色谱柱基本知识
色谱柱 原理
色谱柱原理
色谱柱是色谱分析中的关键部分，它是一种固定相和流动相相互作用的介质。
它通常由一种固体或涂覆在固体表面上的液体组成。
色谱柱的原理是利用样品在固定相上的相互作用来进行分离和分析。
色谱柱的固定相可以是多种不同材料，如硅胶、石英、聚合物等。
固定相的选择通常取决于需要分离的化合物的特性。
例如，硅胶色谱柱适用于极性化合物的分离，而聚合物色谱柱适用于非极性化合物的分离。
流动相是通过色谱柱的液体或气体，它分为稳定相和动态相两部分。
稳定相通常是一种不揮发的溶剂，它用来固定样品在固定相上，而动态相是通过柱上的流动相来实现分离。
在进样时，样品溶液被注入色谱柱中。
样品与流动相相互作用后，根据样品与固定相之间相互作用的不同，样品分成了不同的成分。
这些成分经过一段时间后，逐渐从柱中洗脱出来，形成不同的峰。
峰的高度和形状代表了样品中不同成分的含量和化学性质。
通过测量峰的面积或高度，可以定量分析样品中的不同物质。
在色谱分析中，色谱柱的选择非常重要，它直接影响到分离效果和分析结果的准确性。
因此，在选择色谱柱时，需要考虑样品的性质、分离效果和分析要求等因素，并根据实际情况进行选择。
色谱柱基础知识的总结
色谱柱基础知识简介一、色谱柱工作原理当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出二、色谱柱的分类2.1 色谱柱主要分为填充柱和毛细管柱注：此外，还有一些综合了填充柱和毛细管柱特点的特殊色谱柱，例如Alltech 公司采用专利技术生产的集束管毛细管柱。
2.2 填充柱与毛细管柱的比较表1 填充柱与毛细管柱的比较色谱柱内径/mm 长度/m柱材料柱容量载气流速填充柱2-50.5-3玻璃或金属材质mg20-30mL/min毛细管柱0.10-0.810-100熔融石英或不锈钢、聚酰亚胺涂层ng1-10mL/min注：毛细管柱外层为聚酰亚胺，可修补柱子缺陷（即增强柔韧性）并且增加强度。
三、填充柱3.1 填充柱的构成3.1.1 填充柱的柱管填充柱可以使用任何类型的柱管，只要它对样品是清洁,、惰性的, 以及能够承受GC 的柱箱温度，像：不锈钢管、玻璃管、铜管、聚四氟乙烯管、聚合物管等。
3.1.2固体载体（颗粒）和固定相近距离观察一个填充颗粒,会发现它是由一个固体载体（颗粒）和在它上面均匀涂渍的涂敷物（叫做固定相）所组成。
固体载体即液态固定相附着的载体，其细小、均匀、多孔，增加与样品接触的表面积。
常用的固体载体为硅土。
固体载体也有不同大小的颗粒度，颗粒度是指“目数大小”。
一般是根据柱径来选择固体载体的粒度，保持载体的直径为柱内径的1/20 为宜。
常用60-80目及80-100目。
表 2 直径大小与目号的关系四、毛细管柱4.1 毛细管柱的构成毛细管色谱柱由两个主要部分组成：管身和固定相。
4.1.1 管身毛细管柱的管身一般使用熔融二氧化硅或不锈钢作为基本材质。
熔融二氧化硅即高纯度合成石英（以下通称熔融石英），通常在其表面涂上一层聚酰亚胺做为保护层。
GC色谱柱基础知识介绍
上海试剂厂
异构烷烯烃、异构醇类 苯类
400
美国 Davison 10A
环烷类及 5A 分子筛可吸附者
美国 Linde 13X
俄国 Zeolit NaX
（二）高分子多孔小球 高分子多孔小球（GDX）是以苯乙烯等为单体与交联剂二乙烯苯交联共聚的小球。这种
聚合物在有些方面具有类似吸附剂的性能，而在另外一些方面又显示出固定液的性能[8]。因此，
在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。不仅要考虑被测组分的性质， 实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。有关内容我们将在以 后章节中加以详细讨论。
第二节 填充气相色谱柱
