有关色素分离原理的新思考
学术论坛2008NO.27
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有关色素分离原理的新思考
(温州市龙湾中学刘姣浙江温州325024)
摘要:教材中用溶解度不同来解释纸层析法分离色素的原理,表述过于笼统。笔者从分配系数的角度对色素分离的原理进行重新思考,并结合具体例子图文并茂呈现分离现象的本质。
关键词:纸层析法层析系统分配系数中图分类号:O6-0文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)09(c)-0237-01
用纸层析法分离色素的原理,教材中
表述如下:色素在层析液中的溶解度不同,
溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得
快;反之则慢。教材中的这种表述过于笼
统,困惑多多,本人查阅了一些资料,现将纸层析法原理剖析如下,供同仁参考。纸层析法属于层析系统的一种,任何一种层析系统都由2个相组成,一个为静相,一个为动相,混合物在层析系统中的分配取决于各成分在两相中的分配状
况。1891年Nernst提出分配定律:当一种溶质在两种一定的互不相溶的溶剂中分配时,在一定温度下达到平衡后,溶质在两相中的浓度比值为一常数,即分配系数(Kd),公式:Kd=CA/CB(注:CA,CB为某一物质在两
相中的浓度)
利用纸层析法分离混合物时,其先决
条件是混合物中各成分的分配系数要有差
异,差异越大,越容易分开。
现举例说明层析系统的工作原理:
取一系列分溶管,向其中1号分溶管
中加入互不相溶的2种溶剂,溶剂A作为
动相,溶剂B作为静相并假设上下两相体
积相等,如果物质Y的分配系数为1(如图
1所示),物质Z的分配系数为3(如图2所
示),设两者的初总量都为64份。分配过程
如下:(待每一次分配平衡后,动相转移到
下一个分溶管,和下一分溶管中的静相根
据分配系数实现物质的重新分配,而静相
留在原分溶管中和新转入的动相在原分溶
管中实现物质再分配至分配平衡)。
由此看出,分配系数越大的成分沿着
一系列分溶管移动的速度越快,分配系数
小的成分移动的慢,由此将混合物中各成
分分开。
在纸层析法分离色素的过程中,滤纸
纤维素上吸附的水为静相,展层用的层析
液为动相,滤纸条的不同区段代表上述一
系列分溶管,在层析液沿滤纸条扩散时,带
动色素在每一个区段都有一个再分配的过
程,由于４种色素的分配系数不同,不同色
素含量的高峰区域不同,这样就形成了4
条色素带,从上到下依次为:胡萝卜素、叶
黄素、叶绿素a、叶绿素b。
综上所述,用纸层析法分离色素的原
理应准确表述为:色素在层析液和水中的
分配系数不同,分配系数高的沿滤纸条扩
散得快,反之则慢。由此将4种色素分离开来。图1物质Y(分配系数为1)的分配状况图2物质Z(分配系数为3)的分配状况
参考文献
[1]沈同,王镜岩.生物化学(上册)[M].北
京:高等教育出版社,1990,104.
[2]普通高中课程标准实验教科书,生物必
修1,分子与细胞[M].北京:人民教育出
版社,
2007.
图3滤纸条不同片区的色素含量
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