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实验六:薄层层析与柱层析

实验六:薄层层析与柱层析
实验六:薄层层析与柱层析

实验六薄层层析与柱层析

实验目的

1. 了解偶氮苯的光学异构反应,加深对光化学反应的理解。

2. 掌握薄层层析的基本操作,薄层层析分离顺、反式偶氮苯。

3. 了解柱层析分离有机化合物的原理,初步掌握层析柱装填和洗脱的操作方法

4. 采用柱层析分离反式偶氮苯与靛红的混合物

实验原理

偶氮苯是最简单的芳香偶氮化合物,众多偶氮染料的母体结构。含有两个苯基分别与偶氮基-N=N~两端相连的结构。偶氮苯有毒,易燃。偶氮苯有顺(Z) -反(巳-异构体。反式为橙红色棱形晶体,蒸气为深红色,溶于乙醇、乙醚、醋酸和水。反式的热力学性质稳定。当溶于乙醇的偶氮苯用一定强度的紫外光照射时,顺式的比例逐渐增大,直至达到平衡,形成顺反异构体的混合物。偶氮苯的光致异构是很多偶氮类功能材料光响应的基础。顺式为橙红色片状晶体,不稳定,在加热或可见光照射下能够变成反式。

色谱方法是通过在固定相和流动相间分配的不同而将物质分离开。待分离混合物各组分在固定相上的吸附强度不同,与流动相一起移动的速度也不同,因此被分离开。

剂在毛细管作用下能够沿着色谱板向上移动。由于混合物中各组分对吸附剂(固定相)的吸附能力不同,当展开剂(流动相)流经吸附剂时发生无数次吸附解附过程,吸附力弱的组分随流动相迅速向前移动,吸附力强的组分滞留在后,由于

薄层色谱属于固-液吸附色谱。薄层色谱板中的固定相中的微孔结构使得溶

各组分具有不同的移动速度,最终在固定相薄层析上分离。TLC除了用于分离外,还可以通过与已知结构的的化合物比对,鉴定少量有机混合物的组成,它也是柱色谱寻求

最佳展开剂的手段。上图中红色化合物的R f等于竖直红线的长度除以竖直蓝线的长度。

柱层析也属于固-液吸附色谱。在一根玻璃“分离柱”中进行。

管中装上适当的粉末作为国定相。待分离或纯化物质的溶液(流动

相)在重力作用下流经吸附剂时,不同物质对溶剂和吸附剂的亲和力不同,因而被吸附的程度不同,从而以

不同速度流动,使化合物得以分离。靛红与偶氮苯在极性上具有较大差异,从而

可以使用极性适中的展开剂,通过柱层析将二者分离。

仪器与试剂

分析天平,TLC,锥形瓶,毛细管,层析柱,棉花,量筒,硅胶,蒸发皿,展缸;EtOAc, CH2CI2,石油醚,靛红;请自带尺子(用于计算 R值)

颜老师在实验开始之前已经准备好的试剂:a.偶氮苯的溶液(15 mg in 1mL EtOH);

b.靛红的溶液(15 mg in 1mL CH2CI2);

c.靛红与偶氮苯的均匀混合物

(靛红1.4 g +偶氮苯3.5 g)。

实验内容

a)光照异构化

取0.1 g反式偶氮苯溶于5 mL无水乙醇中,将此溶液放于试管中,密封,置于可见光下二星期,以便与光照前的溶液进行对比。

b)薄层层析

取管口平整的毛细管吸取光照后的偶氮苯溶液,在离薄层板边沿约0.5 cm

的起点线上点样。再用另一毛细管吸取未经光照的反式偶氮苯溶液点样。待乙醇挥发后,将点好样品的薄层板放入内衬滤纸的展缸中。展缸内已放置展开剂(乙

酸乙酯/石油醚=1/40)。薄层板的点样端在下方,浸入展开剂,展开剂不要没过起点

Isatin

管中装上适当

线,也不要碰到样品点。待展开剂前沿上升到离板的上端约 1 cm处时,取

出薄层板,立即用铅笔在展开剂上升的前沿处划一记号,置于空气中晾干。可观察到薄层板上经光照后的偶氮苯溶液点样处上端有两个黄色斑点(哪一个斑点是顺式的?哪一个斑点是反式的?)。计算异构体的R f 值。

用上述相同的方法,采用 Ethyl Acetate : Petroleum Ether= 1:1 为展开剂,对靛红与偶氮苯的混合物进行 TLC ,为下面的柱层析选择展开剂。

c)柱层析

1.将层析柱固定在铁架台上,一定要保持柱子竖直。

2.将层析柱洗净后在柱底部放入一小团脱脂棉花。

3 .在锥形瓶中称重7g 硅胶(SiO2),并用Ethyl Acetate : Petroleum Ether (1:40)

调匀。在层析柱的下方放置一个锥形瓶,以收集流下的液体。加入少量洗脱剂

于层析柱中,以润湿棉花,使其贴在柱子下端。

4. 打开层析柱活塞,控制溶剂下流,将硅胶悬浊液沿柱子侧壁加入,并用少量的溶

剂洗去残余的硅胶,并加入柱中。用装有橡皮管或塞子由下向上轻轻敲击柱子

外壁,将气泡赶出,使硅胶填装均匀。并加压使硅胶紧密,以获得较好的分离效

果。轻轻敲击,使硅胶最上层成均匀平面,然后用药匙沿柱子侧壁, 轻轻地、慢

慢地在硅胶表面覆盖一层海砂(注意:不要破坏硅胶的上平面)。关闭活塞,

备用。

5. 打开活塞,当溶剂液面降至海砂表面时,关闭活塞。用滴管沿柱子侧壁

加入靛红与偶氮苯混合物的溶液(称取 40 mg,置于1.5mL的塑料样品管,加

入1 mL二氯甲烷(CH2CI2),超声振荡使其溶解)。打开活塞,使溶剂液面降

至海砂表面,关闭活塞。再用少量的展开剂洗塑料样品管,加入层析谱中,

并注意洗去粘附在柱壁上的液滴,打开活塞,流到液面,关闭活塞。重复上

述操作,直到将所有化合物冲到硅胶里面。

6. 沿侧壁加入大量的洗脱剂 Ethyl Acetate : Petroleum Ether (1:40),打开

活塞,加压保持一定的流速,观察色带的形成和分离。

7. 当第一个有色带到达柱底时,并且没有流出之前,关闭活塞,倒空锥形瓶,打

开活塞,收集全部色带。然后,改用Ethyl Acetate : Petroleum Ether (1:1)

