几种柱层析的特点
简述几种柱层析的特点
作者：张弓
【摘要】柱层析技术在近几十年得到了广泛的应用和不断地发展，已成为各行各业离不开的重要技术。本文就其中几种常用的柱层析的特点做了综述。
【关键词】凝胶过滤柱层析离子交换柱层析疏水作用柱层析亲和柱层析金属螯合层析
在过去的三十年中,分离生物大分子的各种技术和方法得到了不断的发展。随着各种介质的完善和商品化,使以填料为核心的柱层析技术在蛋白质等粗提后的纯化中起到了重要作用。本文总结了几种柱层析的特点：
一，凝胶过滤柱层析（Gel Filtration Chromatography, GFC）
GFC是以分子大小和形状为分离基础的。具体说就是利用不同大小分子通过凝胶滞留时间的差别来分离混合物的柱层析方法。另外一种说法是分离是以分子体积的大小为基础的,分子体积即分子溶剂化后的体积,受分子形状和相对分子质量两方面因素的影响。有时加入变性剂（尿素、盐酸胍等）以破坏蛋白质的三、四级结构,可以使分离主要受控于相对分子质量的大小。
GFC特别适用于分离相对分子质量大于2000的高分子化合物和相对分子质量差异大的混合物及低聚物。GFC的分离不依赖于流动相和固定相的相互作用,所以不必使用梯度洗脱。但是由于电荷屏蔽的因素,为了降低填料与生物分子之间的相互作用,往往会适当提高盐浓度,至少高于0.05 mol/LNaCl。由于试样在柱中的保留时间不会超出柱中溶剂的总体积(Vt) ,所以不会出现在其他液相色谱中经常出现的由于色谱峰的弥散而引起的检测极限。GFC的容量通常由流动相效应来控制。由于GFC的分离靠大小组分流程途径长短之差达到分离,柱要有足够的长度(75～100 cm ,)但由于微小的粒子在GFC也有扩散的效应,柱子又不可过长,上样量不可过多(< 20 % Vt)。因为GFC 洗脱时间可粗略估计,所以再隔一定时间连续进样,提高柱的使用效率,缩短纯化周期。除了以上特点外,GFC还有回收率较高,洗脱条件温和,不易发生副反应,使用寿命较长,同时可用作换盐等特点。但由于处理量小,分离蛋白能力相对较弱,柱层析时间较长,在设计纯化工艺时一般不宜放在前面。
二，离子交换柱层析(Ion Exchange Chromatography, IEC)
IEC是以蛋白质分子净电荷和表面电荷分布为分离基础的。具体说就是利用蛋白质带电性的差异,在离子吸附剂上静电吸附能力不同,用不同的pH/离子强度洗脱液洗脱,从而使蛋白质分离的柱层析方法。离子交换又分为阴离子交换和阳离子交换。离子交换剂又有强弱之分,强的离子交换剂在整个pH范围内都是离子化的,而弱的离子交换剂通常仅在pH6～9 之间是离子化状态,因而后者对所适用的pH范围又有了进一步的限制。
在洗脱方式上,阳离子交换主要是改变pH,它主要应用于等电点大于5的蛋白质;而阴离子交换主要是改变盐浓度,适用于大部分蛋白质。20 种氨基酸中,大部分带正电或负电,这是IEC应用范围广的原因。IEC处理量大,附载系数高,一步缩小样品体积很多。IEC去除杂质能力强,如对热原质,核酸、外毒素、小牛血清中大部分蛋白,及电荷性有差别的蛋白均可去除。它还有一个特点,利用蛋白质在不同pH和盐浓度下带电性的不同,通过不同条件下应用同种类型或不同
类型介质如(DEAE、CM ),分两步IEC使目标蛋白质达到提纯目的,这是除亲和柱层析外,别的柱层析达不到的分离能力。IEC原则上讲可放在纯化工艺的任何一步,它属吸附型层析,单步损失也较大。扩大纯化工艺时,尤其要按放大直径考虑,而不能只单独放大柱高。一般来说柱高不能大于柱直径的 4 倍,否则纯化结果和小试会相差较多。
IEC的洗脱一般分3 种:1,同步洗脱(Isocratic) ,即盐浓度不变,这一般都应用于样品的性质已熟知,洗脱重复性好,而且大部分是用于分析类分离。2,分步洗脱( Stepwise) ,即用几次同步洗脱方式,分别换几次盐浓度分步洗脱。这种方式大部分用于在其中一种盐浓度洗脱峰中收获一种目标蛋白,但这种方式也存在一些问题,如一个洗脱峰可含有二种蛋白或一个蛋白分散于两个峰中,所以一般分步洗脱方式最好用于已知性质的蛋白质分离。3,梯度洗脱(Gradient ),按一定的浓度梯度连续改变盐浓度进行洗脱的方式。如增加速度不变称为线性梯度洗脱(Line Gradient ),这种方式在三种洗脱中响应能力最强,蛋白峰形一般不会拖尾,也很少有一种蛋白出现在几个峰中。所以对电荷性质相近组分的分离和蛋白质较大、表面电荷分布范围广的组分的分离最好采用这种方式。
三，疏水作用柱层析( Hydrophobic Interaction Chromatography, HIC)
HIC是以蛋白质的疏水性为分离基础的。具体说就是一种通过表面疏水性的差异来分离蛋白质的柱层析方法。
疏水键的形成对于非极性基双方无特异性要求,不同蛋白质表面及内部疏水区的多少、大小、强弱、分布及空间位阻效应各不相同,这也是HIC分离蛋白质的根本所在。在20 种氨基酸中有8 种是疏水性氨基酸,其强弱顺序为Trp、Ile、Phe、Pro、Val、Leu、Met、Ala。影响HIC的因素较多,当介质和上样蛋白浓度不变时,主要有(1)盐类,其作用是使暴露出界面的非极性基,使容易形成疏水作用,其次是增加水相极性,提高界面的表面张力,盐浓度越高,促疏水作用越强。一般常采用的促疏盐为( NH4 )2SO4。(2) 混溶有机溶剂,作用是使界面张力减弱,减少疏水作用。(3) 温度,当体系温度由 4 ℃升高到25 ℃时,疏水作用力增加20 %～30 %,这主要是由于动能增大,提高表面张力,一般当温度降低,可增大盐浓度,使疏水作用不降低。(4) pH,当pH≈pI时可消除表面电荷的相斥作用。(5 )表面活性剂。(6) 变性剂。
HIC适用范围广,原则上可用于所有蛋白质纯化,处理量大,特别是从大体积样品中提取低含量的目标蛋白显优势,可取代传统的盐析沉淀技术。HIC对DNA 及小牛血清(其中的白蛋白、免疫球蛋白、氨基酸等成分) 去除率较高,尤其是对细胞DNA一步去除率可达90 %以上。原则上HIC 可放在纯化工艺的任何位置,但大部分放在前面。由于它也属吸附型柱层析,尤其是对蛋白质空间内部的疏水作用可使此步损失较大,对蛋白质的结构也有微细作用。
四，亲和柱层析(Affinity Chromatography,AC)
AC是以蛋白质特殊结构为分离基础的。具体说就是利用蛋白质和介质特殊的生物亲和性或专一性和其他蛋白质分离的柱层析方法。如酶-底物或抑制物,抗原-抗体。
AC的三个基本条件是:1 偶联凝胶:起支架作用。2配体:是AC 的特征。在支持物和分离物间起联接作用,这种和分离物特异的亲和吸附具有专一性,并且是可逆的。3 间臂:由于生物大分子空间位阻作用,需加一间臂,长度很重要,太短不起作用,太长增加非特异性吸附,降低亲和作用效率,现商业的AC介质可使用,但价格贵,品种有限。
AC具有分离纯化目标单一,回收率很高的特点。从理论上来讲,AC得到的是相当纯的物质,这种分离能力是其他任何柱层析都难以相比的,但由于AC柱制作工艺复杂,同时在色谱洗脱过程中配体不可避免的脱落,不但柱子的使用寿命有限,而且必须经特别处理才可注射或服用,因此成本比较昂贵,一般不放在纯化工艺的前面。
五，金属螯合层析( Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography, IMAC) IMAC是根据蛋白质中组氨酸等氨基酸残基和介质中特殊金属离子进行金属螯合作用,形成络合物以分离蛋白质的柱层析方法。
