柱色譜

一、液-固色譜原理

液-固色譜是基于吸附和溶解性質的分離技術，柱色譜屬于液-固吸附色譜。

當混合物溶液加在固定相上，固體表面借各種分子間力（包括范德華力和氫鍵）作用于混合物中各組分，以不同的作用強度被吸附在固體表面。

由于吸附劑對各組分的吸附能力不同，當流動相流過固體表面時，混合物各組分在液-固兩相間分配。

吸附牢固的組分在流動相分配少，吸附弱的組分在流動相分配多。流動相流過時各組分會以不同的速率向下移動，吸附弱的組分以較快的速率向下移動。

隨著流動相的移動，在新接觸的固定相表面上又依這種吸附-溶解過程進行新的分配，新鮮流動相流過已趨平衡的固定相表面時也重復這一過程，結果是吸附弱的組分隨著流動相移動在前面，吸附強的組分移動在后面，吸附特別強的組分甚至會不隨流動相移動，各種化合物在色譜柱中形成帶狀分布，實現混合物的分離。

二、柱色譜分離條件

（1） 固定相選擇

柱色譜使用的固定相材料又稱吸附劑。

吸附劑對有機物的吸附作用有多種形式。以氧化鋁作為固定相時，非極性或弱極性有機物只有范德華力與固定相作用，吸附較弱；極性有機物同固定相之間可能有偶極力或氫鍵作用，有時還有成鹽作用。這些作用的強度依次為：

成鹽作用> 配位作用> 氫鍵作用> 偶極作用> 范德華力作用。有機物的極性越強，在氧化鋁上的吸附越強。

常用吸附劑有氧化鋁、硅膠、活性炭等（表1）。

色譜用的氧化鋁可分酸性、中性和堿性三種。酸性氧化鋁pH約為4～4.5，用于分離羧酸、氨基酸等酸性物質；中性氧化鋁pH值為7.5，用于分離中性物質，應用最廣；堿性氧化鋁pH為9～10，用于分離生物堿、胺和其它堿性化合物等。

吸附劑的活性與其含水量有關。含水量越低，活性越高。脫水的中性氧化鋁稱為活性氧化鋁。

硅膠是中性的吸附劑，可用于分離各種有機物，是應用最為廣泛的固定相材料之一。

活性炭常用于分離極性較弱或非極性有機物。

吸附劑的粒度越小，比表面越大，分離效果越明顯，但流動相流過越慢，有時會產生分離帶的在重疊，適得其反。

（2）流動相選擇

色譜分離使用的流動相又稱展開劑。

展開劑對于選定了固定相的色譜分離有重要的影響。 

在色譜分離過程中混合物中各組分在吸附劑和展開劑之間發生吸附-溶解分配，強極性展開劑對極性大的有機物溶解的多，弱極性或非極性展開劑對極性小的有機物溶解的多，隨展開劑的流過不同極性的有機物以不同的次序形成分離帶。

在氧化鋁柱中，選擇適當極性的展開劑能使各種有機物按先弱后強的極性順序形成分離帶，流出色譜柱。

當一種溶劑不能實現很好的分離時，選擇使用不同極性的溶劑分級洗脫。如一種溶劑作為展開劑只洗脫了混合物中一種化合物，對其它組分不能展開洗脫，需換一種極性更大的溶劑進行第二次洗脫。這樣分次用不同的展開劑可以將各組分分離。

三、柱色譜分離操作

（1）柱色譜裝置

柱色譜裝置包括色譜柱、滴液漏斗、接受瓶。

色譜柱有玻璃制的和有機玻璃制的，后者只用于水做展開劑的場合。 色譜柱下端配有旋塞，色譜柱的長徑比應不小于7～8:1。

（2）分離操作

① 裝柱：

色譜柱的裝填有干裝和濕裝兩種方法。

干裝時，先在柱底塞上少許玻璃纖維，再加入一些細粒石英砂，然后將準備好的吸附劑用漏斗慢慢加入干燥的色譜柱中，邊加入邊敲擊柱身，務必使吸附劑裝填均勻，不能有空隙。吸附劑用量應是被分離混合物量的30～40倍，必要時可多達100倍。加夠以后，在吸附劑上覆蓋少許石英砂。

濕裝時，將準備好的吸附劑用適量展開劑調成可流動的糊，如干裝時一樣準備好色譜柱，將吸附劑糊小心地慢慢加入柱中，加入時不停敲擊柱身，務必使吸附劑裝填均勻，不能有氣泡和裂隙，還必須使吸附劑始終被展開劑覆蓋。

② 洗柱：

干柱在使用前要洗柱，目的是排除吸附劑間隙中的空氣，使吸附劑填充密實。洗柱時從柱頂由滴液漏斗加入所選的展開劑，適當放開柱下端的旋塞。加入時先快加，再放慢滴加速度，使吸附劑始終被展開劑覆蓋。洗柱時也要輕敲柱身，排出氣泡。

③ 裝樣和洗脫：

將待分離的混合物用最小量展開劑溶解，小心加入柱中。待混合物溶液液面接近吸附劑上的石英砂時，旋開滴液漏斗旋塞，滴加展開劑。滴加速度以1～2滴/秒為適度。整個過程中，應使展開劑始終覆蓋吸附劑。