填充气相色谱柱通常简称填充柱，在实际分析工作中的应用非常普遍。据资料统计， 日常色谱分析工作大约有 80%是采用填充柱完成的。填充柱在分离效能和分析速度方面比 毛细管柱差，但填充柱的制备方法比较简单，定量分析的准确度较高，特别是在某些分析 领域（例如气体分析、痕量水分析）具有独特用途。从发展上看，虽然毛细管柱有逐步取 代填充柱的趋势（例如已有一些日常分析使用 PLOT 柱代替过去常用的气固色谱填充柱）， 但至少在目前一段时期内，填充柱在日常分析中仍是一种十分有价值的分析分离手段。
这一类吸附剂包括具有强极性的硅胶、中等极性的氧化铝、非极性的炭素及有特殊吸附作 用的分子筛。它们大多数能在高温下使用，吸附容量大，热稳定性好，是分析永久性气体及气 态烃类混合物理想的固定相。但使用时应该注意: ⑴吸附剂的吸附性能与其制备、活化条件有 密切关系。不同来源的同种产品或者同一来源而非同批的产品，其吸附性能可能存在较大的差 异；⑵一般具有催化活性，不宜在高温和存在活性组分的情况下使用； ⑶吸附等温线通常是 非线性的，进样量较大时易出现色谱峰形不对称。
色谱柱名词解释
色谱柱是色谱分析中使用的一种关键设备，用于将混合物中的成分分离并进行定性和定量分析。
以下是一些与色谱柱相关的常见名词解释：
1. 固定相（Stationary Phase）：色谱柱中的固定涂层或填料，具有特定的化学性质和分离能力。
样品在固定相中发生相互作用，导致不同成分以不同速度移动并被分离。
2. 流动相（Mobile Phase）：用于携带样品通过色谱柱的流体，可以是气体（气相色谱）或液体（液相色谱）。
流动相的选择取决于分析目标和色谱柱类型。
3. 柱效（Plate Number）：用于描述色谱柱分离能力的度量。
柱效越高，表示色谱柱的分离效果越好。
4. 保留时间（Retention Time）：在色谱柱中，样品组分从进样到检测器出现的时间。
保留时间可以帮助确定化合物的特征和纯度。
5. 色谱峰（Chromatographic Peak）：色谱图中呈现出的高度峰值，表示在特定保留时间内检测到的样品成分。
6. 柱温（Column Temperature）：色谱柱的操作温度，可以对分离效果和分析速度产生影响。
某些分析方法需要在特定的温度下进行。
7. 柱寿命（Column Lifetime）：色谱柱使用期限，取决于使用条件和期间的保养和维护。
柱寿命的结束通常由分离性能下降或峰形变得不规则来决定。
气相色谱柱的基本知识
气相色谱柱的基本知识本文简单介绍了气相色谱柱固定相极性、保留机制、基本柱参数，以及气相柱固定相选择的方法。
仅供参考。
1、固定相极性：极性或非极性。
相似相容原理：非极性化合物-非极性固定相80%的应用使用最普遍的固定相：ZB-1、ZB-5、ZB-WAX；其他20%的应用使用特殊固定相。
Q Q 3 0 9 3 3 5 7 4 0 52、固定相保留机制：（1）色散力；（2）永久偶极；（3）诱导偶极；（4）H-键合；（5）π-π键合（1）色散力：非极性相互作用，最弱的作用力，按沸点差别分离对应色谱柱：ZB-1、ZB-1ms、ZB-5、ZB-5ms（2）偶极-偶极：极性相互作用，中等强度，最普遍用于含O、N或卤化的化合物对应色谱柱：ZB-624、ZB-1701、ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP（3）H-键合：极性相互作用，最强的相互作用（有时是不利的）对应色谱柱：ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP（4）π-π作用：π电子的相互作用，中等强度，如芳香族、腈类、羰类和烯/炔对应色谱柱：ZB-5、ZB-5ms、ZB-35、ZB-50、ZB-624、ZB-17013、气相柱基本柱参数，膜厚、柱容量、色谱柱极限温度图1 色谱柱规格描述（1）膜厚：一根气相柱的膜厚度会影响到几个重要的色谱参数①保留：厚膜柱对低沸点化合物有更强保留②柱效：膜越薄柱效越高③活性：膜越厚对酸碱的活性越低④载样量：膜越厚载样量越大⑤流失：膜越薄流失越低（2）柱容量：色谱柱对溶质可容纳的最大值，超过该值，峰型会发生畸变。