蛋白质表面暴露出一定的氨基酸残基(His、Cys、Try) 是蛋白质吸附所需要的。蛋白质侧链空间排列方式起重要作用,如电荷、分子体积、氨基酸组成等分子性质相似,但二级和三级结构不同的蛋白质分子可以分离。层析中单纯的离子吸附和其他一些复杂因素可以减少或通过高离子强度的缓冲液进行改善,螯合作用受pH的影响,降低pH 可解析已吸附的物质,但也有一些例外。在IMAC 中可应用几种洗脱方式,如pH 梯度洗脱、竞争配体洗脱、有机溶剂洗脱、螯合剂洗脱。IMAC纯化蛋白质时,金属与蛋白质表面暴露的氨基酸残基作用。IMAC 在分离相应的蛋白质时,分离率和回收率也较高,它一般放在纯化工艺的中后期。
某些蛋白质、氨基酸和一些金属离子的特异亲和力举例如下:Cu-同含氮化合物、单核苷酸、人乳铁蛋白;Ni-同含酪氨酸、色氨酸的蛋白质或多肽、核酸;Zn-同含组氨酸、半胱氨酸的蛋白质或多肽。
随着柱层析填料的不断发展，装柱水平的不断提高，柱层析技术一定会迎来更为广泛的应用范围和更好的发展前景，在各行各业中起到举足轻重的作用。
参考文献：
【1】李彬,叶世德,王研等,柱层析法纯化基因工程HBsAg 中试工艺的研究中国生物制品学杂志,1995 ,18 2 :56
【2】卢锦汉,章以浩,赵铠,医学生物制品学北京:人民卫生出版社,1995,276～2771
层析柱使用说明书
目录 一产品介绍 (2) 二产品特点 (2) 三技术参数 (2) 四操作说明 (2) 五操作注意事项 (4) 六售后服务承诺 (5) 七合格证 (5) 八随机附件 (6)
一产品介绍: 层析过程是采用特殊的吸附剂，从植物提取液中选择性地吸附其中的有效部分，去除无效成分的一种分离纯化新工艺。可以解决植提生产中所面临的剂量大、产品吸潮和重金属残留等实际问题。经层析技术处理后所得到的精制物，可使有效成分高度富集，杂质少，提取得率仅为原生物的2～5%，而一般水煮法为30%左右，醇沉法为15%左右；可有效地去除吸潮成分，并增强产品的稳定性；可有效地去除重金属。层析分离工艺所得提取物体积小，不吸潮，容易制成外型美观的各种剂型，尤其适用于颗粒剂、胶囊剂、片剂等的生产。该技术将是对中药提取工艺影响最大、带动面最广的技术进步之一。用于生物工程、制药工业、精细化工领域的分离纯化设计制造的工业制备，具有分辨高、选择性好、流动连续、效率高、处理稳定、样品可多可少、易于操作的特点，适用于含量少的复杂高分子物质的分离纯化，是中草药、化学合成药及生物活性物质有效成分分离提纯的核心设备。 二产品特点: ①合理的高径比，精密的进出口流体分布装置，保证层析柱装填效果和填 料再生效果，为高效分离提供了保障。 ②产品采用不锈钢材料，并进行内外抛光，耐腐蚀、使用寿命长、硬度高、 运输安全，质量有保障。 ③本设备确保无污染、效率高、操作方便等。 三技术参数
四操作说明 层析操作流程一般为：预处理，逆流洗柱，水洗，吸附，解吸、再生等工艺。 1、预处理：在吸附树脂的生产过程中，一般均采用工业级原料，产品没有经过进一步纯化处理，因此树脂内部往往残留少量单体，致孔剂和其他有机杂质，所以在使用之前必须进行预处理。 吸附树脂预处理方法如下： （1）将准备装柱使用的新树脂，用2倍左右体积的甲醇或其他水溶性溶剂（如乙醇、丙酮）浸泡2小时，并不时搅动，使树脂充分溶胀。 （2）、将已充分溶胀的吸附树脂装柱，以每小时3至4倍床体积的流速，将5至8倍的甲醇或其他水溶性的溶剂（如乙醇、丙酮）通过树脂层，至流出液加水稀释不变混。 （3）、甲醇处理后，以每小时6至8倍床体积的流速将去离子水通过树脂层，置换出甲醇即可投入使用。 2、逆流洗柱：逆流洗柱是用水洗除去水离子及破碎填料，树脂装入交换柱后，用蒸留水反洗树脂层，展开率为50-70%，直至出水清晰、无气味、无细碎树脂为止，再用50%-100%乙醇10-15倍体积慢速淋洗。2、用约2倍体积的4-5%HCl溶液，以2m/h流速通过树脂层。全部通入后，浸泡4-8小时，排去酸液，用洁净水冲洗至出水呈中性。冲洗流速为10-20m/h。 3、用约2倍树脂体积的2-5%NaOH溶液，按上面进HCl的方法通入和浸泡。排去碱液，用洁净水冲洗至出水呈中性。流速同上。酸碱溶液若能重复进行2-3次，则效果更佳。经预处理后的树脂，在第一次投入运行时应适当增加再生剂用量，以保证树脂获得充分的再生。 3、水洗：水洗目的主要是除去层析柱上所附着的渣滓。 4、吸附：吸附操作自上而下(或自下而上)通液，可采用不同流速，以选取最佳条件，一般流速sV 2—8。流出液每间隔一段时间取样检测，达泄漏点
层析柱使用方法
层析柱使用方法 层析柱使用方法柱层析和TLC是有机化学工作者必须下苦功夫的两项实验技术。这两项技术掌握与否，对于提高实验的效率至关重要。常见的例子是：在柱层析时，由于层析柱中的硅胶填料装得不均匀（没有填严实），使得柱子在淋洗过程中就因为出现太多气泡变花，导致分离效果不好。更常见的例子是：层析柱虽然装得不错，但是由于淋洗剂选择不恰当，结果导致几十毫克产品，用了几百毫升淋洗剂都还没有完全分离。分离同样的东西，熟手可能只需要半个小时，而一个层析技术不过关的人可能半天都不能得到纯品。由此可见，这两项技术掌握与否，对于提高工作效率，减轻工作量，减少有机溶剂的使用，从而对身心健康和环境保护都有明显的作用。柱层析关键在于柱子是否装好和淋洗剂是否选择恰当。而淋洗剂的选择则是通过TLC确定。这里要指出的一点是：TLC的作用除了跟踪反应进程，检测试剂和原料纯度外，一个重要的用途就是为柱层析选择适当的淋洗剂。 首先谈柱层析： 1：装柱子（添硅胶）时，有两种方法：即湿法装柱和干法装柱，二者各有优劣。不论干法还是湿法，硅胶（固定相）的上表面一定要平整，并且硅胶（固定相）的高度一般为15cm左右，太短了可能分离效果不好，太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。 湿法装柱：是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后，再填入柱子中，然后再加压用淋洗剂“走柱子”，本法最大的优点是一般柱子装的比较结实，没有气泡。 干法装柱：则是直接往柱子里填入硅胶，然后再轻轻敲打柱子两侧，至硅胶界面不再下降为止，然后再填入硅胶至合适高度，最后再用油泵直接抽，这样就会使得柱子装的很结实。接着是用淋洗剂“走柱子”，一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压，下面再用油泵抽，这样可以加快速度。干法装柱较方便，但最大的缺陷在于“走柱子”时，由于溶剂和硅胶之间的吸附放热（可以用手摸柱子明显感觉到），容易产生气泡，这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚，二氯甲烷更为明显。虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉，但是，一旦撤去压力，如在上样、加溶剂等操作的时候，气泡就会释放出来，严重时，整个柱子变花，样品不可能平整地通过，当然也就谈不上分离了。解决的办法是：第一、硅胶一定要天结实；第二、一定要用较多的溶剂“走柱子”，一定要到柱子的下端不再发烫，恢复到室温后再撤去压力。