柱层析法是世界各国实验室常用的纯化技术。若操作得当，我们可以快速从混合物中得到我们需要的化合物。和化学实际操作的诸多事情相似的是，如果没有几年甚至十几年的经验积累，色谱柱的快速及有效安装的确会成为一道坎儿。今天我们为大家总结的就是有关色谱柱填充这一环节应该注意的那些看似平常但也有很多讲究的问题。

我们以一般常用的色谱柱为例，如图1所示，其固定相为固体吸附剂，一般使用的是硅胶（SiO₂）或者氧化铝（Al₂O₃）。流动相为液体，从柱体顶端加入，沿着柱体在自身重力或者额外压力（快速色谱法）的作用下流动。固定相和移动相之间的相互作用和不同的吸收程度实现了化合物的分离。

图1. 常见色谱柱结构示意图。

影响分离效果的因素很多，不仅仅气泡会影响分离，为了避免汽包的出现，必须正确的进行柱体填充。

1.选择固定相填充料

二氧化硅和氧化铝都属于极性吸附剂，所以需要分离的混合物中含有极性成分越多时，混合物就越容易贴附在固定相上，因此柱子的洗脱会需要更长时间。大多数的化合物的分离都可以使用二氧化硅，但由于二氧化硅有微酸性，因此它会优先保留基本化合物。氧化铝具有弱碱性，因而对酸性化合物的保持能力很强。对弱性或中等极性组分的分离和胺的纯化有很好的效果。

吸附剂颗粒物的大小也会影响流经柱体的流动相。二氧化硅或者氧化铝的颗粒物的大小有多重选择。

下文介绍的填充技术主要以二氧化硅为例，但同样适用于氧化铝。

2.准备色谱柱

有些柱子含有玻璃粉（如图2的左侧这一根）玻璃粉的作用就是防止固定相下降至柱子底端，但那些没有玻璃粉的柱子，我们就需要使用棉花团或者玻璃棉团塞入柱子底端。使用哪种柱子可依据个人喜好来定。

一开始选择玻璃棉团和棉花团的塞入位置时比较棘手，即便如此，但是玻璃粉也有自己的弊端——清洁较困难，而且也会成为杂质的来源，比如说二氧化硅会沿着玻璃粉泄露流至收集段。为了防止泄露的发生，可以在二氧化硅和玻璃粉之间铺一层砂砾。

玻璃粉本身也有很多孔洞，而且也不尽相同。这意味着溶剂的流速会因柱子的不同而不同。如果玻璃粉的孔洞很多，那么流经的二氧化硅会更多，如果孔洞数量较少的话，那么流速也会相对较慢，但有时候流速过慢的话，快速色谱柱的压力会变大。

图2.含玻璃粉（左侧）和不含玻璃粉（右侧）色谱柱。

玻璃粉柱子

1. 找一支干净没有异物的大小合适的柱子。

2. 紧紧的夹住柱体并关闭旋塞阀（如图2右侧那样）。

3. 加入一层砂砾（高度大概为0.5cm）。

不含玻璃粉柱子

棉花团或者玻璃棉团的大小应该可以足以塞入柱体底部，但是也不要太大，也不要让棉花团太紧实，否则的话会阻碍溶剂的流动（图3所示）。一般取你自己小指指尖大小的一团就够用。

用一根玻璃棒或者其他工具，把棉花团或者玻璃棉团放在柱体zui窄的部位，并保证与柱壁贴合。

紧紧的夹住柱体并关闭旋塞阀（如图2右侧那样）。

在棉团上铺一层细砂砾，直至砂砾与柱体接触（高度大概为2cm，如图3所示）。这样做的好处就是可以让固定相基底更加稳固，并防止不同段带的快速流动。

图3. 上图左侧为恰当大小棉团的选择，右侧为不含玻璃粉柱体的砂砾所需量。

3.柱体填充

柱体填充的方式有很多。你可选择自己得心应手的方法作为惯用手法，但是你会发现不同尺寸的柱子会需要不同的填充方法。每种方法各有利弊，你可尝试每一种方法，然后使用你自己的那一个。

