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声明:此版本为现代分离尼玛吐血整理草之完整版,几乎涵盖全部所给重点,至于PPT上紫色部分请同学们自行参照课件复习,由于此份资料内容较多请同学们根据自己的需要取其精华、去其糟粕,有选择得复习。此资料版权没有,盗版不究!祝同学们考试顺利! -王迪1、绪论部分 - 分离的一些基本概念富集:目标成分浓度在特定空间区域增加浓缩:部分去除溶剂,所有成分浓度增加纯化:目标产物中去除杂质,使纯度提高纯度:纯化产物中主组分含量高低或含杂质多少富集-目标成分(摩尔分数)0.9回收率:分离过程中损失量的多少。根据分离目的和经济价值要求回收率,通常1以上常量组分回收率要求大于99,痕量组分要求大于90或95。标准加入法或标准样品法测定分离因子:两组分被分离的程度,A目标成分,B共存组分,则A对B分离因子为:回收率相差越大,分离效果越好。分离前后两者的比例相差越大,分离效果越好。富集倍数:通过分离将目标组分在样品中的摩尔分数提高的一个过程,基体组分摩尔分数降低。富集对象通常都是含量百万分之几以下的微量和痕量组分,富集倍数视样品中组分的最初含量和后续分析中的检测技术的灵敏度高低而定。2、热力学过程自发进行的方向判断:自由能变化化学势:物质迁移的动力和方向浓差扩散的原因:由于化学势的高低引起的。浓差扩散是从浓度高的向浓度低的移动,极限达到平衡状态。混合熵:相律: FCP21P23P3、动力学塔板高度的概念和意义:区带扩展指标 塔板数: 分辨率(分离度):两组分分离成功的最重要的指标是分辨率Rs。如两区带的中心分别在X1和X2,则分辨率可以定义为:4、分子间相互作用与溶剂特性溶解度参数的定义以及应用:溶解度参数d是物质很重要的性质,体现了分子中色散、偶极定向、偶极诱导和氢键作用力的大小。相似相溶规律的解释:1.相似相溶性原理两种惰性溶剂互溶-第1、2步需要能量小,易被第三步释放的能量补偿,互溶水向油中溶解-第1步需要能量多,第2步需要能量少,第3步释放能量少,不满足需要,难溶油向水中溶解-第1步需要能量少,第2步需要能量大,第3步释放能量少,不满足需要,难溶水-乙醇的溶解-第1步第2步都需要较多能量,但是第3步由于水-乙醇之间形成的氢键作用很强,释放的能量足以满足第1、2步的需要,混溶2.相似相溶规律多数情况下是正确的,但也有解释不好的时候。十八羧酸与乙酸的互溶性不如十八羧酸与胺的互溶性好;聚乙二醇难溶于乙二醇;同系物溶解度规律的解释:即碳数达一定数目时,同系物的溶解度参数呈现单调但不大的变化.式中:VA是常数,摩尔体积等量增加,括号内的基本为常数,所以图像是线性的。罗氏极性参数(乙醇、二氧六环、硝基甲烷):也称罗氏溶剂极性标度(p),选择乙醇、二氧六环、硝基甲烷三种模型化合物,测定其在各种溶剂中的溶解性:5、萃取分离法分配平衡常数:分配比:萃取率:分离因子:共萃取和萃取抑制:1. 共萃取:即若成分P不存在的情况下,不能萃取成分Q,Q伴随着P的萃取而被萃取的现象。2. 萃取抑制:与共萃取相反,由于常量成分的存在会发生微量成分的萃取抑制。连续萃取技术:水相和有机相多次接触提高萃取率。逆流色谱(CCC) :建立在逆流萃取分离的基础之上新型色谱分离技术。逆流色谱可以广义地定义为:(1)任何利用两相不相混溶液的色谱技术;(2)其中一相以一种相对均匀的方式纵向分布在一根空管或一系列的腔体中;(3)同时另一相以一定的速度通过第一相并与之混合。pH区带精制逆流色谱KaKrKb: 1993-1994年间偶然的发现,即当在酸性物质的样品中加入一定浓度的有机酸时,可以产生一个非同寻常的窄而尖的峰,收集到的样品仅有几毫升。