柱层析是世界各地实验室中最常用的纯化技术。如果做得好,它可以简单快速地从混合物中分离出所需的化合物。但是,与许多化学实践一样,快速有效地设置和运行色谱柱可能需要数年才能掌握。在这里,小编将提供了一些柱层析的小tips和技巧,对柱层析过程中常遇到的一些问题进行故障排除并给出替代方案。
1、装柱
装柱子(添硅胶)时,常用的有两种方法:即湿法装柱和干法装柱,二者各有优劣。不论干法还是湿法,硅胶(称为固定相更为广义)的上表面一定要平整,并且硅胶(固定相)的高度一般为15cm左右(长度没有绝对之说,根据自身情况而定,制备的大柱可以长达一米),太短了可能分离效果不好,太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。
湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后,再填入柱子中,然后再加压(土方法可以用养鱼的氧气泵加压或是用氮气,当然不加压也可以)用淋洗剂"走柱子",本法最大的优点是一般柱子装的比较结实,没有气泡。(我一般都用湿法装柱)
干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶,然后再轻轻敲打柱子两侧(湿法也要敲的,效果好点),至硅胶界面不再下降为止,然后再填入硅胶至合适高度,最后再用油泵直接抽,这样就会使得柱子装的很结实(一般柱子不敢用油泵抽,怕把柱子抽裂了)。接着是用淋洗剂"走柱子",一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压,下面再用油泵抽,这样可以加快速度。干法装柱较方便,但最大的缺陷在于"走柱子"时,由于溶剂和硅胶之间的吸附放热(可以用手摸柱子明显感觉到)(梯度洗脱时,湿法装柱也会出现该情况,比较不好处理,可以缓慢改变溶剂,且置于通风处),容易产生气泡,这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚(用乙醚最最明显),二氯甲烷更为明显。虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉,但是,一旦撤去压力,如在上样、加溶剂等操作的时候,气泡就会释放出来,严重时,整个柱子变花,样品不可能平整地通过,当然也就谈不上分离了。解决的办法是:
第一、硅胶一定要压结实;
第二、 一定要用较多的溶剂"走柱子",一定要到柱子的下端不再发烫,恢复到室温后再撤去压力。
也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂(我一般垫张滤纸,撒上石英砂,再放些棉花),防止添加溶剂的时候,使得样品层不再整齐。但我的感觉是如果小心上样,添加溶剂,则没有这个必要。
湿法上样
1. 将样品溶解在最少量的溶剂中(5-10滴)。此处允许使用比洗脱溶剂稍微更极性的溶剂。如果您需要使用二氯甲烷或更强的溶剂,可能优选下述干法上样方法。
2. 使用注射器或吸管将样品直接滴到硅胶的顶部。尽量不要扰动硅胶表面,理想情况下,样品应在表面上均匀分布,以便形成薄的水平带。
3. 添加完整个样品后,让色谱柱排出,使溶剂水平接触二氧化硅顶部。
4. 小心地添加一层沙子(约2-5毫米)。这将有助于防止二氧化硅表面因添加更多溶剂而受到干扰。
5. 使用移液器小心添加更多溶剂,使溶剂水平高于沙子顶部约10 mm。