实验一至三芦丁的大孔吸附树脂纯化Word文件下载.docx
《实验一至三芦丁的大孔吸附树脂纯化Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验一至三芦丁的大孔吸附树脂纯化Word文件下载.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（1）将80g苦荞米，500mL（pH8-9）澄清石灰水，1.2g硼砂，2.4g焦亚硫酸钠一起置于1000mL圆底烧瓶中，65℃搅拌提取55min，注意添加蒸馏水及烧瓶中颜色的变化（深棕黄色），趁热过滤。
（2）滤下的苦荞米再次加入400mL澄清石灰水，0.9g硼砂和1.8g焦亚硫酸钠，65℃搅拌提取50min，趁热过滤。
（3）合并两次滤液，用浓HCl调pH至4，置于冰箱中。
2芦丁的精制
（1）粗芦丁沉淀过滤后干燥，取2g加入400mL蒸馏水，煮沸至芦丁全部溶解，趁热过滤，滤液置冰箱中冷却即可析出结晶，抽滤得芦丁精制品。
3芦丁的水解（选做）
取精制后的芦丁1g，研碎后于250mL烧瓶中，加2%硫酸溶液80mL，小火回流60min。
开始加热10min为澄清溶液，逐渐析出黄色针状结晶，即槲皮素，抽滤并用蒸馏水快速洗涤晶体。
4分别测定粗芦丁、精制芦丁和槲皮素固体的纯度
五、数据处理
1根据标准曲线计算产品纯度。
2计算每步收率
六、思考题
利用你学过的知识如何确定芦丁结构中糖基是连接在槲皮素3-O-上？
怎样证明芦丁分子中只含有一个葡萄糖基一个鼠李糖？
实验二
高效液相色谱法芦丁及槲皮素标准曲线的测定
一、目的和要求
1学习高效液相色谱仪的操作。
2了解液相色谱法分离的基本原理和色谱仪组成。
3掌握用液相色谱的定性和外标法定量的方法。
二、原理
高效液相色谱法
（HighPerformanceLiquidChromatography，简称HPLC）是20世纪60年代末70年代初迅速发展起来的分离分析技术，它适用于分析高沸点不易挥发的、受热不稳定易分解的、分子量大、不同极性的有机化合物；
生物活性物质和多种天然产物；
合成的天然的高分子化合物等。
高效液相色谱由两相——固定相和流动相组成，它的固定相可以是吸附剂、化学缝合固定相（或在惰性担体表面涂上一层液膜）、离子交换树脂或多孔性凝胶，流动相则是各种溶剂。
根据固定相的类型和分离机制，高效液相色谱可分为：
液—固吸附色谱、液—液分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱等几大类。
我们常用的为液—固吸附色谱。
根据流动相和固定相极性的相对强弱，液固色谱又分为正相色谱和反相色谱。
正相色谱以亲水性的填料作固定相（如在硅胶上键合羟基、氨基或氰基的极性固定相），以疏水性溶剂或混合物作流动相（如己烷），侍分离物质主要靠极性作用结合在固定相上，洗脱时极性弱的物质先被洗下。
反相色谱以强疏水性的填料作固定相（如在硅胶上键合C8或C18烷基的固定相），以可与水混溶的有机溶剂做流动相（如甲醇或乙腈），侍分离物质主要靠非极性作用结合在固定相上，洗脱时极性强的物质先被洗下。
（一）高效液相色谱的常用术语和重要参数
色谱图反映出被色谱分离的各组分从色谱柱中洗脱出的浓度变化情况。
通常横坐标代表洗脱时间，它与流过色谱柱的流动相体积成正比，纵坐标代表检测器检测信号的大小，通常与组分的浓度成正比。
图1是一个典型的色谱洗脱曲线。
图1
典型色谱洗脱曲线
1保留值
（1）死时间tM
一些不被保留的物质出现时的时间，以s或min为单位表示。
（2）死体积VM
从注射样品到不保留物质出峰时，通过色谱系统流动相的体积。
等于死时间乘以流动相流速，以mL表示。
（3）保留时间tR
从进样到色谱峰出峰的时间，以s或min为单位表示。
（4）调整保留时间tR’
从保留时间减去死时间即为调整保留时间（tR-tM）
（5）保留体积VR
