第五章 减压柱色谱分离技术要点
- 格式:ppt
- 大小:171.50 KB
- 文档页数:31
色谱柱分离技术的研究与应用第一章:引言色谱柱分离技术是化学分析中最为常用的一种技术之一。
它可以将混合物中的各种化合物分离开来,然后进行检测和分析。
在医学、生命科学、食品检测等领域中,色谱柱分离技术已经得到了广泛的应用。
在本文中,我们将详细探讨色谱柱分离技术的研究与应用,以期对该技术的理解和运用有更深入的认识。
第二章:色谱柱分离技术的原理色谱柱分离技术源于分子分配平衡原理,即化合物在两相间不断分配,直至达到一个动态平衡状态。
核心原理是分离物的物理和化学性质存在差异,使得在色谱柱内的运动速度存在差异。
通过在色谱柱内静止相和动态相之间的相互作用,这些化合物得以分离。
在操作过程中,将待分离的样品通过液相或气相进入柱子,通过柱子内的各种物理、化学现象,不同分子的化合物不同的速率经过柱子,从而被分离出来。
而液相层析和气相色谱则是用于在分离中使用的两种技术。
在液相色谱中,液相作为移动相,将待分离物质混合进入柱子,样品与柱内的固相材料持续相互作用,确立效率分离过的化合物被从流动相中隔离出来。
而在气相色谱中,样品通过柱子时,是以气态形式运输。
与液相柱不同的是,气相柱中移动相都是气体,样品和气体一起通过固定的柱子,进而与固相作用,最后被分离。
这种技术是分离不易被液相色谱分离的挥发物质时的优选选择。
第三章:色谱柱分离技术的分类根据液相色谱和气相色谱的不同,色谱柱分离技术可以被分为以下两种:液相色谱柱:1、反相色谱柱(RPC):RPC柱是指其固相是一种亲水性材料,移动相为疏水性溶液,组成相反一般的流动相介质。
此时极性物质由于互相强占有水分子,因此流动相为水可以很好的将相异性化合物从区间进行分离。
2、正相色谱柱(NPC):NMC柱是指其固相是的一种疏水性材料,移动相为亲水性溶液,组成相反位于流动相介质。
此时极性物质由于互相强占有水分子,因此流动相为水可以很好的将相异性化合物从区间进行分离。
气相色谱柱:1、毛细管柱:毛细管柱是气相柱的一个常见类型,其型号和长度是顺应分析过程而定制。
请你总结柱色谱的操作步骤及注意事项
柱色谱是常用的分离和分析技术之一,通常有以下操作步骤及注意事项:
操作步骤:
1. 样品制备:将需要分离的混合物溶解或悬浮在合适的溶剂中,经过过滤或离心等处理,得到样品溶液。
2. 填充柱料:将柱料填充到柱中,常用的柱料有硅胶、脱脂棉、高效液相色谱柱等。
3. 平衡柱料:用适当的溶剂通过柱料进行平衡,以保证柱料内部的平衡状态。
4. 装样:将样品溶液使用适当的方法(如注射器)装载到柱中。
5. 洗脱:通过柱料添加适当的洗脱剂,将混合物中的目标成分逐一洗脱出来。
6. 收集洗脱液:将洗脱液逐一收集到相应的集样器中,可以根据需要选择收集不同时间段或体积段的洗脱液。
7. 分析:对收集的洗脱液进行后续的分析,如测量吸光度、进行色谱质谱分析等。
注意事项:
1. 柱料的选择:根据样品特性选择合适的柱料,以保证分离效果。
2. 柱料的平衡:进行柱色谱操作前,要确保柱内的柱料处于平衡状态,以获得稳定的分离结果。
3. 柱色谱条件的控制:调整洗脱剂的流速、浓度等条件,可以影响分离效果和分离时间。
4. 样品的预处理:对样品进行合适的预处理,如过滤、离心、
浓缩等,以避免堵塞柱料。
5. 柱的保养与维护:定期对柱进行保养和维护,如洗涤、再生、更换等,以保证柱的使用寿命和分离效果。
6. 操作的环境控制:在操作过程中,注意保持干净的工作台和无尘环境,以避免杂质的干扰。
柱色谱分离技术第一篇:柱色谱分离技术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。
柱色谱的分离应用实验原理引言柱色谱是一种广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域的分离技术。
通过在柱子中填充或涂覆固定相,利用样品在固定相上的相互作用和分配系数的差异,实现不同组分的分离和纯化。
本文将介绍柱色谱的分离应用实验原理。
实验原理柱色谱的分离实验主要涉及以下几个方面:1.柱子的填充物选择:柱子中的填充物通常为固定相,它应具有一定的亲水性或亲油性以及一定的化学稳定性。
常用的填充物有硅胶、活性炭、聚合物和离子交换树脂等。
填充物的选择应根据待分离的样品性质和分离条件来确定。
2.样品的处理:在进行柱色谱实验前,需要对待分离的样品进行处理。
