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層析柱是層析技術(shù)中的主體，一般用玻璃管或有機(jī)玻璃管。根據(jù)樣品混合物中各組分在固定相和流動(dòng)相中分配系數(shù)不同，從而分離的一種層析法。選柱子：有玻璃柱和不銹鋼柱兩種，實(shí)驗(yàn)室常用玻璃柱。徑高比一般在1:5-10。 根據(jù)吸附劑用量（體積)確定柱子大小，一般吸附劑應(yīng)填充到柱子體積的1/4-1/5。

 

灌柱子方法

 

柱子可以分為：加壓，常壓，減壓。 

壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度，減少產(chǎn)品收集的時(shí)間，但是會(huì)減低柱子的塔板數(shù)。其他條件相同的時(shí)候，常壓柱是效率最高的，但是時(shí)間也最長(zhǎng)，比如天然化合物的分離，一個(gè)柱子幾個(gè)月也是有的。 

 

減壓柱能夠減少硅膠的使用量，感覺(jué)能夠節(jié)省一半甚至更多，但是由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì)使溶劑揮發(fā)（有時(shí)在柱子外面有水汽凝結(jié))，以及有些比較易分解的東西可能得不到，而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣（很大的噪音，而且時(shí)間長(zhǎng))。 

 

加壓柱是種比較好的方法，與常壓柱類似，只是外加壓力使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或小氣泵。特別在容易分解的樣品的分離中適用。壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。加壓柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是比較適用的。 

 

柱子的尺寸為粗長(zhǎng)的最好。柱子越長(zhǎng)，相應(yīng)的塔板數(shù)就越高。柱子越，上樣后樣品的原點(diǎn)就越?。ǚ从吃谥由暇褪菢悠穼颖容^薄)，這樣相對(duì)的減小了分離的難度。 

 

無(wú)水無(wú)氧柱適用于對(duì)氧、水敏感，易分解的產(chǎn)品?？梢詽裰?，也可以干柱。不過(guò)在樣品之前至少要用溶劑把柱子飽和一次，因?yàn)槿軇┖凸枘z飽和時(shí)放出的熱量有可能使產(chǎn)品分解，畢竟要分離的是敏感的物質(zhì)，小心不為過(guò)。因?yàn)榉蛛x的物質(zhì)比較敏感，所以接收瓶一定要用可密封的，遵循schlenk操作。至于是加壓、常壓、減壓，隨需而定。因?yàn)槭莝chlenk操作，所以點(diǎn)板是個(gè)問(wèn)題，如果樣品是顯色的，恭喜了，不用點(diǎn)板，直接看柱子上的色帶就行了。如果樣品無(wú)色，只好準(zhǔn)備幾十個(gè)schlenk瓶，一瓶一瓶的點(diǎn)，不過(guò)幾次之后就知道樣品在哪，也就可以省些了。 

 

無(wú)水無(wú)氧柱中用的比較多的是用氧化鋁作固定相。因?yàn)楣枘z中有大量的羥基裸露在外，很容易是樣品分解，特別是金屬有機(jī)化合物和含磷化合物。而氧化鋁有堿性、中性和酸性的，選擇余地比較大，但比硅膠要貴些。聽(tīng)說(shuō)有個(gè)方法，就是用石英做柱子，然后用HF254做固定相，這樣在柱子外面用紫外燈一照就知道產(chǎn)品在哪里了，沒(méi)有驗(yàn)證過(guò)。

 

選擇吸附劑：200-300目硅膠，稱30-70倍于上樣量；如果極難分，也可以用100倍量的硅膠。干硅膠的視密度在0.4左右，所以要稱40g硅膠，用燒杯量100ml也可以。 

 

推薦硅膠量是樣品量的30-40倍，具體的選擇要具體分析。如果所需組分和雜質(zhì)分的比較開(kāi)(是指在所需組分Rf在0.2-0.4，雜質(zhì)相差0.1以上)，就可以少用硅膠。 

 

用硅膠作固定相過(guò)柱子的原理是一個(gè)吸附與解吸的平衡。所以如果樣品與硅膠的吸附比較強(qiáng)的話，就不容易流出。這樣就會(huì)發(fā)生，后面的點(diǎn)先出，而前面的點(diǎn)后出。這時(shí)可以采用氧化鋁作固定相。 

 

常用吸附劑的種類：氧化鋁、硅膠、聚酰胺、硅酸鎂、滑石粉、氧化鈣（鎂)、淀粉、纖維素、蔗糖和活性炭等。 

 