当样品量增大时,每个组分在柱中形成一个高浓度浓缩的等值pH区带,并以一个矩形峰被洗脱出来。在氨基酸、多肽、染料、生物碱等物质的分离中有很好的应用。液相微萃取:两相萃取和三相萃取1. 两相萃取:水-膜-有机相萃取;待测物质通过被固定在中空纤维膜微孔中不溶于水的有机相进入到中空纤维膜内部的接收相,有机相与接收相相同。萃取效果由分配系数决定。2. 三相萃取:水-膜-水相萃取;在中空纤维膜里面的接收相不是有机相,而是另一个水相。萃取效果同样是由分配系数决定。固相微萃取:1.原理:不是将样品中的待测物全部分离出来,而是依据相似相溶原则,利用固定相功能层有机物对分析组分的吸附作用,使样品中的目标物在功能层固相和样品基体中达到吸附平衡。适用于气体和液体样品的新颖的样品前处理技术具有快速、灵敏、方便、样品需要量小、无需萃取溶剂、易于自动化的优点。2.萃取方式:直接萃取和顶空萃取3.萃取的关键:萃取头涂层n 遵循“相似相溶” 规则n 较强的萃取富集能力n 合适的分子结构,保证分析物有较快的扩散速度,在较短时间内达到分配平衡n 在解析时能迅速脱离固定相涂层n 高温解析的涂层必须有良好的热稳定性n 涂层越厚,对待测物吸附量越大,可降低最低检出限;但所需平衡萃取时间越长,使分析速度减慢胶团萃取:1、胶团萃取:萃取物以胶体或胶团形式被萃取。长期以来限于氯仿萃取胶体金,乙醚或氯仿萃取胶体银,硫酸钡等。2、反相胶团萃取:可以满足不破坏生物物质的活性,且能溶解生物物质并能于水相分离的要求。3、反相微胶团的形成过程:向非极性溶剂中加入表面活性剂凝胶萃取:具有敏感反应与自我调节的凝胶,如外界的pH、温度、电场、离子强度、官能团等的变化引起凝胶的溶涨或者收缩,可以实现选择性萃取或者化学阀的功能。(海参就是利用自身的这一特点吸收养分)优点:耗能少,萃取剂易再生,设备及操作简单,对物料分子不存在机械剪切或热破坏等。 应用:稀溶液中提取有机物或生物制品,如淀粉脱水,发酵液中抗生素的提取,蛋白质的提取与浓缩,废水中微量有机物的去除等。双水相萃取:1. 双水相是指某些有机物之间,或有机物与无机盐之间,在水中以适当的浓度溶解后形成互不相溶的两相或者多相体系。2. 双水相萃取的优点:(1)含水量高达7090,同时组成两相的高聚物对生物活性物质无伤害。(2)可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取蛋白质,能不经过破碎提取细胞内的酶。(3)易于放大,连续操作,处理量大。超临界流体萃取:临界点附近温度和压力的微小变化会引起密度的显著变化,即溶解能力的显著变化。CO2超临界流体:n 临界点Tc31.06,pc7.39MPa;n 无毒、价廉、易得、易与萃取物分离;n 溶解力可通过温度、压力调节,也可以通过添加试剂(醇类、芳烃等)来改变;n 萃取率较低,选择性低n 特别适合天然产物的分离影响超临界流体萃取的因素:n 压力。压力大,密度大,溶解力强;n 温度。复杂,先升高后降低。n 超临界流体的性质和被萃取物的极性。CO2极性小,对于极性大的物质的萃取,必须加入添加剂,称为提携剂或改性剂。n 流量。扩散慢的溶质流量不宜大。n 原料的颗粒度小,利于萃取,但太小会出现堵塞或结块造成沟流等不利现象;n 萃取时间。增加萃取强度,可以缩短时间。可能的机理是组分之间的“溶解互助”效应,即先萃取出来的物质起到改性剂的作用,增加了溶解能力。n超临界流体萃取的应用n 中药有效成分的提取。植物原料,生物碱、黄酮、有机酸、皂苷、萜类、挥发油、糖类、油脂、氨基酸、色素、鞣质、蛋白质、酶等,传统方法复杂,流程长,SPE简单快速效率高。