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實驗室色譜儀相關技術問題

點擊次數：6471 發布時間：2017/6/6 23:40:48

常說的過柱子應該叫柱層析分離，也叫柱色譜。我們常用的是以硅膠或氧化鋁作固定相的吸附柱。由于柱分的經驗成分太多，就關于色譜柱的使用，小編搜集了一下資料，希望對您能有所幫助。
柱子可以分為：加壓，常壓，減壓。
壓力可以增加淋洗劑的流動速度，減少產品收集的時間，但是會減低柱子的塔板數。所以其他條件相同的時候，常壓柱是效率的，但是時間也*長，比如天然化合物的分離，一個柱子幾個月也是有的。
減壓柱能夠減少硅膠的使用量，感覺能夠節省一半甚至更多，但是由于大量的空氣通過硅膠會使溶劑揮發（有時在柱子外面有水汽凝結），以及有些比較易分解的東西可能得不到，而且還必須同時使用水泵抽氣（很大的噪音，而且時間長）。以前曾經大量的過減壓柱，對它有比較深厚的感情，但是自從嘗試了加壓后，就幾乎再也沒動過減壓的念頭了。
加壓柱是一種比較好的方法，與常壓柱類似，只不過外加壓力使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或者小氣泵（給魚缸供氣的就行）。特別是在容易分解的樣品的分離中適用。壓力不可過大，不然溶劑走的太快就會減低分離效果。個人覺得加壓柱在普通的有機化合物的分離中是比較適用的。
關于柱子的尺寸，應該是粗長的。
柱子長了，相應的塔板數就高。柱子粗了，上樣后樣品的原點就小（反映在柱子上就是樣品層比較薄），這樣相對的減小了分離的難度。試想如果柱子十厘米，而樣品就有二厘米，那么分離的難度可想而知，恐怕要用很低極性的溶劑慢慢沖了。而如果樣品層只有 0.5 厘米，那么各組分就比較容易得到完全分離了。當然采用粗大的柱子要犧牲比較多的硅膠和溶劑了，不過這些成本相對于產品來說也許就不算什么了（有些不環保的說，不過溶劑回收重蒸后也就減小了部分浪費）。
現在見到的柱子徑高比一般在 1：5~10，書中寫硅膠量是樣品量的 30～40 倍，具體的選擇要具體分析。如果所需組分和雜質分的比較開（是指在所需組分 rf 在 0.2～0.4，雜質相差0.1 以上），就可以少用硅膠，用小柱子（例如 200 毫克的樣品，用 50px×500px 的柱子）；如果相差不到 0.1，就要加大柱子，我覺得可以增加柱子的直徑，比如用 75px 的，也可以減小淋洗劑的極性等等關于無水無氧柱，適用于對氧，水敏感，易分解的產品。
可以濕柱，也可以干柱。不過在樣品之前至少要用溶劑把柱子飽和一次，因為溶劑和硅膠飽和時放出的熱量有可能是產品分解，畢竟要分離的是敏感的東東，小心不為過。也是因為分離的東西比較敏感，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。因為是 schlenk 操作，所以點板是個問題，如果樣品是顯色的，恭喜了，不用點板，直接看柱子上的色帶就行了。如果樣品無色，只好準備幾十個 schlenk 瓶，一瓶一瓶的點，不過幾次之后就知道樣品在哪，也就可以省些了。像我以前過一根無水無氧柱，
需要六個 schlenk，現在只一個就能把所要的全收集到。無水無氧柱中用的比較多的是用氧化鋁作固定相。因為硅膠中有大量的羥基裸露在外，很容易是樣品分解，特別是金屬有機化合物和含磷化合物。而氧化鋁可以做成堿性、中性和酸性
的，選擇余地比較大，但是比硅膠要貴些。
聽說有個方法，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品在哪里了，沒有驗證過。哪位做過可以提出來大家參詳參詳。
關于濕法、干法上樣。
濕法省事，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，不然溶劑就成了淋洗劑了。很多樣品在上柱前是粘乎乎的，一般沒關系。可是有的上樣后在硅膠上又會析出，這一般都是比較大量的樣品才會出現，是因為硅膠對樣品的吸附飽和，而樣品本身又是比較好的固體才會發生，這就應該先重結晶，得到大部分的產品后再柱分，如果不能重結晶那就不管它了，直接過就是了，樣品隨著淋洗劑流動會溶解的。
