菠菜葉中色素的分離實驗裝置

① 菠菜色素的提取和色素分離

一、實驗目的 通過綠色植物色素的提取和分離，了解天然物質分離提純方法。 通過薄層色譜分離操作，加深了解微量有機物色譜分離鑒定的原理。 二、實驗原理 綠色植物如菠菜葉中含有葉綠素（綠）、胡蘿卜素（橙）和葉 黃素（黃）等多種天然色素。 葉綠素存在兩種結構相似的形式即葉綠素a(C 55 H 72 O 5 N 4 Mg) 和 葉綠素b(C 55 H 7 O 6 N 4 Mg) ，其差別僅是a 中一個甲基被b 中的甲醯 基所取代。它們都是吡咯衍生物與金屬鎂的絡合物，是植物進行光 合作用所必需的催化劑。植物中葉綠素a 的含量通常是b 的3 倍。 盡管葉綠素分子中含有一些極性基團，但大的烴基結構使它易溶於 醚、石油醚等一些非極性的溶劑。 二、實驗原理 胡蘿卜素(C 40 H 56 )是具有長鏈結構的共軛多烯。它有三種異構體， 即a-, β - 和γ - 胡蘿卜素，其中β - 異構體含量最多，也最重要。在生物體 內，β - 體受酶催化氧化即形成維生素A 。目前β - 胡蘿卜素已可進行工 業生產，可作為維生素A 使用，也可作為食品工業中的色素。 葉黃素(C 40 H 56 O 2 )是胡蘿卜素的羥基衍生物，它在綠葉中的含量通 常是胡蘿卜素的兩倍。與胡蘿卜素相比，葉黃素較易溶於醇而在石油醚 中溶解度較小。 二、實驗原理N N N N Mg CO 2 CH 3 CH 2 O CH H 3 C H 3 C R CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 C O O CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3葉綠素 a (R=CH 3 )葉綠素 b (R=CHO)二、實驗原理CH 3 H 3 C R CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 R H 3 C CH 3 H 3 Cβ-胡蘿卜素（R=H） 葉黃素（R=OH）CH 2 OH維生素A三、基本操作與技術薄層色譜 薄層色譜常用TLC表示，又叫薄板層析，是色譜法中的一種，是 快速分離和定性分析少量物質的一種很重要的實驗技術，屬固-液吸附 色譜，它兼備了柱色譜和紙色譜的優點，一方面適用於少量樣品（幾 到幾微克，甚至0.01微克）的分離；另一方面在製作薄層板時，把吸 附層加厚加大，因此，又可用來精製樣品，此法特別適用於揮發性較 小或較高溫度易發生變化而不能用氣相色譜分析的質。此外，薄層色 譜法還可用來跟蹤有機反應及進行柱色譜之前的一種「預試」。 薄層色譜的原理是利用吸附劑（硅膠、氧化鋁等）對不同組分吸 附能力的差異從而達到分離目的的方法。 三、基本操作與技術�6�1薄層板的制備 吸附劑：最常用硅膠GF254；硅膠HF254。 粘結劑：一般用所羧甲基纖維素鈉（CMC），也有用澱粉的。CMC 配成1％水溶液使用。 制板：以小板的制備為例，將硅膠加1％CMC，調成槳狀（在 平 鋪玻璃板上能晃動但不能流動），將其塗在載玻片上 （75 ×25），為使其坦平，可將載玻片用手端平晃動，致坦平 為止，放在干凈平坦的檯面上，晾乾之後放入110℃烘箱 活 化1小時即可使用。 三、基本操作與技術�6�1點樣 點樣用的毛細管為內徑＜1mm的管口平整的毛細管，將樣品溶於 低沸點的溶劑（乙醚、丙酮、乙醇、四氫呋喃等）配成1％溶液。 點樣前，可先用鉛筆在小板上距一端5mm處輕輕劃一橫線，作為 起始線，然後用毛細管吸取樣品在起始線上小心點樣，如需重復點樣， 則應待前次點樣的溶劑揮發後方可重點。若在同一塊板上點幾個樣， 樣品點間距離為5mm以上。 三、基本操作與技術�6�1展開 展開劑的選擇主要根據樣品的極性、溶解度和吸附劑的活性等因 素來考慮。 薄層的展開在密閉的容器中進行。先將選擇的展開劑放入色譜器 中（小板可用廣口瓶代替），使色譜器內空氣飽和5-10min，再將點好 試樣的薄層板放入色譜器中進行展開，點樣的位臵必須在展開劑液面 之上，當展開劑上升到薄層的前沿（離前端5-10mm）或多組分已明顯 分開時，取出薄層板放平晾乾，用鉛筆劃溶劑前沿的位臵後，即可顯 色。 三、基本操作與技術�6�1顯色 如果化合物本身有顏色，就可直接觀察它的斑點。如果本身無色， 可先在紫外燈光下觀察有無熒光斑點（有苯環的物質都有），用鉛筆在 薄層板上劃出斑點的位臵；對於在紫外燈光下不顯色的，可放在含少量 碘蒸氣的容器中顯色來檢查色點（因為許多化合物都能和碘成黃棕色斑 點），顯色後，立即用鉛筆標出斑點的位臵。�6�1計算比移值 記下原點至主斑點中心及展開劑前沿的距離，計算比移值（Rf）。 三、基本操作與技術 距離 溶劑前沿至原點中心的 點中心的距離 溶質最高濃度中心至原f R四、主要儀器與試劑儀器:研缽、布氏漏斗、圓底燒瓶、直形冷凝管、層析缸試劑:硅膠G ，甲醇，石油醚（60-90 ℃），丙酮，乙酸乙酯，菠菜葉 五、實驗裝臵圖 薄層板在層析缸中展開 六、實驗流程圖 菠菜 菠菜汁 萃取液 研磨 過濾 石油醚-甲醇 萃取 浸膏 水 洗滌、蒸餾 薄層層析R f值 分別用展開劑（a ）石油醚- 丙酮=8:2 （體積比）和（b ） 石油醚- 乙酸乙酯=6:4 （體積比）展開，比較不同展開劑系 統的展開效果。 七、實驗關鍵及注意事項薄層層析時，薄層板的制備要厚薄均勻，表面平整光潔。點樣與展開應按要求進行：點樣不能戳破薄層板面；展開 時，不要讓展開劑前沿上升至底線。否則，無法確定展開 劑上升高度，即無法求得Rf值和准確判斷粗產物中各組分 在薄層板上的相對位臵。 八、思考題 在一定的操作條件下為什麼可利用Rf值來鑒定化合物？ 在混合物薄層色譜中，如何判定各組分在薄層上的位臵？ 展開劑的高度若超過了點樣線，對薄層色譜有何影響？