作为洗脱剂。关闭活塞,换一个空的且干净的锥形瓶,打开活塞。当第二个有

色带到达柱底时,并且没有流出之前,关闭活塞,倒空锥形

瓶,打开活塞,收集全部色带。柱层析分离结束

8 ?柱层析分离结束后,采用 TLC对上述分离的两个溶液进行分析,总结分

离效果。同时,打开层析柱活塞,在加压下让展开剂流干,然后将硅胶倒入指

定的固体废物桶中。切勿倒入水槽或普通垃圾桶。

预习时的问题

1. 在薄层层析实验中,为什么点样的样品斑点不可浸入展开剂的溶液中?为什么进行薄层层析时展缸要盖上盖?

2. 当用混合物进行薄层层析时,如何判断各组分的在薄层板上的位置?靛红与偶氮苯,哪一个的极性较强?为什么?

3. 柱层析时柱中若留有空气或者是填装不均匀,对分离效果有何影响?如何避免?

4. 偶氮苯和靛红物理化学性质?毒性?有什么应用?偶氮苯光照异构化的机

理? why is trans-azobenzene more stable than cis-azobenzene?

其它阅读材料

1. 光化学

由光的作用引起的化学反应近年来日益受到人们的重视,光合作用就是最重要的光化学反应。研究激发态分子化学行为的光化学反应已经成为有机化学的一个重要分支。光不仅可以引起多种多样的化学反应,合成各种前所未有的奇妙反应分子,而且与我们的日常生活及生命现象有着密切的联系。

2. 薄层色谱

1. 固定相的选择

氧化铝和硅胶是薄层层析色谱常用的固定相。氧化铝多用于分离碱性或中性有机物;而硅胶的吸附性源于表面的 Si-OH 基,主要用于分离酸性、中性有机物质。

薄层色谱用的硅胶有薄层色谱用的硅胶有 60G 6OGF254 60H 60HF254和

60HF254+366等类型,其中G表示含有13%硫酸钙(作为黏合剂);H表示不含硫酸钙;F254表示含有2%无机荧光物质,在254 nm的紫外光照射下发出绿色荧光。与硅胶相

似,氧化铝也因含有黏合剂或荧光剂而分为氧化铝H、氧化铝G 氧化铝HF254和氧化铝GF254等类型。黏合剂除硫酸钙外,还可用淀粉、羧甲基纤维素(CMC。

2. 操作方法

①点样

在薄层板一端约1cm处,用铅笔轻轻划一条作为起点线。样品用易挥发性溶剂溶解后,用毛细管吸取样品溶液,轻轻接触到起点线的某一位置上。如果溶液太稀,可多点几次,但要等第一次样品溶剂挥发后,再点第二次。

点好样品后,待溶剂挥发干净,才可以进行下面的展开过程。

②展开剂的选择

选择展开剂,首先应考虑对被分离物有一定的溶解度和解吸能力。由于硅胶

和氧化铝都是极性吸附剂,所以展开剂的极性越大,试样在薄板上移动的距离越远,R f值(R f值是一个化合物在薄层板上上升的高度与展开剂上升的高度的比值)越大。例如,在分离过程中常发现R f太小,说明展开剂极性不够,需要考虑加入一种极性强的展开剂进行调控。发现R f值太小,说明展开剂极性不够,需要考虑加入一种极性强的展开剂进行调控。

常用展开剂的洗脱力由小到大的顺序为:石油醚、环己烷、四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、乙醚、四氢呋喃、乙酸乙醋、丙酮、正丁醇、乙醇、甲醇、水、冰乙酸、吡啶、有机酸等。

此外,在展开过程中,展开缸内展开剂的蒸气须始终处于饱和状态。一般可

用一块方型滤纸贴于缸壁上(下端浸于展开剂中),盖好密封一段时间。取放薄层板应迅速。

③显色

展开后,要等溶剂挥发完才能显色。若被分离的是有色组分,展开板上即呈现出有

色斑点。若化合物本身无色,则可以在紫外灯观察有无荧光斑点;或用碘蒸气熏的方法显色。显色后,用铅笔轻轻画出斑点位置,计算R f 值。

3.柱色谱

吸附层析柱的分离效果不仅依赖于吸附剂和洗脱溶剂的选择,而且与制成的层析柱有关;要求柱中的吸附剂用量为被分离样品量的 30-40 倍,若需要可增至 100 倍。

柱高与直径之比为4:1 至10:1,一般为7.5:1。实验室常用的层析柱, 其直径在0.5-10 cm 之间。当吸附物的色带占吸附剂高度的 1/10— 1/4 时,此层析柱已经可

