色譜法是一種分離和分析物質的重要方法,根據分離原理、操作形式等不同,可分為多種類型。以下是色譜的主要類型及其特點:
一、按分離原理分類
1. 吸附色譜(Adsorption Chromatography)
(1) 原理:利用固定相表面對不同組分的物理吸附能力差異進行分離。
(2) 固定相:常用吸附劑(如硅膠、氧化鋁、活性炭等)。
(3) 應用:常用于分離脂溶性化合物、異構體等,如薄層色譜(TLC)。
2. 分配色譜(Partition Chromatography)
(1) 原理:基于組分在固定相和流動相之間的分配系數差異分離。
(2) 固定相:將惰性載體(如硅藻土)浸涂固定液(高沸點有機溶劑)。
(3) 應用:適用于分離極性或中等極性化合物,如氣相色譜(GC)中的填充柱色譜。
3. 離子交換色譜(Ion Exchange Chromatography, IEC)
(1) 原理:利用離子交換樹脂與溶液中離子的交換能力差異分離。
(2) 固定相:離子交換樹脂(如磺酸型陽離子交換樹脂、季銨型陰離子交換樹脂)。
(3) 應用:用于分離離子型化合物(如氨基酸、核酸、有機酸等)。
4. 尺寸排阻色譜(Size Exclusion Chromatography, SEC)
又稱凝膠色譜(Gel Chromatography)
(1) 原理:根據分子大小不同,在多孔固定相中的滲透能力差異分離。
(2) 固定相:多孔凝膠(如葡聚糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠)。
(3) 應用:常用于分離高分子化合物(如蛋白質、聚合物),或測定分子量分布。
5. 親和色譜(Affinity Chromatography)
(1) 原理:利用生物分子間的特異性親和力(如抗原 - 抗體、酶 - 底物)分離。
(2) 固定相:將配體(如抗體)偶聯到惰性載體上。
(3) 應用:高效分離生物大分子(如蛋白質、酶、核酸)。
二、按操作形式分類
1. 柱色譜(Column Chromatography)
(1) 操作:將固定相填充到柱中,流動相攜帶樣品流過。
(2) 類型:包括吸附柱色譜、分配柱色譜、離子交換柱色譜等。
(3) 應用:實驗室常用的分離方法,可用于制備或分析。
2. 薄層色譜(Thin Layer Chromatography, TLC)
(1) 操作:將固定相均勻涂在玻璃板或鋁箔上,樣品點樣后用流動相展開。
(2) 特點:操作簡單、成本低,可快速檢測樣品組分。
(3) 衍生技術:高效薄層色譜(HPTLC),分離效率更高。
3. 紙色譜(Paper Chromatography)
(1) 操作:以濾紙為載體,固定相為濾紙吸附的水分,流動相為有機溶劑。
(2) 應用:曾用于分離氨基酸、糖類等極性化合物,現逐漸被 TLC 替代。
三、按流動相狀態分類
1. 氣相色譜(Gas Chromatography, GC)
(1) 流動相:惰性氣體(如氮氣、氦氣)。
(2) 固定相:固定液(涂在惰性載體上)或固體吸附劑。
(3) 應用:適用于分析易揮發、熱穩定的化合物(如烴類、農藥殘留)。
(4) 衍生技術:裂解氣相色譜(Py-GC)、頂空氣相色譜(HS-GC)。
2. 液相色譜(Liquid Chromatography, LC)
(1) 流動相:液體(如甲醇、水、緩沖液)。
(2) 類型:
① 高效液相色譜(HPLC):使用高壓泵和高效固定相,分離效率高,應用廣泛(如藥物分析、環境監測)。
② 超高效液相色譜(UHPLC):更高壓力和柱效,分析速度更快。
③ 反相液相色譜(RPLC):固定相為非極性(如 C18),流動相為極性溶劑,常用的 LC 模式。
④ 正相液相色譜(NPLC):固定相為極性(如硅膠),流動相為非極性溶劑,用于分離極性化合物。
四、其他特殊類型色譜
1. 電色譜(Electrochromatography)
(1) 原理:結合電泳和色譜原理,利用電場驅動流動相,同時基于固定相分離。
(2) 類型:如毛細管電色譜(CEC),兼具高效液相色譜和毛細管電泳的優勢。
2. 疏水作用色譜(Hydrophobic Interaction Chromatography, HIC)
(1) 原理:利用蛋白質表面疏水區與固定相疏水基團的相互作用分離。
(2) 應用:純化蛋白質,尤其適用于保持生物活性的分離。
3. 金屬螯合色譜(Metal Chelate Chromatography)
(1) 原理:固定相螯合金屬離子,與含配位基團的蛋白質結合。
(2) 應用:重組蛋白的親和純化(如 His 標簽蛋白)。
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