n 天然香料提取。n 食品有效成分提取。n 环境样品前处理。n 与其他方法联用,色谱、精馏、质谱、核磁、红外等溶剂微胶囊萃取:在微胶囊形成过程中将用于萃取的溶剂包覆于微胶囊的空腔内。1. 溶剂萃取问题:溶剂损失和相分离难。2. 解决方法之一:溶剂固定在支撑载体上。要求:固定化溶剂稳定性好,载体耐溶剂能力强。3. 溶剂微胶囊的制备:溶剂分散和溶剂包覆两步。分散:搅拌、超声、膜分散包覆:形成微胶囊过程包覆溶剂在胶囊内,胶囊化方法有相分离法、物理机械法和聚合反应法。溶剂微胶囊的特点:n 包覆量大,萃取容量高n 传质方式变为固-液传质,设备简化,操作简单n 稳定性高n 壁材选择难度大,耐有机溶剂壁材少n 制备过程相对复杂溶剂微胶囊的应用:n 金属离子萃取-海藻酸钙为壁材,锐孔 凝固乳制备包覆Cyanex302的生物高聚物微胶囊,凝固乳为0.5mol/LCaCl2水溶液,对Pd2+有很好的选择性;n 药物分离-聚砜为壁材制备包覆三辛胺的微胶囊,萃取柠檬酸、草酸以及丙酸等的分配系数分别达到78、100和23。6、 色谱基本概念流动相、固定相:在色谱分离过程中,固定不动的一相称为固定相;通过或沿着固定相移动的流体称为流动相。色谱流出曲线-色谱图:由色谱峰流出曲线可以实现以下目的: 依据保留值进行定性; 依据峰面积或者峰高进行定量分析; 依据保留值以及峰宽评价色谱柱的分离效能分配系数:分配系数K是反映了溶质和固定相、流动相作用力的差别,它决定于流动相、固定相和溶质分子的结构,而和色谱柱特性以及仪器无关。 分配比:色谱学中用到的描述溶质在固定相和流动相之间分布特性的另一个重要的参数是分配容量k,也叫容量因子,分配比,容量比。相比b :相比与填料的颗粒度、表面积、固定相的用量、填充的情况等因素有关。 相对保留值:代表固定相对两组分的分离能力即分离选择性的大小。 取决于: 组分、固定相性质与流动相性质 柱温保留值:保留值是组分在色谱柱内滞留行为的一个指标,与分配过程有关,受热力学和动力学因素的控制。保留时间、保留体积等。调整保留值:n 区带宽度:峰底宽Wn 半峰宽W1/2n 标准偏差s分离度:峰底分离度1.0基本分离97.72%1.5完全分离99.87%塔板高度和塔板数:范式方程:HHminACuB/uuHuoptHu曲线 判断色谱柱填充情况 比较色谱柱性能 分离度方程:近似处理: 假定相邻两组分峰底宽相等灌注色谱:灌注色谱中,分离度基本不受流速的影响。特点:能以比HPLC快10-100倍的速度在较短的时间内进行生物大分子的分离,同时不明显损失分离度和柱容量,特别适用于生物大分子的快速分析和规模制备。超高效液相色谱:UPLC的优势:样品通量增加9倍灵敏度增加3倍分离度增加2倍数据质量提高生产力提高分析速度加快色谱峰容量增加单位时间内能分离样品的能力增加超临界流体色谱法SFC:1. 结合GC和HPLC的优点,弥补其不足。2. 可分析GC不适应的高沸点、低挥发性样品。3. 比HPLC分析速度更快、柱效更高。4. 可以选用GC、HPLC的检测器,与质谱、傅立叶变换红外光谱等在线联用也较方便5. 复杂样品分析可以采取程序升密度的方式。 SFC固定相:1、要求耐溶剂冲洗。2、多使用厚液膜柱(0.5mm)。SFC流动相:1、CO2弱极性流动相2、NH3极性流动相3、CO2改性流动相检测器:氢火焰离子化检测器:CO2不响应,广泛使用。紫外检测器: CO2的紫外辐射透过性好,常用。质谱、傅立叶变换红外检测器等。7、制备色谱技术常规薄层色谱PTLC:薄层板制备:为了增大上样量,增加了吸附剂用量。固定相:硅胶、氧化铝、纤维素、C2、C18等反相健合硅胶支撑:玻璃板或铝箔加压薄层色谱OPLC:弹性气垫,外压使没有气相存在,展开剂强制流动,展开速度加快。