问题：柱层析分离的理论研究初步，讨论
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版块：基本操作、分离技术(qixie,wanghong,)
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时间：2005-04-23 23:03:22 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

受论坛网友uncle的影响，打算用数学的方式讨论一下柱层析分离技术。不对之处，请大家多多指正。

本文所指的柱层析技术：
1、Flash chromatograph 加压快速过柱
快速过柱，避免了扩散的产生，分离效果大大提高。
2、用薄层层析硅胶装柱，柱层析硅胶干法上样。上样高度不超过2-3mm
干法上样，保证了上样的均匀性。
3、洗脱剂=展开剂
4、TLC上，二点没有重叠

假设：
1、柱层析也有一个Rf值。对上面的柱层析技术，该Rf值=薄层层板(TLC）的Rf值。
根据我的经验，该假设成立

问题：
设硅胶高度为h厘米,单位厘米的硅胶体积为s。TLC上有两个点，x,y,Rf分别为Rf1和Rf2，其中Rf1>Rf2
现在要把上述两个点分开。请问x什么时候出来，用什么样的接收瓶能保证把两个点分开。

解答：
hx=x点出现在柱下方的时候，洗脱剂总共流过的高度
hy=y点出现在柱下方的时候，洗脱剂总共流过的高度
设硅胶部分含溶剂体积为V,V肯定小于h*s

当洗脱剂从柱上方流到柱下方的时候，x点到达h*Rf1处，y点到达h*Rf2处。
要让x点到达柱下方，其实就是解下列方程
h/hx=(h*Rf1)/h=Rf1
即：hx=h/Rf1
同理，y点到达柱下方，洗脱剂需流经hy高度,hy=h/Rf2
x,y点相差距离为hy-hx，考虑到他们都有扩散，设其扩散半径相同，都为R
对于快速柱，扩散效应都不厉害，设其值为，R=（hy-hx）/4，即假设他们中间夹着一个同样大小的中间点
则x,y点实际相差距离为hy-hx-2R=（hy-hx）/2

所以，当接受瓶总共接受到hx*s+V=h/Rf1+V体积的时候，hx开始出现，V<h*s。
如果接受瓶的体积小于(h/rf2-h/rf1)*s/2的时候，可足够保证分开x和y点，

举一个例子，如果硅胶高度为h=10cm，单位面积为s=1平方厘米。两点Rf值分别为0.25,0.2
则，当接受瓶总共收集到40ml(10*1/0.25)到50ml(10*1/0.25+10*1）的时候，x点会出现。接受瓶容量为（50-40）/2=5ml的时候，可将两点分开。

从上面，可以得出下列推论
1、如果Rf越小，则点越晚出来，浪费的溶剂越多。
2、如果Rf提高，则相应接受瓶的容量应小一些。
3、Rf合适的高度，应该是在TLC上，两点之间距离刚好可以容纳第三点，这样，理论上就可以分开这两点了。
4、上样高度越薄，则其扩散程度越低，分离效果越好。建议高度不超过2-3mm。所以，尽量采用粗柱子
5、硅胶高度越长，则浪费的溶剂也越多，不过，接收瓶容量可以更大一些。
6、硅胶高度越短，接受瓶容量应该小一些。
7、硅胶的高度，比TLC的高度高一些即可，没有必要装的很高。

一般为了得到更好的分离，通常是要把样品的Rf值调到0.2-0.3之间，不过，许多情况下，如果接受瓶小一些，即使Rf值在0.5，0.6，也同样可以把紧挨着的点分开，似乎可以验证该文结论。

回复人：freeman341,▲ (:)) 时间：2006-02-16 00:14:31 编辑	1楼
严重支持！！

回复人：yangzh8510,▲ (勤奋、好学、塌实、稳重) 时间：2006-09-20 13:25:55 编辑	2楼
值得学习

回复人：mwwei,▲ () 时间：2006-11-25 08:52:35 编辑	3楼
值得学习，不过理论需要很多的实践来验证，不知你现在的心得？

回复人：ky3000t,▲▲ () 时间：2006-12-06 02:51:37 编辑	4楼
严重同意第7点，我现在就是这样做的，难分的还可以调到0.1左右。

回复人：quan,▲▲ (学化学，要从娃娃抓起...) 时间：2005-04-30 11:56:22 编辑	5楼
任何理论，用数学表达之后才是最完美的。谢谢！根据你的结论，我现在大胆的用高极性洗脱剂过柱子，用小瓶子来接收，大大节约了溶剂和过柱时间。现在过一个柱子，从装柱到过，1个小时就over了。

回复人：拍蚊,▲ () 时间：2005-05-01 12:27:48 编辑	6楼
挺好!

回复人：shennt,▲▲ (从事有机合成工作) 时间：2011-04-12 13:46:17 编辑	7楼
有幸今天拜读你的大作，你讲的非常的好，不过我看着有点不明白，所以，当接受瓶总共接受到hxs+V=h/Rf1+V体积的时候，hx开始出现，V<hs 这里面是不是应该是减号？如果我不对，能不能再讲一下，只有这里我没看明白

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