柱层析简介
的;
薄层层析:将适当粒度的吸附剂铺成薄层,以纸层析类似的方法进行物质的分
离和鉴定;
2、根据移动相种类的不同:
气固层析(GSC)
液液层析(LLC)
气相层析
液相层析
气液层析(GLC)
液固层析(LSC)
3、吸按附层层析析的:机理利:用吸附剂表面对不同组分吸附性能的差异,达到分离鉴定
的目的;
分配层析:利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数不同,使之 分 离子离交;换层析:利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同; 凝胶层析:利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。
2.加样
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。加完后,用少量溶剂 把容器和滴管冲洗净并全部加到柱内,再用溶剂把粘附在管 壁上的样品溶液淋洗下去。慢慢打开活塞,调整液面和柱面 相平为止,关好活塞。如果样品是液体,可直接加样。
洗脱完毕,采用薄层色谱法对各收集液进行鉴定,或紫外 光检测,以洗脱液体积对被洗脱物质浓度作图,可得到洗脱 曲线把含相同组分的收集液合并,除去溶剂,便得到各组分 的较纯样品。
(四) 硅胶柱、大孔吸附树脂柱、聚酰胺柱
1、硅胶柱
ⅰ. 装柱
活化硅胶:100~110OC,0.5h; 层析主经长比:1:20~30; 样品与吸附剂比例:1:30~60; 沉降平衡。
常用的装柱方法有干装法和湿装法两种 (1)干装法
在柱内装入2/3 溶剂,在管口上放一漏斗,打开活塞让溶剂慢慢地 滴入锥形瓶中,接着把干吸附剂经漏斗以细流状倾泻到管柱内,同时 用套在玻璃棒(或铅笔等)上的橡皮塞轻轻敲击管柱,使吸附剂均匀 地向下沉降到底部。填充完毕后,用滴管吸取少量溶剂把粘附在管壁 上的吸附剂颗粒冲入面上液层高度降0.1~1cm,再把收 集的溶剂反复循环通过柱体几次,便可得到沉降得较紧密的柱体。 (2)湿装法
ⅱ.上样
干法:样品难溶于洗脱剂时,用少量适当溶剂拌适量硅胶溶解、挥干,上 柱;
湿法:样品溶于洗脱剂时。
ⅲ.洗脱:溶剂选择见下(洗脱剂的选择) ⅳ.常压与加压:硅胶粒度细时,为了保证洗脱速度可以适当加压。
2.大孔吸附树脂柱
大孔吸附树脂是一种具有大空结构的有机高分子共聚体,是一类人 工合成的有机高聚物吸附剂,因其具有多孔性结构而具有筛选性,又通 过表面吸附、表面电性或形成氢键而具有吸附性。
系数K: 是物质在两相中的浓度比。K值大,则在固定相中 吸附牢,K值小吸附差。各物质间的K值差别大,则易被分 离。不同类型层析的K值含义不同,可视为吸附平衡常数, 分配常数或离子交换常数等。
(三) 层析的分类
1、按操作形式:
柱层析:将固定相装于柱内,使样品沿一个方向移动而达到分离;
纸层析:用滤纸做液体的载体,点样后,用流动相展开,以达到分离鉴定的目
基本方法与干装法类似,所不同的是,装柱前吸附剂需要预先用 溶剂调成淤浆状,在倒入淤浆时,应尽可能连续均匀地一次完成。如 果柱子较大,应事先将吸附剂泡在一定量的溶剂中,并充分搅拌后过 夜(排除气泡),然后再装。其优点是一般柱子装的比较结实,没有 气泡。
无论是干装法,还是湿装法,装好的色谱柱应是充填均匀,松紧 适宜一致,没有气泡和裂缝,否则会造成洗脱剂流动不规则而形成 “沟流”,引起色谱带变形,影响分离效果。
不同物质分配系数不同时
不 同 组 分 的 含 量
上部
中部
下部
不同组分在柱中的位置
(二) 几个基本概念
如上图有:Vt=Vo+Vi+Vg, 由于Vg相对很小,可以忽略不 计,则有:Vt=Vo+Vi。
外水体积是指凝胶柱中凝 胶颗粒周围空间的体积, 也就是凝胶颗粒间液体流 动相的体积。内水体积是 指凝胶颗粒中孔穴的体积, 凝胶层析中固定相体积就 是指内水体积。基质体积 是指凝胶颗粒实际骨架体 积。而柱床体积就是指凝 胶柱所能容纳的总体积。 洗脱体积是指将样品中某 一组分洗脱下来所需洗脱 液的体积。
装柱加样:同大空树脂。上样量约1.5~2.5g/100ml,上样药液浓度 20%~30%
洗脱:先用水洗,再用醇洗,醇浓度递增,直至无水乙醇或甲醇, 若仍有物质未被洗脱,可以用稀氨水或甲酰胺洗脱,分段收集。
三、柱层析常见问题与对策
柱层析成败的关键是选择合适的吸附剂、洗脱 剂和操作方式。
(一) 吸附剂的选择
分步洗脱:这种方法按照递增洗脱能力顺序排列的几种洗脱液,进行逐级洗 脱。它主要对混合物组成简单、各组分性质差异较大或需快速分离时适用。每次 用一种洗脱液将其中一种组分快速洗脱下来。
梯度洗脱:当混合物中组分复杂且性质差异较小时,一般采用梯度洗脱。它 的洗脱能力是逐步连续增加的,梯度可以指浓度、极性、离子强度或pH值等。最 常用的是浓度梯度。
层析柱分离物质的示意图