② 葉綠體色素實驗方法是怎麼樣的

操作難度：★★★

實驗方法：

下面我們介紹一下葉綠體色素的提取和分離方法，並了解一下葉綠體色素的種類。

葉綠體中一般含有綠色素（葉綠素a和b）和黃色素（胡蘿卜素和葉黃素）。這兩類色素均不溶於水，而溶於有機溶劑中。因此，常用酒精或丙酮來提取。

色素分離方法很多，紙層析是最簡便的一種。當溶劑不斷地從濾紙上流過時，由於混合物中各成分在固定相和流動相間具有不同的分配系數，因此，它們的移動速度不同，便可將混合取液中的各種色素分離開。

實驗所需要的材料和用具：菠菜葉片（或其他新鮮綠葉）、一台天平、研缽、量筒、漏斗、試管、試管架、色層分析濾紙、細玻棒、大培養皿兩個（底和蓋直徑相等）、95％酒精、碳酸鈣、汽油（純凈無色的）、小酒杯（或平底短玻管）1個、剪刀、滴管。

實驗步驟如下：

1.選取鮮綠的菠菜葉片，擦凈、剪碎後稱取3克鮮葉，放入研缽中，加少許碳酸鈣（可中和細胞中的有機酸，避免形成去鎂葉綠素）和5毫升酒精，研磨成糨糊狀。再加酒精5毫升，研勻後用漏斗過濾，濾液即為葉綠體色素提取液，內含有葉綠素a、葉綠素b及葉黃素和胡蘿卜素。

