实验2 柱层析和薄层层析
实验柱层析和薄层层析
实验柱层析和薄层层析层析法是通过分离混合物组分的一种方法，主要有柱层析和薄层层析两种。
本文将介绍它们的原理、步骤和应用。
实验柱层析原理实验柱层析是一种液相色谱分离技术，基于混合物组分在固定相和流动相之间相互分配的差异进行分离。
实验柱层析一般采用正交试验法，即通过改变柱填料、流动相、流速和溶质质量浓度等参数，以缩小响应面，得到最佳分离条件。
步骤1.选择合适的柱径和柱高，并选用合适的柱填料。
2.准备流动相，并过滤除杂质。
将柱填料与流动相充分浸泡，使柱填料达到平衡状态。
3.将混合物加到柱顶，并开始淋洗。
此时各组分在流动相和固定相之间交替分配，被固定相吸附或溶解，同时前进，终于分离。
4.根据检测结果，确定样品组分并计算出分离效果和纯度。
应用实验柱层析作为一种分离技术，广泛应用于医药、化学、生物学等领域。
常见的应用包括：1.分离蛋白质、核苷酸等生物大分子。
2.对化合物进行分离、纯化和定量分析。
3.分离和提取天然产物和药物。
薄层层析原理薄层层析是一种比较简单、快速的分离方法，其原理与柱层析类似，只是采用了薄层硅胶或氧化铝等作为固定相，可直接对液态和固态样品进行分离。
步骤1.准备薄层柱。
2.准备固定相毛细管与混合样品。
3.在薄层柱上涂上一层液态固定相，然后将其晾干。
4.将样品分别点于薄层柱的一端，放入发展槽中，加入足量发展剂。
5.等到液面距离薄层柱顶端约0.5cm时取出，划线，停发展，晾干。
6.在笼罩于发展剂蒸汽中的小钵中烘干至静止。
应用薄层层析作为快速分离、纯化和检测生物和化学样品的一种常用手段，其应用包括：1.对合成的物质进行纯化和分离。
2.植物药的含量测定。
3.对复杂化学物质进行溶剂系统选择和定性分析。
实验柱层析和薄层层析都是常见的层析法，虽然原理类似但有各自的优缺点和应用场景。
在实际应用中，需要根据具体的分离任务选择合适的方法。
薄层色谱和柱色谱分离法
Rf = 溶质的最高浓度中心至原点中心的距离/溶剂前沿至原点中心的距离
薄层层析可适用小量样品（几到几十微克甚至0.01μg）的分离：也可用于多达５００mg样 品的分离，是近代有机化学中用于定性，定量的一种重要手段。
三、 仪器及试剂
硅胶薄板、展开缸、苏丹红乙醇溶液、间硝基苯胺乙醇溶液、苏丹红间硝基苯胺混合溶液、 乙酸乙酯：石油醚（5:95）
薄层色谱和柱色谱分离法
一、 实验目的
１．了解色谱分离的原理及其应用。
2．初步掌握薄层色谱和柱色谱的操作技能。
二、 实验原理
色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（即分配）的不同， 使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组份分开。 流动的液体称为流动相，流动相可以是气体，也可以是液体；固定不动的物质称为固定相，可 以是固体也可以是液体（需吸附在支持剂上）。根据组分在固定相中的作用不同，分为吸附色 谱、分配色谱、离子交换色谱等。按操作条件可分为柱色谱、薄层色谱、纸色谱、气相色谱和 液相色谱等。层析缸ຫໍສະໝຸດ 层析板 试样点展开剂
展开版
四、 操作要点和说明
１． 铺板 本实验直接使用购买的薄层硅胶板，每人一块
２． 点样 用毛细管点样，样点距玻璃板１cm，样点直径不超过２mm，三个样点间距５-６mm。
３． 展开 薄层色谱的展开，需要在展开缸中进行如图。展开方式采用倾斜上行法。