与柱容量相关的因素：①固定相与溶质极性的匹配性；②膜厚；③内径；④柱长（3）色谱柱温度极限：①温度下限---低于该温度使用柱效会降低，但不会破坏固定相；②恒温温度上限---可在此温度长时间使用；③程序升温温度上限---不可超过此温度，在此温度不能超过10分钟。
图 2 Zebron系列气相柱固定相类型图 3 Zebron系列气相柱极性大小比较图 4 Zebron系列气相柱固定相选择。
化学分析中的柱色谱法基础知识
化学分析中的柱色谱法基础知识柱色谱法是化学分析的基础技术之一，其广泛应用于分离、分析、净化、提纯等领域。
柱色谱法最早应用于有机化学中，主要用于分离各种有机物。
但随着仪器技术的不断升级，柱色谱法已经可以应用于各种领域，包括无机分析、生化分析、环境分析、食品分析等。
柱色谱法的基本原理柱色谱法主要利用物质分子在不同站点处所受的吸附作用差异，来完成分离、分析等任务。
通俗地说，柱色谱法就像是在不同人群中找到不同特征的一样，将不同的物质分开。
整个柱色谱法的过程主要包括三个步骤：样品进样、分离、检测。
其具体过程如下：1、样品进样：将待分离样品注入到柱子中，并通过色谱柱使样品分离。
2、分离：根据不同物质所受吸附作用的差异，在色谱柱中完成不同物质的分离。
3、检测：通过检测器，对分离出来的物质进行鉴定和定量。
柱色谱法的色谱柱柱色谱法的柱子是柱色谱法的核心部件，柱子的质量和种类对整个柱色谱法都至关重要。
目前常用的柱子有液相色谱柱（Liquid Chromatography Column）和气相色谱柱（Gas Chromatography Column）。
在柱子中，分离物质被分子筛分离，根据色谱柱的不同材料、填充物和分子筛分子的大小，可以分为多种柱子，如反相柱、离子柱、手性柱等等。
不同的柱子适用于不同的分离对象和条件，选用合适的柱子能够明显提高柱色谱法的分析效果。
柱色谱法的应用柱色谱法技术的应用领域十分广泛，可用于制药、食品、环境和生物等行业中的质量控制和检验检疫。
以下是柱色谱法的常见应用领域：1、制药工业中，利用反相柱对药物混合物进行消杂，提纯或分离开来。
2、食品工业中，用于检测食品中的添加剂、色素、香料等成分，以及检测食品中的农药残留。
3、环境监测领域，用于污染物检测和土壤分析等。
4、生物科学领域中，利用手性柱分离和分析手性化合物、蛋白质等。
总之，柱色谱法是化学分析领域中最为重要的技术之一，它能够通过选择合适的柱子，分离出不同的化合物和成分，进而实现分析和定量等任务。
气相色谱柱知识详解
v1.0 可编辑可修改气相色谱柱知识详解第一节气相色谱柱的类型气相色谱法（gas chromatography, 简称GC）亦称气体色谱法，气相层析法。
其核心即为色谱柱。
气相色谱柱有多种类型。
从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。
色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等，根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。
在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者应用范围最广。
对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱，其形状有U型的和螺旋型的，使用U 型柱时柱效较高。
按照色谱柱内径的大小和长度，又可分为填充柱和毛细管柱。
前者的内径在24mm，长度为110m左右；后者内径在，长度一般在25100m。
在满足分离度的情况下，为提高分离速度，现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。
固定液的种类繁多，极性各不相同。
色谱柱对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。
