分配色谱法的基本原理与支持剂
实验室k / 2019-07-26
在吸附色谱法中已提到，吸附色谱主要适用于亲脂性物质的分离，对于强极性物质，例如脂肪酸或多元醇等在极性吸附剂上的分离很不理想。因这些物质的极性太强，为极性吸附剂所强烈滞留，即使用洗脱能力很强的洗脱剂，也难以将它们洗脱。分配色谱的应运而生，使这些强极性的亲水性物质能很好地分离。
分配色谱法的全称为液-液分配色谱(liquid-liquid partition chromatography)，由Martin和Synge于1941年首创分配色谱的理论，并因而获得了诺贝尔奖。
分配色谱具有下列优点：①有较好的重现性；②可根据某些数据(K值)预示分离结果；③由于分配系数在较大的浓度范围内是常数，因而它的洗脱峰一般为对称峰，峰形锐利，较少出现拖尾现象；④能适用于各种类别化合物的分离；⑤在大多数情况下，均能找到一合适的溶剂来进行分离。
基本原理
分配色谱是将某种溶剂涂布在吸附剂颗粒表面，形成一液膜，称为固定液相(liquid stationary phase)，吸附剂颗粒称为支持剂(solid support)或载体(carrier)。例如，在硅胶上涂布一层水膜，但以50％为限，太多将会使硅胶变成糊状而不能装柱，溶质就在固定液相和流动液相(liquid mobile phase)之间发生分配，各组分因其分配的不同而获得分离。因而分配色谱的基本原理是分配定律。
1.分配定律 某溶质在两种互不相溶的溶剂中达到平衡时，则其在两溶剂中的浓度之比为常数，称为分配常数(distribution coefficient)，以K表示。分配常数与温度有关，它是活度之比。其意义是：当达到平衡时，溶质由一种液相进入另一种液相的速度与由另一种液相出来的速度相等。
as/am=1
∵ as=Csγs，am=Cmγm
∴ Cs/Cm=γm/γs=K
式中：as和am分别为溶质在固定液相和流动液相中的活度；Cs和Cm分别为溶质在两相中的浓度；γs和γm和分别为溶质在两相中的活度系数。
2.分配色谱 同样也存在分配等温线。由于在较大的浓度范围内γs和γm是常数，因而K也是常数。这就说明分配等温线在较大的浓度范围内呈线性，所以分配色谱的洗脱峰峰形对称而锐利。
在分配色谱中，用溶剂的极性来描述分配作用的程度。极性溶剂与极性溶质之间有较强的分子间作用力，而非极性溶剂与非极性溶质之间有较强的分子间作用力，因此，溶解度的“相似者相溶”经验规则可用于分配色谱中溶剂对的选择。此外，关于色谱法基本原理中的一系列方程式在此皆可应用。
支持剂
吸附色谱中的吸附剂是分配色谱中常用的支持制，尽管两者有不少相似之处，但事宽不能等同。对支持剂的要求如下：
(1)化学惰性：它对流动相溶剂和分离对象等均不能起任何作用，包括吸附作用。
(2)多孔性：应有较大的表面，且孔径分布要均匀。
(3)与固定液相之间应有较大的吸着力，以形成一层牢固的液膜，保证在洗脱过程中不受破坏。
常用的支持剂有硅胶、硅藻土、纤维素和淀粉等。硅胶膜因操作简便，使用最多。以硅胶为例，支持剂与固定液相的比例为1：0.5～1。装柱时，柱直径与柱长度的比例为1：10～20，对于分配系数比较接近的难分离样品，可增加到1：40以上，即通过增加柱长的方法来提高分离效率。
近来，硅藻土的使用也日益增多；用纤维素作支持剂时，也能获得较好的重现性。
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