４． 计算Rf值 准确地找出原点，溶剂前沿以及三个样品展开后斑点的中心，分别测量溶剂前沿和样点 在薄层板上移动的距离（如图），求出其Ｒf值。
柱色谱是利用各组分在固定相上的吸附能力和流动相的解析能力不同，使混合物随流动相 流过固定相，发生反复多次的吸附和解析过程，从而使混合物各组分分离开。所用仪器为色谱 柱。纸色谱、气相色谱和液相色谱看教材。
薄层色谱和柱层析综述
薄层色谱和柱层析综述薄层色谱（TLC）是一种简单、快速、经济的分离方法，广泛应用于药物分析、天然产物分离等领域。
TLC的原理是基于物质在固定相（通常是硅胶或聚脂基质）和流动相（通常是有机溶剂或溶液）之间的分配行为。
通过在硅胶板上涂布样品，并将样品在硅胶上移动，样品中的成分会根据其在固体支持物和流动相之间的亲疏性不同而在硅胶上分离开来。
移动过程结束后，可以使用紫外线灯、显色剂或其他方法来观察和检测样品中的化合物。
薄层色谱具有许多优点。
首先，它可以同时分离多种成分，并提供对样品的初步评估。
其次，它是一种快速和经济的方法，几乎不需要仪器设备。
此外，它对样品的量要求很低，只需要微量的样品就可以进行分析。
最重要的是，TLC的操作简单，可以方便地进行实验室分析。
与薄层色谱相比，柱层析是一种更为高效和精确的分离技术。
柱层析的原理是利用固定相（通常是多孔吸附剂或树脂）和移动相（通常是有机溶剂或溶液）之间的相互作用来分离混合物中的化合物。
柱层析中，样品按照它们在固定相和移动相之间的相对亲疏性的不同以不同的速率通过柱子，从而实现物质的分离。
柱层析可以通过调整固定相和移动相的性质、柱子的大小和形状、操作温度等参数来改变分离的选择性和效果。
柱层析通常分为几种类型，包括固相萃取、分区层析、离子交换层析和亲和层析等。
柱层析相比于薄层色谱具有更高的分离能力和选择性。
柱层析通常用于复杂混合物的分离和纯化，如药物、天然产物、蛋白质等。
它不仅可以得到更准确和精确的分离结果，还可以得到更高纯度的样品。
尽管柱层析具有高分离效率和较高纯度的优点，但其操作相对复杂且较耗时。
此外，柱层析通常需要使用专用仪器和设备，使得其成本较高。
综上所述，薄层色谱和柱层析是化学分析和分离中常用的技术。
薄层色谱简单易操作，适用于快速分析和初步评估样品。
柱层析具有更高的分离能力和选择性，适用于复杂混合物的分离和纯化。
根据实际需求，可以选择合适的方法进行化学分析和分离。
柱层析实验报告
柱层析分离色素一、【实验目的】1．了解柱层析的分类，掌握各种柱层析的原理。
2．熟练掌握吸附层析的原理和操作技术。
二、【实验原理】叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。
从植物叶片中提取和分离叶绿体色素是对其认识和了解的前提。
利用叶绿体色素能溶于有机溶剂的特性，可用95%乙醇或无水乙醇提取。
分离色素的方法有多种，如纸层析、柱层析等。
柱层析法是色谱法中的一种，它是根据混合物中各组分对固定相的吸附能力，以及对洗脱剂（即移动相）的溶解度不同将各组分分离。
常用的柱色谱有吸附色柱谱和分配柱色谱两类。
吸附柱色谱通常是在玻璃管中填入表面积很大，经过活化的多孔性物质或粉状固体作为吸附剂（如氧化铝或硅胶），当混合物的溶液流经吸附柱时，就被吸附在柱的上端，然后从柱顶加入溶剂（洗脱剂）洗脱。
由于不同化合物在吸附柱上的吸附能力不同，在同一溶剂中的溶解度也不同，因此各组分随溶剂以不同速度下移，形成色带。
