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寫(xiě)在前面
柱層析就是通常所說(shuō)的過(guò)柱子，又叫柱色譜，屬于色譜法中使用最廣泛的一種方法。對(duì)于含有多種有機(jī)物的混合樣品，用重結(jié)晶無(wú)法提純時(shí)，柱層析法可以說(shuō)是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中最有效的分離手段。
實(shí)驗(yàn)室中常用的是以硅膠和氧化鋁做固定相的吸附柱。硅膠層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到分離，一般情況下極性較大的物質(zhì)易被硅膠吸附，極性較弱的物質(zhì)不易被硅膠吸附，整個(gè)層析過(guò)程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸過(guò)程。
本文總結(jié)了在使用柱層析時(shí)的幾個(gè)技巧，好好學(xué)習(xí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中分離與提純的痛苦，將在這里終結(jié)！
硅膠的使用
初做柱層析很容易把柱子裝得長(zhǎng)了或短了，有時(shí)還會(huì)有大量的硅膠剩余，浪費(fèi)硅膠，這主要是對(duì)硅膠等固定相的使用的量沒(méi)有掌握。柱層析用的硅膠一般是100-200 目，100 毫升硅膠的質(zhì)量在47克左右，如果裝一個(gè)直徑是2.8 厘米的柱子，可以裝 18 厘米高。
為了避免浪費(fèi)硅膠和溶劑，最初學(xué)習(xí)裝柱時(shí)最好對(duì)實(shí)驗(yàn)室中各種不同規(guī)格的柱子摸摸底。方法很簡(jiǎn)單：用量筒量出100毫升干硅膠，直接倒入各種規(guī)格的柱子中，敲實(shí)，用刻度尺量出硅膠在柱子中的高度，這樣就可以做到心中有數(shù)了。
一般在裝柱的時(shí)候可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需柱子的高度來(lái)調(diào)整硅膠的使用量，這樣就可以大大地節(jié)省硅膠的使用，避免造成沒(méi)有必要的浪費(fèi)。稱量硅膠時(shí)一般稱30~70倍于上樣量，如果極難分，也可以用100倍量以上的硅膠。
洗脫劑的使用
洗脫劑的極性可用薄層層析來(lái)確定，一般以待分離樣品Rf 值為0.2-0.3為宜。選擇的洗脫劑應(yīng)該使兩相鄰物質(zhì) Rf 值之差最大化。不要認(rèn)為在板上爬得高分離的效果就比較好，如果 Rf 在 0.6，即使相差 0.2 也不容易在柱子上分開(kāi)，因?yàn)橹邮且粋�(gè)多次爬板的過(guò)程，可以通過(guò)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。
有時(shí)雖然在薄層板上看到分離的效果很好，但過(guò)柱層析時(shí)還是很難分開(kāi)。這主要的原因就是薄層層析用硅膠比柱層析用硅膠要細(xì)得多，所以分離效果好。
解決的辦法就是降低洗脫劑的極性，一般柱層析用洗脫劑比薄層層析用的展開(kāi)劑極性要再降低一倍可以達(dá)到比較好的分離效果。當(dāng)所分離物質(zhì)極性跨度較大時(shí)，可用采梯度洗脫的方法，即逐漸增加溶劑的極性，使吸附在硅膠上的不同化合物逐個(gè)洗脫下來(lái)。
常用的展開(kāi)劑極性小的用乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)；極性較大的用甲醇、氯仿系統(tǒng)；極性大的用甲醇、水、正丁醇、醋酸系統(tǒng)；拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。對(duì)于很難分離的化合物，一是增加柱子的長(zhǎng)度和直徑，二是減小洗脫劑的極性，這樣可以很好地將混合物分開(kāi)。
在同樣能洗脫的情況下，盡量使用毒性小的洗脫劑。例如，乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)和二氯甲烷、石油醚系統(tǒng)， 在同樣都能洗脫的情況下，應(yīng)該用毒性小的乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)。
另外洗脫劑在過(guò)柱子后最好也回收使用，一方面環(huán)保，另一方面也能節(jié)省部分經(jīng)費(fèi)，缺點(diǎn)是要消耗一定的人工。
這里要注意的是，一般在過(guò)柱同時(shí)進(jìn)行的是減壓旋蒸，混合溶劑的比例由于揮發(fā)度的不同會(huì)導(dǎo)致極性的變化，一般會(huì)使得極性變大，在梯度淋洗時(shí)比較合適。還有一般回收的溶劑中會(huì)有少量水分，使用前先要用干燥劑干燥好才能使用。
裝柱子的技巧
柱層析的裝柱非常重要，裝柱的效果會(huì)直接影響層析分離效果。有濕法裝柱和干法裝柱等兩種方法。濕法裝柱很簡(jiǎn)單，使用也最普遍，就是先用比固定相多一倍的洗脫劑將固定相活成勻漿，柱子底部先用脫脂棉塞緊，然后倒入洗脫劑將脫脂棉中氣泡趕出。
用漏斗將活好的固定相倒入柱子中，打開(kāi)底部活塞，將柱子中高出固定相的溶劑放出。期間不斷用橡皮棒敲打，將固定相敲實(shí)，做到密實(shí)均勻無(wú)氣泡即可。