也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂，防止添加溶剂的时候，使得样品层不再整齐。但我的感觉是如果小心上样，添加溶剂，则没有这个必要。 2：上样也有干法和湿法之分：干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量溶剂洗涤后，再加入。湿法较方便，熟手一般采用此法。上样完毕后，接着即用淋洗剂淋洗。淋洗剂一般采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。由于层析柱和薄板的不同，即使两者使用的硅胶都相同，但是在把TLC分析得到的展开剂用在柱层析时，也显得极性偏大，所以要稀释一倍，但又不能稀释太多，否则成了靠扩散作用来分离，效果也不会好。 谈TLC，需要切记的是： 第一、某种样品在这种展开剂中只显示一个点，并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。因此在寻找展开剂时，多尝试几种比例不同，成分不同的展开剂。展开剂的极性太小，点分不开，极性太大，也分不开.一般以目标产物的Rf值在0.3左右为最佳。 第二、点不能点得太浓,否则容易重叠,不易判断,因为如果两个点相近的话,一浓就变成一个点第三、板上点的展开的清晰程度和溶剂的极性和物质在该溶剂中的溶解性有关，只有两者比较合适了，才能有一个交好的分离效果。 选择适当的展开剂是首要任务.一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为：石油迷
层析柱的一些总结
多数微生物碱性蛋白酶不耐热，碱土金属，特别是钙对碱性蛋白酶有明显的热稳定作用 碱性蛋白酶是加酶洗涤剂的主要添加剂之一，在丝绸、制革工业中也有广泛用途 热稳定性将酶液分别置于不同的温度条件下（30℃，40℃，50℃，60℃，70℃）保温10min 后，立即在0℃冰浴中冷却，然后在40℃下测碱性蛋白酶活力，以剩余的酶活性作为评价酶的热稳定性的指标。测量三个重复求平均值，将最高的酶活力定义为100%，分别计算不同温度条件下蛋白酶的剩余酶活性与最高酶活性的比值。 以ph7的缓冲液为例,如果你的目标蛋白等电点小于7,呢就带负电荷,用阴离子交换的柱子,如果是大于7,那选择阳离子交换的柱子,如果等电点是7,那上样的缓冲液pH大于它的等电点用阴离子,小于7的用阳离子,如此类推就可以 缓冲液的PH＝pI值＋1，上阴离子柱，＝pI值－1，上阳离子柱，一般缓冲液ph范围在6.5～8.5之间，与PI值相差1个PH是比较理想的。 如果不清楚PI值，可以将蛋白溶到PH梯度的缓冲液里，然后分别试阳离子和阴离子填料（50ul左右得体积就够了），看那个PH下挂得好。 强离子交换剂: 在宽pH范围内载量稳定，所以他的优点是不同pH下载量恒定，可控性好，平衡过程快速、简单。 弱离子交换介质的缺点：适用的pH范围比较小，随着pH不同载量发生变化。但是大部分蛋白等电点在5.5 ~ 7.5 。因此强/弱离子交换介质都可以使用 弱离子交换介质（DEAE、ANX、CM)优点在于：和强离子交换介质的选择性不同，因此我们一般先使用强离子交换，如果优化条件还是达不到理想的分离效果，可以尝试弱离子交换，用选择性不同的介质尝试一下。 因此弱离子交换与强离子交换由于选择性不同，可以说是对不同蛋白的结合力有差异。S 技术规格 离子交换剂类型 Q Sepharose FF 季氨基，强阴离子 DEAE Sepharose FF 二乙基氨基乙基，弱阴离子 ANX Sepharose 4FF 二乙基氨基丙基，弱阴离子 SP Sepharose FF 磺丙基，强阳离子 CM Sepharose FF 羟甲基，弱阳离子 离子容量 Q Sepharose FF 0.18-0.25mmol（Cl-）/ml DEAE Sepharose FF 0.11-0.16mmol（Cl-）/ml ANX Sepharose 4 FF 0.13-0.18mmol（Cl-）/ml SP Sepharose FF 0.18-0.25mmol（H+）/ml CM Sepharose FF 0.09-0.13mmol（H+）/ml 动态载量 Q Sepharose FF 120mg HSA/ml 填料 DEAE Sepharose FF 110mg HSA/ml 填料 ANX Sepharose 4 FF 5mg 甲状腺球蛋白/ml 填料 SP Sepharose FF 70mg RNAase/ml 填料 CM Sepharose FF 50mg RNAase/ml 填料
柱层析的一些心得
常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。由于柱分离的经验成分太多，所以下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望能有所帮助。 １．吸附剂 常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙和活性炭等：吸附剂一般要经过纯化和活性处理，颗粒大小应当均匀。对吸附剂来说粒子小、表面积大，吸附能力就高，但是颗粒小时，溶剂的流速就太慢，因此应根据实际分离需要而定。供柱色谱使用的氧化铝有酸性、中性和碱性3种。酸性氧化铝是用1％盐酸浸泡后，用蒸馏水洗至氧化铝的悬浮液pH为4，用于分离酸性物质；中性氧化铝的pH约为7．5，用于分离中性物质；碱性氧化铝的pH约为10，用于胺或其它碱性化合物的分离。 因硅胶略带酸性，只能用于对酸不敏感的化合物的分离。常用300-400目的柱硅胶或H 硅胶。若化合物的R f值相差较大，则可考虑使用２00-３00目硅胶以加快层析速度。 另：因吸附剂的比表面较大，天气潮湿时或长期放置中吸附的水分会对分离效果产生极大的影响（相当于大大增加了固定相的极性导致样品分不开），因此应将吸附剂放入９０～１００度烘箱内烘２小时后，取出在干燥器中冷却后再使用。使用的硅胶，不用时一定要密封，防止吸潮。TLC所用的硅胶板一定要保存在干燥器里面，或使用前在红外烘箱里干燥一段时间。 2．溶质的结构与吸附能力的关系 化合物的吸附性与它们的极性成正比，化合物分子中含有极性较大的基团时，吸附性也较强，氧化铝对各种化合物的吸附性按以下次序递减： 酸和碱>醇、胺、硫醇>酯、醛、酮>芳香族化合物>卤代物、醚>烯>饱和烃 ３．柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气，双连球是常用的手动加压的方法。特别是在容易分解的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。个人觉得加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 体会：过柱时是否加压要具体分析，通常情况下直径比较粗的柱子用常压即可，因其横截面积的缘故淋洗剂的流速已足够快。通常控制柱子下端液体流速大约在0.5~1滴每秒的范围比较合适。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝结），以及有些比较易分解的东西可能得不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长）。一般不推荐使用。 ４．柱子的尺寸 从理论上讲应该是粗长的好。柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样后样品的原点就小（反映在柱子上就是样品层比较薄），这样相对的减小了分离的难度。试想如果柱子十厘米，而样品就有二厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而如果样品层只有0.5厘米，那么各组分就比较容易得到完全分离了。当然采用粗大的柱子要牺牲比较多的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了。
