柱層析就是通常所說(shuō)的過(guò)柱子，又叫柱色譜，屬于色譜法中使用最廣泛的一種方法。對(duì)于含有多種有機(jī)物的混合樣品，用重結(jié)晶無(wú)法提純時(shí)， 柱層析法可以說(shuō)是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中最有效的分離手段。

實(shí)驗(yàn)室中常用的是以硅膠和氧化鋁做固定相的吸附柱。硅膠層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到分離，一般情況下極性較大的物質(zhì)易被硅膠吸附，極性較弱的物質(zhì)不易被硅膠吸附， 整個(gè)層析過(guò)程即是吸附、 解吸、 再吸附、 再解吸過(guò)程。

雖然很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)書中都敘述了柱層析的實(shí)驗(yàn)方法，但大多數(shù)都是比較雷同地泛泛地描述，而且有些描述在實(shí)驗(yàn)室中并不適用。

例如， 很多書中都提到裝柱時(shí)先在底層鋪一層石英砂， 倒入固定相后再在頂部鋪一層石英砂。比較繁瑣， 而且效果也不是很好，在實(shí)驗(yàn)室中不適用。

根據(jù)多年來(lái)使用柱層析的操作經(jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)了在使用柱層析時(shí)的幾個(gè)技巧：

初做柱層析很容易把柱子裝得長(zhǎng)了或短了，有時(shí)還會(huì)有大量的硅膠剩余，浪費(fèi)硅膠，這主要是對(duì)硅膠等固定相的使用的量沒有掌握。柱層析用的硅膠一般是 100-200 目，100 毫升硅膠的質(zhì)量在47 克左右，如果裝一個(gè)直徑是 2.8 厘米的柱子，可以裝 18 厘高。

為了避免浪費(fèi)硅膠和溶劑，最初學(xué)習(xí)裝柱時(shí)最好對(duì)實(shí)驗(yàn)室中各種不同規(guī)格的柱子摸摸底。方法很簡(jiǎn)單：用量筒量出 100 毫升干硅膠， 直接倒入各種規(guī)格的柱子中，敲實(shí)，用刻度尺量出硅膠在柱子中的高度，這樣就可以做到心中有數(shù)了。

一般在裝柱的時(shí)候可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需柱子的高度來(lái)調(diào)整硅膠的使用量，這樣就可以大大地節(jié)省硅膠的使用，避免造成沒有必要的浪費(fèi)。稱量硅膠時(shí)一般稱30~70倍于上樣量， 如果極難分， 也可以用100 倍量以上的硅膠。

洗脫劑的極性可用薄層層析來(lái)確定，一般以待分離樣品 Rf 值為 0.2-0.3 為宜。選擇的洗脫劑應(yīng)該使兩相鄰物質(zhì) Rf 值之差最大化。不要認(rèn)為在板上爬得高分離的效果就比較好，如果 Rf 在 0.6，即使相差 0.2 也不容易在柱子上分開，因?yàn)橹�子是一個(gè)多次爬板的過(guò)程，可以通過(guò)公式的比較：0.6/0.8 一次的分離度，肯定不如（0.2/0.3） 的三次方或四次方大。

有時(shí)雖然在薄層板上看到分離的效果很好，但過(guò)柱層析時(shí)還是很難分開。這主要的原因就是薄層層析用硅膠比柱層析用硅膠要細(xì)得多，所以分離效果好。

解決的辦法就是降低洗脫劑的極性，一般柱層析用洗脫劑比薄層層析用的展開劑極性要再降低一倍可以達(dá)到比較好的分離效果。當(dāng)所分離物質(zhì)極性跨度較大時(shí)， 可用采梯度洗脫的方法， 即逐漸增加溶劑的極性，使吸附在硅膠上的不同化合物逐個(gè)洗脫下來(lái)。

常用的展開劑極性小的用乙酸乙酯：石油醚系統(tǒng)；極性較大的用甲醇：氯仿系統(tǒng)；極性大的用甲醇：水：正丁醇：醋酸系統(tǒng)；拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。對(duì)于很難分離的化合物，一是增加柱子的長(zhǎng)度和直徑，二是減小洗脫劑的極性，這樣可以很好地將混合物分開。

在同樣能洗脫的情況下，盡量使用毒性小的洗脫劑。例如，乙酸乙酯：石油醚系統(tǒng)和二氯甲烷：石油醚系統(tǒng)， 在同樣都能洗脫的情況下，應(yīng)該用毒性小的乙酸乙酯：石油醚系統(tǒng)。

另外洗脫劑在過(guò)柱子后最好也回收使用，一方面環(huán)保，另一方面也能節(jié)省部分經(jīng)費(fèi)，缺點(diǎn)是要消耗一定的人工。

這里要注意的是，一般在過(guò)柱同時(shí)進(jìn)行的是減壓旋蒸，混合溶劑的比例由于揮發(fā)度的不同會(huì)導(dǎo)致極性的變化， 一般會(huì)使得極性變大，在梯度淋洗時(shí)比較合適。還有一般回收的溶劑中會(huì)有少量水分，使用前先要用干燥劑干燥好才能使用。

