菠菜叶中色素的分离实验装置

① 菠菜色素的提取和色素分离

一、实验目的 通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法。 通过薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。 二、实验原理 绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶 黄素（黄）等多种天然色素。 叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C 55 H 72 O 5 N 4 Mg) 和 叶绿素b(C 55 H 7 O 6 N 4 Mg) ，其差别仅是a 中一个甲基被b 中的甲酰 基所取代。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光 合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a 的含量通常是b 的3 倍。 尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于 醚、石油醚等一些非极性的溶剂。 二、实验原理 胡萝卜素(C 40 H 56 )是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体， 即a-, β - 和γ - 胡萝卜素，其中β - 异构体含量最多，也最重要。在生物体 内，β - 体受酶催化氧化即形成维生素A 。目前β - 胡萝卜素已可进行工 业生产，可作为维生素A 使用，也可作为食品工业中的色素。 叶黄素(C 40 H 56 O 2 )是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通 常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚 中溶解度较小。 二、实验原理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叶绿素 a (R=CH 3 )叶绿素 b (R=CHO)二、实验原理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-胡萝卜素（R=H） 叶黄素（R=OH）CH 2 OH维生素A三、基本操作与技术薄层色谱 薄层色谱常用TLC表示，又叫薄板层析，是色谱法中的一种，是 快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，属固-液吸附 色谱，它兼备了柱色谱和纸色谱的优点，一方面适用于少量样品（几 到几微克，甚至0.01微克）的分离；另一方面在制作薄层板时，把吸 附层加厚加大，因此，又可用来精制样品，此法特别适用于挥发性较 小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的质。此外，薄层色 谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一种“预试”。 薄层色谱的原理是利用吸附剂（硅胶、氧化铝等）对不同组分吸 附能力的差异从而达到分离目的的方法。 三、基本操作与技术�6�1薄层板的制备 吸附剂：最常用硅胶GF254；硅胶HF254。 粘结剂：一般用所羧甲基纤维素钠（CMC），也有用淀粉的。CMC 配成1％水溶液使用。 制板：以小板的制备为例，将硅胶加1％CMC，调成桨状（在 平 铺玻璃板上能晃动但不能流动），将其涂在载玻片上 （75 ×25），为使其坦平，可将载玻片用手端平晃动，致坦平 为止，放在干净平坦的台面上，晾干之后放入110℃烘箱 活 化1小时即可使用。 三、基本操作与技术�6�1点样 点样用的毛细管为内径＜1mm的管口平整的毛细管，将样品溶于 低沸点的溶剂（乙醚、丙酮、乙醇、四氢呋喃等）配成1％溶液。 点样前，可先用铅笔在小板上距一端5mm处轻轻划一横线，作为 起始线，然后用毛细管吸取样品在起始线上小心点样，如需重复点样， 则应待前次点样的溶剂挥发后方可重点。若在同一块板上点几个样， 样品点间距离为5mm以上。 三、基本操作与技术�6�1展开 展开剂的选择主要根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因 素来考虑。 薄层的展开在密闭的容器中进行。先将选择的展开剂放入色谱器 中（小板可用广口瓶代替），使色谱器内空气饱和5-10min，再将点好 试样的薄层板放入色谱器中进行展开，点样的位臵必须在展开剂液面 之上，当展开剂上升到薄层的前沿（离前端5-10mm）或多组分已明显 分开时，取出薄层板放平晾干，用铅笔划溶剂前沿的位臵后，即可显 色。 三、基本操作与技术�6�1显色 如果化合物本身有颜色，就可直接观察它的斑点。如果本身无色， 可先在紫外灯光下观察有无荧光斑点（有苯环的物质都有），用铅笔在 薄层板上划出斑点的位臵；对于在紫外灯光下不显色的，可放在含少量 碘蒸气的容器中显色来检查色点（因为许多化合物都能和碘成黄棕色斑 点），显色后，立即用铅笔标出斑点的位臵。�6�1计算比移值 记下原点至主斑点中心及展开剂前沿的距离，计算比移值（Rf）。 三、基本操作与技术 距离 溶剂前沿至原点中心的 点中心的距离 溶质最高浓度中心至原f R四、主要仪器与试剂仪器:研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸试剂:硅胶G ，甲醇，石油醚（60-90 ℃），丙酮，乙酸乙酯，菠菜叶 五、实验装臵图 薄层板在层析缸中展开 六、实验流程图 菠菜 菠菜汁 萃取液 研磨 过滤 石油醚-甲醇 萃取 浸膏 水 洗涤、蒸馏 薄层层析R f值 分别用展开剂（a ）石油醚- 丙酮=8:2 （体积比）和（b ） 石油醚- 乙酸乙酯=6:4 （体积比）展开，比较不同展开剂系 统的展开效果。 七、实验关键及注意事项薄层层析时，薄层板的制备要厚薄均匀，表面平整光洁。点样与展开应按要求进行：点样不能戳破薄层板面；展开 时，不要让展开剂前沿上升至底线。否则，无法确定展开 剂上升高度，即无法求得Rf值和准确判断粗产物中各组分 在薄层板上的相对位臵。 八、思考题 在一定的操作条件下为什么可利用Rf值来鉴定化合物？ 在混合物薄层色谱中，如何判定各组分在薄层上的位臵？ 展开剂的高度若超过了点样线，对薄层色谱有何影响？