柱层析知识总结
柱层析知识总结 柱层析 利用层析柱将混合物各组分分离开来的操作过程称为柱层析。柱层析是层析技术中的一类，依据其作用原理又可分为吸附柱层析、分配柱层和离子交换柱层析等。其中以吸附柱层析应用最广。以下只介绍吸附柱层析的相关问题，其操作方法也可作为其他类型柱层析的参考。 1.吸附柱层析的器材 (1)层析柱 实验室中所用的玻璃层析柱有两种形式：一是下部带有活塞的玻璃管，活塞的芯最好是聚四氟乙烯制作的，这样可以不涂真空油脂，以免污染产品。如果使用普通的玻璃活塞，则真空油脂要小心地涂薄涂匀。另一种是将玻璃管下端拉细，套上一段弹性良好的管子。这段管子必须是不能被淋洗剂溶解的，普通橡皮管一般不可充作此用，因为橡皮易被氯仿、苯、THF等溶剂溶胀，而聚乙烯管子对大多数溶剂是惰性的，所以常常使用。用一只螺旋夹控制流速，此外，薄膜塑料柱因使用方便、节省淋洗剂、减少蒸发量等优点，应用日趋广泛。薄膜塑料柱总是以扁平成卷保存的，两侧常有很深的折痕。使用前需将裁取的一段薄膜管一端扎紧，另一端套在一段玻璃管上并用棉线扎紧。将这段玻璃管穿过一个单孔塞。然后将薄膜管放进一根又粗又长，下端拉细了的玻璃管内，使塞子塞紧大玻璃管的口。用水泵自大玻璃管下端抽气，薄膜柱即因内部压强大于外部而自行展圆。待装入吸附剂后在其下部扎几个小孔即可使用。 层析柱的尺寸根据被分离物的量来确定，其直径与高度之比则根据被分离混合物的分离难易而定，一般在1∶8到1∶50之间。柱身细长，分离效果好，但可分离的量小，且分离所需时间长；柱身短粗，分离效果较差，但一次可以分离较多的样品，且所需时间短。如果待分离物各组分较难分离，宜选用细长的柱子，如果要处理大量的较易分离的或对分离纯度要求较低的混合物，则可选用粗而短的柱子。最常使用的层析柱，直径与长度之比在1∶8 到1∶15 之间。 (2)吸附剂 柱层析中最常使用的吸附剂是氧化铝或硅胶。其用量为被分离样品的30～50倍，对于难以分离的混合物，吸附剂的用量可达100倍或更高。对于吸附剂应综合考虑其种类、酸碱性、粒度及活性等因素，最后用实验方法选择和确定。 市售氧化铝有酸性、碱性和中性之分。酸性氧化铝是用1%盐酸浸泡后，用蒸馏水洗到其浸出液的pH值为4，适用于分离酸性物质；碱性氧化铝浸出液的pH值为9～10，用以分离胺类、生物碱及其他有机碱性化合物。中性氧化铝的相应pH值为7.5，适合于醛、酮、醌、酯等类化合物的分离以及对酸、碱敏感的其他类型化合物的分离。硅胶没有酸碱性之分，可适用于各类有机物的分离。 柱层析所用氧化铝的粒度一般为100～150目，硅胶为60～100目，如果颗粒太小，淋洗剂在其中流动太慢，甚至流不出来。 氧化铝和硅胶的活性各分五个等级。哪个活性级别分离效果最好，要用实验方法确定，而不是盲目选择高的活性级别，最常使用的是Ⅱ～Ⅲ级。如果吸附剂活性太低，分离效果不好，可通过“活化”来提高其活性。所谓“活化”就是指用加热的方法除去吸附剂所含的水分，提高其吸附活性的过程。通常是将吸附剂装在瓷盘里放进烘箱中恒温加热。“活化”的温度和时间应根据分离需要而定。氧化铝一般在200℃恒温4h，硅胶在105～110℃恒温0.5～1h。“活化”完毕，切断电源，待温度降至接近室温时，从烘箱中取出放进干燥器中备用。有的样品在活性高的吸附剂中分离效果不好，可将吸附剂放在空气中让其吸收一些水分，分离效果反而好一些。 此外，一些天然产物带有多种官能团，对微弱的酸碱性都很敏感，则可用纤维素、淀粉或糖类作吸附剂。活性碳是
柱层析方法经验归纳汇总
1、选柱子：有玻璃柱和不锈钢柱两种，实验室常用玻璃柱。径高比一般在1:5-10。 根据吸附剂用量（体积)确定柱子大小，一般吸附剂应填充到柱子体积的1/4～1/5。 柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。 其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝结)，以及有些比较易分解的东西可能得不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长)。 加压柱是种比较好的方法，与常压柱类似，只是外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气，双连球或小气泵。特别在容易分解的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 柱子的尺寸为粗长的最好。柱子越长，相应的塔板数就越高。柱子越，上样后样品的原点就越小（反映在柱子上就是样品层比较薄)，这样相对的减小了分离的难度。 无水无氧柱适用于对氧、水敏感，易分解的产品。可以湿柱，也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅胶饱
和时放出的热量有可能是产品分解，毕竟要分离的是敏感的物质，小心不为过。因为分离的物质比较敏感，所以接收瓶一定要用可密封的，遵循schlenk操作。至于是加压、常压、减压，随需而定。因为是schlenk操作，所以点板是个问题，如果样品是显色的，恭喜了，不用点板，直接看柱子上的色带就行了。如果样品无色，只好准备几十个schlenk瓶，一瓶一瓶的点，不过几次之后就知道样品在哪，也就可以省些了。 无水无氧柱中用的比较多的是用氧化铝作固定相。因为硅胶中有大量的羟基裸露在外，很容易是样品分解，特别是金属有机化合物和含磷化合物。而氧化铝有碱性、中性和酸性的，选择余地比较大，但比硅胶要贵些。听说有个方法，就是用石英做柱子，然后用HF254做固定相，这样在柱子外面用紫外灯一照就知道产品在哪里了，没有验证过。 2、选择吸附剂：200-300目硅胶，称30-70倍于上样量；如果极难分，也可以用100倍量的硅胶。干硅胶的视密度在左右，所以要称40 g硅胶，用烧杯量100 ml也可以。 书中写硅胶量是样品量的30-40倍，具体的选择要具体分析。如果所需组分和杂质分的比较开(是指在所需组分Rf在，杂质相差以上)，就可以少用硅胶。 用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。所以如果样品与硅胶的吸附比较强的话，就不容易流出。这样就会发生，后面的点先出，而前面的点后出。这时可以采用氧化铝作固定相。 常用吸附剂的种类：氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙（镁)、淀粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。
