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文檔簡介
1、第二章-醫用放射性同位素第一節 概述一,醫用放射性核素的要求:1.適宜的射線種類和能量: 診斷藥物:發射射線,高能x射線或正電子. 供探測的射線衰變分支比要高,能量適宜. 50-500Kev為好. 治療的放射性藥物:發射(6MeV)射線(1MeV)或中子,不發射或少發射或X射線. ,射線電離密度大,傳能線密度高,相對生物效應強,因而治療效果好。 2.適宜的半衰期診斷:幾個小時至幾天。治療:不能太短3.毒性小:體內所使用得放射性核素及其衰變產物毒性要小,且容易從體內廓清,以減少不必要的機體損傷。4.比活度和放射性純度高二.醫用放射性核素的分類按半衰期來分:長,中,短,超短半衰期的放射性核素;按用
2、途來分類:顯像,功能測定,體外分析和治療的放射性核素;按射線種類來分:, X, ,正電子發射,電子俘獲(EC),中子輻射和同質異能躍遷(IT)等放射性核素.三.放射性核素的特點: 1,微量和低濃 2.吸附,共沉淀和膠體: 吸附:指放射性核素從液相或氣像轉移到固體物質表面得過程。具有吸附作用的固體物質稱為吸附劑.被吸附的物質稱為吸附質. 分類:化學吸附和物理吸附 物理吸附:由于固體表面分子(或原子,離子)存在著剩余吸引力而引起的,如活性炭 吸附水中的雜質以及帶有相反電荷的粒子之間的靜電吸附均屬于物理吸附.化學吸附:是吸附劑與吸附質的原子,離子或分子之間的化學鍵力引起的,它只能吸附具有某種性質和結
3、構的吸附質,因此化學吸附有選擇性. 練習:舉例.吸附規律: 具有可逆性。 吸附能力與玻璃的種類有關 與介質有關:在強酸性溶液中放射性核素不易被吸附,以陰離子狀態存在的放射性核素的吸附是由范德華力引起的,因此吸附量也低.除了玻璃外,濾紙對某些放射性核素的吸附也很強. 共沉淀: 沉淀的條件:Ksp 定義: 在溶液中引入某種常量物質并使 之沉淀時,微量放射性物質能被常量物質載帶而一起自溶液轉入沉淀,這就是放射性核素的共沉淀現象。 A.類型:類型: 共結晶共結晶共沉淀:放射性核素分布在常共沉淀:放射性核素分布在常量晶體的內部,與常量物質形成混晶而量晶體的內部,與常量物質形成混晶而一起沉淀出來一起沉淀出
4、來( (或體積分配或體積分配).). 吸附共沉淀吸附共沉淀: :微量物質分布在常量物微量物質分布在常量物質晶體的表面而一起沉淀出來質晶體的表面而一起沉淀出來( (或表面分或表面分配配).). B.B. 共沉淀的應用:共沉淀的應用:(分離提純)(分離提純) 在臨床中在臨床中, ,骨的主要成分是羥基磷灰石骨的主要成分是羥基磷灰石, ,如如果將其中的果將其中的OH-OH-被被18F-18F-取代取代, ,形成共結晶共沉淀形成共結晶共沉淀而進入羥基磷灰石的晶格中而進入羥基磷灰石的晶格中, ,用于骨顯像用于骨顯像. . 3 3、放射性膠體和放射性氣溶膠、放射性膠體和放射性氣溶膠 A.A. 特性:特性:放
5、射性膠粒:放射性膠粒:(比分子、離子的體積大)(比分子、離子的體積大)放射性膠體溶液中,分散介質是液體,分放射性膠體溶液中,分散介質是液體,分散相是由許多放射性分子或原子組成的聚散相是由許多放射性分子或原子組成的聚集體(膠粒)。所有膠粒都有帶有同一種集體(膠粒)。所有膠粒都有帶有同一種電荷,相互排斥,不易凝聚,很穩定。電荷,相互排斥,不易凝聚,很穩定。 a、不能透過半透膜(如羊皮紙、火棉膠等不能透過半透膜(如羊皮紙、火棉膠等)和過細濾介質。)和過細濾介質。 b、擴散速度慢,擴散系數小,在超速離、擴散速度慢,擴散系數小,在超速離心場下沉淀。心場下沉淀。 c、同位素交換能力下降,且呈不可逆性,、同