继续用溶剂洗脱，吸附能力最弱的组分就随溶剂首先流出，整个层析过程进行反复的吸附-解析-再吸附-再解吸。
用柱层析法可以分别收集各组分，并逐个鉴定。
本实验是把三氧化二铝填入玻璃管中（压成柱状）作为吸附剂，将叶绿体色素的石油醚提取液倾于吸附柱上，色素即被吸附。
由于色素的种类不同，被吸附的强弱不同，就在吸附柱上排列成为不同的色层，再利用吸附剂在不同溶剂中有不同的吸附力，用不同的溶剂进行洗脱，从而达到叶绿体主要的4种色素（叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素）的分离。
三、【实验材料】原料：新鲜的菠菜叶试剂：1．无水乙醇或95%乙醇 5.三氧化二铝2．石英砂 6．饱和氯化钠溶液3．丙酮 7.水硫酸钠4．石油醚（60-90℃） 8洗脱液：丙酮：石油醚＝1：9 器材：层析柱（1×30cm），研钵，蒸馏装置，脱脂棉，天平，烧杯，过滤漏斗，玻璃棒，锥形瓶，分液漏斗，试管，铁架台四、【实验操作】1．色素的提取：20克菠菜，加少许石英砂，再加20毫升无水乙醇研磨成浆，脱脂棉过滤，保存滤液，滤渣再用无水乙醇提取一次，合并滤液，滤渣再加入30毫升石油醚提取一次，过滤，合并滤液，转移至分液漏斗中,再加入40毫升饱和氯化钠溶液震荡，弃去下层溶液，再分别加入20毫升水震荡洗涤几次，直至下层无色，保留上层溶液，转移至三角瓶中，加入无水硫酸钠干燥5分钟，备用. 2．样品的浓缩：将提取液放入蒸馏烧瓶中，蒸除多余的石油醚，至剩余液体5-8毫升左右，以备加样使用。
柱层析和薄层层析实验报告
柱层析和薄层层析实验报告实验目的：1.了解柱层析和薄层层析的原理和方法；2.掌握柱层析和薄层层析的操作技能；3.熟悉柱层析和薄层层析在不同化合物分离和纯化过程中的应用。
实验原理：柱层析是基于分子在固体填充柱层析柱中的分配系数不同，使得溶液中的化合物能够以不同的速率通过柱层析柱，并在柱中相互分离的一种技术。
薄层层析是将待检样品加载在薄层层析板上，通过毛细作用使得样品在薄层上上升，并在薄层上相互分离的一种技术。
实验仪器和试剂：柱层析仪、薄层层析仪、柱层析柱、薄层层析板、溶液样品、色谱柱填充物、色谱溶剂、染色剂等。
实验步骤：1.柱层析（1）将填充好色谱柱的柱层析仪放置于实验台上并连接好流动相系统；（2）用适当的色谱溶剂预洗柱层析柱；（3）将样品加入柱层析柱并开启流动相系统，实时监测溶液流出；（4）根据溶液流出的情况和实验要求，采集柱层析柱流出的不同组分。
2.薄层层析（1）准备薄层层析板，标记好起点；（2）在薄层层析板上加载待测样品，并使其干燥；（3）将薄层层析板置于薄层层析仪中，并加入适当的色谱溶剂，使其与薄层层析板产生足够的接触；（4）升级薄层层析板，使样品在薄层上上升；（5）取出薄层层析板，根据实验要求，在带有紫外光源下观察色谱斑点，并记录下色谱斑点的相对迁移距离。
实验结果：1.柱层析实验结果展示了分离出的不同组分的溶液，并标记了每个组分的相对迁移时间和相对含量；2.薄层层析实验结果展示了在薄层上分离出的样品斑点，并根据相对迁移距离判断样品的相对含量和分离效果。
实验讨论：1.柱层析和薄层层析在实验过程中的优缺点；2.实验结果是否符合预期，若不符合预期，可能的原因和改进方法；3.模拟实际应用场景，讨论柱层析和薄层层析在不同化合物分离和纯化过程中的应用。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了柱层析和薄层层析的原理和实验方法，熟悉了柱层析和薄层层析的操作技能。