2.取色層分析濾紙，剪成圓形，其直徑應略大於培養皿的直徑（如無層析濾紙，也可用圓形定性或定量濾紙）。在濾紙圓心戳一圓形小孔。另取同樣的濾紙，剪成長5厘米、寬1.5厘米的窄條，用細玻棒沿長度方向捲成1.5厘米長的紙捻，抽出玻棒後再進一步搓成均勻、緊密的紙捻。

3.用細口滴管吸取葉綠體色素提取液，滴在紙捻的一端，風干（或用電吹風吹乾），再滴，再風干，如此重復3~5次。

4.將滴有色素的紙捻端插入圓形濾紙中心小孔中，使紙捻與圓形濾紙緊密接觸，且與紙面平齊，切勿高出紙面。

5.取兩個直徑相等的乾燥培養皿，在一個培養皿內放一小酒杯（或平底短玻管），杯內加入適量的汽油（或石油醚）作為擴散劑。把插有紙捻的圓形濾紙平放在培養皿上，使紙捻下端浸入汽油中，迅速蓋上另一培養皿，兩培養皿周邊對齊。

6.小杯內的汽油沿紙捻擴散到圓形濾紙上，並推動葉綠體色素也向濾紙四周擴散。待汽油擴散到培養皿邊緣時。取出濾紙，即可看到四種色素分離成四個同心圓環。用鉛筆標出各種色素的位置和名稱。

知識延伸：

由於各種色素在擴散劑中的溶解度不同，以及濾紙對各色素的吸附能力不同，而達到分離的目的。擴散最快的是胡蘿卜素，為橙黃色；其次是葉黃素，為鮮黃色；再次是葉綠素a，為藍綠色；擴散最慢的是葉綠素b，為黃綠色。

③ 色素提取實驗

1、選取葉子。此實驗必須選擇綠色且容易研磨的葉子，所以一般選擇鮮嫩的菠菜葉，回而且量不宜過多但也不答能過少。過多不易研磨，過少則色素量太少。

2、研磨。研磨時注意先將葉子剪碎放入研磨，研磨前還必須加入適量的二氧化硅、乙醇和碳酸鈣。此過程中三種物質必須先加，研磨要迅速，否者色素容易揮發，研磨完畢要保存好。

3、過濾。過濾選擇的是單層尼龍布，不能是濾紙。因為濾紙孔特別小，而且吸附能力特別強，所以需要用紗布較好。

4、製作濾紙條。製作濾紙條時必須剪去一端的兩個角，並且在靠近剪去角的一端畫鉛筆細線，注意此細線必須細而且直。

5、畫濾液細線。化濾液細線可以用兩種方法，一種是用毛細吸管一滴滴沿著濾紙條上的細線來畫，必須保證濾液不擴散。在畫細線的時候要先乾燥之後再畫一次，目的是有更多的色素。另一種方法是用蓋玻片沾一下濾液，再像印章一樣印在濾液細線上。

6、分離色素。將剛才畫好的濾紙條放入到層析液中。此過程必須注意不能讓濾液細線被層析液淹沒，而且需要蓋好蓋子，因為層析液有毒而且易揮發。

7、乾燥濾紙條。一段時間後取出濾紙條，可以用嘴巴吹乾，也可以用風扇加速乾燥，一段時間就能觀察到濾紙條上出現的色素帶。

④ 選用菠菜葉片做葉綠體中色素分離的實驗，如圖所示結果正確的是（）A．B．C．D

葉綠體中色素分離的實驗的實驗結果：

故選：C．

⑤ 葉子中的色素怎樣提取

葉子中的色素，即提取葉子中葉綠體中的色素。

葉子中的色素提取可以用分離色素（紙層析法）：不同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上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。

綠葉中的色素是有機物，能溶解在有機溶劑無水乙醇(或丙酮)中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中的色素。層析液也是有機溶劑，不同的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得慢，因而可用層析液將不同色素進行分離。

