萃取色谱的操作技术
同修 / 2022-07-07
萃取色谱的操作技术
如前所述， 恭取色层分离技术，按其操作方式的差别可分为往求取色清(CC)、纸萃取色谱(PC)和薄层萃取色谱(TLC)三种。柱色请可用于微克至克级量的样品分离，纸色谱仅能用于微克级样品。在无机痕量分析与核化学中，应用最广泛的是柱萃取色语，薄层色谱应用很少。为此，这一节将重点介绍柱萃取色谱的实验技术，对于纸上萃取色谱拟作简单的说明
7.3.1柱萃取色谱的技术
7.3.1.1 支持体的选择
萃取色谱柱的柱床由支持体和固定相组成。支持体的作用是使萃取剂以液膜形式分散在支持体颗粒表面上。研究证实，支持体的性质对柱色谱的分离功效有至关重要的作用。正确选择支持体材料已成为柱萃取色谱中遇到的一个操作技术问题。
一种理想的支持体材料应具备下列一些条件：
(1)支持体对于用作固定相的各类萃取剂有良好的浸润性，以便可保留足够量的固定相；同时，浸渍在支持体上的固定相必须有一定的牢固性与稳定性，不会轻易流失于流动相中；
(2)支持体应有很好的化学惰性，它们既不被固定相溶解或溶胀，也不被流动相溶解或腐蚀。
(3)支持体的表面积要大，以便于固定相呈均匀的薄膜形式保留在支持体上。能够满足这一条件的大多数是一种多孔性物质，但是要求这些材料的孔隙大小分布范围要狭窄，孔径的大小要适宜；
(4)支持体的物理性能要好，具有足够的机械强度。在装柱，萃取剂的浸泡以及色谱柱的再生过程中不致产生破碎现象。对于应用于高辐射场放射性物质分离的支持体，还应有较好的耐辐射性能，
(5)支持体必须价格合理，易于获得，并且使用简便。这一点在常规分析与制备性分离中特别重要。
迄今为止，完全满足以上各项要求的支持体还不多见。但是，实践表明，许多其他色谱方法(如气相色谱，吸附色谱、凝胶色谱)中使用的支持体以及用于其他目的的粉末材料，基本上能达到上述的要求。因此，可供选择的材料并不少，至少有二、三十种。
在目前常用的支持体材料中，种类很多，性能各异，通常可分为两大类。第一类是表面被轻基覆盖的支持体，它们基本上是一些无机物质，有较高的表面能，对水的浸润性能好。属于此类支持体的有硅胶(或硅球)、硅藻土(celite, Chromosorb w,Hyflo Super cel等*)、玻璃珠，纤维素、氧化铝等。这些支持体在使用之前都需要用二甲基二氯硅烷(DMCS)或三甲基一氯硅烷(TMCS)等试剂进行预处理，使其表面疏水化，以能被各种有机萃取剂所浸润。第二类支持体包括表面能较低的有机聚合物，其本身都是疏水性的，对有机溶剂有较好的浸润性。属于后一类支持体的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯(Kel-F，CTFE-2300，Plascon, Hosteflon C2,Ploroplast-3, Daiflon M-300, Voltalef等)、聚四氟乙烯(Toflon, Algoflon, Teesix, Ploroplast-4,Chromosorb T，Fluoropalk-80，Haloport等)、聚氯乙烯一乙酸乙酷共泵物(Corvio)、聚异丙播、聚基乙场-二乙婚米的接枝共聚物(S-D.V. B, Charomassb 101, Choonmoserb 102, BioHedSM-1, BioBead SM-2,AmberlystXAD-1,Amberlyst XAD-2Ponlybond 等)以及纤维素粉等。除了上述两类基本的支持体外，其他一些材料， 诸如聚氨酯泡沫塑料和泡沫橡胶玻璃纤维滤纸也得到了应用。研究表明，某些吸附树脂，例如GDX-203和GDX-301，它们的比表面分别为800米2/克和460米2/克，对TBP等萃取剂有较大的吸附容量，因此也可用作支持体。最近，钱希真等对国产聚偏氟乙烯树脂(PVDF)与常用的六种支持体材料，包括红色硅藻土，硅烷化硅藻土，聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯和聚偏乙烯，在HDEHP萃取色谱柱上的分离性能作了仔细的比较，结果发现，PVDF作为一种新的支持体材料，具有理论塔板高度小、洗脱曲线对称而且狭窄，拖尾现象明显减少，固定相不易脱落，装柱容易等特点，因而推荐在萃取色谱中应用。
在上述众多的支持体材料中，最常用的是一些硅烷化的硅胶(或硅球)，硅藻土及含氮有机物。表7.4中列出了这些支持体的一些特征参数，可供选用时参考。
必须指出，在市售的各类材料中，尤其是进口商品，支持体的商标名称繁多，有的名称虽然相似，但实际的性能各异，在选购时务必仔细认清其规格与使用性能。对于国产试剂，一般应选用“色谱级”材料为宜。上海试剂厂、大连红光化工厂生产的硅藻土，青岛海洋化工厂出品的硅胶，上海曙光化工厂生产的聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯，上海第四试剂厂出品的硅球以及上海第六塑料制品厂的聚氨酯泡沫塑料都是一些常用的支持体材料。
对于支持体颗粒的选择，应视具体的分离对象而定。如上所述，粒度较小的支持体，理论塔板高度小，柱效率较高，通常用于较难分离的组分。但是，细颗粒支持体的柱床紧密，流速较慢，分离时间冗长。粒度小于400目的支持体，常压下使用困难，通常需要在加压的条件下进行。对于比较容易分离的组分，可以选
用粒度适中的支持体，例如100～160目(粒径为0.136～0.079毫米)的材料较为适宜。另一方面，支持体的粒径范围要选得窄一些，颗粒应该尽可能均匀。为此，最简单的方法是用标准孔眼的筛网对选用的材料进行筛选分级。若要制备高压萃取色谱柱时，为了获得粒度细而均匀的支持体，可以采用逆流浮选法或沉降分级法进行处理。有关技术细节可参阅资料。
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