很多時(shí)候用加壓的方法可以很高效地裝好柱子，而且在柱子中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。
干法裝柱與濕法裝柱剛好相反的是，它是將干燥的吸附劑從柱子上端直接加入到一個(gè)空的柱子中，然后用油泵抽柱子底部，相當(dāng)于減壓過(guò)柱，直到柱子變得很結(jié)實(shí)，再用淋洗劑“走柱子” 。
干法裝柱的一個(gè)缺點(diǎn)就是在裝入洗脫劑后，由于溶劑和固定相之間的吸附放熱，所以柱子容易變花，影響分離效果。
解決的方法是：
（1）固定相一定要添加結(jié)實(shí)；
（2）一定要用較多的溶劑“走柱子”，直到柱子的下端不再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。無(wú)論使用哪種方法裝柱，最后都要求所裝的柱子結(jié)實(shí)、勻稱、無(wú)氣泡。
上樣的技巧
上樣也有濕法和干法之分：濕法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。再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁緩慢地均勻加入。
在不用海沙的情況下，盡量不要破壞硅膠面。加樣后，打開(kāi)柱底活塞，讓固定相充分地吸附所加樣品。然后再加入一些洗脫劑，再充分地吸附后將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠表面。
然后就可以放心地加入大量洗脫劑，而不會(huì)沖壞硅膠表面。很多樣品在上柱前是粘乎乎的，一般沒(méi)關(guān)系。有的時(shí)候上樣后在硅膠上又會(huì)析出，這一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn)，是因?yàn)楣枘z對(duì)樣品的吸附飽和，而樣品本身又是比較好的固體才會(huì)析出，這就需要先重結(jié)晶樣品，得到大部分的產(chǎn)品后剩余的產(chǎn)品再柱分。
如果不能重結(jié)晶也沒(méi)關(guān)系，直接過(guò)柱就行，樣品會(huì)隨著淋洗劑流動(dòng)而慢慢溶解，最后隨著洗脫劑流出。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(huì)隨著溶劑一起走，顯色是一個(gè)很長(zhǎng)的脫尾），這時(shí)就必須用干法上柱了。
干法過(guò)柱是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠，拌勻后再旋去溶劑。一般樣品和硅膠按 1：1 的量混合，硅膠使用的量也可以少一些，但是要保證在旋干后，不能看到明顯的固體顆粒，讓樣品都吸附在硅膠的表面上。然后小心地加入到裝好的柱子中，加入洗脫劑洗脫。
過(guò)柱的技巧
柱層析按過(guò)柱時(shí)的壓力可以分為：加壓，常壓，減壓。壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度，減少產(chǎn)品收集的時(shí)間，但是會(huì)減低柱子的塔板數(shù)。所以其他條件相同的時(shí)候，常壓柱是效率最高的，但是時(shí)間也最長(zhǎng)，例如一些天然化合物的分離，有時(shí)一個(gè)柱子過(guò)幾個(gè)月也有可能。
減壓柱能夠減少硅膠的使用量，但是由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì)使溶劑揮發(fā)，有時(shí)會(huì)在柱子外面有水汽凝結(jié)，另外有些比較易分解的東西可能得不到，而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣，噪音大，時(shí)間長(zhǎng)，所以減壓過(guò)柱用得比較少。
加壓過(guò)柱是一種比較好的方法，與常壓柱類似，但用外加壓力可以使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或者小氣泵（用魚(yú)缸供氣的加壓泵就行）。特別是在容易分解的樣品的分離中很適用。
一般壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。因?yàn)榧訅哼^(guò)柱效率高，分離效果較好，所以加壓過(guò)柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是非常適用的。
一些低沸點(diǎn)溶劑裝柱時(shí)往往會(huì)在柱子中產(chǎn)生氣泡，使柱子變花，利用加壓過(guò)柱法在裝柱時(shí)就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，而且可以使柱子很快裝實(shí)。
隨著科技的發(fā)展，色譜法的技術(shù)也日新月異，但柱層析實(shí)驗(yàn)技術(shù)還是比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的，每個(gè)科研工作者在使用柱層析時(shí)，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)不斷地摸索，不斷地總結(jié)和提高柱層析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
