概念
紙層析法又稱紙色譜法。以紙為載體的色譜法。
色譜系統
固定相一般為紙纖維上吸附的水分,流動相為不與水相溶的有機溶劑;也可使紙吸留其他物質作為固定相,如緩衝液,甲醯胺等。
操作方法
將試樣點在紙條的一端,然後在密閉的槽中用適宜溶劑進行展開。當組分移動一定距離後,各組分移動距離不同,最後形成互相分離的斑點。將紙取出,待溶劑揮發後,用顯色劑或其他適宜方法確定斑點位置。根據組分移動距離(Rf值)與已知樣比較,進行定性。用斑點掃瞄器或將組分點取下,以溶劑溶出組分,用適宜方法定量(如光度法、比色法等)。
套用
在環境分析測試中,有時用紙層析法分離試樣組分,它用於一些精度不高的分析,如3,4-苯並芘。但不如GC、HPLC套用普遍。
實驗
儀器藥品
大試管台天平研缽(配帶孔紙板,防止丙酮揮發) 量筒燒杯漏斗
軟木塞濾紙丙酮(可用無水乙醇替代)四氯化碳無水硫酸鈉碳酸鈣石英砂
操作步驟
1.稱取新鮮葉子2g,放入研缽中加丙酮5ml,少許碳酸鈣(防止葉綠素被破壞)和石英砂(幫助研磨),研磨成勻漿,再加丙酮5ml,然後以漏斗過濾之,即為色素提取液。
2.取準備好的濾紙條(2×20cm),將其一端剪去兩側,中間留一長約1.5cm,寬約0.5cm的窄條,並在濾紙剪口上方摺疊出一條直線,作為畫濾液細線的基準線。
3.用毛細吸管沾少許濾液在折線上描繪4~5次,注意要畫得勻、直、細,每次畫完細線要等其自然變乾後再畫第二根線。4.在大試管中加入四氯化碳3梍5ml及少許無水硫酸鈉(即層析液)。然後將濾紙條固定於軟木塞上,插入試管內,使窄端浸入溶劑中(色素點要略高於液面,濾紙條邊緣不可碰到試管壁),蓋緊軟木塞,直立於陰暗處進行層析。
經過0.5—1小時後,觀察分離後色素帶的分布。最上端橙黃色為胡蘿蔔素,其次黃色為葉黃素,再下面藍綠色為葉綠素a,最後的黃綠色為葉綠素b。
普通高中相關實驗
植物葉綠體中色素的提取與分離
用具:剪刀一把、乾燥的定性濾紙、50ml的燒杯及100ml的燒杯各3個、白紙3張、試管架一個、研缽一個、玻璃漏斗一個、尼龍布或紗布、毛細血管一隻、藥勺一個、10ml量筒一隻,天平一隻,試管3支、紙板一塊、棉塞3個、培養皿3個、刻度尺、注射器一隻、蓋玻片
試劑:丙酮、無水乙醇、層吸液(20份石油醚、2份丙酮、1份苯配置而成)、二氧化矽、碳酸鈣、碳酸鈉
材料:新鮮的菠菜葉、青菜葉、大葉黃楊葉片
背景資料:
1、葉綠素等是脂溶性的有機分子,根據相似相溶的原理,葉綠素等色素分子溶於有機溶劑而不溶於有極性的水。故在研磨和收集葉綠色素時要用丙酮或乙醇等有機溶劑而不用水。
2、葉綠素分布於基粒的片層薄膜上,加入少許二氧化矽是為了磨碎細胞壁、質膜、葉綠體被膜和光合片成,使色素溶解於丙酮中。
3、破碎的細胞中含有草酸等有機酸,葉綠素分子中含有的Mg元素處於不穩定化合態,鎂離子與有機酸結合將導致色素分子破壞。加入少許碳酸鈣使得鈣離子與有機酸結合,減少鎂離子的轉移,防止研磨時葉綠體色素的破壞。所以在研磨時加入適量的碳酸鈣,同時加入碳酸鈉的道理亦如此。
4、在過濾時選用脫脂棉或紗布,而不用濾紙。原因主要有下:(1)色素分子比較大,不容易透過濾紙;(2)濾紙有較強的吸附性而使色素吸附在濾紙上,從而降低色素濃度,影響實驗效果;(3)葉綠素是脂溶性,根據相似相容的原理,脫脂棉可以減少實驗過程中色素的流失,增強實驗效果。
5、根據物理學中的毛細現象,畫濾紙細線前濾紙必須經過乾燥處理,是為了阻止水分子堵塞濾紙中的毛細管而影響層析液的擴散。但如果用火烤的話,會使濾紙纖維變形同時破壞啦毛細管,而影響層析液的擴散。
6、由於液面的不同位置表面張力不同,紙條接近液面時,其邊緣的表面的張力較大,層析液沿濾紙邊緣擴散過快,而導致色素帶分離不整齊的現象。故而,在插入層析液的濾紙條一端剪去兩個角。
7、為了防止濾紙條倒入層析液中而使層析實驗失敗。同時,防止因液體表面張力引起層析液沿濾紙條向上的“壁流”而導致色素溶解。
8、色素分離的原理:紙層析是用濾紙作為載體的一種色層分析法,其原理主要是利用混合物中各組分在;流動相和固定相的分配比(溶解度)的不同而使之分離。濾紙上吸附的水為固定相(濾紙纖維常能吸20%左右的水),有機溶劑如乙醇等為流動相,色素提取液為層析試樣。把試樣點在濾紙的濾液細線位置上,當流動相溶劑在
濾紙的毛細管的作用下,連續不斷地沿著濾紙前進通過濾液細線時,試樣中各組份便隨著流動相溶劑向前移動,並在流動相和固定相溶劑之間連續一次又一次的分
配。結果分配比比較大的物質移動速度較快,移動距離較遠;分配比較小的物質移動較慢,移動距離較近,試樣中各組分分別聚集在濾紙的不同的位置上,從而達到
分離的目的。