幾種常見(jiàn)吸附劑的特性  

 

（1)氧化鋁：市售層析用氧化鋁有堿性、中性和酸性三類，粒度規(guī)格大多為100-150目。 

堿性氧化鋁（pH9—10)：適用于堿性物質(zhì)（如胺、生物堿)和對(duì)酸敏感的樣品（如縮醛、糖苷等)，也適用于烴類、甾體化合物等中性物質(zhì)的分離。但這種吸附劑能引起被吸附的醛、酮的縮合。酯和內(nèi)酯的水解、醇羥基的脫水、乙酰糖的去乙?；⒕S生素A和K等的破壞等不良副反應(yīng)。所以，這些化合物不宜用堿性氧化鋁分離。 

 

酸性氧化鋁（pH3.5—4.5)：適用于酸性物質(zhì)如有機(jī)酸、氨基酸等以及色素和醛類化合物的分離。 

 

中性氧化鋁（pH7—7.5)：適用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定的物質(zhì)如酯、內(nèi)酯等的分離，也可以用來(lái)分離弱的有機(jī)酸和堿等。

 

（2)硅膠：硅膠是硅酸的部分脫水后的產(chǎn)物，其成分是SiO2·xH2O，又叫縮水硅酸。柱色譜用硅膠一般不含粘合劑。 

適用范圍：非極性和極性化合物，適用于芳香油、萜類、甾體、生物堿、強(qiáng)心甙、蒽醌類、酸性、酚性化合物、磷脂類、脂肪酸、氨基酸，及一系列合成產(chǎn)品如有機(jī)金屬化合物等。

 

（3)聚酰胺：色譜用聚酰胺主要有錦綸6（聚己內(nèi)酰胺)和錦綸66（聚己二酰己二胺)兩種，分子量一般在16000-20000，其親水性和親脂性均較好，因此既可分離水溶性成份，也可分離脂溶性成分。

 

可溶于濃鹽酸、甲酸及熱的乙酸、甲酰胺和二甲基甲酰胺中；微溶于乙酸和苯酚等；不溶于醇、氯仿、丙酮、乙醚、苯等；對(duì)堿穩(wěn)定，對(duì)強(qiáng)酸可水解。 

聚酰胺色譜的原理：兼具吸附色譜和分配色譜的功能。

采用強(qiáng)極性洗脫劑時(shí)主要為吸附色譜——正相色譜；

采用弱極性洗脫劑時(shí)主要為分配色譜——反相色譜。 

分離對(duì)象：能與聚酰胺形成氫鍵的化合物，如酚類、酸類、醌類、硝基化合物及含羥基、氨基、亞氨基的化合物及腈和醛等類化合物。 

聚酰胺在水中吸附能力的規(guī)律： 

形成氫鍵的基團(tuán)(如酚經(jīng)基、按基、酪基、硝基等)越多，吸附力越強(qiáng)。如丁二酸＞丁酸 形成氫鍵的位置與吸附力有很大關(guān)系。對(duì)位、間位酚羥基使吸附力增大，鄰位使吸附力減小。芳香核、共軛雙鍵多者吸附力大，少者吸附力小。若形成分子內(nèi)氫鍵，則使化合物的吸附力減小。 

 

（4)硅酸鎂：中性硅酸鎂的吸附特性介于氧化鋁和硅膠之間，主要用于分離甾體化合物和某些糖類衍生物。為了得到中性硅酸鎂，用前先用稀鹽酸，然后用醋酸洗滌，最后用甲醇和蒸餾水徹底洗滌至中性。

裝柱子的技巧

 

柱層析的裝柱非常重要，裝柱的效果會(huì)直接影響層析分離效果。有濕法裝柱和干法裝柱等兩種方法。濕法裝柱很簡(jiǎn)單，使用也最普遍， 就是先用比固定相多一倍的洗脫劑將固定相活成勻漿，柱子底部先用脫脂棉塞緊， 然后倒入洗脫劑將脫脂棉中氣泡趕出。

 

用漏斗將活好的固定相倒入柱子中， 打開(kāi)底部活塞， 將柱子中高出固定相的溶劑放出。期間不斷用橡皮棒敲打， 將固定相敲實(shí)， 做到密實(shí)均勻無(wú)氣泡即可。

 

很多時(shí)候用加壓的方法可以很高效地裝好柱子，而且在柱子中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。

 