过柱子总结(吸附剂与洗脱剂)
过柱子总结（吸附剂与洗脱剂） 吸附剂与洗脱剂 （一）吸附剂与洗脱剂 根据待分离组分的结构和性质选择合适的吸附剂和洗脱剂是分离成败的关键。 1．吸附剂的要求 ①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应，在洗脱剂中也不会溶解。 ②对待分离组分能够进行可逆的吸附，同时具有足够的吸附力，使组分在固定相与流动相之间能最快地达到平衡。 ③颗粒形状均匀，大小适当，以保证洗脱剂能够以一定的流速（一般为1.5mL·min-1）通过色谱柱。 ④材料易得，价格便宜而且是无色的，以便于观察。 2、常用吸附剂的种类：氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙（镁）、淀粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。 3、几种常见吸附剂的特性 （1）氧化铝：市售的层析用氧化铝有碱性、中性和酸性三种类型，粒度规格大多为100～150目。 碱性氧化铝（pH9—10）：适用于碱性物质（如胺、生物碱）和对酸敏感的样品（如缩醛、糖苷等），也适用于烃类、甾体化合物等中性物质的分离。但这种吸附剂能引起被吸附的醛、酮的缩合。酯和内酯的水解、醇羟基的脱水、乙酰糖的去乙酰化、维生素A和K等的破坏等不良副反应。所以，这些化合物不宜用碱性氧化铝分离。 酸性氧化铝（pH3.5—4.5）：适用于酸性物质如有机酸、氨基酸等以及色素和醛类化合物的分离。 中性氧化铝（pH7—7.5）：适用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在碱性介质中不稳定的物质如酯、内酯等的分离，也可以用来分离弱的有机酸和碱等。 （2）硅胶：硅胶是硅酸的部分脱水后的产物，其成分是SiO2·xH2O，又叫缩水硅酸。柱色谱用硅胶一般不含粘合剂。 适用范围：非极性和极性化合物，适用于芳香油、萜类、甾体、生物碱、强心甙、蒽醌类、酸性、酚性化合物、磷脂类、脂肪酸、氨基酸，以及一系列合成产品如有机金属化合物等。（3）聚酰胺：色谱用聚酰胺主要又锦纶6（聚己内酰胺）和锦纶66（聚己二酰己二胺）两种，分子量一般在16000～20000，其亲水性和亲脂性均较好，因此既可分离水溶性成份，也可分离脂溶性成分。可溶于浓盐酸、甲酸及热的乙酸、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；对碱稳定，对强酸可水解。 聚酰胺色谱的原理：兼具吸附色谱和分配色谱的功能。采用强极性洗脱剂时主要为吸附色谱——正相色谱；采用弱极性洗脱剂时主要为分配色谱——反相色谱。 分离对象：能与聚酰胺形成氢键的化合物，如酚类、酸类、醌类、硝基化合物及含羟基、氨基、亚氨基的化合物及腈和醛等类化合物。 聚酰胺在水中吸附能力的规律： 形成氢键的基团(如：酚经基、按基、酪基、硝基等)越多， 则吸附力越强。如：丁二酸＞丁酸 形成氢键的位置与吸附力有很大关系。对位、间位酚羟基使吸附力增大，邻位使吸附力减小。芳香核、共轭双键多者吸附力大，少者吸附人小。
柱层析的操作步骤和注意事项
柱层析技术 常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相 的吸附柱。由于柱分的经验成分太多，所以下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望 能有所帮助。 柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所 以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分 离，一个柱子几个月也是有的。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过 硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝聚），以及有些比较易分解的东西可能得 不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长）。以前曾经大量的过 减压柱，对它有比较深厚的感情，但是自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压的念 头了。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力 的提供可以是压缩空气，双连球或者小气泵（给鱼缸供气的就行）。非凡是在轻易分解 的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。个人觉得 加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 关于柱子的尺寸，应该是粗长的最好。 柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样后样品的原点就小（反映在柱子上就是 样品层比较薄），这样相对的减小了分离的难度。试想假如柱子十厘米，而样品就有二 厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而假如样品层只 有0.5厘米，那么各组分就比较轻易得到完全分离了。当然采用粗大的柱子要牺牲比较多 的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了（有些不环保的说， 不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费）。 现在见到的柱子径高比一般在1：5～10，书中写硅胶量是样品量的30～40倍，具体的选
层析柱知识
柱层析 利用层析柱将混合物各组分分离开来的操作过程称为柱层析。柱层析是层析技术中的一类，依据其作用原理又可分为吸附柱层析、分配柱层和离子交换柱层析等。其中以吸附柱层析应用最广。以下只介绍吸附柱层析的相关问题，其操作方法也可作为其他类型柱层析的参考。 1.吸附柱层析的器材 (1)层析柱 实验室中所用的玻璃层析柱有两种形式：一是下部带有活塞的玻璃管，活塞的芯最好是聚四氟乙烯制作的，这样可以不涂真空油脂，以免污染产品。如果使用普通的玻璃活塞，则真空油脂要小心地涂薄涂匀。另一种是将玻璃管下端拉细，套上一段弹性良好的管子。这段管子必须是不能被淋洗剂溶解的，普通橡皮管一般不可充作此用，因为橡皮易被氯仿、苯、THF 等溶剂溶胀，而聚乙烯管子对大多数溶剂是惰性的，所以常常使用。用一只螺旋夹控制流速，此外，薄膜塑料柱因使用方便、节省淋洗剂、减少蒸发量等优点，应用日趋广泛。薄膜塑料柱总是以扁平成卷保存的，两侧常有很深的折痕。使用前需将裁取的一段薄膜管一端扎紧，另一端套在一段玻璃管上并用棉线扎紧。将这段玻璃管穿过一个单孔塞。然后将薄膜管放进一根又粗又长，下端拉细了的玻璃管内，使塞子塞紧大玻璃管的口。用水泵自大玻璃管下端抽气，薄膜柱即因内部压强大于外部而自行展圆。待装入吸附剂后在其下部扎几个小孔即可使用。 