② 叶绿体色素实验方法是怎么样的

操作难度：★★★

实验方法：

下面我们介绍一下叶绿体色素的提取和分离方法，并了解一下叶绿体色素的种类。

叶绿体中一般含有绿色素（叶绿素a和b）和黄色素（胡萝卜素和叶黄素）。这两类色素均不溶于水，而溶于有机溶剂中。因此，常用酒精或丙酮来提取。

色素分离方法很多，纸层析是最简便的一种。当溶剂不断地从滤纸上流过时，由于混合物中各成分在固定相和流动相间具有不同的分配系数，因此，它们的移动速度不同，便可将混合取液中的各种色素分离开。

实验所需要的材料和用具：菠菜叶片（或其他新鲜绿叶）、一台天平、研钵、量筒、漏斗、试管、试管架、色层分析滤纸、细玻棒、大培养皿两个（底和盖直径相等）、95％酒精、碳酸钙、汽油（纯净无色的）、小酒杯（或平底短玻管）1个、剪刀、滴管。

实验步骤如下：

1.选取鲜绿的菠菜叶片，擦净、剪碎后称取3克鲜叶，放入研钵中，加少许碳酸钙（可中和细胞中的有机酸，避免形成去镁叶绿素）和5毫升酒精，研磨成糨糊状。再加酒精5毫升，研匀后用漏斗过滤，滤液即为叶绿体色素提取液，内含有叶绿素a、叶绿素b及叶黄素和胡萝卜素。

2.取色层分析滤纸，剪成圆形，其直径应略大于培养皿的直径（如无层析滤纸，也可用圆形定性或定量滤纸）。在滤纸圆心戳一圆形小孔。另取同样的滤纸，剪成长5厘米、宽1.5厘米的窄条，用细玻棒沿长度方向卷成1.5厘米长的纸捻，抽出玻棒后再进一步搓成均匀、紧密的纸捻。

3.用细口滴管吸取叶绿体色素提取液，滴在纸捻的一端，风干（或用电吹风吹干），再滴，再风干，如此重复3~5次。

4.将滴有色素的纸捻端插入圆形滤纸中心小孔中，使纸捻与圆形滤纸紧密接触，且与纸面平齐，切勿高出纸面。

5.取两个直径相等的干燥培养皿，在一个培养皿内放一小酒杯（或平底短玻管），杯内加入适量的汽油（或石油醚）作为扩散剂。把插有纸捻的圆形滤纸平放在培养皿上，使纸捻下端浸入汽油中，迅速盖上另一培养皿，两培养皿周边对齐。

6.小杯内的汽油沿纸捻扩散到圆形滤纸上，并推动叶绿体色素也向滤纸四周扩散。待汽油扩散到培养皿边缘时。取出滤纸，即可看到四种色素分离成四个同心圆环。用铅笔标出各种色素的位置和名称。

知识延伸：

由于各种色素在扩散剂中的溶解度不同，以及滤纸对各色素的吸附能力不同，而达到分离的目的。扩散最快的是胡萝卜素，为橙黄色；其次是叶黄素，为鲜黄色；再次是叶绿素a，为蓝绿色；扩散最慢的是叶绿素b，为黄绿色。

