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实训操作规程
柱色谱分离技术操作规程
1.装柱
装柱的好坏直接影响分离效率。装柱之前,先将空柱洗净干燥,然后将柱垂直固定在铁架台上。如果色谱柱下端没有砂芯横隔,就取一小团脱脂棉,用玻璃棒将其推至柱底,再在上面铺上一层厚0.5~1cm的石英砂,然后进行装柱。
装柱的方法有湿法和干法两种。
①湿法装柱:将吸附剂用洗脱剂中极性最低的洗脱剂调成糊状,在柱内先加入约3/4柱高的洗脱剂,再将调好的吸附剂边敲打柱身边倒入柱中,同时打开柱子的下端活塞,在色谱柱下面放一个干净并干燥的锥形瓶,接收洗脱剂。当装入的吸附剂有一定的高度时,洗脱剂流下速度变慢,待所用吸附剂全部装完后,用流下来的洗脱剂转移残留的吸附剂,并将柱内壁残留的吸附剂淋洗下来。在此过程中,应不断敲打色谱柱,以使色谱柱填充均匀并没有气泡。柱子填充完后,在吸附剂上端覆盖一层约0.5cm厚的石英砂或覆盖一片比柱内径略小的圆形滤纸。
②干法装柱:在色谱柱上端放一个干燥的漏斗,将吸附剂倒入漏斗中,使其成为细流连续地装入柱中,并轻轻敲打色谱柱柱身,使其填充均匀,再加入洗脱剂湿润。
2.加样
液体样品可以直接加入到色谱柱中,如浓度低可浓缩后再进行分离。固体样品应先用少量的溶剂溶解后再加入到柱中。在加入样品时,应先将柱内洗脱剂排至稍低于石英砂表面后停止排液,用滴管沿柱内壁把样品一次加完。在加入样品时,应注意滴管尽量向下靠近石英砂表面。样品加完后,打开下旋塞,使液体样品进入石英砂层后,再加入少量的洗脱剂将壁上的样品洗脱下来,待这部分液体的液面和吸附剂表面相齐时,即可打开安置在柱上装有洗脱剂的滴液漏斗的活塞,加入洗脱剂,进行洗脱。
3.洗脱
在洗脱过程中,样品在柱内的下移速度不能太快,如果溶剂流速较慢,则样品在柱中保留的时间长,各组分在固定相和流动相之间能得到充分的吸附或分配作用,从而使混合物,尤其是结构、性质相似的组分得以分离。但样品在柱内的下移速度也不能太慢(甚至过夜),因为吸附剂表面活性较大,时间太长有时可能造成某些成分被破坏,使色谱带扩散,影响分离效果。因此,层析时洗脱速度要适中。通常洗脱剂流出速度为每分钟5~10滴,若洗脱剂下移速度太慢可适当加压或用水泵减压,以加快洗脱速度,直至所有色带被分开。
4.收集
如果样品中各组分都有颜色时,可根据不同的色带用锥形瓶分别进行收集,然后分别将洗脱剂蒸除得到纯组分。如果没有颜色的,只能分段收集洗脱液,再用薄层色谱或其他方法鉴定各段洗脱液的成分,成分相同者可以合并。
1.吸附剂的选择及处理
吸附剂分为无机吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙,有机吸附剂如纤维素、淀粉、蔗糖、聚酰胺等。一般来说,所选择吸附剂应有较大的比表面积和足够的吸附能力:对欲分离的不同物质应有不同的吸附能力,即有足够的分辨力;与洗脱剂、溶剂及样品组分不会发生化学反应;吸附剂颗粒均匀。吸附剂一般先经过筛获得均匀的颗粒(100-200目),对含有杂质的吸附剂可用有机溶剂如甲醇、乙醇、乙酸乙酯等浸泡处理或提取除去,有些吸附剂可用沸水洗去酸碱使呈中性,有些需经加热处理活化。2.溶剂与洗脱剂
两者常为同一组分,但用途不同。习惯上把用于溶解样品的溶液称为溶剂,把用于洗脱洗脱柱的溶液称洗脱剂。原则上所选的溶剂和洗脱剂要求纯度高,与样品和吸附剂不起化学反应,对样品的溶解度大,粘度小,易流动,易与洗脱的组分分开。常用的溶剂和洗脱剂有饱和碳氢化合物、醇、酚、醚、卤化烷、有机酸等。
3.柱的装填和样品的加入
色谱柱一般为玻璃或有机玻璃管制成,柱下端装上一块2-4号烧结玻璃或垫一层玻璃丝以支持吸附剂,管内装吸附剂。有条件可附加压或减压装置,使流速保持恒定,色谱柱外也可配恒温管套。
装柱的方法通常是将一种在适当溶剂中的吸附剂调成糊状,慢慢地倒入关闭了出水口的柱中,同时不断搅拌上层糊状物,赶去气泡,并使装填物均匀的自然下降,装置所需要的高度后,打开出水口,让溶剂流出。注意柱的任何部分不能流干,即是说、再柱的表面始终保持着一层溶剂。
小心地用移液管把样品液绕柱内壁小心地加入,不要冲击着吸附剂的表面。加样的另一个办法是用一个注射器和蠕动泵把样品直接送到柱表面上。4.洗脱
在整个洗脱过程中,要使洗脱液通过柱时保持恒定的流速,可以用调节“操作压”来调控(操作压相当于在柱上面的贮液瓶中溶剂的水平和柱出口位置的水平之差)。另一个方法是时用蠕动泵。
洗脱过程中柱内不断发生溶解(解吸),吸附,在溶解,在吸附。被吸附的物质被溶剂解吸,随着溶剂向下移动,又遇到新的吸附剂又把该物质自溶剂中吸附出来,后来流下的新溶剂又在使该物质溶解而向下移动。如此反复解析,吸附,经过一段时间后,该物质向下移动至一定距离,此距离的长短与吸附剂对该物质的吸附力及溶剂对该物质的溶解能力有关,分子结构不同的物质溶解度和吸附能力不同,移动距离也不同,吸附较弱的就易溶解,移动距离较大。经过适当时间后,各物质就形成了各种区带,,每一区带可能是一种纯物质,如果被分离物质是有色的,就可以清楚地看到色层。随着洗脱剂向下移动,最后各组份按吸附力的不同顺序流出色谱柱,以流出体积对浓度作图,可得由一系列峰组成的曲线,每一峰可能相当于一个组分。
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