柱色谱中的吸附剂为啥一定要被溶剂或脱附剂浸没

2023-06-12

本文主要是 柱色谱中的吸附剂为什么一定要被溶剂或脱附剂浸没 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

柱色谱是在一根玻璃管或金属管中迸行的色谱技术,将吸附剂填充到管中而使之成
为柱状,这样的管状柱称为吸附色谱柱.使用吸附色谱柱分离混合物的方法,称为吸附
柱色谱.这种方法可以用来分离大多数有机化合物,尤其适合于复杂的天然产物的分
离.分离容量从几毫克到百毫克级,所以,适用于分离和精制较大量的样品.
在吸附柱色谱中,吸附剂是固定相,洗脱剂是流动相,相当于薄层色谱中的展开
剂.吸附剂的基本原理与吸附薄层色谱相同,也是基于各组分与吸附剂间存在的吸附强
弱差异,通过使之在柱色谱上反复迸行吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程而完成的.
所不同的是,在进行柱色谱的过程中,混合样品一般是加在色谱柱的顶端,流动相从*<*r />谱柱顶端流经色谱柱,并不断地从柱中流出.由于混合样中的各组分与吸附剂的吸附作
用强弱不同,因此各组分随流动相在柱中的移动速度也不同,最终导致各组分按顺序从
色谱柱中流出.如果分步接收流出的洗脱液,便可达到混合物分离的目的.一般与吸附
剂作用较弱的成分先流出,与吸附作用较强的成分后流出.
三、吸附剂与洗脱剂
根据待分离组分的结构和性质选择合适的吸附剂和洗脱剂是分离成败的关键.
1. 吸附剂的要求
一种合适的吸附剂,一般应满足下列几个基本要求:
①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应,在洗脱剂中也不会溶解.
②对待分离组分能够进行可逆的吸附,同时具有足够的吸附力,使组分在固定相与
流动相之间能最快地达到平衡.
③颗粒形状均匀,大小适当,以保证洗脱剂能够以一定的流速 (一般为1.5 mL·
min-1)通过色谱柱.
④材料易得,价格便宜而且是无色的,以便于观察.
可用于吸附剂的物质有氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙 (镁)、淀
粉、纤维素、蔗糖和活性炭等.其中有些对几类物质分离效果较好,而对其它大多数化
合物不适用.
2. 几种常见吸附剂
（1）氧化铝: 市售的层析用氧化铝有碱性、中性和酸性三种类型,粒度规格大多为
l00～15O目.
碱性氧化铝 (pH 9-10)适用于碱性物质 (如胺、生物碱)和对酸敏感的样品(如缩醛、
糖苷等),也适用于烃类、甾体化合物等中性物质的分离.但这种吸附剂能引起被吸附的
醛、酮的缩合.酯和内酯的水解、醇羟基的脱水、乙酰糖的去乙酰化、维生素A和K等的
破坏等不良副反应.所以,这些化合物不宜用碱性氧化铝分离.
酸性氧化铝 (pH 3.5-4.5)适用于酸性物质如有机酸、氨基酸等的分离.
中性氧化铝 (pH 7-7.5)适用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在碱性介质中不稳
定的物质如酯、内酯等的分离,也可以用来分离弱的有机酸和碱等.
（2）硅胶: 硅胶是硅酸的部分脱水后的产物,其成分是SiO2·xH2O,又叫缩水硅
酸.柱色谱用硅胶一般不含粘合剂.
（3）聚酰胺: 聚酰胺是聚己内酰胺的简称,商业上叫做锦纶、尼龙-6或卡普纶.*<*r />谱用聚酰胺是一种白色多孔性非晶形粉末,它是用锦纶丝溶于浓盐酸中制成的（制法详
见附录十）.不溶于水和一般有机溶剂,易溶于浓无机酸、酚、甲酸及热的乙酸、甲酰
胺和二甲基甲酰胺中.聚酰胺分子表面的酰氨基和末端胺基可以和酚类、酸类、醌类、
硝基化合物等形成强度不等的氢键,因此可以分离上述化合物,也可以分离含羟基、氨
基、亚氨基的化合物及腈和醛等类化合物.
（4）硅酸镁: 中性硅酸镁的吸附特性介于氧化铝和硅胶之间,主要用于分离甾体化
合物和某些糖类衍生物.为了得到中性硅酸镁,用前先用稀盐酸,然后用醋酸洗涤,最
后用甲醇和蒸馏水彻底洗涤至中性.
3. 吸附剂的活度及其调节
吸附剂的吸附能力常称为活度或活性.吸附剂的活性取决于它们含水量的多少,活性
最强的吸附剂含有最少的水.吸附剂的活性一般分为五级,分别用I、II、III、IV和V表
示.数字越大,表示活性越小,一般常用II和III.向吸附剂中添加一定的水,可以降低
其活性；反之,如果用加热处理的方法除去吸附剂中的部分水,则可以增加其活性,后
者称为吸附剂的活化.
4.吸附剂和洗脱剂的选择
样品在色谱柱中的移动速度和分离效果取决于吸附剂对样品各组分的吸附能力大小
和洗脱剂对各组分的解吸能力大小,因此,吸附剂的选择和洗脱剂的选择常常是结合起