作层析分离了。

柱层析常用吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙及活性炭等,吸附剂要求颗

粒大小均匀,越细分离效果越佳,但此时洗脱阻力会增大,所以要选择合适大小的吸附剂。氧化铝分酸性、中性和碱性三种,本实验应用中性氧化铝。

化合物的吸附能力与它的极性成正比,具有较大极性基团的化合物,其在吸附

剂上吸附能力较强。氧化铝对各化合物的吸附性按以下次序递减:酸>醇,胺,硫醇>酯,醛,酮>烃>卤化物,醚>烯>饱和烃。强吸附性的化合物要用强极性溶剂来洗脱。

作为洗脱剂的溶剂要求其具有一定极性,适合于被分离物的分离,体积尽量要小,此外要求易挥发,易除去(乙醚等挥发性太大的溶剂不合适)。洗脱剂的极性按下列次序递增:己烷或石油醚<环己烷<四氯化碳<三氯乙烯<二硫化碳<甲苯<

苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<丙醇<乙醇<甲醇<水<吡啶<乙酸。

装柱要求吸附剂必须均匀填充于柱内,不能有气泡和裂缝,否则将影响洗脱和

分离。在装柱时,通常把柱子竖直固定好,关闭下端活塞,底部用少量脱脂棉轻轻塞紧,加入0.5 cm厚的海砂,然后加入溶剂到柱子体积的 1/4,用一定量的溶剂与吸附

剂在烧杯中调成糊状,打开柱下端的活塞,让溶剂一滴一滴地滴入锥形瓶中,同时

把糊状物快速倒入柱中,吸附剂通过溶剂慢慢下沉,进行均匀填充。柱顶部 1/4 处一般不填充吸附剂:以便使吸附剂上面始终保持一液层。柱填充好后,上面再覆盖0.5 cm厚的海砂。

过柱时,首先把试样溶解在最小体积的溶剂中,用滴管将试液加到吸附剂的上面;试液加完并流到吸附剂上端时,立即加入展开剂进行展开,自始至终保持柱内液面高于吸附剂的顶端,否则柱内将出现气泡或裂缝。

试样中极性小的组分首先被洗脱下来,极性大的组分吸附较强,后被洗脱下来。

实验六:薄层层析与柱层析

实验六薄层层析与柱层析 实验目的 1. 了解偶氮苯的光学异构反应,加深对光化学反应的理解。 2. 掌握薄层层析的基本操作,薄层层析分离顺、反式偶氮苯。 3. 了解柱层析分离有机化合物的原理,初步掌握层析柱装填和洗脱的操作方法 4. 采用柱层析分离反式偶氮苯与靛红的混合物 实验原理 偶氮苯是最简单的芳香偶氮化合物,众多偶氮染料的母体结构。含有两个苯基分别与偶氮基-N=N~两端相连的结构。偶氮苯有毒,易燃。偶氮苯有顺(Z) -反(巳-异构体。反式为橙红色棱形晶体,蒸气为深红色,溶于乙醇、乙醚、醋酸和水。反式的热力学性质稳定。当溶于乙醇的偶氮苯用一定强度的紫外光照射时,顺式的比例逐渐增大,直至达到平衡,形成顺反异构体的混合物。偶氮苯的光致异构是很多偶氮类功能材料光响应的基础。顺式为橙红色片状晶体,不稳定,在加热或可见光照射下能够变成反式。 色谱方法是通过在固定相和流动相间分配的不同而将物质分离开。待分离混合物各组分在固定相上的吸附强度不同,与流动相一起移动的速度也不同,因此被分离开。 剂在毛细管作用下能够沿着色谱板向上移动。由于混合物中各组分对吸附剂(固定相)的吸附能力不同,当展开剂(流动相)流经吸附剂时发生无数次吸附解附过程,吸附力弱的组分随流动相迅速向前移动,吸附力强的组分滞留在后,由于 薄层色谱属于固-液吸附色谱。薄层色谱板中的固定相中的微孔结构使得溶

各组分具有不同的移动速度,最终在固定相薄层析上分离。TLC除了用于分离外,还可以通过与已知结构的的化合物比对,鉴定少量有机混合物的组成,它也是柱色谱寻求 最佳展开剂的手段。上图中红色化合物的R f等于竖直红线的长度除以竖直蓝线的长度。 柱层析也属于固-液吸附色谱。在一根玻璃“分离柱”中进行。 管中装上适当的粉末作为国定相。待分离或纯化物质的溶液(流动 相)在重力作用下流经吸附剂时,不同物质对溶剂和吸附剂的亲和力不同,因而被吸附的程度不同,从而以 不同速度流动,使化合物得以分离。靛红与偶氮苯在极性上具有较大差异,从而 可以使用极性适中的展开剂,通过柱层析将二者分离。 仪器与试剂 分析天平,TLC,锥形瓶,毛细管,层析柱,棉花,量筒,硅胶,蒸发皿,展缸;EtOAc, CH2CI2,石油醚,靛红;请自带尺子(用于计算 R值) 颜老师在实验开始之前已经准备好的试剂:a.偶氮苯的溶液(15 mg in 1mL EtOH); b.靛红的溶液(15 mg in 1mL CH2CI2); c.靛红与偶氮苯的均匀混合物 (靛红1.4 g +偶氮苯3.5 g)。 实验内容 a)光照异构化 取0.1 g反式偶氮苯溶于5 mL无水乙醇中,将此溶液放于试管中,密封,置于可见光下二星期,以便与光照前的溶液进行对比。 b)薄层层析 取管口平整的毛细管吸取光照后的偶氮苯溶液,在离薄层板边沿约0.5 cm 的起点线上点样。再用另一毛细管吸取未经光照的反式偶氮苯溶液点样。待乙醇挥发后,将点好样品的薄层板放入内衬滤纸的展缸中。展缸内已放置展开剂(乙 酸乙酯/石油醚=1/40)。薄层板的点样端在下方,浸入展开剂,展开剂不要没过起点 Isatin 管中装上适当