更细的固定相颗粒、更长的薄层板离心薄层色谱CTLC:离心力加速流动相,分离速度快,操作简单,占用空间小,使用溶剂少,可反复使用,可进行梯度洗脱,进样量大,一次分离量0.1-0.2g常规柱色谱:操作:(1)装柱:干法和湿法;(2)上样:液体上样和拌样上样,样品带尽可能窄;(3)洗脱:始终保持洗脱剂液面高于柱床表面,可梯度洗脱;(4)流分收集:常采用固定体积收集法,结合TLC检验;(5)样品回收:减压蒸馏或重结晶干柱柱色谱:干吸附剂,待分离样品配成浓溶液或吸附于少量填料上上样,洗脱液接近色谱柱底部时停止洗脱,挖出或切开色带。特点:时间短、节省试剂、玻璃柱、尼龙柱。减压柱色谱:减压促进溶剂流动。n 与加压相比,变换溶剂更加方便;n 吸附剂高度一般不超过5cm;n 分离过程中,逐渐增加洗脱剂中高极性溶剂的比例,开始阶段增加幅度较小(1%,2%,3%),随后幅度逐步增大(5%,10%,20%等),通常收集20-25个流分即可将所有成分洗脱。加压液相柱色谱技术:(1)快速色谱法:约0.2MPa;(2)低压液相色谱法:2MPa;模拟移动床色谱SMB:通常的色谱存在下列问题:(1)不能连续操作;(2)溶剂和分离材料利用率低;(3)流出组分被高度稀释;SMB同样的分离材料,生产力增加60倍,溶剂消耗量减少80倍。原理: 径向柱色谱:浓度过载和体积过载: K变化,非线性结果难预测K不变,线性结果可预测边缘切割与循环色谱分离:分离不佳时 密闭进样器是将流经检测器的柱流出液通过多通阀连至泵的入口;交替柱循环装置是连接两根色谱柱,通过阀门将第二根色谱柱切割得到的样品再加到第一根色谱柱上循环分离。8、膜分离电渗析及其应用:1. 基本原理:阳膜C负电酸性基团,透过阳离子,阴离子不能透过阴膜A正电碱性基团,透过阴离子,阳离子不能透过两膜之间用特殊隔板隔开浓缩室:阳离子阴离子在电场驱动下透过离子交换膜进入淡化室:阳离子阴离子在电场驱动下透过离子交换膜移出阳极室:产生氯气、氧气和次氯酸阴极室:产生氢气和氢氧化钠2. 应用:水的纯化;用海水、盐泉卤水制盐;医药、食品工业中的应用;废水处理;离子膜电解微滤、超过滤、纳滤和反渗透的应用:分离粒径更小的各种微粒或者大分子,需要用膜为过滤介质。微孔过滤截留的粒径范围0.02-10mm,超过滤截留的范围是1-20nm。纳滤的范围是(渗透压)反渗透应用:(1)以渗透液为产品,即制备各种品质的水;(2)以浓缩液为产品,在医药、食品工业中浓缩料液,(3)渗透液和浓缩液都作为产品,处理印染、食品、造纸等工业污水。渗透气化:原理:利用膜对液体混合物中不同组分的溶解扩散性能不同,使不同组分通过膜的渗透速率不同实现分离的,具有相态变化的新型膜分离过程。过程:(1)液膜界面吸附,原料液中渗透组分溶解在膜表面;(2)通过膜的扩散溶解在膜表面的组分以分子扩散从膜的液相侧通过膜的活性层进入气相侧;(3)膜汽界面蒸发,汽化解吸到气相。其中(2)是速控步骤。渗透汽化的特点1) 分离系数高-突出优点,2) 渗透通量小-缺点 一般不超过1000g/(m2h);3) 透过物有相变需要提供汽化热。适用于难分离的近沸、桓沸、同分异构体及热敏混合物的分离。应用:(1)恒沸物的分离(2) 近沸混合物的分离(3)混合物中少量杂质的分离膜蒸馏:膜蒸馏(MD)是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程,它以疏水微孔膜为介质,在膜两侧蒸气压差的作用下,料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔,从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比,膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。