文章內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載只為分享知識(shí)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。
柱層析就是通常所說(shuō)的過(guò)柱子，又叫柱色譜，屬于色譜法中使用最廣泛的一種方法。對(duì)于含有多種有機(jī)物的混合樣品，用重結(jié)晶無(wú)法提純時(shí)，柱層析法可以說(shuō)是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中最有效的分離手段。
實(shí)驗(yàn)室中常用的是以硅膠和氧化鋁做固定相的吸附柱。硅膠層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到分離，一般情況下極性較大的物質(zhì)易被硅膠吸附，極性較弱的物質(zhì)不易被硅膠吸附，整個(gè)層析過(guò)程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸過(guò)程。
本文總結(jié)了在使用柱層析時(shí)的幾個(gè)技巧，好好學(xué)習(xí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中分離與提純的痛苦，將在這里終結(jié)！
硅膠的使用
初做柱層析很容易把柱子裝得長(zhǎng)了或短了，有時(shí)還會(huì)有大量的硅膠剩余，浪費(fèi)硅膠，這主要是對(duì)硅膠等固定相的使用的量沒(méi)有掌握。柱層析用的硅膠一般是100-200 目，100 毫升硅膠的質(zhì)量在47克左右，如果裝一個(gè)直徑是2.8 厘米的柱子，可以裝 18 厘米高。
為了避免浪費(fèi)硅膠和溶劑，最初學(xué)習(xí)裝柱時(shí)最好對(duì)實(shí)驗(yàn)室中各種不同規(guī)格的柱子摸摸底。方法很簡(jiǎn)單：用量筒量出100毫升干硅膠，直接倒入各種規(guī)格的柱子中，敲實(shí)，用刻度尺量出硅膠在柱子中的高度，這樣就可以做到心中有數(shù)了。
一般在裝柱的時(shí)候可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需柱子的高度來(lái)調(diào)整硅膠的使用量，這樣就可以大大地節(jié)省硅膠的使用，避免造成沒(méi)有必要的浪費(fèi)。稱量硅膠時(shí)一般稱30~70倍于上樣量，如果極難分，也可以用100倍量以上的硅膠。
洗脫劑的使用
洗脫劑的極性可用薄層層析來(lái)確定，一般以待分離樣品Rf 值為0.2-0.3為宜。選擇的洗脫劑應(yīng)該使兩相鄰物質(zhì) Rf 值之差最大化。不要認(rèn)為在板上爬得高分離的效果就比較好，如果 Rf 在 0.6，即使相差 0.2 也不容易在柱子上分開(kāi)，因?yàn)橹邮且粋�(gè)多次爬板的過(guò)程，可以通過(guò)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。
有時(shí)雖然在薄層板上看到分離的效果很好，但過(guò)柱層析時(shí)還是很難分開(kāi)。這主要的原因就是薄層層析用硅膠比柱層析用硅膠要細(xì)得多，所以分離效果好。
解決的辦法就是降低洗脫劑的極性，一般柱層析用洗脫劑比薄層層析用的展開(kāi)劑極性要再降低一倍可以達(dá)到比較好的分離效果。當(dāng)所分離物質(zhì)極性跨度較大時(shí)，可用采梯度洗脫的方法，即逐漸增加溶劑的極性，使吸附在硅膠上的不同化合物逐個(gè)洗脫下來(lái)。
常用的展開(kāi)劑極性小的用乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)；極性較大的用甲醇、氯仿系統(tǒng)；極性大的用甲醇、水、正丁醇、醋酸系統(tǒng)；拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。對(duì)于很難分離的化合物，一是增加柱子的長(zhǎng)度和直徑，二是減小洗脫劑的極性，這樣可以很好地將混合物分開(kāi)。
在同樣能洗脫的情況下，盡量使用毒性小的洗脫劑。例如，乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)和二氯甲烷、石油醚系統(tǒng)， 在同樣都能洗脫的情況下，應(yīng)該用毒性小的乙酸乙酯、石油醚系統(tǒng)。
另外洗脫劑在過(guò)柱子后最好也回收使用，一方面環(huán)保，另一方面也能節(jié)省部分經(jīng)費(fèi)，缺點(diǎn)是要消耗一定的人工。
這里要注意的是，一般在過(guò)柱同時(shí)進(jìn)行的是減壓旋蒸，混合溶劑的比例由于揮發(fā)度的不同會(huì)導(dǎo)致極性的變化，一般會(huì)使得極性變大，在梯度淋洗時(shí)比較合適。還有一般回收的溶劑中會(huì)有少量水分，使用前先要用干燥劑干燥好才能使用。
裝柱子的技巧
柱層析的裝柱非常重要，裝柱的效果會(huì)直接影響層析分離效果。有濕法裝柱和干法裝柱等兩種方法。濕法裝柱很簡(jiǎn)單，使用也最普遍，就是先用比固定相多一倍的洗脫劑將固定相活成勻漿，柱子底部先用脫脂棉塞緊，然后倒入洗脫劑將脫脂棉中氣泡趕出。
用漏斗將活好的固定相倒入柱子中，打開(kāi)底部活塞，將柱子中高出固定相的溶劑放出。期間不斷用橡皮棒敲打，將固定相敲實(shí)，做到密實(shí)均勻無(wú)氣泡即可。
