在未来的电厂分析中能够不断地发展和完善。

参考文献

[1]马中.离子色谱法测定氯化物[J].新疆有色金属，2010（6）.