Lär dig mer om laboratoriekromatografiska kolumner

Dekromatografisk kolonnSeparationsteknik är baserad på de olika partitionskoefficienterna mellan den fasta fasen och den mobila fasen i blandningen. Den stationära fasen är vanligtvis ett adsorbent, såsom kiseldioxidgel, aluminiumoxid, polyamid, etc., som är jämnt fylld i den kromatografiska kolonnen. Den mobila fasen är lösningsmedlet som tar blandningen in i den kromatografiska kolonnen, även känd som elueringsmedel. När den mobila fasen rör sig i den kromatografiska kolumnen förblir varje komponent på den fasta fasen under olika tiden på grund av skillnaden mellan partitionskoefficient för att uppnå separering.

Som ett viktigt separationsverktyg spelar laboratoriekromatografisk kolumn en viktig roll i kemiska, biologiska, farmaceutiska och andra områden. Baserat på principen om kromatografi kan separationen av varje komponent i blandningen realiseras effektivt genom att använda skillnaden mellan partitionskoefficienten, adsorptionskapacitet och löslighet för olika ämnen mellan den fasta fasen och den mobila fasen. Denna artikel kommer att introducera den grundläggande principen, typ, urvalsmetod, driftsförfarande och tillämpning inom olika områden med laboratoriekromatografisk kolumn i detalj.

 

Laboratoriekromatografiska kolumner kan delas upp i många typer beroende på deras princip om handling, fylla material, form och storlek.

◆ Klassificering efter handlingsprincip

1) Adsorptionskolonnkromatografi: Adsorbenten används för att separera skillnaden i adsorptionskapacitet för varje komponent i blandningen. Valet av adsorbent beror på arten av ämnet som ska separeras, såsom kiseldioxidgel är lämpligt för separering av icke-polära och polära föreningar, och aluminiumoxid är lämplig för olika typer av föreningar enligt syra och alkali.

2) Partitionskolonnkromatografi: Blandningen separeras beroende på skillnaden i partitionskoefficient mellan de fasta och mobila faserna. Partitionskolonnkromatografi använder vanligtvis ett lösningsmedelssystem som den mobila fasen och justerar partitionskoefficienten genom att ändra lösningsmedlets sammansättning.

3) Jonbytekolonnkromatografi: Den selektiva adsorptionen och frisättningen av joner i blandningen separeras av jonbytesharts. Jonbyteshartser har specifika jonbytargrupper som kan byta joner i det separerade ämnet.

◆ Sortera genom att fylla material

1) Silikagelkolonn: Kiseldioxidgel är en vanligt använt adsorbent, lämplig för separering av en mängd organiska ämnen. Silikonkolonner har utmärkt termisk och kemisk stabilitet och kan användas över ett brett pH -intervall.

2) Kolumn av aluminiumoxid: aluminiumoxidkolonn är uppdelad i sura, alkaliska och neutrala aluminiumoxidkolonn enligt syra och alkali, lämplig för olika typer av föreningsseparation. Alumina -kolumn har stark adsorptionskapacitet för polära ämnen.

3) Polyamidkolonn: Polyamidkolonnen har funktionen av adsorptionskromatografi och partitionskromatografi och är lämplig för separering av föreningar som kan bilda vätebindningar med polyamid, såsom fenoler, syror, kinoner, etc.

◆ Sortera efter form och storlek

1) Glaskolumn: Den typ av kromatografisk kolumn som vanligtvis används i laboratorier, med fördelarna med transparens och enkel observation. Storleken på glasskolonnen bestäms enligt mängden material som ska separeras och graden av separationssvårigheter, och diametern till höjdförhållandet är i allmänhet mellan 1: 8 och 1:50.

2) Kolonn i rostfritt stål: Kolonn i rostfritt stål har fördelarna med korrosionsbeständighet och tryckmotstånd, vilket är lämpligt för kromatografisystem med högt tryck. Användningen av kolumner i rostfritt stål är relativt sällsynt, men har fördelar under vissa förhållanden.