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将交联葡聚糖溶液用玻璃棒引流导入层析柱中,要注意,不能让柱子中有气泡,可以边装边用玻璃棒搅拌。 2、上样 装好柱后,用移液枪将柱子中上面的水吸出,再用移液枪将1ml 的蛋白溶液加入层析柱中。 3、洗脱和收集 打开恒流泵和收集器装置,待样品刚好渗入到凝胶中时,再向层析柱中加入3-4ml的蒸馏水,此时盖上层析柱的上盖,将上盖的细管插入到盛有双蒸水的烧杯中,调节恒流泵的速度和收集器时间,开始洗脱收集。 4、样品的检测 收集一段时间后,将样品取出,依次编号,依次加入200μl到酶标版上,选用一个孔加入双蒸水作为对照,用酶标仪在280nm下测检测。 五、实验结果及分析 1、实验结果: 2、蛋白质样品洗脱曲线:

迈克尔逊干涉实验报告

φ M 1 d L 2d S 1’ S 2’ G S M 1’ M 2 迈克尔逊干涉实验 39042122 吴淼 摘要:迈克尔逊干涉仪是一个经典迈克尔逊和莫雷设计制造出来的精密光学仪器,在近代物理和近代计量技术中都有着重要的应用。通过迈克尔逊干涉的实验,我们可以熟悉迈克尔逊干涉仪的结构并掌握其调整方法,认识电光源非定域干涉条纹的形成与特点,部分从并利用干涉条纹的变化测定光源的波长。 实验原理: (1)迈克尔逊干涉仪的光路 迈克尔逊干涉仪的光路图如图(一)所示。从光源S 发出的一束光 摄在分束板G1上,将光束分为两部分:一部分从G1半反射膜处反射,射向平面镜M2;另一部分从G1透射,射向平面镜M1。因G1和全反射平面镜M1、M2均成45°角,所以两束光均垂直射到M1、M2上。从M2反射回来的光,透过半反射膜;从M2反射回来的光,为半反射膜反射。二者汇集成一束光,在E 处即可观察到干涉条纹。光路中另一平行平板G2与G1平行,其材料厚度与G1完全相同,以补偿两束光的光程差,称为补偿板。在光路中,M1’是M1被G1半反射膜反射所形成的虚像,两束相干光相当于从M1’和M2反射而来,迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹如同M2和M1’之间的空气膜所产生的干涉条纹一样。 (2)单色电光源的非定域干涉条纹 M2平行M1’且相距为d , S 发出的光对M2来说,如S’发出的光,而对于E 处的观察者来说,S’如位于S2’一样。又由于半反 射膜G 的作用,M1如同处于S1’的位 图(一) 迈克尔孙干涉仪光路

置,所以E 处观察到的干涉条纹,犹如S1’、S2’发出的球面波,它们在空间处处相干,把观察屏放在E 空间不同位置,都可以看到干涉花纹,因此 这一干涉为非定域干涉。 如果把观察屏放在垂直于S1’、S2’的位置上,则可以看到一组同心圆,而圆心就是S1’,、S2’的连线与屏的交点E 。设E 处 (ES2’=L )的观察屏上,离中心E 点远处某一点P ,EP 的距离为R ,则两束光的光程差为 2222)2(R L R d L L +-++=? L>>d 时,展开上式并略去d 2/L 2,则有 ?cos 2/222d R L Ld L =+=? 式中φ是圆形干涉条纹的倾角。所以亮纹条件为 2dcos φ=k λ (k=0,1,2,…) ① 由此式可知,当k 、φ一定时,如果d 逐渐减小,则cos φ将增大,即φ角逐渐减小。也就是说,同一k 级条纹,当d 减小时,该圆环半径减小,看到的现象是干涉圆环内缩;如果d 逐渐增大,同理看到的现象是干涉条纹外扩。对于中央条纹,若内缩或外扩N 次,则光程差变化为2Δd=Nλ.式中,Δd 为d 的变化量,所以有 λ=2Δd/N ② 通过此式则能有变化的条纹数目求出光源的波长。 实验仪器: 迈克尔逊干涉仪、氦氖激光器、小孔、扩束镜、毛玻璃。

薄层色谱和柱色谱

实验名称:薄层色谱和柱色谱 一、实验目的 1、学习薄层色谱和柱色谱技术的原理和应用 2、掌握薄层色谱和柱色谱分离技术和操作要点。 3、掌握如何正确的配置展开剂 二、实验原理 色谱法的基本原理是利用混合物各组分在固定相和流动相中分配平衡常数的差异。简单地说就是当流动相流经固定相时,由于固定相对各组分的吸附或溶解性能的不同 使吸附力较弱或溶解度较小的组分在固定相中移动的速度较快,在多次反复平衡过程中导致各组分在固定相中形成了分离的“色带“从而得到分离。 三、主要试剂规格及用量 1%偶氮苯的甲苯溶液 1%苏丹Ⅲ的甲苯溶液 1%的羧甲基纤维素 钠 CMC 水溶液 硅胶G 立即比为9:1的甲苯-乙酸乙酯。 四、实验装置图 五、实验步骤 一 薄层色谱实验步骤 1、薄层板的制备 此实验中不考虑 有直接的可用 2、取两块薄层板 分别在距一端1cm处用铅笔轻轻地画一条线 作为起始线。用分别两根毛细管 分别取偶氮苯、苏丹甲苯溶液和其混合液放在起始线上 取两个样点 且两样点相距1到1.5厘米 且样点的直径不超过2毫米。如果样点颜色太浅 可以等其变干后在重复几次。 3、用上述的甲苯-乙酸乙酯作为展开剂 待样点干燥后 小心放入已加入展开剂的广口瓶中 点样一端应进入展开剂 0.5cm 盖好瓶盖 观察实验现象 观察展开剂前沿上升至离板的上端1cm处取出 尽快用铅笔在展开剂上升的前沿处划一记号 比较两者的Rf值的大小。 二 柱色谱实验步骤

