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柱色谱实验操作方法

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柱色谱实验操作方法_第1页
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一、液-固色谱原理液-固色谱是基于吸附和溶解性质的分离技术,柱色谱属于液-固吸附色谱当混合物溶液加在固定相上,固体表面借各种分子间力(包括范德华力和氢键) 作用于混合物中各组分,以不同的作用强度被吸附在固体表面由于吸附剂对各组分的吸附能力不同,当流动相流过固体表面时,混合物各组分 在液-固两相间分配吸附牢固的组分在流动相分配少,吸附弱的组分在流动相 分配多流动相流过时各组分会以不同的速率向下移动,吸附弱的组分以较快的 速率向下移动随着流动相的移动,在新接触的固定相表面上又依这种吸附-溶 解过程进行新的分配,新鲜流动相流过已趋平衡的固定相表面时也重复这一过 程,结果是吸附弱的组分随着流动相移动在前面,吸附强的组分移动在后面,吸 附特别强的组分甚至会不随流动相移动,各种化合物在色谱柱中形成带状分布, 实现混合物的分离二、柱色谱分离条件(1)固定相选择 柱色谱使用的固定相材料又称吸附剂吸附剂对有机物的吸附作用有多种形式以氧化铝作为固定相时,非极性或弱极 性有机物只有范德华力与固定相作用,吸附较弱;极性有机物同固定相之间可能 有偶极力或氢键作用,有时还有成盐作用这些作用的强度依次为: 成盐作用> 配位作用> 氢键作用> 偶极作用〉范德华力作用。

有机物的极性越 强,在氧化铝上的吸附越强0,CP: _ -+H—ORr-al」os- R—RHj\0^-配世作用0+ — IIf>-0-AL叮! \U 1 nh-C-0严+ L0 — H* - +O-C-R/O-AL\0偶榄柞用用氧化铝对有机物的作用类型常用吸附剂有氧化铝、硅胶、活性炭等(表1)纤址描、洸粉薄概性柑机物的戦阳作川増握甲性筑比诺表1:菩种吸陆剂对于极性有机物的吸附作用强度色谱用的氧化铝可分酸性、中性和碱性三种酸性氧化铝pH约为4〜4.5,用于 分离羧酸、氨基酸等酸性物质;中性氧化铝pH值为7.5,用于分离中性物质, 应用最广;碱性氧化铝pH为9〜10,用于分离生物碱、胺和其它碱性化合物等吸附剂的活性与其含水量有关含水量越低,活性越高脱水的中性氧化铝称为 活性氧化铝硅胶是中性的吸附剂,可用于分离各种有机物,是应用最为广泛的固定相材料之活性炭常用于分离极性较弱或非极性有机物吸附剂的粒度越小,比表面越大,分离效果越明显,但流动相流过越慢,有时会 产生分离带的在重叠,适得其反2) 流动相选择色谱分离使用的流动相又称展开剂展开剂对于选定了固定相的色谱分离有重要的影响在色谱分离过程中混合物中各组分在吸附剂和展开剂之间发生吸附-溶解分配, 强极性展开剂对极性大的有机物溶解的多,弱极性或非极性展开剂对极性小的有 机物溶解的多,随展开剂的流过不同极性的有机物以不同的次序形成分离带。