(5)菠菜葉中色素的分離實驗裝置擴展閱讀：

取葉要新鮮，濾液中含有較多的色素； 研磨要迅速充分，防止無水乙醇揮發，同時可以得到色素濃度較大的濾液； 畫濾液細線要重復2－3次，以便色素帶清晰； 濾液細線要細、直； 濾液細線勿浸入層析液，防止色素溶解在層析液中。

層析時，燒杯要加蓋，避免苯等有毒物質揮發; 實驗結束，要用肥皂洗手，因為實驗中可能接觸了苯等有毒物質； 濾紙條要避光保存，防止褪色。

⑥ 菠菜色素的提取與分離及光譜測定實驗需要多長時間

一、實驗目的 1、通過綠色植物色素的提取，學習天然物質的提取方法； 2.了解菠菜中主要色素的基本性質，通過菠菜色素的提取和分離，了解天然物質 分離提純方法及原理 3、通過薄層色譜分析，掌握有機物色譜分析的原理和方法。 二.實驗原理 綠色植物如菠菜葉中含有葉綠素（綠） 、胡蘿卜素（橙）和葉黃素（黃）等 多種天然色素。 葉綠素存在兩種結構相似的形式即葉綠素 a(C55H72O5N4Mg)和葉綠素 b(C55H70O6N4Mg)， 其差別僅是葉綠素 a 中一個甲基被甲醯基所取代從而形成 了葉綠素 b。它們都是吡咯衍生物與金屬鎂的絡合物，是植物進行光合作用所必 需的催化劑。植物中葉綠素 a 的含量通常是 b 的 3 倍。盡管葉綠素分子中含有 一些極性基團，但大的烴基結構使它易溶於醚、石油醚等一些非極性的溶劑。 胡蘿卜素（C40H56）是具有長鏈結構的共軛多烯。它有三種異構體，即 ?-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素和γ-胡蘿卜素，其中β-胡蘿卜素含量最多，也最重要。 在生物體內，β-胡蘿卜素受酶催化氧化形成維生素 A。目前β-胡蘿卜素已可進行 工業生產，可作為維生素 A 使用，也可作為食品工業中的色素。 葉黃素（C40H56O2）是胡蘿卜素的羥基衍生物，它在綠葉中的含量通常是 胡蘿卜素的兩倍。 與胡蘿卜素相比， 葉黃素較易溶於醇而在石油醚中溶解度較小。 色譜法是一種物理的分離方法， 其原理是利用混合物中各成分的物理化學性 質的差異， 當選擇某一條件使混合物中各成分流過支持劑或吸附劑時，各成分可 因其物理性質不同而分離。分離效果的好壞關鍵在於條件的選擇。 薄層色譜是在玻片上塗布固體吸附劑，利用樣品對固體吸附劑的吸附能力 不同，選擇對樣品溶解（解附）能力不同的溶劑，將混合物各成分按照極性大小 不同隨溶劑前進速度不同而分開的方法。 應用：薄層色譜可以用來分離、鑒別化合物，也可以用於跟蹤反應進程。 Rf 值與分子結構的關系 Rf 值越大，樣品與固體吸附劑吸附越緊，即樣品與固體吸附劑分子間作用 力越大，說明樣品極性越強或分子量越大。 本實驗利用有機溶劑將菠菜中的色素浸提出來， 利用柱層析和薄層層析法將 色素分離開來，根據各色素的顏色、分子極性與 Rf 值的關系、吸收光譜、熒光 對分離出的色素進行鑒定歸屬，討論結構對 Rf 值、吸收光譜的影響。 三、主要試劑及主、副產物的物理常數 名稱 分子 量 性狀 相對密 度 熔點 沸點 水 溶解度 醇 溶 醚 溶 無色透明液 石油醚 體，有煤油氣 味 乙醇 46.07 無色透明液 體，易揮發， 有刺激性 58.08 丙酮 無色液體，易 揮發，辛辣甜 味 58.44 飽和氯 化鈉 無水 NaSO 4 142.0 4 無色透明立方 晶體，白色粉 末，味咸 白色粉末，無 臭，味咸 0.64-0. 66 -37 40-80 不溶 0.79 -114. 3 78.4 溶 溶 溶 0.8 -94.7 56.5 溶 溶 溶 2.130 801 1413 溶 884 1700 溶 不溶 四、主要試劑規格及用量 名稱 規格 用量 5g 摩爾數 菠菜葉 五、實驗裝置 六、實驗步驟 稱取 5 克洗凈晾乾水分的新鮮的菠菜葉，用剪刀剪碎，放在錐形瓶中，加 入 30 mL 2：1（v/v）的石油醚和乙醇混合溶劑，浸沒菠菜葉片，用玻棒攪動數分 鍾，以利於菠菜葉的細胞破裂，色素浸出。布氏漏斗抽濾，將菠菜汁轉入分液漏 斗，分去水層，分別用等體積的飽和食鹽水和蒸餾水洗滌兩次，以除去萃取液中 的乙醇（洗滌時要輕輕旋盪，以防止產生乳化） 。棄去水-乙醇層，石油醚層用無 水硫酸鈉乾燥後濾入錐型瓶，置於暗處備用。 用吸管吸取菠菜萃取液，小心慢慢滴在制鋪好的薄層板上，滴入在硅膠板 上的萃取液要成一條直線，直線離板下沿約 1.5~2 厘米，晾乾。放入裝有 2：1.5： 2 的石油醚-丙酮-苯（v/v）混合展開劑的層析缸內，於暗處室溫展開，得五條色 帶。取出，待溶液揮發後，測量各色帶及溶劑前沿到原點的距離，計算 Rf 值。 七、實驗數據記錄 溶劑前沿至原點中心的距離/cm: 菠菜葉片色素色譜分析數據 編號 顏色 溶質的最高濃度中心至 原點中心的距離 Rf 值 1 2 3 4 5 八、思考與討論 1. 薄層的展開為什麼要在密閉容器中？ 答：展層劑易揮發，所以在密閉容器中防止展層劑揮發。 2. 點樣時如樣品斑點過大有什麼壞處？若將樣品斑點浸入展開劑中會有什麼後 果？ 答： 因溶液太稀或樣點太小,可重復點樣.但應在每次點樣的溶劑揮發後,方可重點, 以防樣點被溶解掉.點樣過大易造成拖尾,擴散等現象,影響分離效果； 若將樣品斑 點浸入展開劑中，會無法確定展開劑上升高度,即無法求得 Rf 值和准確判斷各組 分在薄層板上的相對位置. 3. 比較葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素三種色素的極性，說明為什麼胡蘿卜素在氧 化鋁中移動最快？ 答：葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素極性依次減少，因為它們分子結構中的極性含氧 基團依次減少， 因為化合物的吸附能力與他們的極性成正比， 胡蘿卜素極性最小， 與氧化鋁的作用力最小，從而隨著溶劑下移的速度最快。 

