層析柱的直徑大小不影響分離度,樣品用量大,可加大柱的直徑,一般制備用凝膠柱,直徑大于2厘米,但在加樣時(shí)應(yīng)將樣品均勻分布于凝膠柱床面上。此外, 直徑加大,洗脫液體體積增大,樣品稀釋度大。常見的有玻璃層析柱和加壓層析柱。
玻璃層析柱,開口大,加料快,不需要其他儀器的配合,上方可以做成標(biāo)準(zhǔn)口與其他的標(biāo)口玻璃儀器相接,但有不容易測(cè)量,篩網(wǎng)下方容易殘留很多液體,層析速度較慢,不準(zhǔn)確的特點(diǎn),一般用于對(duì)精度要求沒(méi)有那么高的實(shí)驗(yàn),
加壓層析柱,兩端一般使用4F材料,耐腐蝕,酸堿性的耐度也可以,中段有玻璃材料的,也有有機(jī)玻璃材料的,需要與蠕動(dòng)泵相結(jié)合,加快層析速度,用泵將料打進(jìn),如果沒(méi)有泵則使用比較麻煩。
結(jié)構(gòu)
層析柱通常由以下幾個(gè)部分組成:
●柱體:一般為玻璃或塑料材質(zhì),具有一定的長(zhǎng)度和直徑,用于容納固定相和樣品溶液。
●固定相:填充在柱體中的物質(zhì),可以是吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)、離子交換樹脂、凝膠等。不同的固定相對(duì)不同的物質(zhì)具有不同的吸附或分離能力。
●活塞或閥門:用于控制樣品溶液和洗脫液的流速。
●柱頭和柱尾:分別位于柱體的兩端,用于連接進(jìn)樣管和收集管。
工作原理
層析柱的分離原理基于不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)差異。當(dāng)樣品溶液通過(guò)層析柱時(shí),其中的各成分會(huì)與固定相發(fā)生相互作用,并以不同的速度在柱中移動(dòng)。具體過(guò)程如下:
●進(jìn)樣:將待分離的樣品溶液通過(guò)進(jìn)樣管加入層析柱中。
●吸附與分離:樣品中的各成分在固定相上發(fā)生吸附、分配、離子交換等作用,根據(jù)其與固定相的親和力不同而逐漸分離。
●洗脫:使用適當(dāng)?shù)南疵撘?如溶劑、緩沖液等)通過(guò)層析柱,將吸附在固定相上的成分逐步洗脫下來(lái)。洗脫液的選擇應(yīng)根據(jù)待分離物質(zhì)的性質(zhì)和分離目的來(lái)確定。
●收集:在柱尾處收集流出的洗脫液,根據(jù)不同的流出時(shí)間或體積,可以得到不同的分離組分。
分類
1.按固定相類型分類:
吸附層析柱:以吸附劑為固定相,如硅膠層析柱、氧化鋁層析柱等。適用于分離具有不同極性的化合物。
離子交換層析柱:固定相為離子交換樹脂,根據(jù)物質(zhì)的離子電荷性質(zhì)進(jìn)行分離。
凝膠層析柱:使用凝膠作為固定相,如葡聚糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等。主要根據(jù)分子大小進(jìn)行分離。
2.按操作方式分類:
柱層析:傳統(tǒng)的層析方式,通常在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。需要手動(dòng)操作,包括進(jìn)樣、洗脫和收集等步驟。
高效液相色譜柱(HPLC 柱):在高壓下進(jìn)行分離,具有更高的分離效率和速度。通常與自動(dòng)化的儀器設(shè)備配合使用。
應(yīng)用
1.化學(xué)分析:用于分離和純化化學(xué)物質(zhì),如有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)離子等??梢詫?duì)混合物進(jìn)行定性和定量分析。
2.生物化學(xué)研究:分離蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子。在蛋白質(zhì)純化、酶分離、核酸提取等方面有廣泛應(yīng)用。
3.制藥工業(yè):用于藥物的分離、純化和質(zhì)量控制。例如,從天然產(chǎn)物中提取有效成分,純化生物制品等。
4.環(huán)境監(jiān)測(cè):分離和檢測(cè)環(huán)境中的污染物,如農(nóng)藥殘留、重金屬離子等。
使用注意事項(xiàng)
1.選擇合適的固定相和洗脫液:根據(jù)待分離物質(zhì)的性質(zhì)和分離目的,選擇具有適當(dāng)吸附能力和選擇性的固定相,并確定合適的洗脫液。
2.控制流速:流速過(guò)快可能導(dǎo)致分離效果不佳,流速過(guò)慢則會(huì)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間。應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整流速,以獲得最佳的分離效果。
3.避免氣泡:在裝填層析柱和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)盡量避免產(chǎn)生氣泡。氣泡會(huì)影響分離效果,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
4.保持柱體清潔:實(shí)驗(yàn)前后應(yīng)清洗層析柱,去除殘留的樣品和雜質(zhì),以保證下次實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
5.注意安全:在使用有機(jī)溶劑等危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí),應(yīng)遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)定,采取必要的防護(hù)措施。
層析柱和色譜柱沒(méi)有區(qū)別,有顏色的譜帶叫作色譜,確切的應(yīng)叫層析柱,因?yàn)楝F(xiàn)在色帶是沒(méi)有顏色的,但都習(xí)慣叫色譜柱。
層析柱和色譜柱真真要說(shuō)區(qū)別那還是有一點(diǎn)區(qū)別,那就是色譜柱只是用在色譜儀中,層析柱不一定是用在色譜儀中,比如:用溶劑洗脫的柱層析所用的層析柱就不叫色譜柱。
層析柱與液相柱的區(qū)別:
1、壓力
液相色譜柱(尤其是分析性液相色譜):壓力較高,一般為10-20Mpa
層析柱:一般為常壓,或使用真空泵(0.1Mpa左右)
2、填料
液相色譜柱:粒徑較小(常規(guī)5-20um)
層析柱:粒徑較大
3、分離度
由第二項(xiàng)決定,粒徑越小,單位長(zhǎng)度下理論塔板數(shù)越高
液相色譜柱:分離度比層析柱好
4、效率
液相色譜柱:分離速度快,一般在一小時(shí)內(nèi)
層析柱:分離時(shí)間長(zhǎng),一小時(shí)以上
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