层析柱的尺寸根据被分离物的量来确定，其直径与高度之比则根据被分离混合物的分离难易而定，一般在1∶8到1∶50之间。柱身细长，分离效果好，但可分离的量小，且分离所需时间长；柱身短粗，分离效果较差，但一次可以分离较多的样品，且所需时间短。如果待分离物各组分较难分离，宜选用细长的柱子，如果要处理大量的较易分离的或对分离纯度要求较低的混合物，则可选用粗而短的柱子。最常使用的层析柱，直径与长度之比在1∶8 到1∶15 之间。 (2)吸附剂 柱层析中最常使用的吸附剂是氧化铝或硅胶。其用量为被分离样品的30～50倍，对于难以分离的混合物，吸附剂的用量可达100倍或更高。对于吸附剂应综合考虑其种类、酸碱性、粒度及活性等因素，最后用实验方法选择和确定。 市售氧化铝有酸性、碱性和中性之分。酸性氧化铝是用1%盐酸浸泡后，用蒸馏水洗到其浸出液的pH值为4，适用于分离酸性物质；碱性氧化铝浸出液的pH值为9～10，用以分离胺类、生物碱及其他有机碱性化合物。中性氧化铝的相应pH值为7.5，适合于醛、酮、醌、酯等类化合物的分离以及对酸、碱敏感的其他类型化合物的分离。硅胶没有酸碱性之分，可适用于各类有机物的分离。 柱层析所用氧化铝的粒度一般为100～150目，硅胶为60～100目，如果颗粒太小，淋洗剂在其中流动太慢，甚至流不出来。 氧化铝和硅胶的活性各分五个等级。哪个活性级别分离效果最好，要用实验方法确定，而不是盲目选择高的活性级别，最常使用的是Ⅱ～Ⅲ级。如果吸附剂活性太低，分离效果不好，
色谱柱总结
色谱柱制备方法简介 填充气相色谱，通常称填充柱。日常色谱分析工作中约80%是采用填充柱完成的，主要有气固色谱柱和气液色谱柱。关键部分是固定相。 色谱柱和填充物的选择 通常选择粒径根据填充柱的直径和分析出峰的时间而定，如果用大口径的填充柱可选用40－80目的填充物，小口径的填充柱可用80－100目的填充物，注意填充柱选择不要太长，一般用1－6米的2－4毫米的不锈钢管，太长会造成色谱出峰太慢，一般情况用的填充柱测试物质时间不是很长，只有毛细柱可以作长时间的数据测定，每一种填充物针对某些物质，这些填充物在柱内不移动，但能起到分离作用，它们包括有吸附性能的无机吸附剂、高分子多孔微球和表面被键合的固体物，无机吸附剂有硅胶、氧化铝、活性碳、分子筛等，高分子多孔小球是以苯乙烯与二乙烯、苯交联共聚小球。下面介绍几种我们常用的填充物固定相： 1.GDX102 本填充物为天津试剂二厂生产的，最高使用温度270℃，白色颗粒由20－100目不等，它可以测定乙醇、水、苯、环己烷、丙酮、乙醚和C1-C5的烷烃等，它可以载入固定液或减拖尾剂，以改善分离效能。例如GDX102载上20%的癸二酸，可用于测定乙醇脱水实验的所有产物，气相色谱分析结果如下图所示，同时它也能测定苯加氢实验。
条件：热导检测器柱温℃，H2柱前压力，桥流mA，柱长m，进样量ml 2.GDX103 此填充物同为天津试剂二厂生产，性能与GDX102相近，如果载上固定相20%癸二酸，也能测定乙醇脱水实验的所有产物，同时载上其他固定液还可以测一些高沸点的物质。 条件：热导检测器柱温℃，H2柱前压力，桥流mA，柱长m，进样量ml 3.GDX104 该填充物为天津试剂二厂生产，性能与GDX103相近，如果载上固定相20%癸二酸，也可测定乙醇脱水实验的所有产物，同时载上其他固定液还可以测一氧化碳、二氧化碳、甲烷等物质。
详细柱层析技巧
详细柱层析技巧 常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。由于柱分的经验成分太多，所以下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望能有所帮助。 柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝结），以及有些比较易分解的东西可能得不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长）。以前曾经大量的过减压柱，对它有比较深厚的感情，但是自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压的念头了。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气，双连球或者小气泵（给鱼缸供气的就行）。特别是在容易分解的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。个人觉得加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 关于柱子的尺寸，应该是粗长的最好。 柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样后样品的原点就小（反映在柱子上就是样品层比较薄），这样相对的减小了分离的难度。试想如果柱子十厘米，而样品就有二厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而如果样品层只有0.5厘米，那么各组分就比较容易得到完全分离了。当然采用粗大的柱子要牺牲比较多的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了（有些不环保的说，不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费）。 现在见到的柱子径高比一般在1：5～10，书中写硅胶量是样品量的30～40倍，具体择要具体分析。如果所需组分和杂质分的比较开（是指在所需组分rf在0.2～0.4，杂质相差0.1以上），就可以少用硅胶，用小柱子（例如200毫克的样品，用2cm×20cm的柱子）；如果相差不到0.1，就要加大柱子，我觉得可以增加柱子的直径，比如用3cm的，也可以减小淋洗剂的极性等等。 关于无水无氧柱，适用于对氧，水敏感，易分解的产品。 可以湿柱，也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅胶饱和时放出的热量有可能是产品分解，毕竟要分离的是敏感的东东，小心不为过。也是因为分离的东西比较敏感，所以接收瓶一定要用可密封的，遵循schlenk操作。至于是加压、常压、减压，随需而定。因为是schlenk操作，所以点板是个问题，如果样品是显色的，恭喜了，不用点板，直接看柱子上的色带就行了。如果样品无色，只好准备几十个schlenk瓶，一瓶一瓶的点，不过几次之后就知道样品在哪，也就可以省些了。
柱层析实验报告