应用:1、海水淡化2、超纯水的制备3、废水处理4、共沸混合物的分离膜萃取:膜萃取,又称固定膜界面萃取,是基于非孔膜技术发展起来的一种样品前处理方法,是膜技术和液液萃取过程相结合的新的分离技术,是膜分离过程中的重要组成部分。膜分相:(油滴和水的分离)原理:对于油水混合料液的分散体系,膜分相是利用多孔固体膜表面与乳浊液中两相的物化作用不同,其中一相优先吸的在膜表面上。形成纯的液相层,在膜两侧极小压差作用下。此相优先通过分相膜的孔。从而达到两相分离的目的。亲膜分散相凝聚层形成而流过;疏膜分散相排斥。膜孔径和两侧压差是分相是否完全的重要控制因素。静压超滤膜分相和混合过滤膜分相两类。静压超滤分相膜的孔径一般在0.1m以下。超滤压差为200一400kPa;混合过滤分相膜的孔径往往在1m以上甚至达几十m,过滤压差只有几个到几十个Pa不等。液膜分离、迁移机理:液膜是很薄的一层液体可以是水溶液也可以是有机溶液。它能把两个互溶的组成不同的溶液隔开、并通过这层液膜的选择性渗透作用实现分离。机理:(1)单纯迁移 无流动载体,无化学反应试剂,溶解度和扩散系数的不同导致透过膜的速度不同。(2)滴内化学反应(I型促进迁移)通过化学反应来促进溶质迁移的方法。(3)膜相化学反应(载体输送型促进迁移)。离子泵:也叫型促进迁移。其定向性表现在它具有能量泵的作用,使渗透溶质实观从低浓区沿着反浓度梯度方向向高浓区持续地进行迁移直到把溶质输送完为止。这种高度定向性地迁移物质的特征恰是生物细胞膜所特有的。液膜人工肝、肺、肾:液膜人工肺 采用能充分溶解CO2和O2气但和血液不相混溶的溶剂氟代烃作为油包气液膜,内相中的O2气透过膜扩散到血液中,同时血液中的CO2反向扩散进入氟代烃膜内相使血液变成新鲜血液进行循环,从而起到肺功能的作用,故称为液膜人工肺。液膜人工肝 病人在肝昏迷时,酚和硫醇被认为是最重要的毒素。在正常状况下,酚和硫醇是通过肝脏解毒的,但在肝昏迷时,肝的解毒作用削弱,因此酚和硫醇在血液中的浓度急剧增加。 利用石蜡油和尿定二磷酸葡糖醛酸转移酶溶液制成乳状液,酶溶液为内相,石蜡油为膜相,分散到血液中后,尿定二磷酸葡糖醛酸连接到要解毒的酚上,所得结合酚是亲水的,可以被排除这一反应同肝内发生的过程相同起到肝功能的作用、称为液膜人工肝。液膜人工肾 肾脏受损或病变时会产生尿素用液膜直接从胃肠道中除去这类毒素能减轻病人对渗析的依赖或帮助病人渡过危险期。这种液膜除尿素的机理是通过尿素酶使尿毒素分解为CO2和NH3,CO2易于从肺中排出体外,再借助适当的液膜分离NH3。通常尿素酶存在于肠内,其活性受肠内的自然变化所限制,达不到足够高的浓度去分解因肾脏病变而产生的过量的尿素,利用液膜包裹的外加尿素酶增大原有的酶活性,以更快地分解尿素。 亲和膜分离:原理:兼有膜分离和亲和色谱的优点。亲和膜分离不仅仅是依靠膜孔径大小,更主要利用生物特异性和选择性,因此不受分子量大小的限制。机理:亲和膜:n 膜材料分子结构要有能与间隔臂和配位基进行化学反应的活性基团,如羟基、氨基、巯基、羧基等;n 原始膜没有相应基团,可以化学改性产生;n 足够大的表面积,健合足够多的间隔臂和配位基,从而具有高的亲和容量;n 孔径够大,生物大分子自由进入,通量高;n 耐酸、耐碱、耐高浓度盐和各种有机溶剂;n 有一定的机械强度,长期使用不变形,不损坏;n 耐生物分子的作用,不腐烂、不变臭、不堵塞。