6、位素交換能力下降,且呈不可逆性,許多則為離子、分子。許多則為離子、分子。d d、 能進行電泳和電滲析,在電介質作能進行電泳和電滲析,在電介質作 用下可凝聚和解聚。(因有電荷)用下可凝聚和解聚。(因有電荷)e e、放射性氣溶膠可自發形成,濃度低,放射性氣溶膠可自發形成,濃度低,但電離效應強,但電離效應強,經呼吸道進入人體,造經呼吸道進入人體,造成傷害成傷害( (容易被網狀內皮細胞吸收而牢容易被網狀內皮細胞吸收而牢固地積聚在體內固地積聚在體內, ,使放射性核素難以排使放射性核素難以排除除) )。 B.B. 形成:形成: 真膠體:真膠體:膠粒膠粒10-910-9m m,其溶解度,其溶解度,溶液的溶液
7、的pHpH值,及其中雜質影響形成。值,及其中雜質影響形成。 假膠體:假膠體:直徑大于真膠體膠粒、普通直徑大于真膠體膠粒、普通離心可沉淀。離心可沉淀。PoPo最易形成膠體,最易形成膠體, pH4HNOpH4HNO3 3中為假膠體;中為假膠體; pH7HNOpH7HNO3 3液中為真膠體,大氣中的液中為真膠體,大氣中的氡。氡。 當微量放射性核素載溶液中生成難溶化合物時,由于其濃度太低,生成的晶核不能繼續長大,因此不能以沉淀形式析出,就會形成膠體,這就是放射性真膠體。 溶液中的微量放射性核素被吸附在非放射性雜志的膠體上,液形成放射性膠體,這種膠體是放射性假膠體。 膠體的直徑是1200nm,就是放射性
8、溶液;當放射性物質以1105nm的粒徑分散于氣相中時,則形成放射性氣溶膠。在醫學中的應用:如:99Tcm的硫化物膠體就被用來進行網狀內皮系統如肝,脾,骨髓的顯像;而氣溶膠可以通過呼吸道進入人體,且主要沉積在肺部,因此99Tcm氣溶膠就被用來進行肺顯像3.載體和無載體定義:凡能對微量物質起載帶作用的常量物質都稱為載體。 同位素載體核非同位素載體 載體在放射化學中用得很普遍。在沉淀,萃取分離過程中為了改善分離效果,往往會加入一些載體。4.輻射的化學效應 在放射性核素自身發出的射線的作用下,含有放射性核素的體系會發生輻射化學變化:一是直接引起放射性制劑分解,二是自輻射分解產物通過加成,聚合,取代,進
9、一步生成一些副產物。這對放射性核素的水溶液來說,十分重要因為水分子在電離輻射的作用下,會發生一系列反應 H2O -H2O+ +e- (電離反應) H2O -H2O* (激發反應) 從而產生一系列氧化還原反應 因此當使用高比活度的放射性核素時,就必須考慮這些輻射化學效應 隔絕氧或加入穩定劑可延緩輻射氧化反應第二節 醫用放射性核素的來源 反應堆是中子源,熱中子注量率達1012-1015cm-2.s-1。 利用核反應堆強大的中子流轟擊各種靶核,可以大量的生產醫用放射性核素。優點:能同時輻照多種樣品;輻照樣品裝量多,可以大量生產各種放射性核素;輻照時間可長可短;靶子制備容易;輻照操作簡便,而且成本低。
10、缺點:(1)反應堆生產的放射性核素,大多是豐中子核素,通常發生-衰變,而在核醫學診斷上,則要求核素盡量不發射-射線;(2)核反應堆生產放射性核素主要是通過(n,)反應, (n,)反應的產物與靶元素屬同一元素,利用化學性質難以將他們分開,因而其比活度大大降低。 如31P(n,)32P, 31P, 32P為磷元素的同位素。 反應堆生產放射性核素,主要是利用中子誘發的各種核反應,中子與靶核作用時,不存在庫侖勢壘,即使能量低的中子也能引起核反應,而且低能中子的反應截面可以很大,這是中子核反應的一個突出優點。 用于放射性核素生產的中子核反應,主要有四類:1.(n,)反應分為以下幾種情況:(1)通過( n