通常包括溶解、过滤和预处理等步骤。
样品的处理可以提高分离效果和色谱峰的分辨率。
3.色谱柱的装配和操作:将填充物填充或涂覆在柱子中,然后进行柱子的装配,包括柱子的连接和适当的封堵。
在进行柱色谱实验时,需要通过注射器将待分离的样品注入柱子中,并进行流动相的输送。
4.流动相的选择:流动相是柱色谱中的移动相,它的选择对分离效果有重要影响。
流动相通常是一种液体溶剂,可以通过调整流动相的成分和流速等参数来控制分离效果。
常用的流动相有水、有机溶剂和缓冲液等。
5.色谱条件的优化:柱色谱实验中,需要对色谱条件进行优化。
包括柱温、流速、吸附时间等参数的选择和调整。
通过优化色谱条件,可以提高分离效果和色谱峰的分辨率。
实验步骤1.准备柱子:选择合适的柱子和填充物,填充或涂覆固定相,并进行柱子的装配。
2.样品处理:将待分离的样品溶解并过滤,根据需要进行预处理,如调整pH值、加入离子交换剂等。
3.色谱条件优化:根据样品性质和分离需求,选择适当的流动相和色谱条件。
4.样品注射:使用注射器将待分离的样品注入柱子中。
5.开始分离:通过控制流动相的输送,开始进行分离。
可以采集出流液以及色谱峰出现的时间和高度。
6.分析结果:根据分离效果和色谱峰的分析,对样品进行分析和定量。
结论柱色谱是一种重要的分离技术,广泛应用于化学、生物化学和环境科学等领域。
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。
柱层析技术常说的过柱子应该叫柱层析分离,也叫柱色谱。
我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。
由于柱分的经验成分太多,所以下面我就几年来过柱的体会写些心得,希望能有所帮助。
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,常压柱是效率最高的,但是时间也最长,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聚),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)。
非凡是在轻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。
关于柱子的尺寸,应该是粗长的最好。
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。
试想假如柱子十厘米,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。
而假如样品层只有0.5厘米,那么各组分就比较轻易得到完全分离了。
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。
假如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2cm×20cm 的柱子);假如相差不到0.1,就要加大柱子,我觉得可以增加柱子的直径,比如用3cm 的,也可以减小淋洗剂的极性等等。
层析柱分离的一般是本身有颜色或在紫外灯下有荧光的物质。
必须先做薄层色谱(TLC)分离试验,以寻找柱色谱的最佳分离条件。
1.薄层色谱操作方法:所需的东西主要有溶剂、展开剂、玻璃点样毛细管(内径0.3mm)、硅胶铝箔板、染缸。
将被分离的试样用溶剂溶解后,用玻璃点样毛细管(内径0.3mm)蘸取少量溶液,在距薄层板底端约10mm处点样,斑点直径不要过大,约2mm即可,待样点干后放入盛有少量展开剂的染缸中展开。
试样中各组分在薄层板上上升的高度依赖于组分在展开剂中的溶解能力和被吸附剂吸附的程度,选取合适的展开剂就可将代表各组分的样点分离开。
注意:样点要在染缸中展开剂的液面以上。
化合物在薄层板上上升的高度与展开剂上升的高度的比值称为该化合物的比移值Rf(0≤Rf≤1)。
(计算上升高度的起始位置是样点的原始位置)同等条件,极性小的组分Rf大,极性大的组分Rf值小。
单一溶剂极性和展开能力递增顺序:石油醚<正己烷<环己烷<四氯化碳<苯<甲苯<氯仿<二氯甲烷<乙醚<乙酸乙酯<吡啶<异丙醇<丙酮<乙醇<甲醇<水<乙腈。
多元展开剂应互溶,且被分离物也最好能溶解于其中。