9、电分离方法电泳:在半导电流体中,带电粒子在外加电场作用下的泳动现象叫电泳。影响电泳速度的因素:u 电场强度Eu 介质特性(介电常数和粘度h)u 粒子的有效电荷u 粒子大小和形状因此,荷质比差异是电泳分离的基础。电渗流:在毛细管中,电渗流指的是体相溶液在外加电场下整体朝一个方向运动的现象。影响电渗流的因素主要有:l 电场强度El 毛细管材料l 溶液的pHl 电解质溶液的成分和浓度l 添加剂l 温度 淌度、有效淌度和表观淌度:淌度(Mobility, m) 因为电泳速度与外加电场强度有关,所以,在电泳中常用淌度而不用速度来表示带电粒子的电泳行为和特性。 绝对淌度(absolute mobility,mab) 无限稀释条件下单位电场强度下离子的平均迁移速度。它是该离子在一定溶液中的一个特征物理常数。有效淌度(effective mobility,mef) 有效淌度是实验测出的离子淌度,它是所有产物的离解度(ai)和分子的第i离子形式的绝对淌度乘积之总和:mef取决于许多因素,包括离子半径,溶剂化作用,介电常数,溶剂粘度,离子形状、电荷、pH、离解度和温度等。 在毛细管电泳中,样品分子的迁移是有效电泳淌度和电渗流淌度的综合表现,这时的淌度称为表观淌度,或者净淌度。中性分子的毛细管电泳分离方法:络合物如糖和硼酸根 找不到胶束电动毛细管色谱MEKC:以胶束为假固定相的一种电动色谱,是电泳技术和色谱技术的巧妙结合。MEKC是基于溶质在胶束中的不同分配进行分离的,其突出的优点是除了能够分离带电荷的离子化合物外,还可以分离不带电荷的中性分子。MEKC对样品分子量大小局限在小于5000。影响MEKC的选择性的因素有: (1)温度; (2)表面活性剂类型; (3)胶束的修饰,如采用混合胶束; (4)水相修饰,如改变缓冲溶液pH等; (5)加入不同的添加剂。柱内效应主要有:a) 纵向扩散b) 胶束增溶作用中的吸附-解吸动力学c) 水相中胶束间的质量传输d) 径向温度梯度效应e) 胶束的电泳分散MEKC中的胶束假相:q 对溶质的作用力不同,从而影响分离选择性。q 影响电渗,甚至转向等。q 改变迁移窗口,因而可改变系统的峰容量。q 混合胶束的使用可增加分离的选择性。影响MEKC分离的因素:1、胶束浓度2、pH值3、离子强度MEKC达到高效快速分离的原因:o 电渗流的扁平流型,大大减小了径向速度梯度;o 毛细管柱的细管径以其极高的散热效率减小了由高电场强度引起的热效应;o 胶束本身是动态结构,因而溶质进出方便迅速,使传质速度加快。毛细管区带电泳CZE原理:在充满电解质溶液的毛细管中,荷质比大小不同的组分在电场的作用下,按照迁移速度的不同而进行分离的。毛细管电泳中使用最为广泛的一种技术。荷质比不同是CZE分离的基础。a. 样品分子本身荷质比不同(pH调控)b. 与其他试剂作用后产生荷质比差异(配位、形成主客体化合物等)CZE动态分离原理:前面讲的CZE,是样品在均匀电场下进行分离的。类似于液相色谱中的梯度淋洗,动态调节背景电解质的组成(浓度、pH),可以在CE分离中形成梯度变化,或者局部基质动态变化,即在非稳态介质中和非均匀电场下进行CZE分离。CZE中pH梯度动态分离:在CZE装置中,控制由电极池进入毛细管中的H+离子的流动速率,或者是通过温度诱导pH变化,能够在毛细管内形成pH梯度。压力进样和电迁移进样的两种进样方式的区别:1. 压力进样(流体力学进样):通过虹吸、在进样端加压,或者检测端抽空等方法。特点:对样品没有歧视现象,即保持和组分在样品瓶中的浓度比不变化。2. 电动(电迁移)进样:将进样端的缓冲溶液瓶换成样品瓶然后加电压实现进样。 