干法裝柱與濕法裝柱剛好相反的是，它是將干燥的吸附劑從柱子上端直接加入到一個(gè)空的柱子中， 然后用油泵抽柱子底部， 相當(dāng)于減壓過(guò)柱， 直到柱子變得很結(jié)實(shí)， 再用淋洗劑“走柱子” 。

 

干法裝柱的一個(gè)缺點(diǎn)就是在裝入洗脫劑后， 由于溶劑和固定相之間的吸附放熱， 所以柱子容易變花，影響分離效果。

 

解決的方法是：

（1）固定相一定要添加結(jié)實(shí)；

（2）一定要用較多的溶劑“走柱子”，直到柱子的下端不再發(fā)燙， 恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。無(wú)論使用哪種方法裝柱，最后都要求所裝的柱子結(jié)實(shí)、勻稱、無(wú)氣泡。

 

上樣的技巧

 

上樣也有濕法和干法之分：濕法一般用淋洗劑溶解樣品， 也可以用二氯甲烷、 乙酸乙酯等， 但溶劑越少越好。再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁緩慢地均勻加入。

 

在不用海沙的情況下， 盡量不要破壞硅膠面。加樣后， 打開(kāi)柱底活塞， 讓固定相充分地吸附所加樣品。然后再加入一些洗脫劑，再充分地吸附后將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠表面。

 

然后就可以放心地加入大量洗脫劑， 而不會(huì)沖壞硅膠表面。很多樣品在上柱前是粘乎乎的， 一般沒(méi)關(guān)系。有的時(shí)候上樣后在硅膠上又會(huì)析出，這一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn)， 是因?yàn)楣枘z對(duì)樣品的吸附飽和， 而樣品本身又是比較好的固體才會(huì)析出， 這就需要先重結(jié)晶樣品， 得到大部分的產(chǎn)品后剩余的產(chǎn)品再柱分。

 

如果不能重結(jié)晶也沒(méi)關(guān)系，直接過(guò)柱就行， 樣品會(huì)隨著淋洗劑流動(dòng)而慢慢溶解， 最后隨著洗脫劑流出。有些樣品溶解性差，能溶解的溶劑又不能上柱（比如 DMF，DMSO等， 會(huì)隨著溶劑一起走， 顯色是一個(gè)很長(zhǎng)的脫尾） ， 這時(shí)就必須用干法上柱了。

 

 干法過(guò)柱是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠， 拌勻后再旋去溶劑。一般樣品和硅膠按 1：1 的量混合， 硅膠使用的量也可以少一些， 但是要保證在旋干后， 不能看到明顯的固體顆粒，讓樣品都吸附在硅膠的表面上。然后小心地加入到裝好的柱子中， 加入洗脫劑洗脫。

 

過(guò)柱的技巧

 

柱層析按過(guò)柱時(shí)的壓力可以分為：加壓， 常壓， 減壓。壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度， 減少產(chǎn)品收集的時(shí)間， 但是會(huì)減低柱子的塔板數(shù)。所以其他條件相同的時(shí)候，常壓柱是效率最高的， 但是時(shí)間也最長(zhǎng)， 例如一些天然化合物的分離，有時(shí)一個(gè)柱子過(guò)幾個(gè)月也有可能。

 

減壓柱能夠減少硅膠的使用量，但是由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì)使溶劑揮發(fā)， 有時(shí)會(huì)在柱子外面有水汽凝結(jié)， 另外有些比較易分解的東西可能得不到， 而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣， 噪音大， 時(shí)間長(zhǎng)， 所以減壓過(guò)柱用得比較少。

 

加壓過(guò)柱是一種比較好的方法， 與常壓柱類似， 但用外加壓力可以使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或者小氣泵 （用魚(yú)缸供氣的加壓泵就行）。特別是在容易分解的樣品的分離中很適用。

 

一般壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。因?yàn)榧訅哼^(guò)柱效率高， 分離效果較好， 所以加壓過(guò)柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是非常適用的。

 

一些低沸點(diǎn)溶劑裝柱時(shí)往往會(huì)在柱子中產(chǎn)生氣泡， 使柱子變花， 利用加壓過(guò)柱法在裝柱時(shí)就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題， 而且可以使柱子很快裝實(shí)。

 

隨著科技的發(fā)展， 色譜法的技術(shù)也日新月異， 但柱層析實(shí)驗(yàn)技術(shù)還是比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的， 每個(gè)科研工作者在使用柱層析時(shí)， 可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)不斷地摸索，不斷地總結(jié)和提高柱層析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。