很多時(shí)候用加壓的方法可以很高效地裝好柱子，而且在柱子中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。
干法裝柱與濕法裝柱剛好相反的是，它是將干燥的吸附劑從柱子上端直接加入到一個(gè)空的柱子中，然后用油泵抽柱子底部，相當(dāng)于減壓過(guò)柱，直到柱子變得很結(jié)實(shí)，再用淋洗劑“走柱子” 。
干法裝柱的一個(gè)缺點(diǎn)就是在裝入洗脫劑后，由于溶劑和固定相之間的吸附放熱，所以柱子容易變花，影響分離效果。
解決的方法是：
（1）固定相一定要添加結(jié)實(shí)；
（2）一定要用較多的溶劑“走柱子”，直到柱子的下端不再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。無(wú)論使用哪種方法裝柱，最后都要求所裝的柱子結(jié)實(shí)、勻稱、無(wú)氣泡。
上樣的技巧
上樣也有濕法和干法之分：濕法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。再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁緩慢地均勻加入。
在不用海沙的情況下，盡量不要破壞硅膠面。加樣后，打開(kāi)柱底活塞，讓固定相充分地吸附所加樣品。然后再加入一些洗脫劑，再充分地吸附后將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠表面。
然后就可以放心地加入大量洗脫劑，而不會(huì)沖壞硅膠表面。很多樣品在上柱前是粘乎乎的，一般沒(méi)關(guān)系。有的時(shí)候上樣后在硅膠上又會(huì)析出，這一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn)，是因?yàn)楣枘z對(duì)樣品的吸附飽和，而樣品本身又是比較好的固體才會(huì)析出，這就需要先重結(jié)晶樣品，得到大部分的產(chǎn)品后剩余的產(chǎn)品再柱分。
如果不能重結(jié)晶也沒(méi)關(guān)系，直接過(guò)柱就行，樣品會(huì)隨著淋洗劑流動(dòng)而慢慢溶解，最后隨著洗脫劑流出。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(huì)隨著溶劑一起走，顯色是一個(gè)很長(zhǎng)的脫尾），這時(shí)就必須用干法上柱了。
干法過(guò)柱是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠，拌勻后再旋去溶劑。一般樣品和硅膠按 1：1 的量混合，硅膠使用的量也可以少一些，但是要保證在旋干后，不能看到明顯的固體顆粒，讓樣品都吸附在硅膠的表面上。然后小心地加入到裝好的柱子中，加入洗脫劑洗脫。
過(guò)柱的技巧
柱層析按過(guò)柱時(shí)的壓力可以分為：加壓，常壓，減壓。壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度，減少產(chǎn)品收集的時(shí)間，但是會(huì)減低柱子的塔板數(shù)。所以其他條件相同的時(shí)候，常壓柱是效率最高的，但是時(shí)間也最長(zhǎng)，例如一些天然化合物的分離，有時(shí)一個(gè)柱子過(guò)幾個(gè)月也有可能。
減壓柱能夠減少硅膠的使用量，但是由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì)使溶劑揮發(fā)，有時(shí)會(huì)在柱子外面有水汽凝結(jié)，另外有些比較易分解的東西可能得不到，而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣，噪音大，時(shí)間長(zhǎng)，所以減壓過(guò)柱用得比較少。
加壓過(guò)柱是一種比較好的方法，與常壓柱類似，但用外加壓力可以使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或者小氣泵（用魚(yú)缸供氣的加壓泵就行）。特別是在容易分解的樣品的分離中很適用。
一般壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。因?yàn)榧訅哼^(guò)柱效率高，分離效果較好，所以加壓過(guò)柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是非常適用的。
一些低沸點(diǎn)溶劑裝柱時(shí)往往會(huì)在柱子中產(chǎn)生氣泡，使柱子變花，利用加壓過(guò)柱法在裝柱時(shí)就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，而且可以使柱子很快裝實(shí)。
隨著科技的發(fā)展，色譜法的技術(shù)也日新月異，但柱層析實(shí)驗(yàn)技術(shù)還是比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的，每個(gè)科研工作者在使用柱層析時(shí)，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)不斷地摸索，不斷地總結(jié)和提高柱層析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
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