柱层析分离色素 一、【实验目的】 1．了解柱层析的分类，掌握各种柱层析的原理。 2．熟练掌握吸附层析的原理和操作技术。 二、【实验原理】 叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。从植物叶片中提取和分离叶绿体色素是对其认识和了解的前提。利用叶绿体色素能溶于有机溶剂的特性，可用95%乙醇或无水乙醇提取。 分离色素的方法有多种，如纸层析、柱层析等。柱层析法是色谱法中的一种，它是根据混合物中各组分对固定相的吸附能力，以及对洗脱剂（即移动相）的溶解度不同将各组分分离。常用的柱色谱有吸附色柱谱和分配柱色谱两类。吸附柱色谱通常是在玻璃管中填入表面积很大，经过活化的多孔性物质或粉状固体作为吸附剂（如氧化铝或硅胶），当混合物的溶液流经吸附柱时，就被吸附在柱的上端，然后从柱顶加入溶剂（洗脱剂）洗脱。由于不同化合物在吸附柱上的吸附能力不同，在同一溶剂中的溶解度也不同，因此各组分随溶剂以不同速度下移，形成色带。继续用溶剂洗脱，吸附能力最弱的组分就随溶剂首先流出，整个层析过程进行反复的吸附-解析-再吸附-再解吸。用柱层析法可以分别收集各组分，并逐个鉴定。 本实验是把三氧化二铝填入玻璃管中（压成柱状）作为吸附剂，将叶绿体色素的石油醚提取液倾于吸附柱上，色素即被吸附。由于色素的种类不同，被吸附的强弱不同，就在吸附柱上排列成为不同的色层，再利用吸附剂在不同溶剂中有不同的吸附力，用不同的溶剂进行洗脱，从而达到叶绿体主要的4种色素（叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素）的分离。 三、【实验材料】 原料： 新鲜的菠菜叶 试剂： 1．无水乙醇或95%乙醇 5.三氧化二铝 2．石英砂 6．饱和氯化钠溶液 3．丙酮 7.水硫酸钠 4．石油醚（60-90℃） 8洗脱液：丙酮：石油醚＝1：9 器材：层析柱（1×30cm），研钵，蒸馏装置， 脱脂棉，天平，烧杯，过滤漏斗， 玻璃棒，锥形瓶，分液漏斗，试管， 铁架台 四、【实验操作】 1．色素的提取： 20克菠菜，加少许石英砂，再加20毫升无水乙醇研磨成浆，脱脂棉过滤，保存滤液，滤渣再用无水乙醇提取一次，合并滤液，滤渣再加入30毫升石油醚提取一次，过滤，合并滤液，转移至分液漏斗中,再加入40毫升饱和氯化钠溶液震荡，弃去下层溶液，再分别加入20毫升水震荡洗涤几次，直至下层无色，保留上层溶液，转移至三角瓶中，加入无水硫酸钠干燥5分钟，备用. 2．样品的浓缩： 将提取液放入蒸馏烧瓶中，蒸除多余的石油醚，至剩余液体5-8毫 升左右，以备加样使用。 3．层析拄的制备： 15克碱性三氧化二铝加入30毫升石油醚搅拌，浸泡10min.。在层
柱层析心得
柱层析心得 常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的 吸附柱。由于柱分离的经验成分太多，所以下面我就几年来过柱的体会写些心得，希望能 有所帮助。 1．吸附剂 常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙和活性炭等：吸附剂一般要经过纯化和 活性处理，颗粒大小应当均匀。对吸附剂来说粒子小、表面积大，吸附能力就高，但是颗 粒小时，溶剂的流速就太慢，因此应根据实际分离需要而定。供柱色谱使用的氧化铝有酸性、中性和碱性3种。酸性氧化铝是用1％盐酸浸泡后，用蒸馏水洗至氧化铝的悬浮液pH 为4，用于分离酸性物质；中性氧化铝的pH约为7．5，用于分离中性物质；碱性氧化铝 的pH约为10，用于胺或其它碱性化合物的分离。 因硅胶略带酸性，只能用于对酸不敏感的化合物的分离。常用300-400目的柱硅胶或 H硅胶。若化合物的Rf值相差较大，则可考虑使用２00-３00目硅胶以加快层析速度。 另：因吸附剂的比表面较大，天气潮湿时或长期放置中吸附的水分会对分离效果产生极大的影响（相当于大大增加了固定相的极性导致样品分不开），因此应将吸附剂放入９０～１００度烘箱内烘２小时后，取出在干燥器中冷却后再使用。使用的硅胶，不用时一 定要密封，防止吸潮。TLC所用的硅胶板一定要保存在干燥器里面，或使用前在红外烘箱 里干燥一段时间。 2．溶质的结构与吸附能力的关系 化合物的吸附性与它们的极性成正比，化合物分子中含有极性较大的基团时，吸附性也 较强，氧化铝对各种化合物的吸附性按以下次序递减： 酸和碱>醇、胺、硫醇>酯、醛、酮>芳香族化合物>卤代物、醚>烯>饱和烃 3．柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所 以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分离，一个柱子几个月也是有的。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力
柱层析实验操作规程及流程
一．实验目的 1．了解柱层析的基本原理。 2．掌握柱层析的操作技术。 二．实验原理 层析法是一种物理分离方法。柱层析法是层析方法中的一个类型， 分为吸附柱层析法和分配柱层析法。本实验仅介绍吸附柱层析法。 吸附柱层析法是分离、纯化和鉴定有机物的重要方法。它是根据 混合物中各组分的分子结构和性质（极性）来选择合适的吸附剂和洗 脱剂，从而利用吸附剂对各组分吸附能力 的不同及各组分在洗脱剂中的溶解性能 不同达到分离目的。吸附柱层析法通常是 在玻璃层析柱中装入表面积很大、经过活 化的多孔性或粉状固体吸附剂（常用的吸 附剂有氧化铝、硅胶等）。当混合物溶液 流过吸附柱时，各组分同时被吸附在柱的 上端，然后从柱顶不断加入溶剂（洗脱剂） 洗脱。由于不同化合物吸附能力不同，从 而随着溶剂下移的速度不同，于是混合物 中各组分按吸附剂对它们所吸附的强弱 顺序在柱中自上而下形成了若干色带，如图1所示。 在洗脱过程中，柱中连续不断地发生吸附和溶解的交替现象。被吸附的组分被溶解吸出来，随着溶剂向下移动，又遇到新的吸附剂颗粒，把组分从溶液中吸附出来，而继续流下的新溶剂又使组分溶解而向下移动，这样经过适当时间移动后，各种组分就可以完全分开，继续用溶剂洗脱，吸附能力最弱的组分随溶剂首先流出，再继续加溶剂直至各组分依次全部由柱中洗出为止，分别收集各组分。 三．材料 1．仪器 层析柱，烧杯，铁架台，长玻棒，小量筒，脱脂棉。 2．药品 硅胶 ，丙酮 ，石油醚。 3. 材料：菠菜叶。 四．方法 1．装柱 取一支洁净干燥的层析柱玻管，自柱口塞入少许脱脂棉并用长玻棒推至柱底压平（塞时不宜太紧）。然后用漏斗从柱口小心装入约5g 硅胶（100~160目）（四分之三高度，干法装柱），边装边用手指敲打层析柱，使填装紧密均匀。再在柱顶加入一薄层脱脂棉花（约0.5cm 厚）。将此层析柱固定在铁架台上。 2．加样 称取研磨研细的菠菜叶2.0~3.0g 于25mL 烧杯中，量取10mL 石油醚：丙酮=1:1（体积比）的混合液溶解浸泡，用封口薄膜封住杯口，浸泡10min,倒出浸出液静置分层，用刻度胶头滴管吸取1.0mL 上样分析，注意上样应沿管壁。（注意：胶头刻度滴管应是干燥的） 3．洗脱、分离 慢慢加入石油醚：丙酮=95:5（体积比）的洗脱液约 10mL
柱层析经验交流