1、在色谱柱上端放一个干燥的漏斗 将吸附剂倒入其中并轻轻的敲打色柱柱身使其填充均匀 然后加入洗脱剂湿润。 2、当溶剂下降到吸附剂表面时立即开始使用色谱柱 用滴管把样品溶液转移到上色谱柱中 并用少量溶剂分几次洗涤柱壁上所沾试液 直至无色。样品加完后 打开下旋塞使样品进入石英砂层后 再加入洗脱剂进行洗脱。 3、在分有色物质是 直接观察到分离后的“色带” 然后用洗脱剂将分离后的“色带”依次自柱中洗脱出来 再用适宜的溶剂将溶质萃取出来。

生物化学实验报告:蛋白质分子量的测定——凝胶层析法

生物化学实验报告:蛋白质分子量的测定— —凝胶层析法 实验一蛋白质分子量的测定——凝胶层析法 一、实验目的 1.掌握凝胶层析的基本原理。 2.学习利用凝胶层析法测定蛋白质相对分子质量的实验技能。二、实验原理 凝胶层析法也称分子筛层析法,是利用具有一定孔径大小的多孔凝胶作固定相的层析技术。当混合物随流动相经过凝胶层析柱时,其中各组分按其分子大小不同而被分离的技术。该法设备简单、操作方便、重复性好、样品回收率高。凝胶是一种不带电的具有三维空间的多孔网状结构、呈珠状颗粒的物质,每个颗粒的细微结构及筛孔的直径均匀一致,像筛子,小的分子可以进入凝胶网孔,而大的分子则排阻于颗粒之外。当含有分子大小不一的蛋白质混合物样品加到用此类凝胶颗粒装填而成的层析柱上时,这些物质即随洗脱液的流动而发生移动。大分子物质沿凝胶颗粒间隙随洗脱液移动,流程短,移动速率快,先被洗出层析柱;而小分子物质可通过凝胶网孔进入颗粒内部,然后再扩散出来,故流程长,移动速度慢,最后被洗出层析柱,从而使样品中不同大小的分子彼此获得分离。若分子大小介于上述完全排阻或完全渗

入凝胶的物质,则居二者之间从柱中流出。总之,各种不同相对分子质量的蛋白质分子,最终于它们被排阻和扩散的程度不同,在凝胶柱中所经过的路程和时间也不同,从而彼此可以分离开来。 将凝胶装在柱后,柱床体积称为“总体积”,以Vt表示。实质上Vt是Vo,Vi与Vg三部分组成,Vo称为“孔隙体积”或“外水体积”,即存在于柱床内凝胶颗粒外面空隙之间的水相体积,相应于一般层析法中柱内流动相的体积;Vi为内体积,即凝胶颗粒内部所含水相的体积。Vg为凝胶本身的体积。洗脱体积与Vo与Vi之间的关系可用下式表示:Ve=Vo+KdVi 式中Ve为洗脱体积,自加入样品时算起,到组分最大浓度出现时所流出的体积;Kd为样品组分在二相间的分配系数,也可以说Kd是分子量不同的溶质在凝胶内部与外部的分配系数。它只与被分离的物质分子的大小和凝胶颗粒孔隙的大小分布有关,而与柱的长度粗细无关,也就是说它对每一物质为常数,与柱的物理条件无关。Kd可通过实验求得,上式可以改写为:Kd=(Ve-Vo)/Vi 上式中Ve为实际测得的洗脱体积;Vo可用不被凝胶滞留的大分子物质的溶液通过实际测量求得;Vi可g×Wr求得。因此,对一层析柱胶床来说,只要通过实际实验得知某一物质的洗脱体积就可算出它的Kd值。

生物医学传感器与检测技术教学

《生物医学传感器与检测技术实验》教案大纲 张日欣李元斌 一、课程名称:生物医学传感器与检测技术实验 Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques 二、课程编码:0702831 三、学时与学分:24/1.5 四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,项目生理学,电子测试与实验,生物医学测量与仪器实验。 五、课程教案目标 1.本课程是生物医学项目专业的一门专业课,它应用电子技术,传感器测量技术和计算机技术,解决生物医学领域中的信号提取,检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题; 2.使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标,学习正确使用传感器,设计检测电路,掌握基本测量技术; 3.为医学仪器设计奠定基础。 六、适用学科专业 生物医学项目 七、基本教案内容与学时安排 ●热敏器件及温度传感器特性实验<4学时) ●压力传感器性能实验<4学时) ●气敏传感器特性实验<4学时) ●光电式脉搏探测器<4学时) ● ECG前置放大器<4学时) ●陷波器仿真、制作与调试<4学时) ●安全隔离设计与调试<4学时) ● ECG放大器的整体调试<4学时) ● 12导联心电工作站的原理及使用<4学时) 八、教材及参考书: 教材:生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材,武汉:华中科技大学教材科,2004年9月 参考文献: 1.生物医学检测技术讲义,杨玉星自编教材,1998年 2.生物医学电子学,蔡建新,张唯真,北京大学出版社,1997年 3.传感器原理与应用,黄贤钨,电子科技大学出版社,1999年 4.生物医学测量,陈延航,人民卫生出版社,1986年 5.医学物理,刘普和,人民卫生出版社,1986年 6.医学仪器-应用与设计,约翰G.韦伯斯特,新时代出版社,1985年 7.Protel 98 for windows 电路设计应用指南,程凡等,人民邮电出版社,1999年 九、考核方式 实验报告+实践表现 《生物医学测量与仪器实验》教案大纲