有些樣品溶解性差，能溶解的溶劑又不能上柱（比如 DMF,DMSO 等，會隨著溶劑一起走，顯色是一個很長的脫尾），這時就必須用干法上柱了。樣品和硅膠的量有一種說法是 1：1，我覺得是越少越好，但是要保證在旋干后，不能看到明顯的固體顆粒（那說明有的樣品沒有吸附在硅膠上）。
溶劑的選擇。
當然是，*安全，*環保的了。所以大多選用石油醚，乙酸乙酯。文獻中有寫用正己烷的，太貴了，除非特別需要不要用不然銀子嘩嘩的，流的比淋洗劑還快，不過因為極性很小，有時還是非它不可。也可以用，但是就是容易睡覺，注意保持清醒別讓溶劑流干了，
那樣柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用的，但是要知道，它和硅膠的吸附是一個放熱過程，所以夏天的時候經常會在柱子里產生氣泡，天氣冷的時候會好一些。甲醇，據說能溶解部分的硅膠，所以產品如果想過元素分析的話要留神，應該經過后繼處理，比如說重結晶等。其
他的溶劑用的相對較少，要依個人的不同需要選擇了。
由于某些原因，用到的淋洗劑多是大包裝的（便宜嘛），我們這里是用 10 升或 25 升的塑料桶裝的，就要注意這些工業品的純度是較低的。經常能夠從送來的大桶底部看見有色的雜質，其他的雜質就可想而知了，所以在比較嚴格的柱分時就要對溶劑重蒸。當然過原料時就可以免去這一步了，反正下面還有提純的方法。
另外溶劑在過柱子后也回收使用，一方面環保，另一方面也能節省部分經費，缺點是要消耗一定的人工。這里要注意的是，一般在過柱同時進行的是減壓旋蒸，石油醚和乙酸乙酯的比例由于揮發度的不同會導致極性的變化，一般會使得極性變大，在梯度淋洗時比較合適，正好極性越來越大了。在過完柱子后，溶劑*后回收要采用常壓，因為在減壓旋蒸時會有部分低沸點的雜質一起出來，常壓時就會減少這種現象，如果雜質和你下面要過的樣品有反應那就慘了。
關于操作問題：
1 裝柱。
柱子下面的活塞一定不要涂潤滑劑，會被淋洗劑帶到產品中的，可以采用四氟節門的。干法和濕法裝柱覺得沒什么區別，只要能把柱子裝實就行。裝完的柱子應該要適度的緊密（太密了淋洗劑走的太慢），一定要均勻（不然樣品就會從一側斜著下來）。書中寫的都是不能見到氣泡，我覺得在大多數情況下有些小氣泡沒太大的影響，一加壓氣泡就全下來了。當然如果你裝的柱子總是有氣泡就說明需要多練習了。但是柱子更忌諱的是開裂，甭管豎的還是橫的，都會影響分離效果，甚至作廢！
2 加樣。
用少量的溶劑溶樣品加樣，加完后將下面的活塞打開，待溶劑層下降至石英砂面時，再加少量的低極性溶劑，然后再打開活塞，如此兩三次，一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗劑，一開始不要加壓，等溶樣品的溶劑和樣品層有一段距離（2～100px 就夠了），再加壓，這樣避免了溶劑（如二氯甲烷等）夾帶樣品快速下行。
3 淋洗劑的選擇。
感覺上要使所需點在 Rf0.2~0.3 左右的比較好。不要認為在板上爬高了分的比較開，過柱子就用那種極性，如果 Rf 在 0.6，即使相差 0.2 也不容易在柱子上分開，因為柱子是一個多次爬板的狀態，可以通過公式的比較：0.6/0.8 一次的分離度，肯定不如（0.2/0.3）的三次方或四次方大。
4 樣品的收集。
用硅膠作固定相過柱子的原理是一個吸附與解吸的平衡。所以如果樣品與硅膠的吸附比較強的話，就不容易流出。這樣就會發生，后面的點先出，而前面的點后出。這時可以采用氧化鋁作固定相。
另外，收集的試管大小要以樣品量而定，特別是小量樣品，如果用大試管，可能一根就收到
了三個樣品。嗚嗚，如果都用小試管那工作量又太大。
5 *后的處理。
柱分后的產品，由于使用了大量的溶劑，其中的雜質也會累積到產品中，所以如果想送分析，用少量的溶劑洗滌一下，因為大部分的雜質是溶在溶劑里的，一洗基本就沒了，必要時進行重結晶

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