过柱子经验总结 Swrl20041219据网络资源整理支持小木虫 1、选柱子：现在见到的柱子径高比一般在1:5-10。 2、称量：100-300目硅胶，称30-70倍于上样量；如果极难分，也可以用100倍量的硅胶书中写硅胶量是样品量的30-40倍，具体的选择要具体分析。如果所需组分和杂质分的比较开（是指在所需组分Rf在0.2--0.4，杂质相差0.1以上），就可以少用硅胶。 3、选洗脱剂：一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。极性小的用乙酸乙酯：石油醚系统；极性较大的用甲醇：氯仿系统；极性大的用甲醇：水：正丁醇：醋酸系统。要使所需点在Rf值在0.2-0.3左右的比较好。常用溶剂的极性顺序：石油醚＜环己烷/己烷＜苯乙醚＜氯仿＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水。 一般把两种溶剂混合时，采用高极性/低极性的体积比为1/3的混合溶剂。拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。乙酸乙酯/石油醚= 4:1可用TLC分开。乙酸乙酯和石油醚(60-90)。 4、搅成匀浆：先把硅胶泡在烧杯中，用干硅胶体积一倍的溶剂泡，用超声波超半个小时，中间看到气泡时用玻璃棒搅一下。如果洗脱剂是石油醚/乙酸乙酯/丙酮体系，就用石油醚拌；如果洗脱剂是氯仿/醇体系，就用氯仿拌。 5、装柱： A、用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅胶饱和时放出的热量可能使产品分解。 B、将柱底用棉花塞紧，不必用海沙，加入约1/3体积石油醚（氯仿），装上蓄液球，打开柱下活塞，将匀浆一次倾入蓄液球内。随着沉降，会有一些硅胶沾在蓄液球内，用石油醚（氯仿）将其冲入柱中。 C、装柱时一定要保证无气泡，同时敲打柱体使柱体更均匀、紧凑，装毕，用洗脱液冲三次。 6、压实：装柱完后，加入更多的石油醚，用双联球或气泵加压，直至流速恒定。柱床约被压缩至9/10体积。无论走常压柱或加压柱，都应进行这一步，可使分离度提高很多，且可以避免过柱时由于柱床萎缩产生开裂。 7、上样：干法湿法都可以。 A、在硅胶上层加少量无水硫酸钠（以免样品被洗脱剂冲散）取适量样溶液上样。上样后，加入一些洗脱剂，再将一团脱脂棉塞至接近硅胶表面。然后就可以放心地加入大量洗脱剂，而不会冲坏硅胶表面。 B、用少量的溶剂溶样品加样，加完后将下面的活塞打开，待溶剂层下降至石英砂面时，再加少量的低极性溶剂，然后再打开活塞，如此两三次，一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗剂，一开始不要加压，等溶样品的溶剂和样品层有一段距离（2～4cm就够了），再加压，这样避免了溶剂（如二氯甲烷等）夹带样品快速下行。 8、过柱和收集：柱层析实际上是在扩散和分离之间的权衡。太低的洗脱强度并不好，推荐用梯度洗脱。收集的例子：10mg上样量，1g硅胶H，0.5ml收集馏分；1-2g 上样量，50g硅胶（200-300目），20-50ml收集馏分。接收瓶一定要用可密封的。柱子下面的活塞一定不要涂润滑剂，会被淋洗剂带到产品中的。 9、用少量的溶剂溶样品加样，加完后将下面的活塞打开。 10、检测。要更多地使用专用喷显剂，如果仅用紫外灯，会损失较多产品，紫外的灵敏度一般比喷显剂底1-2个数量级。
柱层析使用方法
柱层析（原理与装置） 利用层析柱将混合物各组分分离开来的操作过程称为柱层析。柱层析是层析技术中的一类，依据其作用原理又可分为吸附柱层析(原理见第97～100页和第101～102页)、分配柱层析(原理见第91～92及94～95页)和离子交换柱层析等。其中以吸附柱层析应用最广。以下只介绍吸附柱层析的相关问题，其操作方法也可作为其他类型柱层析的参考。 1.吸附柱层析的器材 (1)层析柱 图3-35 层析柱 实验室中所用的玻璃层析柱有两种形式：一是下部带有活塞的玻璃管，如图3-35a所示，活塞的芯最好是聚四氟乙烯制作的，这样可以不涂真空油脂，以免污染产品。如果使用普通的玻璃活塞，则真空油脂要小心地涂薄涂匀。另一种是将玻璃管下端拉细，套上一段弹性良好的管子。这段管子必须是不能被淋洗剂溶解的，普通橡皮管一般不可充作此用，因为橡皮易被氯仿、苯、THF等溶剂溶胀，而聚乙烯管子对大多数溶剂是惰性的，所以常常使用。用一只螺旋夹控制流速，如图3-35b所示。此外，薄膜塑料柱如图3-35c，因使用方便、节省淋洗剂、减少蒸发量等优点，应用日趋广泛。薄膜塑料柱总是以扁平成卷保存的，两侧常有很深的折痕。使用前需将裁取的一段薄膜管一端扎紧，另一端套在一段玻璃管上并用棉线扎紧。将这段玻璃管穿过一个单孔塞。然后将薄膜管放进一根又粗又长，下端拉细了的玻璃管，使塞子塞紧大玻璃管的口。用水泵自大玻璃管下端抽气，薄膜柱即因部压强大于外部而自行展圆。待装入吸附剂后在其下部扎几个小孔即可使用。
层析柱的尺寸根据被分离物的量来确定，其直径与高度之比则根据被分离混合物的分离难易而定，一般在1∶8到1∶50之间。柱身细长，分离效果好，但可分离的量小，且分离所需时间长；柱身短粗，分离效果较差，但一次可以分离较多的样品，且所需时间短。如果待分离物各组分较难分离，宜选用细长的柱子，如果要处理大量的较易分离的或对分离纯度要求较低的混合物，则可选用粗而短的柱子。最常使用的层析柱，直径与长度之比在1∶8 到1∶15 之间。 (2)吸附剂 柱层析中最常使用的吸附剂是氧化铝或硅胶。其用量为被分离样品的30～50倍，对于难以分离的混合物，吸附剂的用量可达100倍或更高。对于吸附剂应综合考虑其种类、酸碱性、粒度及活性等因素，最后用实验方法选择和确定。 市售氧化铝有酸性、碱性和中性之分。酸性氧化铝是用1%盐酸浸泡后，用蒸馏水洗到其浸出液的pH值为4，适用于分离酸性物质；碱性氧化铝浸出液的pH值为9～10，用以分离胺类、生物碱及其他有机碱性化合物。中性氧化铝的相应pH值为7.5，适合于醛、酮、醌、酯等类化合物的分离以及对酸、碱敏感的其他类型化合物的分离。硅胶没有酸碱性之分，可适用于各类有机物的分离。 柱层析所用氧化铝的粒度一般为100～150目，硅胶为60～100目，如果颗粒太小，淋洗剂在其中流动太慢，甚至流不出来。 氧化铝和硅胶的活性各分五个等级(见表2-5)。哪个活性级别分离效果最好，要用实验方法确定，而不是盲目选择高的活性级别，最常使用的是Ⅱ～Ⅲ级。如果吸附剂活性太低，分离效果不好，可通过“活化”来提高其活性。所谓“活化”就是指用加热的方法除去吸附剂所含的水分，提高其吸附活性的过程。通常是将吸附剂装在瓷盘里放进烘箱中恒温加热。“活化”的温度和时间应根据分离需要而定。氧化铝一般在200℃恒温4h，硅胶在105～110℃恒温0.5～1h。“活化”完毕，切断电源，待温度降至接近室温时，从烘箱中取出放进干燥器中备用。有的样品在活性高的吸附剂中分离效果不好，可将吸附剂放在空气中让其吸收一些水分，分离效果反而好一些。 此外，一些天然产物带有多种官能团，对微弱的酸碱性都很敏感，则可用纤维素、淀粉或糖类作吸附剂。活性碳是一种吸附能力很高的吸附剂，但因粒度太小而不常用。 (3)淋洗剂 淋洗剂是将被分离物从吸附剂上洗脱下来所用的溶剂，所以也称为洗脱剂或简称溶剂。其极性大小和对被分离物各组分的溶解度大小对于分离效果非常重要。如果淋洗剂的极性远大于被分离物的极性，则淋洗剂将受到吸附剂的强烈吸附，从而将原来被吸附的待分离物“顶替”下来，随多余的淋洗剂冲下而起不到分离作用；如果淋洗剂的极性远小于各组分的极性，则各组分被吸附剂强烈吸附而留在固定相中，不能随流动相向下移动，也不能达到分离的目的。如果淋洗剂对于被分离物各组分溶解度太大，被分离物将会过多、过快地溶解于其中并被迅速洗脱而不能很好地分离；如果溶解度太小，则会造成谱带分散，甚至完全不能分开。常用溶剂的极性大小次序也因所用吸附剂的种类不同而不尽相同，第99～100页给出了在硅胶和氧化铝柱中常用溶剂所表现出的极性次序，可作为选择溶剂的参考，首先在薄层层析板上试选(见图3-40)，初步确定后再上柱分离。如