柱层析和薄层层析是分离和纯化化合物常用的技术手段，在生物医药、食品安全等领域都有广泛应用。
薄层色谱和柱层析
薄层色谱和柱层析一、薄层色谱（TLC）1.原理：薄层色谱是一种基于分子在固体表面和流动相之间相互作用的分离技术。
它使用薄层固定在玻璃或铝板上的吸附剂（例如硅胶或氧化铝）来分离混合物中的化合物。
在色谱板上涂覆样品后，通过液态或气态的流动相让混合物成分在吸附剂上移动，不同化合物的移动速度不同，从而实现分离。
2.应用：薄层色谱被广泛应用于药物化学、食品科学、环境科学和生命科学等领域。
它通常用于混合物的分析，确定混合物中是否存在特定化合物。
此外，它也可用于纯化样品中的化合物，通过可视化或其他检测方法来定位目标化合物位置。
3.操作步骤：薄层色谱的操作步骤主要包括：（1）准备色谱板：将吸附剂均匀涂覆在固定的玻璃或铝板上，使其成为薄层。
（2）样品的涂覆：将待分离的混合物溶解在适当的溶剂中，并用微量移液管将样品均匀地涂覆在色谱板上。
（3）开展分离：将涂覆了样品的色谱板悬挂在色谱槽中，加入合适的溶剂溶液，使之满足色谱板的一端。
（4）显色：在色谱板完全干燥后，通过目视或化学法将化合物可视化。
常用的显色剂包括碘、紫外线灯或化学染色剂。
二、柱层析（CC）1.原理：柱层析是一种基于分子在固定填料（固相）和流动相之间相互作用的分离技术。
根据样品的特性选择不同的固相材料，并将其装填在柱中。
当样品通过柱时，不同化合物与固相发生不同程度的相互作用，从而分离。
2.应用：柱层析广泛应用于化学和生物化学领域，用于分离和纯化化合物。
它可用于药物合成中的纯度检查、食品中毒素的分离、蛋白质的纯化等。
柱层析的分离效果通常较好，纯度高。
3.操作步骤：柱层析的操作步骤主要包括：（1）准备填料和柱子：根据需要选择适当的固相材料，并将其装填在柱子中。
（2）样品的预处理：将待分离的样品预处理，如溶解在适当的溶剂中，并清除杂质。
（3）样品注入：将样品注入柱中，注意控制样品体积和注入速度。
（4）洗脱：通过加入不同组成的洗脱液（流动相），使样品中不同化合物以不同速率从柱中洗脱。
柱层析法和薄层层析法简介
柱层析法和薄层层析法简介柱层析法和薄层层析法是化学分析中常用的分离和纯化技术。
柱层析法是一种基于样品在固定相和流动相之间的不同亲和性而进行分离的方法，而薄层层析法则是一种基于样品在薄层固定相上迁移的速率差异进行分离的方法。
下面将对这两种方法进行详细介绍。
一、柱层析法：柱层析法主要包括固定相的选择、柱填充、流动相的选择和柱层析实验步骤。
1.固定相的选择：柱层析法的关键在于选择合适的固定相，以实现样品的有效分离。
常见的固定相有硅胶、氧化铝等无机物固定相，以及聚合物固定相。
根据样品的特性和分离目的，可以选择不同性质的固定相。
2.柱填充：选择好固定相后，将其装入柱子中。
柱子的尺寸和形状因具体实验目的而异，可以选择不同规格的柱子。
柱层析时需要一定的流动相经过柱子，使样品发生分离。
3.流动相的选择：流动相在柱层析中起着溶解样品、推动样品迁移的作用。
选择流动相时要考虑其溶解度、极性和挥发性等因素，以满足样品有效分离的需要。
常用的流动相有水、醇、酸和有机溶剂等。
4.柱层析实验步骤：将样品溶解于流动相，注入柱子上方，通过柱子中流动相的推动，样品将被分离。