来进行的.首先,根据待分离物质的分子结构和性质,结合各种吸附剂的特性,初步选
择一种吸附剂.然后根据吸附剂和待分离物质之间的吸附力大小,选择出认为适宜的洗
脱剂.最后,采用薄层色谱法进行试验.根据试验结果,再进一步决定是调节吸附剂的
活性,还是更换吸附剂的种类,或是改变洗脱剂的极性.直到确定出合适的吸附剂和洗
脱剂为止.
物质与吸附剂之间的吸附能力大小既与吸附剂的活性有关,又与物质的分子极性有
关.分子极性越强,吸附能力越大,分子中所含极性基团越多,极性基团越大,其吸附
能力也就越强.具有下列极性基团的化合物,其吸附能力按下列次序递增：
-Cl,-Br,-I＜-C=C-＜-OCH3＜-CO2R＜-CO-＜-CHO＜-SH＜-NH2＜-OH＜-COOH
四、操作方法
1. 装柱
色谱柱的大小规格由待分离样品的量和吸附难易程度来决定.一般柱管的直径为0.5～
lO Cm,长度为直径的10～40倍.填充吸附剂的量约为样品重量的20～50倍,柱体高度应
占柱管高度的3/4,柱子过于细长或过于粗短都不好.
装柱前,柱子应干净、干燥,并垂直固定在铁架台上,将少量洗脱剂注入柱内,取
一小团玻璃毛或脱脂棉用溶剂润湿后塞入管中,用一长玻璃棒轻轻送到底部,适当捣
压,赶出棉团中的气泡,但不能压得太紧,以免阻碍溶剂畅流 (如管子带有筛板,则可
省略该步操作).再在上面加入一层约0.5 cm厚的洁净细砂,从对称方向轻轻叩击柱管,
使砂面平整.
常用的装柱方法有干装法和湿装法两种.
(1)干装法
在柱内装入2/3溶剂,在管口上放一漏斗,打开活塞,让溶剂慢慢地滴入锥形瓶中,
接着把干吸附剂经漏斗以细流状倾泻到管柱内,同时用套在玻璃棒 (或铅笔等)上的橡皮
塞轻轻敲击管柱,使吸附剂均匀地向下沉降到底部.填充完毕后,用滴管吸取少量溶剂
把粘附在管壁上的吸附剂颗粒冲入柱内,继续敲击管子直到柱体不再下沉为止.柱面上
再加盖一薄层洁净细砂,把柱面上液层高度降至0.1～l cm,再把收集的溶剂反复循环通
过柱体几次,便可得到沉降得较紧密的柱体.
(2)湿装法
基本方法与干装法类似,所不同的是,装柱前吸附剂需要预先用溶剂调成淤浆状,
在倒入淤浆时,应尽可能连续均匀地一次完成.如果柱子较大,应事先将吸附剂泡在一
定量的溶剂中,并充分搅拌后过夜 (排除气泡),然后再装.
无论是干装法,还是湿装法,装好的色谱柱应是充填均匀,松紧适宜一致,没有气
泡和裂缝,否则会造成洗脱剂流动不规则而形成“沟流”,引起色谱带变形,影响分离
效果.
2. 加样
将干燥待分离固体样品称重后,溶解于极性尽可能小的溶剂中使之成为浓溶液.将
柱内液面降到与柱面相齐时,关闭柱子.用滴管小心沿色谱柱管壁均匀地加到柱顶上.
加完后,用少量溶剂把容器和滴管冲洗净并全部加到柱内,再用溶剂把粘附在管壁上的
样品溶液淋洗下去.慢慢打开活塞,调整液面和柱面相平为止,关好活塞.如果样品是
液体,可直接加样.
3. 洗脱与检测
将选好的洗脱剂沿柱管内壁缓慢地加入柱内,直到充满为止 (任何时候都不要冲起
柱面覆盖物).打开活塞,让洗脱剂慢慢流经柱体,洗脱开始.在洗脱过程中,注意随时
添加洗脱剂,以保持液面的高度恒定,特别应注意不可使柱面暴露于空气中.在进行大
柱洗脱时,可在柱顶上架一个装有洗脱剂的带盖塞的分液漏斗或倒置的长颈烧瓶,让漏
斗颈口浸入柱内液面下,这样便可以自动加液.
如果采用梯度溶剂分段洗脱,则应从极性最小的洗脱剂开始,依次增加极性,并记
录每种溶剂的体积和柱子内滞留的溶剂体积,直到最后一个成分流出为止.
洗脱的速度也是影响柱色谱分离效果的一个重要因素.大柱一般调节在每小时流出
的毫升数等于柱内吸附剂的克数.中小型柱一般以1～5滴/秒的速度为宜.
洗脱液的收集,有色物质,按色带分段收集,两色带之间要另收集,可能两组分有
重叠.对无色物质的接收,一般采用分等份连续收集,每份流出液的体积毫升数等于吸
附剂的克数.若洗脱剂的极性较强,或者各成分结构很相似时,每份收集量就要少一
些,具体数额的确定,要通过薄层色谱检测,视分离情况而定.现在,多数用分步接受
器自动控制接收.
洗脱完毕,采用薄层色谱法对各收集液进行鉴定,把含相同组分的收集液合并,除
去溶剂,便得到各组分的较纯样品. 参考知识1 上样前不一定啊，上样后由于要洗脱所以会被浸没，洗脱时中间不能让吸附剂落出，要不会死吸附。 参考知识B 建议你上“色谱世界”网站看看，这个网站在色谱方面非常专业，对你会有很大帮助的。 参考知识C 增大接触面积 参考知识D 柱色谱是在一根玻璃管或金属管中迸行的色谱技术，将吸附剂填充到管中而使之成
为柱状，这样的管状柱称为吸附色谱柱。使用吸附色谱柱分离混合物的方法，称为吸附
柱色谱。这种方法可以用来分离大多数有机化合物，尤其适合于复杂的天然产物的分
离。分离容量从几毫克到百毫克级，所以，适用于分离和精制较大量的样品。

