层析柱的直径大小不影响分离度,样品用量大,可加大柱的直径,一般制备用凝胶柱,直径大于2厘米,但在加样时应将样品均匀分布于凝胶柱床面上。此外, 直径加大,洗脱液体体积增大,样品稀释度大。常见的有玻璃层析柱和加压层析柱。
玻璃层析柱,开口大,加料快,不需要其他仪器的配合,上方可以做成标准口与其他的标口玻璃仪器相接,但有不容易测量,筛网下方容易残留很多液体,层析速度较慢,不准确的特点,一般用于对精度要求没有那么高的实验,
加压层析柱,两端一般使用4F材料,耐腐蚀,酸碱性的耐度也可以,中段有玻璃材料的,也有有机玻璃材料的,需要与蠕动泵相结合,加快层析速度,用泵将料打进,如果没有泵则使用比较麻烦。
结构
层析柱通常由以下几个部分组成:
●柱体:一般为玻璃或塑料材质,具有一定的长度和直径,用于容纳固定相和样品溶液。
●固定相:填充在柱体中的物质,可以是吸附剂(如硅胶、氧化铝等)、离子交换树脂、凝胶等。不同的固定相对不同的物质具有不同的吸附或分离能力。
●活塞或阀门:用于控制样品溶液和洗脱液的流速。
●柱头和柱尾:分别位于柱体的两端,用于连接进样管和收集管。
工作原理
层析柱的分离原理基于不同物质在固定相和流动相之间的分配系数差异。当样品溶液通过层析柱时,其中的各成分会与固定相发生相互作用,并以不同的速度在柱中移动。具体过程如下:
●进样:将待分离的样品溶液通过进样管加入层析柱中。
●吸附与分离:样品中的各成分在固定相上发生吸附、分配、离子交换等作用,根据其与固定相的亲和力不同而逐渐分离。
●洗脱:使用适当的洗脱液(如溶剂、缓冲液等)通过层析柱,将吸附在固定相上的成分逐步洗脱下来。洗脱液的选择应根据待分离物质的性质和分离目的来确定。
●收集:在柱尾处收集流出的洗脱液,根据不同的流出时间或体积,可以得到不同的分离组分。
分类
1.按固定相类型分类:
吸附层析柱:以吸附剂为固定相,如硅胶层析柱、氧化铝层析柱等。适用于分离具有不同极性的化合物。
离子交换层析柱:固定相为离子交换树脂,根据物质的离子电荷性质进行分离。
凝胶层析柱:使用凝胶作为固定相,如葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等。主要根据分子大小进行分离。
2.按操作方式分类:
柱层析:传统的层析方式,通常在实验室中进行。需要手动操作,包括进样、洗脱和收集等步骤。
高效液相色谱柱(HPLC 柱):在高压下进行分离,具有更高的分离效率和速度。通常与自动化的仪器设备配合使用。
应用
1.化学分析:用于分离和纯化化学物质,如有机化合物、无机离子等。可以对混合物进行定性和定量分析。
2.生物化学研究:分离蛋白质、核酸、多糖等生物大分子。在蛋白质纯化、酶分离、核酸提取等方面有广泛应用。
3.制药工业:用于药物的分离、纯化和质量控制。例如,从天然产物中提取有效成分,纯化生物制品等。
4.环境监测:分离和检测环境中的污染物,如农药残留、重金属离子等。
使用注意事项
1.选择合适的固定相和洗脱液:根据待分离物质的性质和分离目的,选择具有适当吸附能力和选择性的固定相,并确定合适的洗脱液。
2.控制流速:流速过快可能导致分离效果不佳,流速过慢则会延长实验时间。应根据具体情况调整流速,以获得最佳的分离效果。
3.避免气泡:在装填层析柱和进行实验过程中,应尽量避免产生气泡。气泡会影响分离效果,甚至导致实验失败。
4.保持柱体清洁:实验前后应清洗层析柱,去除残留的样品和杂质,以保证下次实验的准确性。
5.注意安全:在使用有机溶剂等危险化学品时,应遵守实验室安全规定,采取必要的防护措施。
层析柱和色谱柱没有区别,有颜色的谱带叫作色谱,确切的应叫层析柱,因为现在色带是没有颜色的,但都习惯叫色谱柱。
层析柱和色谱柱真真要说区别那还是有一点区别,那就是色谱柱只是用在色谱仪中,层析柱不一定是用在色谱仪中,比如:用溶剂洗脱的柱层析所用的层析柱就不叫色谱柱。
层析柱与液相柱的区别:
1、压力
液相色谱柱(尤其是分析性液相色谱):压力较高,一般为10-20Mpa
层析柱:一般为常压,或使用真空泵(0.1Mpa左右)
2、填料
液相色谱柱:粒径较小(常规5-20um)
层析柱:粒径较大
3、分离度
由第二项决定,粒径越小,单位长度下理论塔板数越高
液相色谱柱:分离度比层析柱好
4、效率
液相色谱柱:分离速度快,一般在一小时内
层析柱:分离时间长,一小时以上
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