常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。
新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。
其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效，是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。
在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。
不仅要考虑被测组分的性质，实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。
有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。
第二节填充气相色谱柱填充气相色谱柱通常简称填充柱，在实际分析工作中的应用非常普遍。
据资料统计，日常色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。
填充柱在分离效能和分析速度方面比毛细管柱差，但填充柱的制备方法比较简单，定量分析的准确度较高，特别是在某些分析领域（例如气体分析、痕量水分析）具有独特用途。
HPLC色谱柱的基础知识及使用技巧
HPLC色谱柱的基础知识及使用技巧一、引言高效液相色谱法（HPLC）是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的分析技术。
色谱柱是HPLC系统的核心组成部分，其性能直接影响分析结果的准确性和可靠性。
本文将详细介绍HPLC色谱柱的基本原理、分类、使用及维护等方面的专业知识。
二、色谱柱的基本原理色谱法是一种基于不同物质在固定相和移动相之间的分配平衡进行分离的物理化学方法。
HPLC色谱柱的核心是固定相，它是由硅胶、氧化铝、活性炭等颗粒状物质组成。
当样品溶液通过色谱柱时，不同物质根据其与固定相的相互作用力大小，依次从固定相中解吸下来，从而实现各成分的分离。
三、色谱柱的分类1.正相色谱柱：适合分离极性化合物，如糖类、醇类等。
2.反相色谱柱：适合分离非极性化合物，如脂肪酸、烃类等。
3.离子交换色谱柱：适合分离带电离子或极性化合物，如氨基酸、核酸等。
4.体积排阻色谱柱：适合分离大分子物质，如蛋白质、多糖等。
四、色谱柱的选择与使用1.根据分析物的性质选择合适的色谱柱。
2.确保色谱柱不受污染，使用前需进行清洗和活化。
3.避免过度使用压力，以延长色谱柱的使用寿命。
4.定期更换色谱柱，以保证分析结果的稳定性。
五、色谱柱的维护与保养1.使用后及时清洗色谱柱，防止残留物对柱子的污染。
2.色谱柱应储存于干燥、避光的环境中，避免受潮或暴晒。
3.对于长期不用的色谱柱，应定期检查其性能并进行活化处理。
4.避免将色谱柱置于高温或低温环境中，以防止硅胶固定相产生裂纹或变形。
5.定期更换流动相，以保证流动相的质量和稳定性。
同时，流动相的pH值应控制在固定相所能承受的范围内。
6.在使用过程中，应时刻关注色谱柱的压力变化。
若发现异常压力或突然变化，应及时检查柱子是否堵塞或受损。
若确有问题，应立即停止使用并进行修复或更换。
7.在使用过程中，还应注意观察色谱峰的形状和大小。
若发现异常峰或分离效果变差，应考虑更换流动相或清洗柱子。
若问题仍未解决，应考虑更换色谱柱。
色谱柱基础知识的总结
色谱柱基础知识的总结色谱柱是色谱分析中的重要工具，它是用来分离混合物中不同化合物的设备。
色谱柱的选择和使用对于色谱分析结果的准确性和灵敏度起着至关重要的作用。
下面将对色谱柱的基础知识进行总结。
色谱柱的种类主要包括气相色谱柱（GC柱）和液相色谱柱（LC柱）。
GC柱使得样品在高温下蒸发成为气态，然后通过柱子的分离效应进行分离。
LC柱是将可溶于液相的样品通过柱子的分离效应进行分离。
色谱柱的工作原理是样品分离的基础。
色谱柱的分离效应由固定填充物和流动相的选择决定。