11、,)反應,直接生產所需要的放射性核素。例如:59Co(n,) 60Co (2)通過(n,)反應,再經核衰變生成所需要的放射性核素,例如:125I和131I的生產124Xe(n,) 125Xe 125I (3)通過兩次活兩次以上連續的(n,) 反應,生產所需的 放射性核素。例如:通過中子輻照鎢靶,186W連續兩次(n,) 反應,生成188W. (4)通過(n,)反應,先制得“母體”核素,然后用快速分離方法,不斷地從母體核素中分離出其衰變生產得子體核素。 (5)通過(n,)反應及其反應過程中的熱原子反沖效應,分離得到高比活度的放射性核素。(n,)反應生產的醫用放射性核素:24Na, 51Cr, 5
12、5Fe, 59Fe, 99Mo, 125I, 131I, 133Xe, 153Sm, 198Au, 203Hg.2.(n,f)反應3.(n,p)反應4.(n,)反應(n,p),(n,)反應生產的醫用放射性核素: 3H,14C,24Na,32P,35S,45Ca,58Co,64Cu二.加速器生產放射性核素.1.加速器生產放射性核素的特點:(1)短壽命的缺中子核素(2)大多以電子俘獲或發射+形式進行衰變(3)高比活度的無載體的核素(4)成本低,十分方便.2.核反應的選擇1)質子引起的核反應,是加速器生產的主要核反應.2)氘核引起核反應三.從核燃料后處理中獲得放射性核素第三節 放射化學分離法 共沉淀
13、法, 溶劑萃取法, 色譜法, 同位素交換法, 電化學法, 蒸餾法, 快化學分離法。 一. 放射化學分離中涉及的若干概念分配系數(distribution coefficient): D 某一物質M在不相溶的兩相中達到分配平衡,即在兩相中的濃度不再變化時,它在兩相中的總濃度之比稱為分配系數. D=M / M 2. 分離系數(separation coefficient): 分離系數,是指樣品中兩種物質經過分離操作后分別在不相溶的兩相中相對含量之比,它表示兩種物質經過分離操作之后所達到的相互分離的程度. =A / A / B / B =DA/DB 大于1或小于1,兩種物質容易分離。 =1,兩種物質
14、無法分離。3.化學收率 (chemical yield): Y Y=產品中欲分離核素的總量/原始樣品中欲分離核素的總量 放射性核素的收率可通過測定其活度來計算: Y=A/A0100%4. 凈化系數(decontamination factor): DF 又稱去污系數或去污因子。 DF=原始樣品中某種放射性雜質的活度/產品中某種放射性雜質的活度。 它是衡量分離過程某種放射性雜質去除程度的一個指標。二.溶劑萃取法(solvent extraction)基本原理:是利用不同物質在互不相溶的水相和有機相中分配的不同達到彼此分離的一種方法。 有機相:萃取劑稀釋劑 水相:被萃物質+酸鹽2. 萃取:把溶于水
15、相的某種物質通過兩相充分混合而轉移到有機相的過程.3.反萃:把該物質從有機相返回水相的過程稱為反萃。4.洗滌: 為了提高萃取過程的分離效果,常用一定組成的水相溶液與萃取后的有機相再次混合,將其中的雜質反萃到水相中來,而所需的被萃取物質仍留在有機相,此過程稱為洗滌。5.分配系數:D萃M有/M水(二)萃取條件的選擇1.不同萃取劑和稀釋劑的選擇: 對萃取劑的要求:(1)對欲萃取物的萃取容量大,分離系數大,選擇性好,易于反萃取。 (2)萃取反應速度快。(3)粘度小,與水的比重差別大,相分離好,不易形第三相或發生乳化。(4)化學穩定性和輻射穩定性好.(5)與水溶液的互溶性小.(6)毒性低,沸點高,揮發性