从注射样品到目的物质出峰时，通过色谱系统流动相的体积。
等于保留时间乘以流动相流速，以mL表示。
（6）调整保留体积VR’
从保留体积减去死体积即为调整保留体积（VR-VM）。
2区域宽度
（1）半高峰宽Wh/2
是在峰高一半处的色谱宽度，即图中的GH，单位可用时间或距离表示。
（2）峰宽W
从流出曲线拐点I、J处作切线与基线交点间的距离，也称基线宽度。
（3）标准偏差σ
峰高0.607处的峰宽（图中EF）的一半叫标准偏差。
标准偏差与前二者的关系为W=4σ，Wh/2=2.35σ。
3容量因子K’
容量因子是在平衡状态下组分在固定相与流动相中质量之比，
K’=tR’/tM。
4分离度R
分离度又称分辨率，是表示色谱柱在一定色谱条件下对混合物分离能力的指标。
R=2（tR
（2）-tR
（1））/（W
（1）+W
（2））=2（tR
（2）’-tR
（1）’）/（W
（1）+W
（2））
当R=1时，两峰的峰面积有5%的重叠，即两峰分开的程度为95%。
当R=1.5时，分离程度可达99.7%，可视为达到基线分离。
（二）高效液相色谱仪
图2为带有二元高压梯度系统的液相色谱仪流程图。
液相色谱仪工作时，贮液槽中的流动相被高压泵吸人后输出、流经色谱柱、检测器、进入废液槽。
当进行样品分析时，样品从进样口注入，流动相带动样品进入色谱柱进行分离，经分离的组分依次进入检测器，由记录仪记录下来，得到色谱图及相关数据．高效液相色谱仪的基本组成有输液系统、进样系统、色谱分离系统。
图2
带有二元高压梯度系统的液相色谱仪流程图
1输液系统
输液系统包括贮液槽和输液管道、高压输液泵和梯度洗脱装置。
高压泵是高效液相色谱仪最重要的部件之一。
它的作用是将流动相在高压下连续送入色谱柱，使样品在色谱柱内完成分离过程。
高效液相色谱仪的高压泵应具有出压力高、流量稳定、流量可调范围宽、泵内死体积小、具有梯度洗脱及耐酸、碱腐蚀、溶剂更换迅速等性能。
高效液相色谱仪上最广泛采用的是往复式恒流泵。
此外，在色谱分离过程中，有时需要随时间函数程序改变流动相组成，这就需要梯度洗脱装置。
梯度洗脱装置有两种：
低压梯度装置和高压梯度装置。
2进样系统
进样系统包括进样口、注射器、六通阀和定量管等，它的作用是把样品有效地送人色谱柱。
进样系统是柱外效应的重要来源之一，为了减少对柱效的影响，避免由柱外效应而引起谱带展宽，对进样口要求死体积小，能够使样品各组分几乎同时进入色谱柱。
目前多采用耐高压、重复性好、操作方便的带定量管的六通阀进样系统，见图3。
进样阀手柄有两个旋转位置。
一个位置（进样位置）是用虚线表示的流路连通，泵将流动相送入色谱柱，由注射器注入的样品溶液保留在定量管中；
另一个位置（分析位置）是用实线表示的流路连通，泵将流动相送经定量管，将样品带人色谱住。
进样方式有手动进祥和自动进样两种方式。
图3
六通阀进样系统
3色谱分离系统
色谱分离系统包括色谱柱和恒温装置。
分离系统性能的好坏是色谱分析的关键。
用最佳的色谱分离系统，充分发挥系统的分离效能是色谱工作中重要的一环。
色谱柱是色谱分离系统的核心，它由柱管和填充固定相构成。
高效液相色谱的柱管多用不锈钢制成，除要求耐高压外，还要求管内壁有很高的光洁度。
高效液相色谱柱的装填比气相色谱柱要求严格得多，目前常用的是匀浆填充法。
填充后的色谱拄需进行柱效测定，以鉴定色谱柱的性能。
我们可以通过选择适当的柱子和流动相使分离达到满意的效果。
柱温也是液相色谱的重要操作参数。
高精度的温度控制对保证色谱柱性能，进行高精度、高重现性的分析是必不可少的。
液相色谱常用柱温范围为室温~65℃。
4检测器
高效液相色谱的检测器分为两类，即通用型检测器和选择型检测器。
通用型检测器是以差示测量法来显示出样品和流动相之间某种物理性质上的差异为基础的，但由于它易受外界条件的影响，通常不能用梯度淋洗。
这些检测器包括示差折光检测器，电导率检测器等。