③ 色素提取实验

1、选取叶子。此实验必须选择绿色且容易研磨的叶子，所以一般选择鲜嫩的菠菜叶，回而且量不宜过多但也不答能过少。过多不易研磨，过少则色素量太少。

2、研磨。研磨时注意先将叶子剪碎放入研磨，研磨前还必须加入适量的二氧化硅、乙醇和碳酸钙。此过程中三种物质必须先加，研磨要迅速，否者色素容易挥发，研磨完毕要保存好。

3、过滤。过滤选择的是单层尼龙布，不能是滤纸。因为滤纸孔特别小，而且吸附能力特别强，所以需要用纱布较好。

4、制作滤纸条。制作滤纸条时必须剪去一端的两个角，并且在靠近剪去角的一端画铅笔细线，注意此细线必须细而且直。

5、画滤液细线。化滤液细线可以用两种方法，一种是用毛细吸管一滴滴沿着滤纸条上的细线来画，必须保证滤液不扩散。在画细线的时候要先干燥之后再画一次，目的是有更多的色素。另一种方法是用盖玻片沾一下滤液，再像印章一样印在滤液细线上。

6、分离色素。将刚才画好的滤纸条放入到层析液中。此过程必须注意不能让滤液细线被层析液淹没，而且需要盖好盖子，因为层析液有毒而且易挥发。

7、干燥滤纸条。一段时间后取出滤纸条，可以用嘴巴吹干，也可以用风扇加速干燥，一段时间就能观察到滤纸条上出现的色素带。

④ 选用菠菜叶片做叶绿体中色素分离的实验，如图所示结果正确的是（）A．B．C．D

叶绿体中色素分离的实验的实验结果：

故选：C．

⑤ 叶子中的色素怎样提取

叶子中的色素，即提取叶子中叶绿体中的色素。

叶子中的色素提取可以用分离色素（纸层析法）：不同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上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

绿叶中的色素是有机物，能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。层析液也是有机溶剂，不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。

(5)菠菜叶中色素的分离实验装置扩展阅读：

取叶要新鲜，滤液中含有较多的色素； 研磨要迅速充分，防止无水乙醇挥发，同时可以得到色素浓度较大的滤液； 画滤液细线要重复2－3次，以便色素带清晰； 滤液细线要细、直； 滤液细线勿浸入层析液，防止色素溶解在层析液中。