薄层色谱法实验报告

实验报告 一、实验目的 掌握薄层色谱的基本原理及其在有机物分离中的应用。 二、实验原理 有机混合物中各组分对吸附剂的吸附能力不同,当展开剂流经吸附剂时,有机物各组分会发生无数次吸附和解吸过程,吸附力弱的组分随流动相迅速向前,而吸附力弱的组分则滞后,由于各组分不同的移动速度而使得她们得以分离。物质被分离后在图谱上的位置,常用比移值R f表示。 R f 原点至层析斑点中心的距离原点至溶剂前沿的距离 三、实验仪器与药品 5.0cm×15.0cm硅胶层析板两块,卧式层析槽一个,点样用毛细管。 四、物理常数 五、仪器装置图

“浸有层析板的层析槽”图 1-层析缸,2-薄层板,3-展开剂饱和蒸汽,4-层析液 六、实验步骤 (1)薄层板的制备: 称取2~5g层析用硅胶,加适量水调成糊状,等石膏开始固化时,再加少许水,调成匀浆,平均摊在两块5.0×15cm的层析玻璃板上,再轻敲使其涂布均匀。(老师代做!)固化后,经105℃烘烤活化0.5h,贮于干燥器内备用。 (2)点样。 在层析板下端2.0cm处,(用铅笔轻化一起始线,并在点样出用铅笔作一记号为原点。)取毛细管,分别蘸取偶氮苯、偶氮苯与苏丹红混合液,点于原点上(注意点样用的毛细管不能混用,毛细管不能将薄层板表面弄破,样品斑点直径在1~2mm为宜!斑点间距为1cm) (3)定位及定性分析 用铅笔将各斑点框出,并找出斑点中心,用小尺量出各斑点到原点的距离和溶剂前沿到起始线的距离,然后计算各样品的比移值并定性确定混合物中各物质名称。

实验注意事项 1、铺板时一定要铺匀,特别是边、角部分,晾干时要放在平整的地方。 2、点样时点要细,直径不要大于2mm,间隔0.5cm以上,浓度不可过大,以免出现拖尾、混杂现象。 3、展开用的烧杯要洗净烘干,放入板之前,要先加展开剂,盖上表面皿,让烧杯内形成一定的蒸气压。点样的一端要浸入展开剂0.5cm 以上,但展开剂不可没过样品原点。当展开剂上升到距上端0.5-1cm 时要及时将板取出,用铅笔标示出展开剂前沿的位置。 讨论: 七、思考题

【实验报告】纸层析的实验报告

纸层析的实验报告 前言 纸层析法纸层析法又称纸色谱法,是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。它是一种以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分,流动相为不与水相溶的有机溶剂;也可使纸吸留其他物质作为固定相,如缓冲液,甲酰胺等。将试样点在纸条的一端,然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后,各组分移动距离不同,最后形成互相分离的斑点。将纸取出,待溶剂挥发后,用显色剂或其他适宜方法确定斑点位置。根据组分移动距离(Rf值)与已知样比较,进行定性。用斑点扫描仪或将组分点取下,以溶剂溶出组分,用适宜方法定量(如光度法、比色法等)。 纸层析法(paper chromatography)是生物化学上分离、鉴定氨基酸混合物的常用技术,可用于蛋白质的氨基酸成分的定性鉴定和定量测定;也是定性或定量测定多肽、核酸碱基、糖、有机酸、维生素、抗菌素等物质的一种分离分析工具。纸层析法是用滤 纸作为惰性支持物的分配层析法,其中滤纸纤维素上吸附的水是固定相,展层用的有机溶溶剂是流动相。 在环境分析测试中,有时用纸层析法分离试样组分,它用于一些精度不高的分析,如3,4-苯并芘。但不如GC、HPLC应用普遍。在

做叶绿体色素分离时用到,将叶片碾碎,浸出绿色液体,将液体与层析液(石油醚)混合,将滤纸一段进入混合液体,四种色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上留下4条色素带。由此观查出各种色素的相对含量和种类。 纸层析法一般用于叶绿体中色素的分离,叶绿体中色素主要包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,它们在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散地快,反之则慢;含量较多者色素带也较宽。最后在滤纸上留下4条色素带,所以利用纸层析法能清楚地将叶绿体中的色素分离。 氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位,广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为2l世纪全球的主要产业之一,氨基酸的需求量越来越大,品种变更越来越快,工艺改革越来越新。目前全世界氨基酸每年的产量为100万吨,而需求总量是800万吨。我国自20世纪20xx年代起,氨基酸的应用在食品工业占61%,在饮料工业占30%,医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。 氨基酸在人类生活的很多方面都有着应用: (1)在食品行业的应用 (2)在医药工业的应用 (3)在饲料添加剂行业的应用 (4)在化妆品行业的应用 (5)在农业上的应用 (6)在其他行业的应用

溶菌酶实验 实验报告 第七组

溶菌酶的提取和系列性质测定实验报告 学院:生物科学与工程学院 班级: 姓名: 学号: 组别:第七组 组员:

一、实验内容: 溶菌酶的提取和系列性质测定 在研究酶的性质、作用、反应动力学等问题时都需要使用高度纯化的酶制剂以避免干扰。酶的提纯工作往往要求多种方法交替应用,才能得到较为满意的效果。常用的提纯方法有盐析、有机溶剂沉淀、选择性变性、离子交换层析、凝胶过滤、亲和层析等。酶蛋白在分离提纯过程中易变性失活,为能获得尽可能高的产率和纯度,在提纯操作中要始终注意保持酶的活性如在低温下操作等,这样才能收到较好的分离提纯效果。 溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶、球蛋白G,是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病毒失活。溶菌酶相对分子质量约为1.44×104,是一种强碱性蛋白质,等电点在10.0以上,并对温度和酸不敏感。在自然界中,普遍存在于鸟类和家禽的蛋清中,哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿液、淋巴液等细胞中,植物卷心菜、萝卜、木瓜等,以蛋清含量最丰富,约为0.3%。 本实验用鸡蛋为原理,通过阳离子交换层析,硫酸铵沉淀,分子筛层析等步骤提取溶菌酶。 二、实验原理: 1蛋白质提取分离技术 以蛋白质和结构与功能为基础,从分子水平上认识生命现象,已经成为现代

