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有關(guān)色素分離原理的新思考
學術(shù)論壇2008NO.27
SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION科技資訊
有關(guān)色素分離原理的新思考
(溫州市龍灣中學劉姣浙江溫州325024)
摘要:教材中用溶解度不同來解釋紙層析法分離色素的原理,表述過于籠統(tǒng)。筆者從clearvueentertainment.com分配系數(shù)的角度對色素分離的原理進行重新思考,并結(jié)合具體例子圖文并茂呈現(xiàn)分離現(xiàn)象的本質(zhì)。
關(guān)鍵詞:紙層析法層析系統(tǒng)分配系數(shù)中圖分類號:O6-0文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2008)09(c)-0237-01
用紙層析法分離色素的原理,教材中
表述如下:色素在層析液中的溶解度不同,
溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴散得
快;反之則慢。教材中的這種表述過于籠
統(tǒng),困惑多多,本人查閱了一些資料,現(xiàn)將紙層析法原理剖析如下,供同仁參考。紙層析法屬于層析系統(tǒng)的一種,任何一種層析系統(tǒng)都由2個相組成,一個為靜相,一個為動相,混合物在層析系統(tǒng)中的分配取決于各成分在兩相中的分配狀
況。1891年Nernst提出分配定律:當一種溶質(zhì)在兩種一定的互不相溶的溶劑中分配時,在一定溫度下達到平衡后,溶質(zhì)在兩相中的濃度比值為一常數(shù),即分配系數(shù)(Kd),公式:Kd=CA/CB(注:CA,CB為某一物質(zhì)在兩
相中的濃度)
利用紙層析法分離混合物時,其先決
條件是混合物中各成分的分配系數(shù)要有差
異,差異越大,越容易分開。
現(xiàn)舉例說明層析系統(tǒng)的工作原理:
取一系列分溶管,向其中1號分溶管
中加入互不相溶的2種溶劑,溶劑A作為
動相,溶劑B作為靜相并假設(shè)上下兩相體
積相等,如果物質(zhì)Y的分配系數(shù)為1(如圖
1所示),物質(zhì)Z的分配系數(shù)為3(如圖2所
示),設(shè)兩者的初總量都為64份。分配過程
如下:(待每一次分配平衡后,動相轉(zhuǎn)移到
下一個分溶管,和下一分溶管中的靜相根
據(jù)分配系數(shù)實現(xiàn)物質(zhì)的重新分配,而靜相
留在原分溶管中和新轉(zhuǎn)入的動相在原分溶
管中實現(xiàn)物質(zhì)再分配至分配平衡)。
由此看出,分配系數(shù)越大的成分沿著
一系列分溶管移動的速度越快,分配系數(shù)
小的成分移動的慢,由此將混合物中各成
分分開。
在紙層析法分離色素的過程中,濾紙
纖維素上吸附的水為靜相,展層用的層析
液為動相,濾紙條的不同區(qū)段代表上述一
系列分溶管,在層析液沿濾紙條擴散時,帶
動色素在每一個區(qū)段都有一個再分配的過
程,由于４種色素的分配系數(shù)不同,不同色
素含量的高峰區(qū)域不同,這樣就形成了4
條色素帶,從上到下依次為:胡蘿卜素、葉
黃素、葉綠素a、葉綠素b。
綜上所述,用紙層析法分離色素的原
理應(yīng)準確表述為:色素在層析液和水中的
分配系數(shù)不同,分配系數(shù)高的沿濾紙條擴
散得快,反之則慢。由此將4種色素分離開來。圖1物質(zhì)Y(分配系數(shù)為1)的分配狀況圖2物質(zhì)Z(分配系數(shù)為3)的分配狀況
參考文獻
[1]沈同,王鏡巖.生物化學(上冊)[M].北
京:高等教育出版社,1990,104.
[2]普通高中課程標準實驗教科書,生物必
修1,分子與細胞[M].北京:人民教育出
版社,
2007.
圖3濾紙條不同片區(qū)的色素含量
科技資訊SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION237
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