特点:产生进样歧视,但方法简单,当缓冲溶液粘度大的时候,特别是CGE情况下很适合。样品堆积原理:样品塞中的离子以快的速度迁移至区带前沿,直至进入到电场强度为Eb的高浓度缓冲溶液区域而变慢下来,于是导致样品塞中离子堆积(stacking)在高浓度的缓冲溶液界面上。自发电沉积:一种元素的离子自发地沉积在另一种金属电极上,也称为电化学置换。决定因素:电极电势,如采用还原电极电势,则电极电势小的能置换出电极电势大的另一种金属离子。影响因素: 电极电势 溶液组成 电极的表面状态 温度应用:放射性元素钋(Po)的分离分析。化学修饰电极分离富集:化学或者物理化学方法对电极表面进行修饰,形成某种微结构(功能分子),可选择性进行所期望的电化学氧化还原反应。集分离、富集、测定于一体。离子交换、配位、共价键合、疏水性等性质。10、其他分离方法场流分级FFF:溶质分子在流动过程中由于受到与流动方向相垂直或成某种角度的外场作用改变原来的流动方式而造成组分的分离。已经应用的外场有热场、离心力场、电场、交叉流场、磁场等。场流分级的优点i. 连续流动分离方法,洗脱的组分容易收集,能和后续分析步骤相连。ii. 理论上是清楚的,物理化学性质与洗脱特性的关系能精确地相关联。iii. 实验设备具有“弹性”,即可以进行多种改变,即设计各种场、各种不同的管道尺寸、表面几何形状等。 iv. 保留值由外场控制,对于不同的分离,不需要改变流动通道,只需要改变外场类型和强度。v. 能迅速产生和获得各种信息。vi. 单相特性意味着对于复杂组分的迁移和洗脱数据的结实有最少的相界面的影响。vii. 没有突发性外力作用和相界面,因此不破坏样品包括活的细胞、粒子聚集体等等的性质。场流分级与色谱的比较 从过程上讲,与色谱很相似。样品从分离管道的一端注入,另一端检测收集。但不属于真正的色谱,因为只有一个相。二者在应用方面具有互补性。色谱法主要用于分子量较小的物质的分离,场流分级主要用于分子量较大的物质的分离。场流分级目前尚无商品仪器。环炉技术:基本原理:以适当的冲洗液冲洗采集在(加在)滤纸中心的微量试样,借助于滤纸的毛细效应,利用冲洗过程中的沉淀、萃取、离子交换等作用,使试样中的待测物质选择性地向外径向扩散,同时利用环炉加热,使冲洗液在一定距离处蒸发,扩散物浓缩在一个环圈上。用灵敏度和选择性高的显色剂显色,进行定性定量分析。环炉分析方法及其特点q 环圈分析法:环炉分离后显色,比较试样环与标准环的颜色深度,判断含量,应用广泛。q 环段比色法:为了增加浓缩效果,进一步提高灵敏度,可将待测组分浓缩在一个环段上,即采用中心角成180,90,72,60,36等的扇形滤纸,则灵敏度可分别提高1,3,4,5,9倍。q 集分离、富集、测定于一体,简单。q 灵敏度较高。常用于微克级、纳克级物质的测定,某些情况下,可用于皮克级物质的测定。q 准确度高,10q 取样量少,几至几十微克q 设备简单,分析速度快。对空气污染物进行环炉分析,从采样到测定,整个过程30分钟内完成。应用q 大多数元素和多种有机物q 金属材料的微损分析,表面分析,贵重材料和超小元件分析,化探分析和单矿物分析,有机官能团鉴定,染料,药物,毒物,农药,除草剂分析,放射性裂变产物分析,环境分析,临床分析,法医分析,考古分析等。区域熔融:根据液固平衡原理,利用熔融-固化过程来进行除去杂质的方法称为区域熔融,可制得纯度达99.999%的金属、合金、金属间化合物、半导体材料,以及无机、有机化合物。利用区域熔融技术还可以分离某些混合物,浓缩稀溶液中的某些物质。基本原理: 样品成细杆状,长度0.6-3m或更长,封闭于管内,水平或垂直悬浮,外加热环套,环的温度保持在固体熔点以上几度。