化学词典告诉你柱色谱的类型和操作。柱色谱法,也被称为层分析法。它是一种基于分布平衡的分布方法。色谱系统包括两个阶段,一个是固定阶段,另一个是流动阶段。当两个阶段相对移动时,反复利用混合物中各组分分布平衡性质的差异,最终达到相互分离的目的。

柱色谱类型
根据固定状态,色谱法可分为柱色谱、平板色谱和棒色谱,实验室中最常用的是柱层分析和薄层分析,以及它们之间的配合应用。
⑴ 填充吸附剂
①干法 一次将吸附剂添加到色谱柱中,振动管壁均匀下沉,然后沿管壁缓慢添加洗脱剂;或将活塞连接到色谱柱下端出口,加入适量的洗脱剂,旋转活塞缓慢滴出洗脱剂,然后从管顶缓慢加入吸附剂,均匀湿润下沉,在管内形成适度的吸附层。在操作过程中,吸附层上应保持足够的洗脱剂。
②湿法 将吸附剂与洗脱剂混合,搅拌去除空气泡,慢慢倒入色谱柱中,然后加入洗脱剂清洗附着在管壁上的吸附剂,使色谱柱表面光滑。当填充吸附剂中使用的洗脱剂自然从色谱柱中流出,液体表面与柱表面相等时,应添加试验液。
⑵ 加入试品
除另有规定外,将试验溶解在开始洗脱时使用的洗脱剂中,然后沿色谱管壁缓慢添加,注意不要使吸附剂翻转。或将试验溶解在适当的溶剂中,与少量吸附剂混合,然后挥发溶剂,尽可能松散,并添加到准备好的色谱柱上。如果试验产品不溶于常用溶剂,可在乳碗中加入试验产品和适量的吸附剂。
⑶ 洗脱
除另有规定外,洗脱剂的品种和比例通常根据洗脱剂的洗脱能力增加,分别收集流出液,然后改变洗脱剂的品种和比例,直到流出液中的成分显著减少或不再含有。在操作过程中,应在吸附层上保持足够的洗脱剂。
柱色谱操作方法
1. 装柱
由分离样品的数量和吸附难度决定色谱柱的大小和规格。一般柱管的直径为0.5~l0 cm,直径长度为10~40倍。填充吸附剂的量约为样品重量的20~50倍,柱体高度应占柱管高度的3/4,柱体过长或过短都不好。安装柱前,柱应干净干燥,垂直固定在铁架上,将少量洗脱剂注入柱内,取一小团玻璃毛或脱脂棉用溶剂湿润,塞入管内,用长玻璃棒轻轻送至底部,适当捣碎,去除棉球内的气泡,但不要压得太紧,以免阻碍溶剂的顺畅流动 (如果管道有筛板,此步骤可以省略)。再加一层约0.5 清洁细砂,cm厚,从对称方向轻轻敲击柱管,使砂面光滑。
常用的装柱方法有干装法和湿装法。
⑴干装法:将2/3溶剂放入柱中,在管口放置漏斗,打开活塞,让溶剂慢慢滴入锥形瓶中,然后将干吸附剂通过漏斗以细流状倾泻到管柱中,同时用玻璃棒覆盖 (或铅笔等)上的橡皮塞轻轻敲击管柱,使吸附剂均匀地向下沉降到底部。填充后,用滴管吸收少量溶剂,将粘附在管壁上的吸附剂颗粒冲入柱中,继续敲击管道,直到柱不再下沉。在柱面上加一层薄薄的清洁细砂,将柱面上的液层高度降低到0.1~l cm,通过柱体多次重复循环收集的溶剂,可以得到沉降较紧的柱体。
⑵湿装法:基本方法与干装法相似。不同之处在于,安装柱前的吸附剂需要提前用溶剂调整成泥浆。倒入泥浆时,应尽可能连续均匀地完成。如果柱体较大,应提前将吸附剂浸泡在一定量的溶剂中,并在过夜前充分搅拌 (排除气泡),然后安装。无论是干装还是湿装,安装好的色谱柱都要均匀填充,松紧度要一致,没有气泡和裂缝,否则洗脱液流动不规则,形成“沟通”
2. 加样
分离固体样品称重后,将干燥溶解在极性尽可能小的溶剂中,使其成为浓溶液。当柱内液位与柱面相匹配时,关闭柱。用滴管沿色谱柱管壁均匀加入柱顶。加入后,用少量溶剂将容器和滴管冲洗干净,全部加入柱中,然后用溶剂将粘附在管壁上的样品溶液淋洗干净。慢慢打开活塞,调整液位和柱面的平整度,关闭活塞。若样品为液体,可直接加样。
3. 洗脱与检测
沿柱管内壁慢慢将选定的洗脱剂加入柱内,直至充满为止 (任何时候都不要冲起柱面覆盖物)。打开活塞,让洗脱液慢慢流过柱子,洗脱开始。洗脱过程中,注意随时添加洗脱剂,以保持液位高度恒定,特别注意不要使柱面暴露在空气中。大柱洗脱时,可在柱顶上架一个带盖塞的分液漏斗或倒置的长颈烧瓶,将漏斗颈浸泡在柱内液位下,自动加液。如果采用梯度溶剂分段洗脱,应从极性最小的洗脱剂开始,依次增加极性,并记录每个溶剂的体积和滞留在柱中的溶剂体积,直到最后一个成分流出。洗脱速度也是影响柱色谱分离效果的重要因素。每小时流出的毫升数等于柱内吸附剂的克数。中小型柱一般为1~5滴/秒的速度合适。
洗脱液的收集,有色物质,按色带分段收集,两色带之间应另行收集,两组分可能重叠。对于无色物质的接收,一般采用分等份连续收集,每种流出液的体积毫升等于吸附剂的克数。如果洗脱剂的极性很强,或者每个成分的结构非常相似,每个收集量应该更少。具体金额的确定应根据分离情况通过薄层色谱检测确定。目前,大多数人使用分步接受器自动控制接收。
洗脱后,用薄层色谱法识别每种收集液,合并含有相同组分的收集液,去除溶剂,得到每种组分的纯样品。