在柱层析过程中，可以收集不同部分的淋出液，进一步进行定量分析。
二、薄层层析法：薄层层析法是一种简单快捷的分离方法，主要利用样品成分在薄层和流动相之间的差异速率进行分离。
薄层层析法主要包括薄层固定相的选择、样品的制备、样品在薄层上分离和可视化等步骤。
1.薄层固定相的选择：薄层层析法使用具有吸附性能的薄层材料作为固定相，如硅胶、氧化铝等。
根据样品特性和分离目的，可以选择不同性质的薄层固定相。
2.样品的制备：将样品溶解于合适的溶剂中，制备成涂布于薄层板上的样品。
样品的制备需要注意样品的浓度和纯度，以及溶剂的选择和配比。
3.样品在薄层上的分离：将样品涂布在薄层板上后，放置在流动相中，流动相将会迁移样品在薄层上形成的斑点。
样品的分离程度与样品成分的极性、溶剂的性质和薄层固定相的特性有关。
薄层色谱和柱层析
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缺点
柱层析法的缺点包括样品损失、洗脱峰易受干扰、操作参数难以控制等。此外， 对于某些特定组分的分离，柱层析法可能需要较长的分离时间和较多的样品量。
03
薄层色谱与柱层析的比 较
分离原理的比较
薄层色谱（TLC）
基于吸附剂对不同成分的吸附能力差异进行分离。
柱层析
基于固定相和流动相之间的分配平衡进行分离。
新型固定相
固定相是薄层色谱和柱层析中的重要组成部 分，用于吸附样品中的组分。研究者正在开 发新型固定相，以提高分离效率和特异性。 例如，一些新型固定相可以通过改变表面化 学性质、孔径和形貌等方式来提高分离性能
。
新技术的开发
微流控芯片技术
微流控芯片技术是一种新型的分离分析技术，具有高通量、高分辨率和高灵敏度等优点。 该技术可以将薄层色谱和柱层析集成在一个芯片上，实现快速、高效的分离分析。目前，
结果分析
分析实验结果，比较不同实验条件下的分离效果， 总结实验规律和改进措施。
05
薄层色谱和柱层析的发 展趋势
新材料的应用
硅胶替代品
硅胶是常用的薄层色谱和柱层析材料，但存 在一些限制，如硅胶粒径分布广、吸附能力 不稳定等。因此，研究者正在寻找硅胶的替 代品，如氧化铝、活性炭、聚合物等。这些 新材料具有更好的粒径控制、更稳定的吸附 性能和更高的分离效率。
实验操作步骤
洗脱
结果观察
选择合适的洗脱液进行洗脱，控制洗 脱速度和体积。
观察并记录样品在色谱柱上的分离情 况。
收集
根据需要将洗脱液收集到不同的容器 中。
实验结果分析
数据记录
详细记录实验数据，包括标准品和样品的分离情 况、洗脱液的体积和成分等。
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移动更快），从而将混合物分开，并且可根据产生的不同比移值Rf来
定性的鉴别化合物。
Rf ＝
溶质的最高浓度中心至原点中心距离(L1) 展开剂前沿至原点中心距离(L0) L1
L0
本柱层析实验用中性氧化铝为吸附剂，95%乙醇为 洗脱剂。最初吸附剂将荧光黄和碱性湖蓝 BB混合物中
各组分先吸附到其表面上，而后用溶剂洗脱。溶剂流
mg碱性湖蓝BB的95%乙醇溶液。
实验装置
薄层色谱 柱层析
实验步骤
点样
----薄层色谱
1.分别在距一端1 cm处用铅笔轻轻划一横线作为起始线。
2.取管口平整的毛细管插入样品溶液中，在一块板的起点上点1% 的偶氮苯的甲苯溶液和1%的苏丹Ⅲ甲苯溶液两个样点，样点间相 距1～1.5 cm。