柱層析的裝柱非常重要，裝柱的效果會(huì)直接影響層析分離效果。有濕法裝柱和干法裝柱等兩種方法。濕法裝柱很簡(jiǎn)單，使用也最普遍， 就是先用比固定相多一倍的洗脫劑將固定相活成勻漿，柱子底部先用脫脂棉塞緊， 然后倒入洗脫劑將脫脂棉中氣泡趕出。

用漏斗將活好的固定相倒入柱子中， 打開底部活塞， 將柱子中高出固定相的溶劑放出。期間不斷用橡皮棒敲打， 將固定相敲實(shí)， 做到密實(shí)均勻無(wú)氣泡即可。

很多時(shí)候用加壓的方法可以很高效地裝好柱子，而且在柱子中沒有氣泡產(chǎn)生。

干法裝柱與濕法裝柱剛好相反的是，它是將干燥的吸附劑從柱子上端直接加入到一個(gè)空的柱子中， 然后用油泵抽柱子底部， 相當(dāng)于減壓過(guò)柱， 直到柱子變得很結(jié)實(shí)， 再用淋洗劑“走柱子” 。

干法裝柱的一個(gè)缺點(diǎn)就是在裝入洗脫劑后， 由于溶劑和固定相之間的吸附放熱， 所以柱子容易變花，影響分離效果。

解決的方法是：

（1）固定相一定要添加結(jié)實(shí)；

（2）一定要用較多的溶劑“走柱子”，直到柱子的下端不再發(fā)燙， 恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。無(wú)論使用哪種方法裝柱，最后都要求所裝的柱子結(jié)實(shí)、勻稱、無(wú)氣泡。

上樣也有濕法和干法之分： 濕法一般用淋洗劑溶解樣品， 也可以用二氯甲烷、 乙酸乙酯等， 但溶劑越少越好。再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁緩慢地均勻加入。

在不用海沙的情況下， 盡量不要破壞硅膠面。加樣后， 打開柱底活塞， 讓固定相充分地吸附所加樣品。然后再加入一些洗脫劑，再充分地吸附后將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠表面。

然后就可以放心地加入大量洗脫劑， 而不會(huì)沖壞硅膠表面。很多樣品在上柱前是粘乎乎的， 一般沒關(guān)系。有的時(shí)候上樣后在硅膠上又會(huì)析出，這一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn)， 是因?yàn)楣枘z對(duì)樣品的吸附飽和， 而樣品本身又是比較好的固體才會(huì)析出， 這就需要先重結(jié)晶樣品， 得到大部分的產(chǎn)品后剩余的產(chǎn)品再柱分。

如果不能重結(jié)晶也沒關(guān)系，直接過(guò)柱就行， 樣品會(huì)隨著淋洗劑流動(dòng)而慢慢溶解， 最后隨著洗脫劑流出。有些樣品溶解性差，能溶解的溶劑又不能上柱（比如 DMF，DMSO等， 會(huì)隨著溶劑一起走， 顯色是一個(gè)很長(zhǎng)的脫尾） ， 這時(shí)就必須用干法上柱了。

 干法過(guò)柱是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠， 拌勻后再旋去溶劑。一般樣品和硅膠按 1： 1 的量混合， 硅膠使用的量也可以少一些， 但是要保證在旋干后， 不能看到明顯的固體顆粒，讓樣品都吸附在硅膠的表面上。然后小心地加入到裝好的柱子中， 加入洗脫劑洗脫。

柱層析按過(guò)柱時(shí)的壓力可以分為： 加壓， 常壓， 減壓。壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度， 減少產(chǎn)品收集的時(shí)間， 但是會(huì)減低柱子的塔板數(shù)。 所以其他條件相同的時(shí)候，常壓柱是效率最高的， 但是時(shí)間也最長(zhǎng)， 例如一些天然化合物的分離，有時(shí)一個(gè)柱子過(guò)幾個(gè)月也有可能。

減壓柱能夠減少硅膠的使用量，但是由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì)使溶劑揮發(fā)， 有時(shí)會(huì)在柱子外面有水汽凝結(jié)， 另外有些比較易分解的東西可能得不到， 而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣， 噪音大， 時(shí)間長(zhǎng)， 所以減壓過(guò)柱用得比較少。

加壓過(guò)柱是一種比較好的方法， 與常壓柱類似， 但用外加壓力可以使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣，雙連球或者小氣泵 （用魚缸供氣的加壓泵就行）。特別是在容易分解的樣品的分離中很適用。

一般壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。因?yàn)榧訅哼^(guò)柱效率高， 分離效果較好， 所以加壓過(guò)柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是非常適用的。

一些低沸點(diǎn)溶劑裝柱時(shí)往往會(huì)在柱子中產(chǎn)生氣泡， 使柱子變花， 利用加壓過(guò)柱法在裝柱時(shí)就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題， 而且可以使柱子很快裝實(shí)。

隨著科技的發(fā)展， 色譜法的技術(shù)也日新月異， 但柱層析實(shí)驗(yàn)技術(shù)還是比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的， 每個(gè)科研工作者在使用柱層析時(shí)， 可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)不斷地摸索，不斷地總結(jié)和提高柱層析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。