⑦ 綠葉中色素的提取和分離的實驗中，菠菜葉，放入研缽中，加入無水乙醇、石英砂、CaCO2以後，迅速研磨

不可以，這是因為前面加的物質有些事保護葉綠素不被分解和破壞的比如碳酸鈣，石英砂是研磨用的，乙醇必須提前加入，不然不利於研磨。葉片用研棒干研很費勁。

⑧ 高中生物實驗葉綠體色素的分離

原理：綠葉中的色素可以溶解在郵寄溶劑中。所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。綠葉中的色素不只有一種，他們都可以溶解在層析液中。但是在層析液中的溶解度不同，溶解度高的在濾紙上擴散速度快。
用具：新鮮菠菜葉，乾燥的定性濾紙，事關，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細吸管，剪刀，葯勺，量筒，天平。無水乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣
步驟：1 提取綠葉中的色素
（1）稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽
(2)向研缽中加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10ml無水乙醇，迅速研磨。
（3）將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中過濾（漏斗放一塊單層尼龍布），收集濾液到試管中，及時用棉塞將事關口塞嚴。
2 制備濾紙條
將乾燥的定性濾紙剪成略小於試管長與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端減去兩個角，並在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線。
3 畫濾液細線
用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻的畫出一條細線，待干後重復畫兩次
4 分離綠葉中的色素
將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條（有細線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨後用棉塞塞緊試管口，注意，不能讓細線觸到層析液。
5 觀察記錄