挑选和使用色谱柱的正确方法

   色谱是一种分离分析手段，分离是核心，所以担负分离作用的色谱柱是色谱系统的心脏。色谱柱的分离效果取决于所选择的固定相以及色谱柱的制备、操作条件。那么，关于色谱柱的常识你知道多少呢？又应该如何选择合适的色谱柱？下面就来科普一些色谱柱的小知识。
 

　　一、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，常压柱是效率高的，但是时间也长，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。
 

　　二、关于柱子的尺寸，应该是又粗又长的好
 

　　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(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50px×500px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 75px 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。
 

　　三、关于湿法、干法上样
 

　　湿法省事，一般用淋洗剂溶解样品，也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等。。。但溶剂越少越好，不然溶剂就成了淋洗剂了。很多样品在上柱前是粘乎乎的，一般没关系。可是有的上样后在硅胶上又会析出，这一般都是比较大量的样品才会出现，是因为硅胶对样品的吸附饱和，而样品本身又是比较好的固体才会发生，这就应该先重结晶，得到大部分的产品后再柱分，如果不能重结晶那就不管它了，直接过就是了，样品随着淋洗剂流动会溶解的。
 

　　有些样品溶解性差，能溶解的溶剂又不能上柱(比如，DMF，DMSO 等，会随着溶剂一起走，显色是一个很长的脱尾)，这时就必须用干法上柱了。样品和硅胶的量有一种说法是 1：1，我觉得是越少越好，但是要保证在旋干后，不能看到明显的固体颗粒(那说明有的样品没有吸附在硅胶上)。
 

　　四、溶剂的选择
 

　　当然是便宜，安全，环保的了，所以，大多选用石油醚，乙酸乙酯。文献中有写用正己烷的，太贵了，除非特别需要不要用不然银子哗哗的，流的比淋洗剂还快，不过，因为极性很小，有时还是非它不可。乙醚也可以用，但是，就是容易睡觉，注意保持清醒别让溶剂流干了，那样柱子也就不爽了。
 

　　二氯甲烷也有用的，但是，要知道，它和硅胶的吸附是一个放热过程，所以，夏天的时候经常会在柱子里产生气泡，天气冷的时候会好一些。甲醇，据说能溶解部分的硅胶，所以，产品如果想过元素分析的话要留神，应该经过后继处理，比如，重结晶等。其他溶剂用的相对较少，要依个人的不同需要选择。
 

　　由于某些原因，用到的淋洗剂多是大包装的(便宜嘛)，我们这里是用 10 升或 25 升的塑料桶装的， 就要注意这些工业品的纯度是较低的。 经常能够从送来的大桶底部看见有色的杂质，其他的杂质就可想而知了， 所以在比较严格的柱分时就要对溶剂重蒸。 当然，过原料时就可以免去这一步了，反正下面还有提纯的方法。
 

　　另外，溶剂在过柱子后好也回收使用，一方面环保，另一方面也能节省部分经费，缺点是要消耗一定的人工。这里要注意的是，一般在过柱同时进行的是减压旋蒸，石油醚和乙酸乙酯的比例由于挥发度的不同会导性的变化，一般会使得极性变大，在梯度淋洗时比较合适，正好极性越来越大了。在过完柱子后，溶剂后回收要采用常压，因为在减压旋蒸时会有部分低沸点的杂质一起出来， 常压时就会减少这种现象，如果杂质和你下面要过的样品有反应那就惨了。
 

　　五、关于操作问题
 

　　1.装柱：
 

　　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，可以采用四氟节门的。干法和湿法装柱觉得没什么区别，只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该要适度的紧密(太密了淋洗剂走的太慢)，一定要均匀(不然样品就会从一侧斜着下来)。书中写的都是不能见到气泡，我觉得在大多数情况下有些小气泡没太大的影响，一加压气泡就全下来了。当然如果你装的柱子总是有气泡就说明需要多练习了。但是柱子更忌讳的是开裂，甭管竖的还是横的，都会影响分离效果，甚至作废!
 

　　2.加样：
 

　　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(2～100px 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。
 

　　3.淋洗剂的选择：
 

　　感觉上要使所需点在 Rf0.2~0.3 左右的比较好。不要认为在板上爬高了分的比较开，过柱子就用那种极性，如果 Rf 在 0.6，即使相差 0.2 也不容易在柱子上分开，因为柱子是一个多次爬板的状态。
 

　　可以通过公式的比较：0.6/0.8一次的分离度，肯定不如(0.2/0.3)的三次方或四次方大。
 

　　4.样品的收集：
 

　　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。
 

　　另外，收集的试管大小要以样品量而定，特别是小量样品，如果用大试管，可能一根就收到了三个样品。呜呜，如果都用小试管那工作量又太大。
 

　　5.后的处理：
 

　　柱分后的产品，由于使用了大量的溶剂，其中的杂质也会累积到产品中，所以，如果想送分析，好用少量的溶剂洗涤一下，因为，大部分杂质溶在溶剂里，一洗基本就没了，必要时进行重结晶。