色谱分离介绍

色谱法简介：

1906年。俄国植物学家TSWEET将CACO3固体粉末装入竖立的玻璃管中，从顶端倒入植物色素的石油醚浸出液，并用石油醚连续地冲洗。结果在柱中出现了颜色不同的色带。因此，把这种方法称为色谱法，色谱法不光用于有色物质分离，而且大量用于无色物质的分离。所以色谱法已经失去了原来的含义。但是，现在仍沼用色谱法这个名称。

色谱法具有分离及分析两种功能。它是分析混合物有力的手段。色谱分离是目前应用广泛的分离方法。已广泛地用于石油化工、有机合成、生再生化、医药中药、生物工程、环境监测、刑事侦查、生产在线控制，乃至空间探索等许多领域，以解决各种分离分析课题。

色谱法是一种分离、分析方法，有时又称为层析技术，它利用待分离的诸物质在互不相溶的两相中分配系数等的微小差异进行分离，当两相作相对移动时，使被测物质在两相之间进行反复多次分配，使原来微小的差异累加产生了很大的效果，形成差速透移，使各组分在柱内移动的同时逐渐分离，以达到分离、分析及测定一些物理化学常数的目的。

色谱分离的过程：

吸附---解析---再吸附---再解析

两种或多种组分的理化性质原本存在着微小的差异，经过反复多次地吸附---解析---再吸附---再解析的过程使微小差异累积起来，结果使吸附能力弱的组分先流出色谱柱，吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使各个组分得到了分离。

连续工业色谱分离

连续工业色谱分离是利用连续离子交换设备基于不同物质在由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数，在采用流动相洗脱过程中呈现不同保留时间，从而实现分离。传统工业色谱分离技术采用固定的色谱塔进行，先进入一定量物料，然后采用洗脱剂不断洗脱，在同一出口在不同时间段就可接到不同的产品组分，此过程费时费力。经过分析并加以改进，我们把固定相的树脂做成可以连续流动的系统，利用物质与固定相的相对运动速度不同实现分离。使物料不间断泵入设备，分离和提纯的不同组份产品在不同的树脂柱出口不断产出，

离子交换色谱分离。

离子交换色谱分离是利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂，树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心，待分离组分中的离子与这些活性中心发生离子交换，形成离子交换平衡，从而在流动相与固定相之间形成分配，固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心，并随着流动相的运动而运动，最终实现分离。

凡在溶液中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法进行分离。它不仅适用于无机离子混合物的分离，亦可用于有机物的分离，例如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子，因此应用范围较广。

连续工业色谱分离技术具有诸多的优势

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）、可以对多组份料液用一台连续离子交换设备进行一次性进行彻底分离，分离物纯度高。

3）、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。

4）、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，洗涤水的用量最高可节约50-70%。

5）、同时可去除或者分离具有不同特性的物质，因此可将复杂的工艺简单化。

6）、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。

7）、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。因此能保证经济上最佳状态下运行。

8）、根据生产过程的便利，使流体的流向可联接成逆流或者并流或者串联方式。

色谱分离技术的应用

色谱分离是从混合物中分离组分的重要方法之一。色谱分离技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物,当混合物各组成部分的化学或物理性质十分接近,而其它分离技术很难或根本无法应用时,色谱技术愈加显示出其实际有效的优越性。在医药、中药、生物工程和精细化工工业中,广泛应用色谱分离技术进行大规模物质的分离提纯。

色谱分离技术在实际中的应用：

1、色谱分离技术在发酵工业中的应用

在发酵工业中,发酵液中含有氨基酸、有机酸等产物及色素、菌体、蛋白质、盐等大量杂质。为得到高纯度产品,就必然面临繁多的离提纯工作。色谱技术 在分离提取的各个工艺环节都起着重要作用。发酵液中常含有各种杂质,如色素、酶蛋白和盐类等,可通过传统的活性炭吸附和离子交换树脂法予以去除。经过几十年的研究和发展,我国生产的离子交换树脂品种齐全,已完全能适应发酵行业的各种除杂需求,因此各工厂中的除杂工艺基都采用了离子交换树脂分离方法。脱色后的发酵液送入柱中进行离子交换,以除去脱色后发酵液中残留的蛋白质、有色质和盐类。

2、柠檬酸生产中,粗柠檬酸溶液中含有Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 等阳离子和SO2-4 等阴离子,利用离子交换树脂脱盐,先后用阳、阴离子交换柱去除阳、阴离子,然后进行浓缩处理结晶出柠檬酸。

3、味精中含Fe2+、Zn2+过量不符合食品标准,因此生产过 程中必须将其除去。目前国内除Fe2+、Zn2+的方法主要用Na2S和离子交换树脂法2种,Na2S除铁在味精母液中含铁量高,味精成品中还含有1~2mg/L铁离子;而离子交换树脂除铁后,母液中含铁量在3mg/L以下,味精成品基本无铁离子。可见离子交换法可明显提高产品纯度。

4、在淀粉糖工业中的应用 淀粉糖经水解后的产品液中还存在许多其他的单糖、多糖、糖和/或多元醇。在我国,许多厂家没有采用组分分离工艺,或采用的分离工艺只能分离出其中的一个主要组分,在提取出部分产品后由于杂糖、醇和/或其他杂质在母液中的畜集而法继续利用。如能将它们分离纯化可得到各种产品,大大增加产品价值。如用阳离子交换色谱柱法将麦芽糖生产的糖浆分为麦芽糖和麦芽三糖。如麦芽糖生产中产生的大量含麦芽糖70%,麦芽三糖以上糖分为30%的高麦芽糖浆,便可采用阳离子交换色谱柱法分离成两部分。一部分中麦芽糖含量纯度为97.5%,用于直接生产结晶麦芽糖;另一部分含麦芽三糖65%以上,麦芽糖30%左右,再经处理后可生产麦芽三糖产品。国外使用色谱技术于糖醇分离,已变得非常普遍,几乎为所有公司采用。有些公司甚至专门从我国或其他地方收购纯度低的糖醇产品,通过色谱分离获得高纯度产品高价销售。

5、蛋白质的色谱分离技术，由于蛋白质组的庞大和复杂,通常需要对其进行 预分离以缩小分离范围,再进一步进行高效分离。