生物学发展的主要方向,研究蛋白质,首先要得到高度纯化并具有生物活性的目的物质。蛋白质的制备工作涉及物理、化学和生物等各方面知识,但基本原理不外乎两方面。一是得用混合物中几个组分分配率的差别,把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中,如盐析,有机溶剂提取,层析和结晶等;二是将混合物置于单一物相中,通过物理力场的作用使各组分分配于来同区域而达到分离目的,如电泳,超速离心,超滤等。在所有这些方法的应用中必须注意保存生物大分子的完整性,防止酸、硷、高温,剧烈机械作用而导致所提物质生物活性的丧失。蛋白质的制备一般分为以下四个阶段:选择材料和预处理,细胞的破碎及细胞器的分离,提取和纯化,浓细、干燥和保存。 微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料,所选用的材料主要依据实验目的来确定。对于微生物,应注意它的生长期,在微生物的对数生长期,酶和核酸的含量较高,可以获得高产量,以微生物为材料时有两种情况:(1)得用微生物菌体分泌到培养基中的代谢产物和胞外酶等;(2)利用菌体含有的生化物质,如蛋白质、核酸和胞内酶等。植物材料必须经过去壳,脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同,其中所含生物大分子的量变化很大,另外与季节性关系密切。对动物组织,必须选择有效成份含量丰富的脏器组织为原材料,先进行绞碎、脱脂等处理。另外,对预处理好的材料,若不立即进行实验,应冷冻保存,对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。 2.柱层析技术 柱层析技术也称柱色谱技术。一根柱子里先填充不溶性基质形成固定相,将蛋白质混合样品加到柱子上后用特别的溶剂洗脱,溶剂组成流动相。在样品从柱子上洗脱下来的过程中,根据蛋白质混合物中各组分在固定向和流动相中的分配系数不同经过多次反复分配,将不同蛋白组分逐一分离。 根据填充基质和样品分配交换原理不同,离子交换层析,凝胶过滤层析和亲和层析是三种分离蛋白质的经典层析技术。

实验报告血红蛋白doc

实验报告血红蛋白 篇一:生化实验报告实验5 血红蛋白凝胶过滤 实验报告 课程名称:生化实验B实验日期: 班级:姓名学号: 血红蛋白凝胶过滤 一、背景及目的 血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质。存在于脊椎动物、某些无脊椎动物血液和豆科植物根瘤中。人体内的血红蛋白由两个α亚基和两个β亚基组成。每个亚基均成球状,内部有一个血红素。血红素上的亚铁离子可以可逆的与氧分子结合,起到运输氧气的作用。当携带氧气时,血红蛋白呈鲜红色,无氧时为暗红色。 凝胶过滤法又称凝胶排阻层析或分子筛层析,主要是根据蛋白质的大小和形状,即蛋白质的质量进行分离和纯化。层析柱中的填料是某些惰性的多孔网状结构物质,多是交联的聚糖(如葡聚糖或琼脂糖)类物质,使蛋白质混合物中的物质按分子大小的不同进行分离。一般是大分子先流出来,小分子后流出来。凝胶过滤的突出优点是层析所用的凝胶属于惰性载体,不带电荷,吸附力弱,操作条件比较温和,可在相当广的温度范围下进行,不需要有机溶剂,并且对分离成分理化性质的保持有独到之处。对于高分子物质有很好的

分离效果。 影响分离效果的因素主要有以下几点:1.基质的(本文来自:小草范文网:实验报告血红蛋白)颗粒大小、均匀度 2.筛孔直径和床体积的大小 3.洗脱液的流速 4.样品的种类等, 5.缓冲液的pH 6.而最直接的影响是 Kav 值的差异性, Kav 值差异性大,分离效果好; Kav 值差异性小,则分离效果很差,或根本不能分开。 影响凝胶过滤的因素主要有: 1、层析柱的选择:长的层析柱分辨率要比短的高,但层析柱长度不能过长。 2、加样量:加样过多,会造成洗脱峰的重叠;加样过少,提纯后各组分量少、浓度较低。 3、凝胶柱的鉴定:凝胶柱填装后用肉眼观察应均匀、无纹路、无气泡。 4、洗脱速度:洗脱速度应保持适中。 目前凝胶过滤技术的应用主要是以下几点: 1、脱盐 2、用于分离提纯 3、测定高分子物质的分子量 4、高分子溶液的浓缩 5、蛋白质的复性 二、实验原理 层析法是基于不同物质在流动相和固定相之间的分配系数不同而将混合组分分离的技术。当流动相(液体或气体)