3.如果样点的颜色较浅，可重复点样，重复点样前必须待前次样点 干燥后进行。样点直径不应超过2 mm。
1~1.5cm
1cm
展开
1.展开用9：1（体积比）的甲苯一乙酸乙酯为展开剂。 2.瓶的内壁贴一张高5 cm，环绕周长约4/5的滤纸，下面浸入展开 剂中，以使容器内被展开剂蒸气饱和。 3.待样点干燥后，小心放入已加入展开剂的250 mL广口瓶中进行 展开。点样一端应浸入展开剂0.5 cm。 L1
L0
4.盖好瓶塞，观察展开剂前沿上升至离板的上端1 cm处取出，尽 快用铅笔在展开剂上升的前沿处划一记号，晾干后观察分离的情 况，比较二者Rf值的大小。
经吸附剂时发生无数次吸附和脱附的过程，由于各组 分被吸附的程度不同，吸附强的组分移动得慢留在柱
的上端，吸附弱的组分移动得快在柱的下端，从而达
到分离的目的。
实验药品
薄层色谱：
1%偶氮苯的甲苯溶液，1%苏丹Ⅲ的甲苯溶液，硅胶板， 体积比9:1的甲苯一乙酸乙酯。
柱层析：
中性氧化铝（100~200目），1 mL溶有1 mg荧光黄和1
实验步骤----柱色谱
装柱
1.取15 cm×1.5 cm色谱柱一根，以25 mL锥形瓶作洗脱液的接收器。 2.用镊子取少许脱脂棉放于色谱柱底部，轻轻塞紧，再在脱脂棉上盖 一层厚0.5 cm的石英砂，关闭旋塞，向柱中倒入95%乙醇至约为柱高 的 3/4 处，打开旋塞，控制流速。将 95% 乙醇与中性氧化铝先调成糊 状，再徐徐倒入柱中。用木棒轻轻敲打柱身下部，使填装紧密，当装 柱至3/4时，再在上面加一层0.5 cm厚的石英砂。
实验注意事项
1.薄层层析时，薄层板的制备要厚薄均匀，表面平 整光洁。
2.点样时，各样点间距1—1.5cm，样点直径应不超 过2mm， 3.柱层析时，柱子要致密紧实，无气泡。
有机化学实验
薄层色谱与柱层析
指导教师：何卫民
湖南大学化学化工学院实验中心
主要内容
实验目的
实验原理 实验药品 实验装置 实验步骤
实验注意事项
问题与讨论
实验目的
• 了解色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应 用。
• 掌握柱层析、薄层层析的操作技术。
实验原理
利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性 能（分配）的不同，或其亲和性的差异，使混合
物的溶液流经该种物质进行反复的吸附，或分配
作用，从而使各组分分离。
本实验薄层色谱法中用的吸附剂为硅胶 G，展开剂是9∶1的无水苯 和乙酸乙酯的混合溶剂。最开始苏丹Ⅲ和偶氮苯被吸附在硅胶上，当 展开剂通过时，由于苏丹Ⅲ和偶氮苯本身极性和在展开剂中的溶解度 不同，两者在硅胶上的移动速度也就不同（一般溶解度大和极性小的
上样
3.当溶剂液面刚好流至石英砂面时，立即沿柱壁加入1 mL已配好的含 有1 mg荧光黄与1 mg碱性湖蓝BB的95%的乙醇溶液，当此溶液流至 接近石英砂面时，立即用0.5 mL 95%乙醇溶液洗下管壁的有色物质， 如此连续2～3次，直至洗净为止。然后在色谱柱上装置滴液漏斗，用 95%乙醇作洗脱剂进行洗脱，控制流出速度如前。 4.蓝色的碱性湖蓝 BB因极性小，首先向柱下移动，极性较大的荧光 黄则留在柱的上端。当蓝色的色带快洗出时，更换另一接收器，继续 洗脱，至滴出液近无色为止，再换一接收器。改用水作洗脱剂至黄绿 色的荧光黄开始滴出，用另一接收器收集至绿色全部洗出为止，分别 得到两种染料的溶液。