干式填充法1

你需要：

如上文第2部分介绍的那样准备色谱柱

找一个适用于过滤干燥固体的漏斗

一个用于吸取液体的工具

溶剂

二氧化硅或者氧化铝

方法：

1. 向柱体中倒入溶剂，为了去除其中的汽包，要让溶剂流经砂砾和棉团（如图4的步骤B）。

2. 使用一个干燥洁净的漏洞置于柱体上部，将二氧化硅或者氧化铝（固定相）通过漏斗倒入柱体的溶剂中。这时要保证溶剂可以滴漏，以防止发生溢出（如图4的步骤C）。

3. 等待固定相慢慢沉降，并轻击柱体，这样可以保证二氧化硅或者氧化铝在柱子里面沉降的更紧凑（如图4步骤D）。

4. 让溶剂持续滴漏，待与固定相保持同一水平面时停止滴漏（如图4步骤E）。

图4.干式填充法1。

干式填充法2

你需要

如上文第2部分介绍的那样准备色谱柱

溶剂所需漏斗

真空管

溶剂

二氧化硅或者氧化铝

方法：

1. 将二氧化硅干凝胶加入到柱体中，利用家用真空吸尘器通过连接到柱体底部的真空管将硅胶中的空气吸走（如图5步骤B），在下一步轻击柱体时，填充效果会更加。

2. 当吸尘器还在运行时，倒入溶剂（如图5步骤D）。

3. 让溶剂继续沿柱体流动一直到达底部，这时可以关闭旋塞阀并取下真空吸尘器（如图5步骤E）。

4. 继续向柱体中倒入五至六个色谱柱容量的溶剂，确保填充完成。

5. 让溶剂持续滴漏，待与固定相保持同一水平面时停止滴漏（如图5步骤F）。

图5. 干式填充法2。

浆料填充法

你需要：

如上文第2部分那样准备柱子

烧杯两个或者锥形烧瓶两个

玻璃棒或者巴斯德吸管

湿固体用漏斗

溶剂

二氧化硅或者氧化铝

方法：

1. 加入柱体三分之一体积的溶剂（图6步骤B）。

2. 用烧杯测量所需的二氧化硅或者氧化铝用量。

3. 使用分离烧杯或者锥形烧瓶测量溶剂，容量为二氧化硅体积的1.5倍。

4. 向溶剂中加入二氧化硅，分若干次加入，每次少量，同时旋动柱体。使用巴斯德吸管或玻璃棒搅动浆料。

5. 通过滴管或者直接将浆液倒入柱体。为了防止溢出，要保持柱体溶剂的滴漏（图6步骤C）。

6. 轻轻敲打柱体让汽包漂浮到液面上并让二氧化硅慢慢沉降（图6步骤D）。

7. 不断加入浆料，直至所有浆料使用完毕。

8. 使用滴管吸取溶剂冲洗柱体内壁。

9. 让溶剂持续滴漏，待与固定相保持同一水平面时停止滴漏（如图6步骤E）。

图6.浆料填充法。

4.清空柱体

一旦你成功分离化合物，剩下需要做的就是清空并清理色谱柱，以备下次使用。为了加快整个清理过程，可以使用压缩空气洗脱所有溶剂并让压缩空气持续吹过柱体两小时。

这种清理方式可以将干燥自由流动的二氧化硅填充物很容易倒入二氧化硅废物容器。另外，还要将柱体顶端朝下放置于一个相对较大的烧杯上，并在通风柜中放置一宿即可。

切记，二氧化硅灰尘的吸入会对人体造成伤害，一定要在排风柜中清理柱体，并为自己采取适当的防护服，在清理柱体时要减少灰尘的产生。