在吸附柱色谱中，吸附剂是固定相，洗脱剂是流动相，相当于薄层色谱中的展开
剂。吸附剂的基本原理与吸附薄层色谱相同，也是基于各组分与吸附剂间存在的吸附强
弱差异，通过使之在柱色谱上反复迸行吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程而完成的。
所不同的是，在进行柱色谱的过程中，混合样品一般是加在色谱柱的顶端，流动相从*<*r />谱柱顶端流经色谱柱，并不断地从柱中流出。由于混合样中的各组分与吸附剂的吸附作
用强弱不同，因此各组分随流动相在柱中的移动速度也不同，最终导致各组分按顺序从
色谱柱中流出。如果分步接收流出的洗脱液，便可达到混合物分离的目的。一般与吸附
剂作用较弱的成分先流出，与吸附作用较强的成分后流出。

三、吸附剂与洗脱剂

根据待分离组分的结构和性质选择合适的吸附剂和洗脱剂是分离成败的关键。

1. 吸附剂的要求

一种合适的吸附剂，一般应满足下列几个基本要求:

①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应，在洗脱剂中也不会溶解。

②对待分离组分能够进行可逆的吸附，同时具有足够的吸附力，使组分在固定相与
流动相之间能最快地达到平衡。

③颗粒形状均匀，大小适当，以保证洗脱剂能够以一定的流速 (一般为1.5 mL·
min-1)通过色谱柱。

④材料易得，价格便宜而且是无色的，以便于观察。

可用于吸附剂的物质有氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙 (镁)、淀
粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。其中有些对几类物质分离效果较好，而对其它大多数化
合物不适用。

