色谱分离基本原理

色谱分离的原理是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或亲和力而进行分离。在色谱柱分离过程中,流动相携带待分离物质通过固定相时,由于样品中各组分在性质和结构上的差异,它们与固定相之间的作用力大小不同经历多次分配平衡过程而达到分离的目的,形成流出曲线

单柱间歇色谱:

最早可以追溯到1903年,俄国植物学家Tswett,他采用填充有固体CaCO3细粒子的玻璃柱,将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素)加于柱顶端,然后以溶剂淋洗,结果发现这两种色素在柱中呈现除了不同的色带,便称之为色谱。

模拟移动床连续色谱: 模拟移动床技术就是一种典型的连续色谱技术,它是在20世纪1950年代后期提出的,1960年代初由美国的UOP公司使之商业化并创建了SMB工艺,从此之后SMB作为一种工业制备技术取得了长足的发展。SMB早期主要应用在大型石化工业和制糖工业上,近年来SMB被大量应用于淀粉糖、生物化工、精细化学口及医药产品的分离。

在工业生物技术领域,根据不同产品分离难度不同,通常可设计为:4柱色谱、6柱色谱、8柱色谱,采用的固定相通常为聚合物离子交换树脂。 为了保持树脂清洗时生产过程的连续性,相应色谱的运行模式可设计为:N-1(3+1、5+1、7+1)与N+1(4+1、6+1、8+1)模式。

分离机理:

在工业生物技术领域,主要的分理机理及典型的应用为以下五种:

分子筛效应: 低聚糖之间的分离、葡萄糖与麦芽糖的分离

亲和力差异: 木糖与阿拉伯糖,葡萄糖与果糖的分离、山梨醇与甘露醇的分离

离子排斥: 氨基酸脱盐、木糖脱盐、甜菜糖蜜分离

酸阻滞效应: 柠檬酸与乳酸、丁二酸的分离、无机酸与盐的分离等

疏水性差异:不同氨基酸之间的分离

工业应用领域:

氨基酸:

苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸/异亮氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸

有机酸:

柠檬酸、乳酸、丁二酸、衣糠酸

淀粉糖及糖醇:

葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、麦芽糖醇、山梨醇、甘露醇

功能性食品:

低聚果糖、低聚半乳糖、海藻糖、木糖、异麦芽酮糖、菊粉

其它领域:

维生素C、1,3丙二醇、甜菜碱