16、小. 常用的萃取劑: 甲基異丁基酮(MIBK), 磷酸三丁酯(TBP), 二(2-乙基已基磷酸)(HDEHP), 三正辛胺(TOA), 噻吩甲酰三氟丙酮(TTA), 冠醚。 對稀釋劑的要求: 粘度小,與水的比重差別大,揮發性低,與水的互溶性小,有利于改善萃取劑的物理化學性能. 如: 烷烴,芳烴類以及四氯化碳等2.水相條件的選擇:理想的水相條件應使欲分離物的D萃足夠大而雜質的D萃足夠小.以得到較高的萃取率和萃主要通過下述方法達到: (1)選擇水相的適宜酸類和酸度. (2)加適宜的絡合劑和鹽類. (3)調節被萃取物的化學形態.3.萃取次數與相比的選擇 增加萃取次數和相比可提高萃取率. 萃取次數以1
17、-3次為宜,相比以0.5-2為宜. (三)色譜法1.定義(chromatography):它是利用混合物中各組分在固定相和流動相中親和力的差異使各組分在兩相之間分配不同來實現彼此的分離的,當流動相連續流經固定相時,各組分在兩相間進行反復多次分配,從而使親和力差別即使很微小的各個組分也能達到充分的分離。2.分類 柱色譜法(colum chromatography) (1) 吸附色譜法(absorption column chromagraphy) 基本原理:是利用溶液在通過裝有吸附劑的柱子時,各組分由于吸附能力的不同而實現互相分離的. 吸附劑的選擇和預處理: 可選用的吸附劑很多,其吸附性能和應用
18、范圍各不相同。 常用于放射化學分離的有硅膠、氧化鋁、活性碳和分子篩等,可針對被分離物質的特性及分離要求來進行選擇。 應注意吸附劑本身的物理化學性質,以防吸附劑發生溶解或與吸附質及其介質等發生化學反應。 如氧化鋁就有酸性(pH為3.54.5)、中性(pH為6.97.1)和堿性(pH為1010.5)三種. 選用時要注意與吸附質及其介質的酸堿性相適應。例如,用于99Mo-99Tcm發生器的吸附劑就是酸性氧化鋁。 吸附劑的表面性質(如比表面及活性等)與吸附劑的原料、制備工藝、粒度和含水量等因素有關。通常應選用粒度較小且均勻,比表面大,活性強的吸附劑。 還要注意吸附劑表面的極性。一般帶電離子和極性分子的
19、分離宜選用極性吸附劑。吸附劑的預處理: 吸附劑選定后,需進行預處理,包括用水和酸浸泡、洗滌及活化處理等。 例如,氧化鋁的預處理是將市售的氧化鋁經粉碎、過篩,用水和酸浸泡、洗滌,在500600下烘烤4h,然后在真空干燥器中冷卻,即得到活性氧化鋁。 裝柱 實驗室中常用的色譜柱是用玻璃管或透明塑料管加工制成的,管子下端填塞少許玻璃纖維或裝燒結玻璃片以支撐吸附劑。也可利用一定規格的酸式滴定管作色譜柱。 裝柱的方法可分為干法和濕法兩種: 干法是直接將吸附劑用漏斗慢慢加入柱中,并使之填實,再用適宜的溶劑洗滌,并將柱中氣泡全部除盡; 濕法是先在柱內裝入一定體積的水,再打開下部活塞,同時,把預處理過的吸附劑和
20、水的勻漿注入柱內,讓吸附劑自由沉降,直至達到所需吸附劑床層高度為止。 實驗室常用的色譜柱 分離操作 常用的分離技術為淋洗法,即選將含欲分離物質的料液吸附在色譜柱頂端,形成初始譜帶,然后用適宜的淋洗劑解吸,使各組分的譜帶距離拉大,最后彼此分開,其分離曲線如圖2-4所示。 淋洗劑應選擇與欲分離物質有較大親和力而與其它雜質親和力小的溶劑。 淋洗的速度不可太快,否則組分之間難以充分分離,且“拖尾”很長;但也不宜太慢,太慢會發生縱向擴散,同樣不利于分離。 此外,流速還取決于色譜柱的尺寸、吸附劑的性能等。對于直徑約1.0cm、床層高度約5cm的典型柱子,流速控制在1ml/min左右為宜。 分離操作除淋洗法