2. 几种常见吸附剂

（1）氧化铝: 市售的层析用氧化铝有碱性、中性和酸性三种类型，粒度规格大多为
l00～15O目。

碱性氧化铝 (pH 9-10)适用于碱性物质 (如胺、生物碱)和对酸敏感的样品(如缩醛、
糖苷等)，也适用于烃类、甾体化合物等中性物质的分离。但这种吸附剂能引起被吸附的
醛、酮的缩合。酯和内酯的水解、醇羟基的脱水、乙酰糖的去乙酰化、维生素A和K等的
破坏等不良副反应。所以，这些化合物不宜用碱性氧化铝分离。

酸性氧化铝 (pH 3.5-4.5)适用于酸性物质如有机酸、氨基酸等的分离。

中性氧化铝 (pH 7-7.5)适用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在碱性介质中不稳
定的物质如酯、内酯等的分离，也可以用来分离弱的有机酸和碱等。

（2）硅胶: 硅胶是硅酸的部分脱水后的产物，其成分是SiO2·xH2O，又叫缩水硅
酸。柱色谱用硅胶一般不含粘合剂。

（3）聚酰胺: 聚酰胺是聚己内酰胺的简称，商业上叫做锦纶、尼龙-6或卡普纶。*<*r />谱用聚酰胺是一种白色多孔性非晶形粉末，它是用锦纶丝溶于浓盐酸中制成的（制法详
见附录十）。不溶于水和一般有机溶剂，易溶于浓无机酸、酚、甲酸及热的乙酸、甲酰
胺和二甲基甲酰胺中。聚酰胺分子表面的酰氨基和末端胺基可以和酚类、酸类、醌类、
硝基化合物等形成强度不等的氢键，因此可以分离上述化合物，也可以分离含羟基、氨
基、亚氨基的化合物及腈和醛等类化合物。

（4）硅酸镁: 中性硅酸镁的吸附特性介于氧化铝和硅胶之间，主要用于分离甾体化
合物和某些糖类衍生物。为了得到中性硅酸镁，用前先用稀盐酸，然后用醋酸洗涤，最
后用甲醇和蒸馏水彻底洗涤至中性。

3. 吸附剂的活度及其调节

吸附剂的吸附能力常称为活度或活性。吸附剂的活性取决于它们含水量的多少，活性
最强的吸附剂含有最少的水。吸附剂的活性一般分为五级，分别用I、II、III、IV和V表
示。数字越大，表示活性越小，一般常用II和III。向吸附剂中添加一定的水，可以降低
其活性；反之，如果用加热处理的方法除去吸附剂中的部分水，则可以增加其活性，后
者称为吸附剂的活化。

4.吸附剂和洗脱剂的选择

样品在色谱柱中的移动速度和分离效果取决于吸附剂对样品各组分的吸附能力大小
和洗脱剂对各组分的解吸能力大小，因此，吸附剂的选择和洗脱剂的选择常常是结合起
来进行的。首先，根据待分离物质的分子结构和性质，结合各种吸附剂的特性，初步选
择一种吸附剂。然后根据吸附剂和待分离物质之间的吸附力大小，选择出认为适宜的洗
脱剂。最后，采用薄层色谱法进行试验。根据试验结果，再进一步决定是调节吸附剂的
活性，还是更换吸附剂的种类，或是改变洗脱剂的极性。直到确定出合适的吸附剂和洗
脱剂为止。

物质与吸附剂之间的吸附能力大小既与吸附剂的活性有关，又与物质的分子极性有
关。分子极性越强，吸附能力越大，分子中所含极性基团越多，极性基团越大，其吸附
能力也就越强。具有下列极性基团的化合物，其吸附能力按下列次序递增：

-Cl，-Br，-I＜-C=C-＜-OCH3＜-CO2R＜-CO-＜-CHO＜-SH＜-NH2＜-OH＜-COOH

四、操作方法

1. 装柱

色谱柱的大小规格由待分离样品的量和吸附难易程度来决定。一般柱管的直径为0.5～
lO Cm，长度为直径的10～40倍。填充吸附剂的量约为样品重量的20～50倍，柱体高度应
占柱管高度的3/4，柱子过于细长或过于粗短都不好。