选择型检测器是以测量样品的特有性质为基础，而对温度和流速等外界条件不敏感，灵敏较高，可适用于梯度淋洗。
它们包括紫外可见光检测器、荧光检测器，放射性检测器等。
理想的高效液相色谱检测器，应该具备以下几个特点：
①灵敏度高②对各类组分化合物都有响应，或有特殊的选择性；
⑦线性范围宽，死体积小，不破坏样品；
⑥性能稳定，对温度和流速的变化不敏感，能连续工作、可靠方便。
（1）紫外—可见光检测器
紫外一可见光检测器是高效液相色谱中应用最广的捡测器．它对许多样品具有高的灵敏度，检测限可达10-9g/mL、线性范围宽（约为106）。
紫外一可见光检测器的工作原理利分光光度计相同，都以朗伯一比耳定律为基础，即当样品池的长度一定时，吸光度与样品浓度成正比。
结构也和分光光度计相似，由光源、单色器、吸收池和光电转换元件光电管或光电倍增管组成。
所不同的是，它的参比池改为流动比色池，体积比较小（容量仅几微升）。
紫外—可见光检测器适用于测定在190~800nm波长范围内有吸收的组分。
（2）示差拆光检测器
示差折光检测器（RI）为通用型检测器，是利用纯流动相与含有被测组分的流动相之间折射率的差别进行检测的。
凡具有与流动相折射率不同的组分，均可使用这种检测器。
示差折光检测器按其工作原理可以分成偏转式和反射式两种类型。
检测限可达10-6g/mL，线性范围小于105。
示差检测器的优点是应用面广，但不宜作痕量分析和梯度洗脱。
（3）二极管阵列检测器
二极管阵列检测器是近几年发展起来的一种新型检测器，其本质仍为紫外—可见光检测器，不同的是进人流动池的不再是单色光，得到的信号可以是在所有波长上的三维色谱光谱信号。
这种检测技术的应用价值决在于它可提取丰富的信息，用以判别色谱分离的状况及强化定量和定性分析。
其局限性是造价高，一次性投资大。
（4）蒸发光散射检测器
蒸发光散射检测器是90年代出现的最新型的通用检测器，它将流出色谱柱的流动相及组分引入已通气体（常用高纯氨，也有时用空气）的蒸发室，加热、使流动相蒸发而除去。
样品组分在蒸发室内形成气溶胶，而后进入检测室，用强光或激光照射气溶胶而产生光散射（丁达尔光效应），测定散射光强而获得组分的浓度信号。
理论上这种检测器可用于挥发性低于流动相的任何样品组分，主要缺点为对于有紫外吸收的样品组分的检测灵敏度较低（约低1个数量级），其次是它只适用于流动相能挥发的色谱洗脱，而不能用含缓冲盐的流动相。
因而主要用于糖类、高分子化合物、高级脂肪酸、磷脂、维生素、氨基酸、甘油三脂等几十类化合物。
这种检测器是示差折光检测器的理想替代品。
（三）高效液相色谱定性与定量分析
1定性分析
高效液相色谱在定性分析中，采用保留值定性，即根据某物质的保留值与标准物相同，而确定其成分。
为进一步确定其组成，还可与其它定性能力强的仪器分析法联用进行定性（如与质谱法、红外吸收光谱法等联用）。
2定量分析
在定量分析中，可采用测量峰面积的归一化法、内标法或外标法等，但高效液相色谱在分离复杂组分试样时，有些组分常不能出峰，因此归一化法定量受到限制，而内标法和外标法定量则校广泛使用。
（1）外标法
外标法也称标准曲线法或直接比较法，是在液相色谱定量分析中常用的方法。
色谱检测器在线性范围内输出信号与物质量间的基本关系为：
Wi=fi*Ai
式中：
Wi为样品质量；
fi为样品绝对校正因子；
Ai为样品出峰面积。
外标法与分光光度分析中的标准曲线法相似，首先用欲测组分的标准样品绘制标准工作曲线并求得回归方程。
标准工作曲线的斜率即为绝对较正因子。
在测定样品中的组分含量时，根据峰面积由标准工作曲线回归方程直接求出组分浓度。
实际工作中常用简化的单点法进行外标计算，即：
Wi=WS*Ai/AS
Ai为样品出峰面积；
WS为标样质量；
AS为标样出峰面积。
标准曲线法的优点是绘制好标准曲线后测定工作比较简单，实际工作时还可以用单点校正代替标准曲线法。
缺点是每次样品分析条件很难完全相同，因此产生较大误差。