21、外,還可采用頂替法,即在淋洗劑中加入吸附能力較欲分離組分強的物質作頂替劑來進行解吸,此時被吸附的組分按吸附能力由弱到強依次從吸附劑上被頂替劑取代下來。 (2)離子交換柱色譜法(ion-exchange column chromatography) 離子交換柱色譜法是色譜法中常見的一種,它對相似元素的分離十分有效,這對濃集和提取微量物質具有重要意義。離子交換劑易得,種類多,選用方便。離子交換色譜法的缺點是分離時間往往較長,離子交換樹脂的耐熱和耐輻照性能差。 基本原理 離子交換柱色譜法是利用某些固體物質中的可交換離子與溶液中的不同離子之間發生交換反應能力訴不同來進行分離的。 具有這種交換能力的固體
22、物質稱為離子交換劑,這種交換反應稱為離子交換反應。如果把這種反應也看作是一處特殊的“吸附”,那么離子交換柱色譜法就與吸附柱色譜法就與吸附柱色譜法的原理十分相似了。 下面,根據離子交換“吸附”的一些特點,對其分離原理再作一些補充。 一介陽離子M+與氫型離子交換樹脂RH之間是可發生如下離子交換反應: (2-16) 式中,R為樹脂網狀骨架。對于多價離子Mn+的交換反應: (2-17) 當反應達到平衡時,如果溶液中的離子濃度非常低,則有 式中, 為選擇系數;、 分別為Mn+在離子交換劑和溶液中的平衡濃度; , 分別為H+在離子交換劑和溶液中的平衡濃度。 表示在一定條件下離子交換劑對溶液中Mn+親和力或
23、選擇性的大小。 ,表明離子交換劑吸附Mn+的能力比吸附H+強。 在一定條件下,當離子交換反應達到平衡時,被交換離子在離子交換劑和溶液中的濃度之比即為離子交換分配系數D交,D交表征離子交換劑對Mn+交換能力的大小,它與離子交換劑中交換基團的性質和數量,溶液中被交換離子Mn+的性質和濃度、絡合劑和其它電解質的濃度,溶液的酸堿度以及溫度等因素有關。根據這些因素,選擇合適的分離條件,即可分離不同的物質。 在同一離子交換體系中,被交換離子A和B的分離系數a交 =A / A / B / B =DA/DB 實際上D交反映了離子交換能力的大小,即被交換離子與離子交換劑親和力的大小。 影響離子交換親和力的因素很
24、多,主要是離子的電荷數Z和水化離子半徑水。 Z越高,水越小,則親和力越大。 對常用的強酸性陽離子交換樹脂和強堿性陰離子交換樹脂,在常溫和低濃(一般指0.1mol/L)的水溶液中,有如下一些規律:離子交換親和力隨被交換離子Z的增加而增大, Na+ Ca2+ Al3+ Th4+ F- C2O42- cit3- (枸櫞酸根) 對同族元素的同價離子,離子交換親和力隨被交換離子原子序數的增加即水的減小而增大。Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Ra2+Sc3+ Y3+ La3+F- Cl- Br- I- At- 基本操作 離子交換劑的選擇和預處理 離子交換劑種類很
25、多,大致可分為無機離子交換劑和有機離子交換劑,它們又各有天然和人工合成兩種。 目前,應用最廣泛的是人工合成有機離子交換劑,即離子交換樹脂,它是多孔性海綿狀高分子聚合物,按可交換離子功能團類型的不同又可分為如下幾種: 在實際工作中,應根據被分離物質的性質和分離要求來選擇樹脂的類型及特性(如粒度、交聯度等),以獲得較好的選擇性和較快的交換速度。 對于低價金屬陽離子,一般選用強酸性陽離子交換樹脂。 對一些能與陰離子生成金屬絡陰離子的高價陽離子,則可選用強堿性陰離子交換樹脂。 樹脂粒度對離子交換支力學和流體力學均有影響。 一般說來,樹脂粒度小,則離子交換速度快,柱效率高;但如果粒度太小,則對流體的阻力