装柱前，柱子应干净、干燥，并垂直固定在铁架台上，将少量洗脱剂注入柱内，取
一小团玻璃毛或脱脂棉用溶剂润湿后塞入管中，用一长玻璃棒轻轻送到底部，适当捣
压，赶出棉团中的气泡，但不能压得太紧，以免阻碍溶剂畅流 (如管子带有筛板，则可
省略该步操作)。再在上面加入一层约0.5 cm厚的洁净细砂，从对称方向轻轻叩击柱管，
使砂面平整。

常用的装柱方法有干装法和湿装法两种。

(1)干装法

在柱内装入2/3溶剂，在管口上放一漏斗，打开活塞，让溶剂慢慢地滴入锥形瓶中，
接着把干吸附剂经漏斗以细流状倾泻到管柱内，同时用套在玻璃棒 (或铅笔等)上的橡皮
塞轻轻敲击管柱，使吸附剂均匀地向下沉降到底部。填充完毕后，用滴管吸取少量溶剂
把粘附在管壁上的吸附剂颗粒冲入柱内，继续敲击管子直到柱体不再下沉为止。柱面上
再加盖一薄层洁净细砂，把柱面上液层高度降至0.1～l cm，再把收集的溶剂反复循环通
过柱体几次，便可得到沉降得较紧密的柱体。

(2)湿装法

基本方法与干装法类似，所不同的是，装柱前吸附剂需要预先用溶剂调成淤浆状，
在倒入淤浆时，应尽可能连续均匀地一次完成。如果柱子较大，应事先将吸附剂泡在一
定量的溶剂中，并充分搅拌后过夜 (排除气泡)，然后再装。

无论是干装法，还是湿装法，装好的色谱柱应是充填均匀，松紧适宜一致，没有气
泡和裂缝，否则会造成洗脱剂流动不规则而形成“沟流”，引起色谱带变形，影响分离
效果。

2. 加样

将干燥待分离固体样品称重后，溶解于极性尽可能小的溶剂中使之成为浓溶液。将
柱内液面降到与柱面相齐时，关闭柱子。用滴管小心沿色谱柱管壁均匀地加到柱顶上。
加完后，用少量溶剂把容器和滴管冲洗净并全部加到柱内，再用溶剂把粘附在管壁上的
样品溶液淋洗下去。慢慢打开活塞，调整液面和柱面相平为止，关好活塞。如果样品是
液体，可直接加样。

3. 洗脱与检测

将选好的洗脱剂沿柱管内壁缓慢地加入柱内，直到充满为止 (任何时候都不要冲起
柱面覆盖物)。打开活塞，让洗脱剂慢慢流经柱体，洗脱开始。在洗脱过程中，注意随时
添加洗脱剂，以保持液面的高度恒定，特别应注意不可使柱面暴露于空气中。在进行大
柱洗脱时，可在柱顶上架一个装有洗脱剂的带盖塞的分液漏斗或倒置的长颈烧瓶，让漏
斗颈口浸入柱内液面下，这样便可以自动加液。

如果采用梯度溶剂分段洗脱，则应从极性最小的洗脱剂开始，依次增加极性，并记
录每种溶剂的体积和柱子内滞留的溶剂体积，直到最后一个成分流出为止。

洗脱的速度也是影响柱色谱分离效果的一个重要因素。大柱一般调节在每小时流出
的毫升数等于柱内吸附剂的克数。中小型柱一般以1～5滴/秒的速度为宜。

洗脱液的收集，有色物质，按色带分段收集，两色带之间要另收集，可能两组分有
重叠。对无色物质的接收，一般采用分等份连续收集，每份流出液的体积毫升数等于吸
附剂的克数。若洗脱剂的极性较强，或者各成分结构很相似时，每份收集量就要少一
些，具体数额的确定，要通过薄层色谱检测，视分离情况而定。现在，多数用分步接受
器自动控制接收。

洗脱完毕，采用薄层色谱法对各收集液进行鉴定，把含相同组分的收集液合并，除
去溶剂，便得到各组分的较纯样品。本回答被提问者采纳