A 32
16
8
4
2
B
16
16
12
8
C
8
12
12
D
4
8
E
2
固定相为固体颗粒,装在层析柱内,高5cm,固定相周围充满液体流动相, 每厘米柱中液相体积为1cm3。若在柱顶加入1cm3溶剂,其中含32mg样品,同 时应有相同体积的溶剂从柱底流出,此时样品处于柱中A位置。若样品的分 配系数是1,则它在固相与液相间等量分配。若再有1cm3的溶剂加到柱上,A 部分中的溶剂带着16mg的物质向下移动到B,A和B中的物质都将发生再分配
以上划分无严格界限,有些名称相互交叉,如亲和层析应属于一种特殊的吸附层析,纸 层析是一种分配层析,柱层析可做各种层析。
二、柱层析的基本操作
(一) 原理
柱色谱一般有吸附色谱和分 配色谱两种。前者常用氧化铝和 硅胶作固定相,在分配柱色谱中 以硅胶、硅藻土和纤维素作为支 持剂,以吸收一定量的液体作固 定相,而支持剂本身不起分离作 用。实验室中最常用的是吸附色 谱。根据混合物中各组分对吸附 剂(即固定相)的吸附能力,以 及对洗脱剂(即流动相)的溶解 度不同将各组分分离。
柱层析简介
李正邦 2007-10.17
目录
层析的基本原理
☆层析的基本原理 ☆层析的基本概念 ☆层析的分类
柱层析的基本操作
☆原理 ☆几个基本概念 ☆基本操作步骤 ☆ 硅胶柱、大孔吸附树脂柱、聚酰胺柱
柱层析常见问题与对策
☆吸附剂的选择 ☆洗脱剂的选择 ☆操作方式
一、层析的原理
(一) 层析的基本原理
层析法(chromatography)又称色谱法,是利 用混合物中各组分物理化学性质的差异(如吸附力、 分子形状及大小、分子亲和力、分配系数等),使 各组分在两相(一相为固定的,称为固定相;另一 相流过固定相,称为流动相)中的分布程度不同, 从而使各组分以不同的速度移动而达到分离的目的。
(二) 层析的基本概念
一般要求吸附剂具备以下条件:表面积大、颗粒均匀、吸附选择
性好、稳定性强和成本低廉等性能。
目前常用的吸附剂吸附极性化合物能力的顺序为:纸<纤维素
<淀粉<糖类<硅酸镁<硫酸钙<硅酸<硅胶<氧化镁<氧化铝<活
性炭。
在选择具体吸附剂时,主要是根据吸附剂本身和被吸附物质的理
化性质进行的。一般来说, 极性强的吸附剂易吸附极性强的物质,
注:
ⅰ.解析条件的确定要考虑: 解析剂(解吸附曲线,尖锐不拖尾); 解析剂的PH; 解析速度(脱附曲线,流速慢,脱附效果好,但周期长); 解析温度(一般升温有利于脱附,但可能使杂质混入洗脱液)。
ⅱ.影响上样吸附的因素 层析主选用不当(φ:L); 装柱不当(送进均匀、顶端平整); 药液处理不当(前处理、反洗、黏性); 上样流速控制不当(快-吸附不完全,慢-效率低); 树脂型号选用不当(动态吸附、静态吸附)。
3. 聚酰胺柱
聚酰胺是通过酰胺键聚合的一类高分子化合物,对碱较稳定而对酸不 稳定,其酰胺键可以与酚类、酸类、醌类和硝基化合物等形成氢键而被 吸附,从而与不能形成氢键的化合物分离。聚酰胺具有”双重色谱”的 性能:正向和反向分配色谱。常用于分离酚类、黄酮类、醌类以及脱鞣 处理等。
聚酰胺使用前必须预处理:过筛,再以90-95%乙醇浸泡,不断搅拌, 除去气泡后装入柱中。用3-4BV的90-95%乙醇洗脱,洗至洗脱液透明并 在蒸干后无残渣(或极少残渣)。再依次用2-2.5BV的5%NaOH水溶液、 1BV的蒸馏水、2-2.5BV的10%醋酸水溶液洗脱,最后用蒸馏水洗脱至 pH中性,备用。
对洗脱液接收时,有色物质,按色带进行收集,但色带 之间两组分会有重叠。对无色物质的接收,一般采用分等份 连续收集,每份流出液的体积毫升数等于吸附剂的克数。若 洗脱剂的极性较强,或者各成分结构很相似时,每份收集量 就要少一些,具体数额的确定,要通过薄层色谱检测,视分 离情况而定。现在,多数用分步接收器自动控制接收。
固定相:固定相是层析的一个基质。它可以是固体物质(如 吸附剂,凝胶,离子交换剂等),也可以是液体物质(如固 定在硅胶或纤维素上的溶液),这些基质能与待分离的化合 物进行可逆的吸附,溶解,交换等作用。
流动相:在层析过程中,推动固定相上待分离的物质朝着一 个方向移动的液体、气体等,都称为流动相。柱层析中一般 称为洗脱剂,薄层层析时称为展层剂。
一般粒度20~60目,分为非极性、中级性、极性、强极性。采用大 孔吸附树脂分离纯化中药的有效成分,应根据欲处理成分的理化性质考 虑以下因素:适合的树脂、树脂预处理、吸附溶质的浓度、吸附流速与 温度、解吸附剂种类、解吸附时流速与温度等。 ⅰ.树脂前处理
新购树脂中可能含有未聚合的单体、分散剂、致孔剂、引发剂、惰 性溶剂等化学残留,所以使用前必须进行预处理以保证最后药用安全。 一般方法:乙醇浸泡24h,连续加热回流数次(更换新溶剂)后湿法上柱, 用乙醇洗脱至流出液与水(1:2)混合不产生浑浊,再用水冲至无醇味,水 浸泡备用。注意不同型号树脂处理方法不同,请按照厂商提供方法处理。 ⅱ.装柱与上样