（2）内标法
选择适宜的物质作为欲测组分的参比物，定量加到样品中去，依据欲测组分和参比物在检测器上的响应值之比和参比物加入的量进行定量分析的方法。
它克服了由于每次样品分析条件不完全相同所产生的定量误差，同时消除了由于进样体积不同的误差。
1.高效液相色谱仪，紫外检测器，折光检测器。
2．色谱柱：
250mm×
4.6mm，5μ，n—C18柱；
3．流动相：
甲醇-乙腈-冰醋酸-水（22∶10∶3∶65）；
体积流量:
1.0mL/min；
检测波长:
257nm,
4．注射器：
25uL。
5
标准品：
芦丁，槲皮素。
6．侍测样品溶液。
1
芦丁及槲皮素标准曲线的绘制
精密称取芦丁（或槲皮素）对照品5.0mg,加入25mL甲醇使溶解,加水定容至50mL,得100μg/mL的芦丁标准溶液。
精确吸取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0mL分别置于10mL量瓶中,加入甲醇稀释至刻度,使其所含芦丁的质量浓度分别为10、20、30、40、50、60、70、80μg/mL，分别进样20μL。
2
芦丁和槲皮素峰的定性
仪器稳定后，分别进芦丁及槲皮素标准样（10μg/mL）各20μL，再进待测样品20μL。
对样品峰进行定性。
3
芦丁及槲皮素的定量
仪器稳定后，进待测样品20μL。
利用芦丁及槲皮素标准曲线计算样品中芦丁及槲皮素的含量。
1芦丁和槲皮素峰的定性
（1）根据与标样保留时间对比，进行待测样品中峰的定性。
（2）
分别计算芦丁和槲皮素峰与最近峰的分离度。
2芦丁和槲皮素的定量
（1）
以峰面积为横坐标，对照品质量浓度为纵坐标，回归得到标准曲线方程。
（2）利用标准曲线计算待测样品中芦丁和槲皮素的含量。
六、问题与思考
1如有一侍测固体样品，如何确定其中某组分的纯度。
2利用已有材料如何进行槲皮素的内标法定量。
实验三
芦丁的大孔吸附树脂纯化
二、实验目的和要求
通过芦丁的纯化掌握大孔吸附树脂分离技术的原理及操作。
大孔吸附树脂（Macroporousadsorptionresin）又被称为高分子吸附剂（Polymericadsorbent）是一类没有可解离基团，具有多孔网状结构和较好的吸附性能的不溶于水的固体高分子物质。
是六十年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂，粒度多在.03-1.2mm范围内。
大孔吸附树脂主要借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物，构成其分离机理的一个重要方面是因为它具有各种不同的表面性质。
大孔吸附树脂同时兼有吸附性和筛选性，其吸附性是由于范德华力或氢键作用的结果，而筛选性是由于它具有多孔网状结构，因此，欲分离的天然产物成分的极性大小和分子体积是影响分离的关键。
一般来说，其色谱行为具有反相的性质，被分离物质的极性越大越容易被洗脱。
根据骨架材料是否带功能团，大孔吸附树脂可分为非极性、中等极性和极性三类。
大孔吸附树脂，特别是非极性吸附树脂在吸附过程中，主要是物理结构（如比表面、孔径等）起作用，吸附剂的比表面积愈大，吸附量愈高。
通常大孔吸附树脂的比表面积可达100-600m2/g，因此它又具有吸附容量大的特点。
但当分子立体结构较大的分子进入颗粒间隙时，则需要考虑树脂颗粒的孔径。
由于大孔吸附树脂的粒径一般较大，用于色谱时其分辨率有限，因此在植物天然产物的分离纯化过程中一般用于目标产物的初分离阶段，仅起到富集浓缩或初分离的目的。
常用的大孔吸附树脂有Amberlite系列（美国）、三菱系列（日本）、天津试剂二厂的GDX系列以及南开大学化工厂生产的多种型号（如AB-8、NKA-9、X-5）等。
常用的大孔吸附树脂性能如表4所示。
表4常用大孔吸附树脂及其性能
牌号
极性
外观
比表面积（m2/g）
平均孔径（?