由实验确定所需用的展开剂的方法为:选用一个极性强的溶剂和一个极性弱的溶剂并按不同比例调配,即在非极性溶剂中加入少量极性溶剂,极性由弱到强,比例由小到大,以得到合适的比例。
一般最常用的是乙酸乙酯(极性较高)和石油醚(非极性)。
先用乙酸乙酯作为展开剂点板,若样点随展开剂整体移动位移较大,用如上的方法,在石油醚中逐渐加大乙酸乙酯的比例,可找到合适的比例将样点分开;若样点能明显的分开,用乙酸乙酯即可;如若样点在原地不动或动的很少,则需加大展开剂的极性,选用乙醇作展开剂,再和石油醚配比,以求能分开,如用乙醇样点仍原地不动或动的很少,则需再加大展开剂的极性,直至样点能分开。
(若待分离的试样极性特别高可选用乙腈+水+少量磷酸二氢钾)。
特别注意:有机溶剂对身体特有害别是心肺;肝脏等所有过柱操作都要在通风橱里进行!!!柱色谱是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。
下面我就几年来过柱的体会写些心得,希望对大家能有所帮助。
1、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,常压柱是效率最高的,但是时间也最长,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。
2、关于柱子的尺寸,应该是粗长的最好柱子长了,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2cm×20cm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3cm的,也可以减小淋洗剂的极性等等。
关于过柱的实验方法和技巧注意:有机溶剂对身体特有害别是心肺;肝脏等所有过柱操作都要在通风橱里进行!!常说的过柱子应该叫柱层析分离,也叫柱色谱。
我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱。
由于柱分的经验成分太多,所以下面我就几年来过柱的体会写些心得,希望能有所帮助。
1、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,常压柱是效率最高的,但是时间也最长,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。
2、关于柱子的尺寸,应该是粗长的最好柱子长了,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2cm×20cm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3cm的,也可以减小淋洗剂的极性等等。
柱色谱注意事项柱色谱是一种常用的分离和纯化技术,具有高效、准确、可重复性好等优点。
为了确保柱色谱的正常运行和提高分离效果,有几个需要注意的事项。
首先,要选择合适的柱。
柱子的选择应根据样品的性质和分离要求来确定。
常见的柱子有反相、离子交换、凝胶过滤、糖化柱等。
在选择柱子时要考虑到样品的溶解度、分离的目的、样品量等因素。
其次,要注意样品的前处理。
样品的前处理包括溶解、过滤、稀释、洗脱等过程。
样品必须溶解在适当的溶剂中,以避免柱子堵塞。
如果样品中有杂质,可以通过过滤或洗脱的方法去除。
再次,需要将柱子正确连接到系统中。
柱子通常由进样口、色谱柱和检测器等组成。
在连接之前,要确保柱子和连接部件都是干净的。
正确安装柱子并且密封好连接件,以免发生泄漏。
同时,要检查流路是否完整,避免死角。
此外,要控制流速和压力。
流速和压力是影响分离效果的重要因素。
流速过大会使分离不充分,流速过小会延长分析时间。
因此,要根据实际情况调整流速和压力,以获得最佳的分离效果。
另外,要定期检查和维护柱子。
柱子在使用过程中会发生老化、堵塞等问题,因此需要进行定期检查和维护。
检查柱子的状态,如是否有泄漏、堵塞等问题,并及时更换或清洗柱子。
最后,要记录实验数据和结果。
实验数据和结果的记录是柱色谱分析的重要部分,可以用来追踪实验过程和结果的准确性。
要注意将记录的数据整理归档,方便后续的分析和验证。
综上所述,柱色谱是一种非常有用的分离和纯化技术,在使用过程中需要注意选择合适的柱子、进行样品的前处理、正确连接柱子、控制流速和压力、定期检查和维护柱子,并记录实验数据和结果。
只有这样,才能保证柱色谱的正常运行和获得准确的分离效果。