环以极慢的速度沿杆移动(1-3m/h),形成窄的熔融区沿杆前进。p 易溶于液相难溶于固相的杂质跟随熔融区前进,难溶于液相的留在后面。p 如杂质存在降低主材料的熔点,则熔融区前移时更多的杂质浓集在熔融区。p 环操作可以循环,或采用多个环,称区域精制p 熔融区沿杆前后移动,可使杂质均匀分布于材料中,称为区域调平。区域提纯的应用:a. 单质提纯 b. 半导体和金属互化合物c. 离子化合物、氧化物d. 有机化合物e. 分析化学中的应用分子蒸馏:1.常规蒸馏:沸点差异 分子蒸馏:分子运动的平均自由程差异3. 分子相距远,互相吸引,接近到一定程度,相互排斥,由接近到排斥而分离的过程就是分子碰撞过程。两分子碰撞过程中,它们质心的最短距离为分子的有效直径,一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经历的路程称为分子运动自由程。分子蒸馏特点:p 蒸馏压力低。p 物质受热时间短。p 操作温度低。p 分离度高。分子蒸馏的应用:p 适合于分离分子量差别大的液体混合物如同系物,不适合于异构体的分离。p 对于分子量相近的物质,如沸点或分子结构相差较大,也可分离。p 高沸点、热敏性、易氧化、易聚合。p 设备昂贵,运行成本较高,只适合于高附加值物质的分离。p 脱去热敏性物质中的轻分子物质。p 产品脱色和去杂质。p 避免和减少热敏物质损伤和破坏的分离。p 避免环境污染。p 产品与催化剂的分离。浮选分离:离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒等物质因其表面活性不同,可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上,从而与母液分离的方法称为浮选分离。本身没有表面活性的物质,经加入表面活性剂后可变成有表面活性的物质,也可用此法进行分离。特点:p 装置简单,处理量大,可自动化、连续化操作。p 已用于Ag, As, Au, Be, Bi, Cd, Co, Cu, Cr, F, Fe, Hf, Hg, In, Ir, Mn, Mo, Ni, Os, P, Pb, Pd, Pt, Rh, Ru, Sc, Se, Sn, Te, Ti, U, V, Zn, Zr等34种元素的分离富集。p 适合于海水、河水、饮用水、岩石、矿石、金属和环境样品中微量元素的分离富集。p 富集系数通常可达104。原理:p 表面活性剂在溶液中易被吸附到气泡的气-液界面上。p 表面活性剂极性一端向着水相,非极性一端向着气相,表面活性剂的极性端与水相中的离子或极性分子通过物理(如静电引力)或化学(如配位反应)作用连接在一起。p 通入气泡时,表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气液界面,被气泡带到液面,形成泡沫层,从而达到分离的目的。p 是独特的液固气三相分离方法。p 分离与物质的密度无关, 主要取决于其表面性质的差异,其本质是表面的极性和不饱和键的性质。这些性质决定于组成物料颗粒元素的性质以及物料的内部结构。p 浮选过程经历颗粒与气泡相互接近和接触, 颗粒与气泡之间的水化膜变薄和破裂, 以及颗粒克服了脱落力的影响附着在气泡上三个阶段。p 亲水性物料表面易被水润湿, 自然可浮性差; 疏水性物料表面难被水润湿, 自然可浮性好。 分为离子浮选、沉淀浮选和溶剂浮选三大类:离子浮选: 待分离离子(或配离子) 溶液,加入带相反电荷的表面活性剂,形成疏水性离子缔合物。 通入气泡流,疏水性
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