 

Valet av en lämplig kromatografisk kolonn är avgörande för att uppnå effektiv separering. När du väljer kromatografiska kolumner måste följande faktorer beaktas:

◆ Egenskaper hos det separerade ämnet: inklusive polaritet, molekylvikt, elektriska laddningsegenskaper, etc. Dessa egenskaper bestämmer interaktionen mellan det separerade substansen och den stationära fasen, vilket påverkar separationseffekten.   ◆ Separationssyfte: Enligt det olika syftet med separationen väljer du lämplig kromatografisk kolumntyp. För separering och rening av proteiner kan till exempel jonbytekolonnkromatografi eller affinitetskolonnkromatografi väljas; För separering av små molekylära föreningar kan adsorptionskolonnkromatografi eller partitionskolonnkromatografi väljas.

◆ Kolumnens storlek: Storleken på kolumnen beror på mängden material som ska separeras och lättheten av separationen. I allmänhet, ju längre kolumnen, desto bättre är separationseffekten, men desto längre separationstid; Ju tjockare kolonnen, desto större är provvolymen som kan separeras på en gång, men separationseffekten kan vara något sämre. Därför måste separationseffektiviteten och separationstiden övervägas omfattande när du väljer kolumnstorleken.   ◆ Val av stationär fas: Valet av stationär fas beror på arten av ämnet som ska separeras och syftet med separationen. Kiseldioxidgel, aluminiumoxid, polyamid, etc. är vanligtvis stationära fasmaterial, som har olika adsorptionsegenskaper och appliceringsintervall. När du väljer en stationär fas måste faktorer som selektivitet, upplösning och massöverföringshastighet beaktas.

Laboratoriekromatografiska kolumner har ett brett utbud av applikationer inom ett antal fält, inklusive men inte begränsat till följande:

◆ Proteinseparation och rening: Kromatografisk kolumn är ett av de viktiga verktygen för proteinseparation och rening. Enligt skillnaden mellan proteinstorlek, laddningsegenskap och affinitet kan olika kromatografiska metoder väljas för separering och rening. Exempelvis är jonbytekolonnkromatografi lämplig för proteiner separerade med laddningsegenskaper; Affinitetskolonnkromatografi använder specifika bindningsegenskaper för att isolera och rena målproteiner.

◆ Separation av nukleinsyror: Kromatografiska kolumner kan också användas för separering av nukleinsyror. Genom specifika kromatografiska metoder kan nukleinsyramolekyler med olika längder och strukturer (såsom DNA -fragment och RNA -molekyler) effektivt separeras i kolonnen för att tillgodose behoven hos efterföljande nukleinsyraanalys, sekvensering och andra experiment.

◆ Separation av små molekylföreningar: läkemedelsintermediat, små molekylkomponenter i naturliga produkter etc. kan separeras med hjälp av kromatografiska kolumner. Enligt skillnaden mellan partitionskoefficient mellan fast fas och mobil fas kan lämplig kromatografisk metod väljas för separering och rening av små molekylföreningar. Till exempel är omvänd fas-kiseldioxid gel lämplig för separering av lipofila små molekyler; Den normala kiseldioxidgelen är lämplig för separering av hydrofila små molekyler.

◆ Fraktionell separering av polysackarider: Den kromatografiska kolonnen kan användas för fraktionerad separering av polysackarider. Enligt storleken på polysackaridmolekyler och grenad kedjestruktur kan lämpliga kromatografiska tekniker väljas för att separera polysackaridblandningar i olika nivåer, vilket är användbart för att ytterligare studera förhållandet mellan struktur och funktion av polysackarider.

◆ Andra applikationer: Kromatografiska kolumner används också i stor utsträckning vid separering och extraktion av intracellulära produkter efter cellbrott, separering och rening av aktiva komponenter i växtextrakt, separering och rening av antibiotika, separering och rening av enzymer, rening av antikroppar och separering och koncentration av virus. Dessutom spelar den kromatografiska kolonnen också en viktig roll i separationen och analysen av petrokemiska produkter, separering och detektion av livsmedelstillsatser, separering och rening av kosmetiska råvaror, klassificeringsanalysen av polymermaterial och separering och rening av naturliga kryddor.