各种展开剂对极性有飢物的蒋解能力在氧化铝柱中,选择适当极性的展开剂能使各种有机物按先弱后强的极性顺序形 成分离带,流出色谱柱当一种溶剂不能实现很好的分离时,选择使用不同极性的溶剂分级洗脱如一种 溶剂作为展开剂只洗脱了混合物中一种化合物,对其它组分不能展开洗脱,需换 一种极性更大的溶剂进行第二次洗脱这样分次用不同的展开剂可以将各组分分 离三、柱色谱分离操作(1)柱色谱装置 柱色谱装置包括色谱柱、滴液漏斗、接受瓶柱色诸装宣團色谱柱有玻璃制的和有机玻璃制的,后者只用于水做展开剂的场合色谱柱下 端配有旋塞,色谱柱的长径比应不小于7〜8:12)分离操作① 装柱:色谱柱的装填有干装和湿装两种方法干装时,先在柱底塞上少许玻璃纤维,再加入一些细粒石英砂,然后将准备好的 吸附剂用漏斗慢慢加入干燥的色谱柱中,边加入边敲击柱身,务必使吸附剂装填 均匀,不能有空隙吸附剂用量应是被分离混合物量的30〜40倍,必要时可多 达100倍加够以后,在吸附剂上覆盖少许石英砂湿装时,将准备好的吸附剂用适量展开剂调成可流动的糊,如干装时一样准备好 色谱柱,将吸附剂糊小心地慢慢加入柱中,加入时不停敲击柱身,务必使吸附剂 装填均匀,不能有气泡和裂隙,还必须使吸附剂始终被展开剂覆盖。

② 洗柱:干柱在使用前要洗柱,目的是排除吸附剂间隙中的空气,使吸附剂填充密实洗 柱时从柱顶由滴液漏斗加入所选的展开剂,适当放开柱下端的旋塞加入时先快 加,再放慢滴加速度,使吸附剂始终被展开剂覆盖洗柱时也要轻敲柱身,排出 气泡③ 装样和洗脱:将待分离的混合物用最小量展开剂溶解,小心加入柱中待混合物溶液液面接近吸附剂上的石英砂时,旋开滴液漏斗旋塞,滴加展开剂滴加速度以1〜2滴/秒为适度整个过程中, 应使展开剂始终覆盖吸附剂1. 吸附柱色谱色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管,下端用棉花或玻璃纤维塞住,管内 装入吸附剂吸附剂的颗粒应尽可能保持大小均匀,以保证良好的分离效果除 另有规定外,通常多采用直径为 0.07〜0.15mm 的颗粒色谱柱的大小,吸附剂 的品种和用量,以及洗脱时的流速,均按各品种项下的规定1) 吸附剂的填装①干法将吸附剂一次加入色谱管,振动管壁使其均匀下沉,然后沿管壁缓缓加入洗脱剂; 或在色谱管下端出口处联接活塞,加入适量的洗脱剂,旋开活塞使洗脱剂缓缓滴 出,然后自管顶缓缓加入吸附剂,使其均匀地润湿下沉,在管内形成松紧适度的 吸附层操作过程中应保持有充分的洗脱剂留在吸附层的上面。

②湿法将吸附剂与洗脱剂混合,搅拌除去空气泡,徐徐倾入色谱管中,然后加入洗脱剂 将附着管壁的吸附剂洗下,使色谱柱面平整俟填装吸附剂所用洗脱剂从色谱柱 自然流下,液面和柱表面相平时,即加供试品溶液2) 供试品的加入除另有规定外,将供试品溶于开始洗脱时使用的洗脱剂中,再沿色谱管壁缓缓加 入,注意勿使吸附剂翻起或将供试品溶于适当的溶剂中,与少量吸附剂混匀, 再使溶剂挥发去尽使呈松散状,加在已制备好的色谱柱上面如供试品在常用溶 剂中不溶,可将供试品与适量的吸附剂在乳钵中研磨混匀后加入3) 洗脱除另有规定外,通常按洗脱剂洗脱能力大小递增变换洗脱剂的品种和比例,分别 分部收集流出液,至流出液中所含成分显著减少或不再含有时,再改变洗脱剂的 品种和比例操作过程中应保持有充分的洗脱剂留在吸附层的上面2. 分配柱色谱 方法和吸附柱色谱基本一致装柱前,先将载体和固定液混合,然后分次移入色 谱管中并用带有平面的玻棒压紧;供试品可溶于固定液,混以少量载体,加在预 制好的色谱柱上端洗脱剂需先加固定液混合使之饱和,以避免洗脱过程中两相分配的改变。

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