分配色譜法的基本原理與支持劑
實驗室k / 2019-07-26
在吸附色譜法中已提到，吸附色譜主要適用于親脂性物質的分離，對于強極性物質，例如脂肪酸或多元醇等在極性吸附劑上的分離很不理想。因這些物質的極性太強，為極性吸附劑所強烈滯留，即使用洗脫能力很強的洗脫劑，也難以將它們洗脫。分配色譜的應運而生，使這些強極性的親水性物質能很好地分離。
分配色譜法的全稱為液-液分配色譜(liquid-liquid partition chromatography)，由Martin和Synge于1941年首創(chuàng)分配色譜的理論，并因而獲得了諾貝爾獎。
分配色譜具有下列優(yōu)點：①有較好的重現(xiàn)性；②可根據(jù)某些數(shù)據(jù)(K值)預示分離結果；③由于分配系數(shù)在較大的濃度范圍內是常數(shù)，因而它的洗脫峰一般為對稱峰，峰形銳利，較少出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象；④能適用于各種類別化合物的分離；⑤在大多數(shù)情況下，均能找到一合適的溶劑來進行分離。
基本原理
分配色譜是將某種溶劑涂布在吸附劑顆粒表面，形成一液膜，稱為固定液相(liquid stationary phase)，吸附劑顆粒稱為支持劑(solid support)或載體(carrier)。例如，在硅膠上涂布一層水膜，但以50％為限，太多將會使硅膠變成糊狀而不能裝柱，溶質就在固定液相和流動液相(liquid mobile phase)之間發(fā)生分配，各組分因其分配的不同而獲得分離。因而分配色譜的基本原理是分配定律。
1.分配定律 某溶質在兩種互不相溶的溶劑中達到平衡時，則其在兩溶劑中的濃度之比為常數(shù)，稱為分配常數(shù)(distribution coefficient)，以K表示。分配常數(shù)與溫度有關，它是活度之比。其意義是：當達到平衡時，溶質由一種液相進入另一種液相的速度與由另一種液相出來的速度相等。
as/am=1
∵ as=Csγs，am=Cmγm
∴ Cs/Cm=γm/γs=K
式中：as和am分別為溶質在固定液相和流動液相中的活度；Cs和Cm分別為溶質在兩相中的濃度；γs和γm和分別為溶質在兩相中的活度系數(shù)。
2.分配色譜 同樣也存在分配等溫線。由于在較大的濃度范圍內γs和γm是常數(shù)，因而K也是常數(shù)。這就說明分配等溫線在較大的濃度范圍內呈線性，所以分配色譜的洗脫峰峰形對稱而銳利。
在分配色譜中，用溶劑的極性來描述分配作用的程度。極性溶劑與極性溶質之間有較強的分子間作用力，而非極性溶劑與非極性溶質之間有較強的分子間作用力，因此，溶解度的“相似者相溶”經驗規(guī)則可用于分配色譜中溶劑對的選擇。此外，關于色譜法基本原理中的一系列方程式在此皆可應用。
支持劑
吸附色譜中的吸附劑是分配色譜中常用的支持制，盡管兩者有不少相似之處，但事寬不能等同。對支持劑的要求如下：
(1)化學惰性：它對流動相溶劑和分離對象等均不能起任何作用，包括吸附作用。
(2)多孔性：應有較大的表面，且孔徑分布要均勻。
(3)與固定液相之間應有較大的吸著力，以形成一層牢固的液膜，保證在洗脫過程中不受破壞。
常用的支持劑有硅膠、硅藻土、纖維素和淀粉等。硅膠膜因操作簡便，使用最多。以硅膠為例，支持劑與固定液相的比例為1：0.5～1。裝柱時，柱直徑與柱長度的比例為1：10～20，對于分配系數(shù)比較接近的難分離樣品，可增加到1：40以上，即通過增加柱長的方法來提高分離效率。
近來，硅藻土的使用也日益增多；用纖維素作支持劑時，也能獲得較好的重現(xiàn)性。
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