柱色譜原理

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介紹

俄羅斯科學家 M. S. Tswett 引入了色譜技術。色譜是一種用於分離給定混合物中存在的顆粒的技術。其中流動相透過固定相移動，混合物中存在的顆粒根據與所用溶劑的親和力進行分離。存在不同的色譜技術，並且基於不同的流動相和固定相。柱色譜就是其中一種色譜技術。固定相是塗有混合物的吸附劑柱，流動相是溶劑。混合物中存在的顆粒根據其與所用溶劑的親和力進行分離。

柱色譜定義

分析化學中使用的一種純化技術。其中混合物中組分的分離是透過使用吸附劑柱作為固定相來實現的。液體或氣體相透過固定相流動，組分的分離基於與溶劑的親和力。

柱色譜原理

柱色譜的原理是：這種色譜技術包括一個固定相，即含有塗在玻璃或金屬柱上的細小固體顆粒的吸附劑柱。這些細小的固體顆粒也可以作為薄膜應用於柱內。然後，流動相或洗脫液和分析物混合物在泵送系統或使用氣壓的幫助下進入色譜柱。然後溶劑將流過色譜柱，混合物中存在的組分基於其分配係數進行分離。因此，混合物中不同組分的分離將發生。

柱色譜的組成部分

柱色譜過程中使用的重要元件是

• 固定相 - 柱色譜中常用的固定相是矽膠和氧化鋁。

• 流動相 - 它是可用於分離混合物中存在的組分的溶劑或洗脫液。溶劑的選擇取決於固定相。對於矽膠和氧化鋁，有機溶劑用作流動相。

• 色譜柱 - 它將取決於柱色譜的型別。如果是液相色譜，則使用的色譜柱是不鏽鋼，長約 25 釐米，直徑 4 毫米。而氣相色譜柱是玻璃或不鏽鋼，長 2 釐米，內徑 3 毫米。

• 進樣系統 - 它將有助於將樣品輸送到所用色譜柱的頂部。

• 檢測器或記錄器 - 用於獲得組分從色譜柱中流出的連續記錄。通常使用紫外-可見分光光度法。

• 餾分收集器 - 用於收集分離的組分，這些組分可進一步用於研究。

柱色譜的操作步驟

下面討論了柱色譜中涉及的步驟。

• 色譜柱的製備 - 第一步是用固定相製備色譜柱。它們可能是幹法填充和溼法填充。在幹法填充中，吸附劑的乾粉用於色譜柱。在溼法填充中，吸附劑的漿液用於色譜柱。

• 樣品的引入 - 將溶解在流動相中的混合物樣品應用於色譜柱。然後透過洗脫分離樣品中的各個組分。

• 洗脫 - 分離的組分在溶劑的幫助下從色譜柱中分離出來，即洗脫。

柱色譜的優缺點

柱色譜的優缺點在下面的表格中進行了總結。

優點	缺點
流動相的選擇範圍更廣。	該方法耗時。
它可用於去除給定化合物中存在的雜質。	整個分離過程中需要持續關注。
可以分離混合物	用於
任何量的混合物，沒有特定的測量。	此色譜技術的處理過程所需的溶劑量更多。
自動化是可行的。	儀器中存在的自動化使其更昂貴且複雜。
在色譜過程中可以更換溶劑。	分離過程中使用的收集容器必須連續更換。
用於分離的樣品可以重複使用。	填充色譜柱需要一些技術技能。
分離效率高，因為可以使用不同的固定相和不同的溶劑。

柱色譜的應用

這是一種在不同領域得到應用的出色技術。使用這種技術的優勢很廣。該方法的一些應用包括：

• 使用此方法可以從生物體液中分離生物代謝物。

• 可以在製劑過程中分析藥物。

• 它可用於純化從植物中獲得的天然化合物。

• 它可用於分離功能性成分。

• 它可用於測定製劑中的氟輕鬆、地塞米松等。

• 該技術可以分離許多數百種未知成分。

• 使用這種技術可以檢測到某些含量，即使在十億分之一或皮克範圍內。

• 它也用於分離有機合成中的最終產物。

結論

色譜技術中的一種重要型別，其中組分在特定混合物中的分離是在吸附劑柱作為固定相的幫助下進行的。混合物中存在的組分將根據混合物中存在的顆粒的吸附能力進行分離。柱色譜儀器包含固定相、流動相、色譜柱、進樣系統、檢測器和餾分收集器。柱色譜過程主要有三個步驟。柱色譜的優點很廣，儘管它也有一些缺點。這種色譜法的應用在許多領域都有發現，例如有機合成、藥物測定、植物成分鑑定、生物體液中生物成分鑑定等。

常見問題

1. 什麼是 Rf 值？

Rf 值，即保留因子，是色譜技術中使用的一個術語，它是特定組分移動距離與溶劑前沿移動距離之比。該值可用於識別混合物中存在的特定組分。

2. 為什麼在柱色譜中使用矽膠？

矽膠通常用作柱色譜中的固定相，這是因為這些化合物具有很高的吸附能力。而且這些化合物易於獲得且具有成本效益，使其更具實用性。矽膠是一種極性吸附劑。

3. 影響柱色譜的因素有哪些？

影響柱色譜的因素有

• 溫度。

• 技術中使用的溶劑的性質。

• 色譜柱的壓力。

• 吸附劑的尺寸。

• 色譜柱的尺寸。

4. 哪類混合物可以透過柱色譜分離？

可以使用柱色譜輕鬆分離的一些混合物示例包括氨基酸分離、碳水化合物分離、藥物分離、麻醉成分分離、彩色墨水成分分離等。

5. 粒徑如何影響柱色譜？

柱色譜中使用的顆粒尺寸起著重要作用。如果柱色譜中使用的顆粒尺寸較小，則分離速率和效率越高。並且可以在不增加分離時間、色譜柱長度和流速的情況下完成該過程。