柱层 析、薄 层 层 析

实验名称:柱层 析、薄 层 层 析 一、实验目的 1、了解色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应用。 2、掌握柱层析、薄层层析的操作技术。 二、实验原理 色谱法(Chromatography )亦称色层法、层析法等。 色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一。色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能(分配)的不同,或其亲和性的差异,使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用,从而使各组分分离。 色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几方面: 1、分离混合物 一些结构类似、理化性质也相似的化合物组成的混合物,一般应用化学方法分离很困难,但应用色谱法分离,有时可得到满意的结果。 2、精制提纯化合物 有机化合物中含有少量结构类似的杂质,不易除去,可利用色谱法分离以除去杂质,得到纯品。 3、鉴定化合物 在条件完全一致的情况,纯碎的化合物在薄层色谱或纸色谱中都呈现一定的移 动距离,称比移值(Rf 值),所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或确定两种性质相似的化合物是否为同一物质。但影响比移值的因素很多,如薄层的厚度,吸附剂颗粒的大小,酸碱性,活性等级,外界温度和展开剂纯度、组成、挥发性等。所以,要获得重现的比移值就比较困难。为此,在测定某一试样时,最好用已知样品进行对照。 距离溶剂前沿至原点中心的点中心的距离 溶质最高浓度中心至原 f R 4、观察一些化学反应是否完成,可以利用薄层色谱或纸色谱观察原料色点的逐步消失,以证明反应完成与否。 吸附色谱主要是以氧化铝、硅胶等为吸附剂,将一些物质自溶液中吸附到它的表面上,而后用溶剂洗脱或展开,利用不同化合物受到吸附剂的不同吸附作用,和它们在溶剂中不同的溶解度,也就是利用不同化合物在吸附剂上和溶液之间分布情况的不同而得到分离。吸附色谱

薄层色谱中展开剂的选择

薄层色谱中展开剂的选择 2007-04-05 02:03 (一)有机合成中展开剂的选择 做有机合成时走板子是常有的事,展开剂的选择就至关重要了。 选择适当的展开剂是首要任务.一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为:石油迷<己烷<苯<乙醚

纸层析法分离氨基酸实验报告

前言 纸层析法纸层析法又称纸色谱法,是目前广泛应用的一种分离技术。本世纪初俄国植物学家M.Tswett发现并使用这一技术证明了植物的叶子中不仅有叶绿素还含有其它色素。现在层析法已成为生物化学、分子生物学及其它学科领域有效的分离分析工具之一。它是一种以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分,流动相为不与水相溶的有机溶剂;也可使纸吸留其他物质作为固定相,如缓冲液,甲酰胺等。将试样点在纸条的一端,然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后,各组分移动距离不同,最后形成互相分离的斑点。将纸取出,待溶剂挥发后,用显色剂或其他适宜方法确定斑点位置。根据组分移动距离(Rf值)与已知样比较,进行定性。用斑点扫描仪或将组分点取下,以溶剂溶出组分,用适宜方法定量(如光度法、比色法等)。 纸层析法(paper chromatography)是生物化学上分离、鉴定氨基酸混合物的常用技术,可用于蛋白质的氨基酸成分的定性鉴定和定量测定;也是定性或定量测定多肽、核酸碱基、糖、有机酸、维生素、抗菌素等物质的一种分离分析工具。纸层析法是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法,其中滤纸纤维素上吸附的水是固定相,展层用的有机溶溶剂是流动相。 在环境分析测试中,有时用纸层析法分离试样组分,它用于一些精度不高的分析,如3,4-苯并芘。但不如GC、HPLC应用普遍。在

做叶绿体色素分离时用到,将叶片碾碎,浸出绿色液体,将液体与层析液(石油醚)混合,将滤纸一段进入混合液体,四种色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上留下4条色素带。由此观查出各种色素的相对含量和种类。 纸层析法一般用于叶绿体中色素的分离,叶绿体中色素主要包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,它们在层析液中的溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散地快,反之则慢;含量较多者色素带也较宽。最后在滤纸上留下4条色素带,所以利用纸层析法能清楚地将叶绿体中的色素分离。 图1 叶绿素的分离 氨基酸氨基酸是构成蛋白质的基本单位,广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为2l世纪全球的主要产业之一,氨基酸的需求量越来越大,品种变更越来越快,工艺改革越来越新。目前全世界氨基酸每年的产量为100万吨,而需求总量是800万吨。我国自20世纪60年代起,氨基酸的应用在食品工业占61%,在饮料工业占30%,医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。 氨基酸在人类生活的很多方面都有着应用:

柱层析和薄层层析试验报告

柱层析和薄层层析实验报告 篇一:柱层析实验报告柱层析分离色素 一、【实验目的】 1.了解柱层析的分类,掌握各种柱层析的原理。 2.熟练掌握吸附层析的原理和操作技术。 二、【实验原理】 叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质,主要有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。从植物叶片中

提取和分离叶绿体色素是对其认识和了解的前提。利 用叶绿体色素能溶于有机溶剂的特性,可用95%乙醇或无水乙醇提取。分离色素的方法有多种,如纸层析、柱层析等。柱层析法是色谱法中的一种,它是根据 混合物中各组分对固定相的吸附能力,以及对洗脱剂(即移动相)的溶解供参考. 度不同将各组分分 离。常用的柱色谱有吸附色柱谱和分配柱色谱两类。吸附柱色谱通常是在玻璃管中填入表面 积很大,经过活化的多孔性物质

或粉状固体作为吸附剂(如氧化铝或硅胶),当混合物的溶液 流经吸附柱时,就被吸附在柱的上端,然后从柱顶加入溶剂(洗脱剂)洗脱。由于不同化合 物在吸附柱上的吸附能力不同,在同一溶剂中的溶解度也不同,因此各组分随溶剂以不同速 度下移,形成色带。继续用溶剂洗脱,吸附能力最弱的组分就随溶剂首先流出,整个层析过 程进行反复的吸附-解析-再吸附-再解吸。用柱层析法可以分别收集各组分,并逐个鉴定。本实验是把三氧化二铝填入玻璃管中

(压成柱状)作为吸附剂,将叶绿体色素的石油醚 提取液倾于吸附柱上,色素即被吸附。由于色素的种类不同,被吸附的强弱不同,就在吸附 柱上排列成为不同的色层,再利用供参考. 吸附剂在不同溶剂中有不同的吸附力,用不同的溶剂进行 洗脱,从而达到叶绿体主要的4种色素(叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素)的分离。 三、【实验材料】 原料: 新鲜的菠菜叶

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