【实验原理】纸层析法(paperchromatography)通常用于蛋白质的氨基酸成分的定性和定量。1944年A.J.P.马丁第一次用纸层析分析氨基酸,得到很好的分离效果。到现在为止,纸层析法已经成为定性或定量测定多肽,核酸碱基,糖,有机酸,维生素,抗生素等物质的一种最简单易行的分离分析工具。层析用于分析简单的混合物时可做单向层析。对于复杂的混合物,可做双向层析。其原理是以滤纸为惰性支持物的分配层析,层析溶剂由有机溶剂和水组成。滤纸纤维上的羟基具有亲水性,吸附一层水作为固定相,有机溶剂为流动相。当有机相流经固定相时,由于分配系数不同,结果物质在两相间不断分配而得到分离。其一般操作是将样品溶解在适当溶剂中,点样在滤纸的一端;再选用适当的溶剂系统,从点样的一端通过毛细现象向另一端展开,展开完毕,取出滤纸晾干或烘干,再以适当的显色剂或紫外灯、荧光灯下观察其图谱。样品经展开后某一物质在纸层析谱上的位置常用比移值(rateoffolw,Rf)来表示。Rf=原点至层析斑点中心的距离/原点至溶剂前沿的距离=X/Y在一定的条件下某种物质的Rf值是常数。Rf值的大小与被测物的结构、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有关。本实验利用单向纸层析法分离氨基酸。【实验器材】1器材层析缸、毛细管、小烧杯、量筒、培养皿、分液漏斗、层析滤纸(新华一号)、喷雾器(或白瓷盘),烘箱(或吹风机)、铅笔、直尺2试剂1)、扩展剂40mL将20mL水饱和的正丁醇和5mL醋酸以体积比4:1在分液漏斗中进行混合。然后与15mL蒸馏水混合,充分振荡,静置后分层,放出下层水层。取漏斗内的扩展剂约5mL置于小烧杯中做平衡溶剂,其余的倒人培养皿中备用。2)、氨基酸溶液0.5%的赖氨酸、脯氨酸、亮氨酸溶液及它们的混合液(各组份浓度均为0.5%)各配置5mL。3)、显色剂50~100mL0.1%水合茚三酮正丁醇溶液。【实验步骤】(1)检查培养皿是否干燥、洁净;若否,将其洗净并置于干燥箱内120℃烘干。(2)平衡:剪一大块塑料薄膜铺在桌面上,将层析缸或大烧杯到置于塑料薄膜上,再把盛有约5mL展层溶液的小烧杯置于倒置的层析缸或大烧杯中,用塑料薄膜密封起来,平衡20min。(3)规划:带上手套,取宽约10cm、高约15cm的层析滤纸一张。在纸的下端距边缘2~3cm处轻轻用铅笔划一条平行于底边的直线A,在直线上做4个记号,记号之间间隔2cm,这就是原点的位置。另在距左边缘1cm处画一条平行于左边缘的直线B,在B线上以A、B两线的交点为原点标明刻度(以厘米为单位),参见下图。图2实验装置示意图(4)点样:用毛细管分别取10mL左右的氨基酸样品点在四个位置上。干后重复点样,同一位置上需点2~3次,2~3mL/次,保证每点在纸上扩散的直径最大不超过3mm。其中3个是已知样,1个是待测样品。(5)层析:用针、线将滤纸缝成筒状,纸的两侧边缘不能接触且要保持平行,参见图1-1。向培养皿中加入扩展剂,使其液面高度达到1cm左右,将点好样的滤纸筒直立于培养皿中(点样的一端在下,扩展剂的液面在A线下约1cm),罩上大烧杯,仍用塑料薄膜密封。当扩展剂上升到A线时开始计时,每隔一定时间测定一下扩展剂上升的高度,填入表1中。当上升到15~18cm,取出滤纸,剪断连线,立即用铅笔描出溶剂前沿线,自然风干或用电吹风热风吹干。(6)显色:用喷雾器在通风厨中向滤纸上均匀喷上0.1%茚三酮正丁醇溶液,然后置烘箱中烘烤5分钟(100℃)或用热风吹干即可显出各层析斑点。(7)计算各种氨基酸的Rf值,并判断混合样品中都有哪些氨基酸,各人将自己的实验结果贴在实验报告上,见表2。(8)以层析时间为横坐标,扩展剂上升高度为纵坐标画图,求出扩展剂上升到15cm时所需要的时间。【实验结果与数据处理】表1扩展剂前沿上升速度X(min)0510152030406090…Y(cm)00.81.52.153.754.855.97.98.88...15表2各种氨基酸的Rf值赖氨酸脯氨酸亮氨酸待测氨基酸原点到层析斑点中心的距离0.110.430.700.44原点到溶剂前沿的距离0.880.880.880.88Rf0.120.480.790.50判断待测氨基酸赖氨酸、脯氨酸、亮氨酸【实验结论】通过实验可以知道每种氨基酸的在扩展剂中的移动速率是不相同的,利用每种氨基酸在纸上的位置不同可以计算出氨基酸的Rf值。和标准的Rf值对比,得出氨基酸种类。据此由上表2可知,混合氨基酸是由赖氨酸、脯氨酸、亮氨酸组成。【注意事项】⑴.点样时要避免手指或唾液等污染滤纸有效面(即展层时样品可能达到的部分)。⑵.点样斑点不能太大,防止层析后氨基酸斑点过度扩散和重叠,且点样后吹风温度不宜过高,以免样品变性(斑点发黄)。⑶.展层开始时切勿使样品点浸入溶剂中。⑷.展层剂要临用前配制,以免发生酯化,影响层析结果。⑸.如果样品中溶质种类较多,且某些溶质在某一溶剂系统中的Rf值十分接近时,单向层析分离效果不佳,则可采用双向层析,即将样品点在一方形滤纸的角上,先用一种溶剂系统展层。滤纸取出干燥后,再将滤纸转90度角,用另一溶剂系统展层。所得图谱分别与这两种溶剂系统中作的标准物质层析图谱对比,即可对混合物样品中各成分进行鉴定。