26、過大,難以用于實際分離,或必須加壓,進行高壓離子交換分離。一般情況下選用60120目的樹脂為宜 此外,樹脂交聯度(合成樹脂時所加交聯劑的重量百分數,它決定了樹脂空隙大小,從而影響離子擴散速度和機械強度)也要選擇適宜。 樹脂的預處理包括研磨、篩分,用水浸泡、漂洗,再用乙醇浸泡、漂洗,然后按酸-水-堿(對陰離子交換樹脂)或堿-水-酸(對陽離子交換樹脂)的程度進行浸泡和洗滌,最后用水洗至近中性備用。 裝柱與轉型 裝柱與吸附柱色譜法相同,不再贅述。此外,根據分離要求的不同,應將樹脂中的可交換離子轉換成所需的形式。 陽離子交換樹脂可轉成H+,NH4+,Na+,Cu2+型等. 陰離子交換樹脂可轉成OH-,
27、NO3-,Cl-,型等。 分離操作 對于淋洗法的分離操作,主要是吸附、洗滌、淋洗、樹脂再生和溫度控制等,這里著重介紹淋洗操作。 首先將料液配置成合適的溶液,以適當的流速上柱吸附和用洗滌劑洗滌,使料液中不同離子在柱上形成初始譜帶。分離操作的關鍵是選擇合適的淋洗劑,將譜帶距離拉開,將不同離子逐個解吸下來。 淋洗劑的選擇主要是確定淋洗劑的種類、濃度和酸度。 通常要求淋洗劑對欲分離核素有較大的分離系數,較快的交換速度和較高的濃集系數。 常用的淋洗劑為各種無機酸、堿、鹽類化合物的水溶液和有機絡合淋洗劑,如羥基酸絡合劑(枸櫞酸、乳酸及-羥基異丁酸等)和氨羧絡合劑(EDTA,DTPA等)。此外,淋洗流速是影
28、響分離效果和分離速度的又一重要因素,其選擇與吸附柱色譜相同。 (3)凝膠滲透柱色譜法(gel permeation chromatography簡稱GPC) 凝膠滲透柱色譜法是50年代發展起來的一種新型液相色譜分離技術,它是利用交聯、聚合而形成的表面惰性的多孔物質凝膠,經泡脹后具有一定孔徑的三維網狀結構,其網孔可使一定大小的分子滲透入內,較大的分子不能進入網孔,不受阻滯地通過色譜柱,從而達到分離不同大小分子的目的,這如同篩子過濾一樣,因此又稱為凝膠過濾色譜法(gel filtration chromatography)。 凝膠滲透柱色譜法分離的關鍵是凝膠。不同的分離體系需用不同種類的凝膠。按凝
29、膠制備方法的不同,可分為均勻、半均勻和非均勻凝膠; 按凝膠強度的不同,可分為軟膠、半硬膠和硬膠; 按凝膠對溶劑親和性質不同可分為親水性、親油性和兩性凝膠; 還可按材料來源的不同分為有機和無機凝膠. 常用的有葡聚糖凝膠(Sephadex)、聚丙烯酰胺凝膠(Bio-Gel P)、瓊脂糖(Sepharos和Bio-Glas)、二乙烯苯凝膠等,都是有機凝膠。 其中,葡聚糖凝膠是生物化學領域中應用最廣泛的凝膠,它是先用細菌發酵將蔗糖合成相對分子質量為410420104的葡聚糖,然后用環氧丙烷交聯成型。選擇適宜的條件,可控制交聯度和網孔的大小。 葡聚糖凝膠常用水泡漲,也可用乙二醇、二甲亞砜、甲酰胺泡漲,一
30、般浸泡時間為624h,用傾瀉法漂去細微顆粒即可裝柱使用。 它們常用于標記蛋白質、酶、肽、核酸、激素、多糖等的分離和純化。 凝膠滲透柱色譜法的優點: 是不依賴流動相和固定相的相互作用,因此操作簡單,無需梯度淋洗裝置; 試樣在色譜柱中的保留時間比其它色譜法短得多,因而淋洗峰相對較窄,有利于檢測; 無需依賴固定相,因此分離容量比其它色譜法大得多,且回收率高,副反應少,凝膠使用壽命長等。 缺點: 是淋洗峰的容量小,不能分離分子大小相近的物質等 凝膠滲透柱法的基本操作和吸附柱色譜和離子交換柱色譜大致相同,不再贅述。 高效液相色譜法(high performance liquid chromatograp