）
应用范围
D3520
非极性
乳白色不透明球状颗粒
480～520
85～90
蛋白质提取，脱色，脱盐
D4006
400～440
65～75
高级脂肪酸脱除
D4020
540～580
100～105
有机物分离提取
H103
深棕色球状颗粒
1000～1100
85～95
抗生素提取分离
H107
黑色发亮球状颗粒
1000～1300
有机物去除
H1020
棕褐色至黑色球状颗粒
700～1000
120～170
苯酚，有机物去除
X-5
500～600
290～300
抗生素分离提取
NKA
570～590
200～220
皂甙分离提取
AB-8
弱极性
130～140
甜菊糖提取，有机物分离提取
NKA-9
乳白色至微黄色不透明球状颗粒
250～290
155～165
胆红素去除，生物碱分离，黄酮提取
本实验的目的在于以芦丁为吸附研究对象，通过大孔树脂对芦丁的吸附实验，测定芦丁水溶液经大孔吸附树脂吸附前后浓度的变化，寻求可靠的树脂活化处理方法、吸附实验的实施方法和确定进行吸附行为研究时树脂的最佳用量。
烧瓶，温度计，布氏漏斗，抽滤瓶，循环真空泵，恒温加热及磁力搅拌装置，试管，量筒，烧杯，干燥箱，冷凝管，HPLC，树脂柱，蠕动泵，旋转蒸发仪
苦荞米，硼砂，焦亚硫酸钠，氧化钙，无水乙醇，甲醇，硫酸，盐酸，醋酸，精确pH试纸，HP20大孔吸附树脂
1树脂处理及再生
将供实验用的各种树脂用去离子水浸泡10h充分溶涨，滤去水及浮游物和破碎树脂后，水洗至澄清，又用3%HCI浸泡8～10h并不时搅拌，除去酸液，水洗至中性，再经3%NaOH浸泡8～10h并不时搅拌以除去新树脂中的各种杂质，除去碱液后水洗至中性，然后用3%HCI浸泡8～10h并不时搅拌，除去酸液，水洗至中性．再以80%以上乙醇或丙酮浸泡4～6h并不时搅拌，除去溶剂后继续用同一溶剂洗至洗出液滴入水中不呈现乳白邑混浊为止，再用去离子水洗去后装柱备用。
用过的树脂，用纯乙醇浸泡24小时后水洗去溶剂即可达再生的目的。
如反复使用树脂吸附效果下降时，用4%NaOH和10%NaC1浸泡10h左右，滤去溶剂用水充分洗涤至下滴液呈中性时即达再生目的。
2样品中芦丁的浸提（见实验一）
3过柱
芦丁提取液500ml抽滤后，用稀盐酸调pH值至7.0，室温上柱，柱规格为200×
16mm，将预处理好的30mlHP20大孔树脂填柱，树脂柱体积为25ml，调整过柱液流速为4～5ml／min。
根据树脂吸附芦丁后颜色变化及下滴液用紫外扫描呈现芦丁吸收峰，树脂吸附选饱和时为止。
4洗脱
对吸附达饱和的树脂柱，先用100ml去离子水充分洗涤，用90%乙醇液300ml淋洗产品芦丁，根据树脂颜色变化至洗脱完全为止，收集的洗脱液。
5浓缩干燥
收集的芦丁洗脱液分批次用250ml圆底烧瓶真空悬蒸浓缩，蒸干后，得淡黄色芦丁。
6产品纯度检验
取前述所制芦丁2.0mg，用纯甲醇为溶剂溶于5ml容量瓶中，取10uL样用HPLC检测纯度。
HPLC参数为岛津高效液相色谱仪，紫外检测器。
色谱柱：
流动相：
甲醇-水-磷酸（43∶57）外加3%磷酸；
257nm,注射器：
实验方法见实验二。
纯度=（XxV／G）xl00％
x一洗脱液芦丁浓度，g／L；
V一洗脱液体积，mL；
G一洗脱液浓缩烘干后固形物重，mg。
1绘制大孔吸附树脂饱和吸附曲线
2根据标准曲线计算产品纯度。
3计算每步收率
请说明如何通过改变大孔吸附树脂纯化工艺提高产品的纯度和收率？
实验名称
指导教师
实验1
芦丁的提取及水解制备槲皮素
周延
实验2
高效液相色谱法芦丁及槲皮素标准曲线的测定
实验3
芦丁的大孔吸附树脂纯化
梁浩
7月11日
7月12日
7月13日
7月14日
7月15日
上午
第一批（实验一）
8：
00，西304
第一批（实验二-1）
00，西308
第二批（实验一）
9：
第二批（实验二-1）
第三批（实验一）
第一批（实验二-2）
第四批（实验一）
第三批（实验二-2）
下午
第一批（实验三）
14：
第二批（实验三）
第三批（实验二-1）
第四批（实验二-1）
第三批（实验三）
第四批（实验三）
第二批（实验二-2）
第四批（实验二-2）
升级会员 