层析时，烧杯要加盖，避免苯等有毒物质挥发; 实验结束，要用肥皂洗手，因为实验中可能接触了苯等有毒物质； 滤纸条要避光保存，防止褪色。

⑥ 菠菜色素的提取与分离及光谱测定实验需要多长时间

一、实验目的 1、通过绿色植物色素的提取，学习天然物质的提取方法； 2.了解菠菜中主要色素的基本性质，通过菠菜色素的提取和分离，了解天然物质 分离提纯方法及原理 3、通过薄层色谱分析，掌握有机物色谱分析的原理和方法。 二.实验原理 绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿） 、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等 多种天然色素。 叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素 a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素 b(C55H70O6N4Mg)， 其差别仅是叶绿素 a 中一个甲基被甲酰基所取代从而形成 了叶绿素 b。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必 需的催化剂。植物中叶绿素 a 的含量通常是 b 的 3 倍。尽管叶绿素分子中含有 一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。 胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体，即 ?-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。 在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素 A。目前β-胡萝卜素已可进行 工业生产，可作为维生素 A 使用，也可作为食品工业中的色素。 叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是 胡萝卜素的两倍。 与胡萝卜素相比， 叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。 色谱法是一种物理的分离方法， 其原理是利用混合物中各成分的物理化学性 质的差异， 当选择某一条件使混合物中各成分流过支持剂或吸附剂时，各成分可 因其物理性质不同而分离。分离效果的好坏关键在于条件的选择。 薄层色谱是在玻片上涂布固体吸附剂，利用样品对固体吸附剂的吸附能力 不同，选择对样品溶解（解附）能力不同的溶剂，将混合物各成分按照极性大小 不同随溶剂前进速度不同而分开的方法。 应用：薄层色谱可以用来分离、鉴别化合物，也可以用于跟踪反应进程。 Rf 值与分子结构的关系 Rf 值越大，样品与固体吸附剂吸附越紧，即样品与固体吸附剂分子间作用 力越大，说明样品极性越强或分子量越大。 本实验利用有机溶剂将菠菜中的色素浸提出来， 利用柱层析和薄层层析法将 色素分离开来，根据各色素的颜色、分子极性与 Rf 值的关系、吸收光谱、荧光 对分离出的色素进行鉴定归属，讨论结构对 Rf 值、吸收光谱的影响。 三、主要试剂及主、副产物的物理常数 名称 分子 量 性状 相对密 度 熔点 沸点 水 溶解度 醇 溶 醚 溶 无色透明液 石油醚 体，有煤油气 味 乙醇 46.07 无色透明液 体，易挥发， 有刺激性 58.08 丙酮 无色液体，易 挥发，辛辣甜 味 58.44 饱和氯 化钠 无水 NaSO 4 142.0 4 无色透明立方 晶体，白色粉 末，味咸 白色粉末，无 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、主要试剂规格及用量 名称 规格 用量 5g 摩尔数 菠菜叶 五、实验装置 六、实验步骤 称取 5 克洗净晾干水分的新鲜的菠菜叶，用剪刀剪碎，放在锥形瓶中，加 入 30 mL 2：1（v/v）的石油醚和乙醇混合溶剂，浸没菠菜叶片，用玻棒搅动数分 钟，以利于菠菜叶的细胞破裂，色素浸出。布氏漏斗抽滤，将菠菜汁转入分液漏 斗，分去水层，分别用等体积的饱和食盐水和蒸馏水洗涤两次，以除去萃取液中 的乙醇（洗涤时要轻轻旋荡，以防止产生乳化） 。弃去水-乙醇层，石油醚层用无 水硫酸钠干燥后滤入锥型瓶，置于暗处备用。 用吸管吸取菠菜萃取液，小心慢慢滴在制铺好的薄层板上，滴入在硅胶板 上的萃取液要成一条直线，直线离板下沿约 1.5~2 厘米，晾干。放入装有 2：1.5： 2 的石油醚-丙酮-苯（v/v）混合展开剂的层析缸内，于暗处室温展开，得五条色 带。取出，待溶液挥发后，测量各色带及溶剂前沿到原点的距离，计算 Rf 值。 七、实验数据记录 溶剂前沿至原点中心的距离/cm: 菠菜叶片色素色谱分析数据 编号 颜色 溶质的最高浓度中心至 原点中心的距离 Rf 值 1 2 3 4 5 八、思考与讨论 1. 薄层的展开为什么要在密闭容器中？ 答：展层剂易挥发，所以在密闭容器中防止展层剂挥发。 2. 点样时如样品斑点过大有什么坏处？若将样品斑点浸入展开剂中会有什么后 果？ 答： 因溶液太稀或样点太小,可重复点样.但应在每次点样的溶剂挥发后,方可重点, 以防样点被溶解掉.点样过大易造成拖尾,扩散等现象,影响分离效果； 若将样品斑 点浸入展开剂中，会无法确定展开剂上升高度,即无法求得 Rf 值和准确判断各组 分在薄层板上的相对位置. 3. 比较叶绿素、胡萝卜素、叶黄素三种色素的极性，说明为什么胡萝卜素在氧 化铝中移动最快？ 答：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素极性依次减少，因为它们分子结构中的极性含氧 基团依次减少， 因为化合物的吸附能力与他们的极性成正比， 胡萝卜素极性最小， 与氧化铝的作用力最小，从而随着溶剂下移的速度最快。 

⑦ 绿叶中色素的提取和分离的实验中，菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO2以后，迅速研磨

不可以，这是因为前面加的物质有些事保护叶绿素不被分解和破坏的比如碳酸钙，石英砂是研磨用的，乙醇必须提前加入，不然不利于研磨。叶片用研棒干研很费劲。

⑧ 高中生物实验叶绿体色素的分离

原理：绿叶中的色素可以溶解在邮寄溶剂中。所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只有一种，他们都可以溶解在层析液中。但是在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散速度快。
用具：新鲜菠菜叶，干燥的定性滤纸，事关，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒，天平。无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸钙
步骤：1 提取绿叶中的色素
（1）称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵
(2)向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10ml无水乙醇，迅速研磨。
（3）将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中过滤（漏斗放一块单层尼龙布），收集滤液到试管中，及时用棉塞将事关口塞严。
2 制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端减去两个角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
3 画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀的画出一条细线，待干后重复画两次
4 分离绿叶中的色素
将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口，注意，不能让细线触到层析液。
5 观察记录