31、hy) 將極細的離子交換樹脂裝入不銹鋼柱子中,用高壓泵將淋洗劑以很高的壓力(如100500kg/cm2)壓入柱頂,使之以高流速(1025ml/cm2min)流過色譜柱,以達到快速、高效的分離目的,即稱高效相色譜(簡稱HLPC),也稱高壓液相色譜。此法高效的關鍵在于固定相的粒度。 離子交換色譜常用的樹脂粒度為100200m,甚至更大;而高效離子交換色譜所用的樹脂粒度只有510m,甚至更小。 由于樹脂顆粒很細,大大增加了樹脂的比表面,加快離子交換動力學過程,且使溶液流動更均勻。 盡管對流體的阻力很大,但加高壓后仍可獲得很高的流速,這就大大縮短了分離時間,提高了工作效率,還減少了氣泡的產生 由于操作
32、壓力高,因此對設備的要求也高。它需要特制的耐高壓的色譜柱、泵、閥門和液槽等設備,并裝有在線分析系統,以適應流速快、控制要求嚴的特點。 目前,許多生化物質的分離都用高壓液相色譜,而且根據不同分離對象可更換適宜的色譜柱,靈活、方便,分離效果好,速度快,因而應用廣。 HPLC配備不同的檢測器時,還可用于分析。在放射性藥物的研制中,HPLC連接放射性探測器,可用來進行復雜體系標記物的放射化學純度測定。 2、紙色譜法(paper chromatography) 紙色譜法是用色譜紙或以萃取劑、液體離子交換吸附在色譜紙上作固定相,用有機溶劑或水溶液作流動相來分離不同物質的一種色譜分離法。 將樣品用微量加液滴
33、到一條色譜紙的一端(即原點),晾干后將此端浸于適宜的溶劑(稱展開劑)即流動相中。在色譜紙纖維的毛細作用下,溶劑被吸上來, 樣品中的不同組分以不同的速度向另一端移動,此過程稱為展開,展開的距離取決于它們在溶劑中溶解度的大小和被色譜紙滯留的程度,從而形成彼此分離的譜帶,達到分離目的。各組分在色譜紙上的移動情況可有比移值Rf來表示: Rf=某組分移動的距離展開劑前沿移動的距離圖2-5 紙色譜裝置示意圖 圖2-6 紙色譜法示意圖 如圖2-6所示,A,B兩組分的Rf值分別為a/c和b/c,兩者Rf值相差越大,表示A與B越易分離。 影響Rf值的因素很多,除了組分本身的性質外,還與色譜紙的性質,含水量、展開
34、劑的性質和展開方式、溫度和濕度等因素有關。對于給定的色譜分離系統,某組分的Rf是一個特征值。 色譜圖的測量通常是將展開后色譜紙取出,在展開劑前沿作好標記,經晾干或烘干后,對放射性組分可用放射性計數法或自顯影法測量,即將色譜紙由原點開始,按一定間距或對應于某一Rf值的位置剪下,測其放射性活度,作出分離曲線(見圖2-7),并與標準樣品相對照,即可將經過處理后色譜紙直接放入儀器中進行測量,即可獲得完整的分離曲線,用此進行定性的定量分析。圖2-7 紙色譜法的分離曲線 3、薄層色譜(thin layer chromatography,簡稱TLC) 薄層色譜法與紙色譜法很類似,它是將固定相均勻地涂覆在一塊
35、玻璃板或塑料板上,形成薄層,然后將樣品滴在薄層的一端(即原點),用適宜的展開劑作流動相,借助毛細作用流經薄層,使不同組分隨流動相展開,從而達到分離目的。 薄層色譜法的固定相是550m細顆粒的粉末(如吸附劑、離子交換劑、萃取劑、分子篩等)與惰性支持劑(如石膏、氧化鋁、聚乙烯醇等)和粘合劑(如碳酸鈣、淀粉、水玻璃等)按一定比例調制成漿狀物,均勻地鋪在薄板上,晾干制成,厚度一般為0.20.5mm。 影響層薄色譜Rf的因素主要有分離物質、薄層及展開方式,溫度和濕度等。樣品經展開后,可噴霧適當試劑,在薄層上生成有色斑點,有針對性地進行測量;或用放射性自動掃描儀,將薄層上放射性依次記錄下來,也可在熒光燈下觀察熒光斑點。 四、其它分離法 1、電化學分離法(electrochem
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