固定填充物是色谱柱中的重要组成部分，分为填充型和包袋型。
填充型色谱柱常用的填充物有硅胶、氧化铝、氮化硅等。
填充型色谱柱适用于对极性物质的分离。
包袋型色谱柱通常是指薄层涂布型的液相色谱柱，常见的包袋型色谱柱有C18、C8、C4等。
包袋型色谱柱适用于对非极性以及中等极性物质的分离。
流动相的选择也是色谱柱分离效应的关键因素。
在GC柱中，通常使用气体作为流动相，常用的有氢气、氦气等。
在LC柱中，流动相一般是有机溶剂和缓冲液的混合物，常见的有甲醇、乙腈等。
流动相的选择要根据要分离的物质的属性，如极性、溶解度等进行合理选择，以提高分离效果。
色谱柱的选择要根据需要分离的物质的性质进行。
对于GC柱的选择，常见的指标有极性、温度范围、长度和内径等。
相对于液相色谱柱，GC柱的选择范围较窄，通常根据物质的极性选择合适的GC柱。
液相色谱柱的选择相对较为复杂，常见的指标有固定相类型、粒径、孔径、长度和内径等。
固定相的选择要根据样品的性质进行，如极性的物质选择极性固定相，非极性物质选择非极性固定相。
粒径和孔径的选择会影响柱子的分离效果和分析时间。
总之，色谱柱是色谱分析中的重要工具，其选择和使用对于色谱分析结果至关重要。
合理选择柱子的类型和填充物，以及优化流动相的组成和条件，能够提高色谱分离效果和分析灵敏度。
同时，良好的色谱柱的使用与保养也是保证色谱分析质量的重要环节。
只有不断深入了解和熟悉色谱柱的基础知识，才能更好地进行色谱分析工作。
色谱柱常用知识
色谱柱使用常识1.色谱柱的安装⑴、用过滤和脱气的流动相（不含缓冲盐）彻底冲洗色谱仪的泵和管路，务必使系统中不含气泡。
⑵、根据色谱柱上所标示的流动相流向，将色谱柱入口与泵端管路相连，柱出口不连。
⑶、将泵的流速设为0.1mL/min或更低，流速缓慢地上升到正常流速（t>5min）。
⑷、当溶剂从色谱柱出口端自由流出时，将流速设为0，把柱出口与检测器端的管路相连。
⑸、用10－30倍柱体积的流动相、正常流速平衡色谱柱。
⑹、氨基柱、氰基柱既可在正相环境下使用，也可在反相环境下工作。
当需要从反相变为正相或正相变为反相时，需要用20－30倍柱体积的THF作为过渡溶剂冲洗系统，否则易使泵的单向阀堵塞，出现压力异常的现象。
2.色谱柱使用注意事项①、流动相：a、溶剂必须是HPLC级的，试剂则尽可能使用高纯度的；b、不与固定相发生化学反应，粘度小，且对样品有适宜的溶解度，要求k在1～10范围内（可用范围）或2～5（最佳范围），k值太小，不利于分离；k值太大，可能使样品在流动相中沉淀；c、流动相使用之前必须过滤和脱气；d、确保溶剂间是相互混溶的；e、流动相必须与检测器相匹配，如用紫外检测器时，不能选用截止波长大于检测波长的溶剂。
痕量的杂质会极大地降低色谱柱的性能，当需要更换流动相时，确保溶剂（缓冲液）之间是相互混溶的。
若使用的溶剂与色谱柱中的溶剂不能混溶，则需使用过渡溶剂，否则会对色谱柱产生永久性的伤害。
盐或缓冲液从流动相中析出也会对色谱柱产生永久性的伤害。
每次进样前应该检查样品在流动相中的溶解性，如果可能尽量使用流动相溶解样品。
②、固定相：a、流动相的pH值应保持在2.0－8.0之间（除非有特殊说明）；b、如果有必要可使用预饱和柱和保护柱；c、使用氨基柱时，流动相和样品中尽量避免含醛类和酮类物质。
当前的反相色谱柱填料可分为以下三种：⒈硅胶柱：柱效高，机械强度大，但对pH敏感，低pH值(<2.0)会使键合相水解（除去键合的功能集团）；高pH值（>8.0），硅胶溶解。
色谱柱常识
因此，对于不同的被分析物要按实际情况选择封端或不封端的填料。
硅胶的化学性质—碳覆盖率
碳覆盖率（键合度）：与基体物质相连的键合相的量。
填料的选择性决定于键合的密度，尤其是在分离碳水化合物时，不同键合密度表现出不同的选择性。
碳覆盖率对色谱分离的影响：
* 双体键合：增加色谱柱稳定性，增加色谱柱的载样量
硅胶的化学性质—封端
封端：键合步骤之后，用小分子硅烷将裸露的硅羟基键合，以便获得更大的覆盖率。
封端多用于反相色谱键合中。
封端可消除或减少可能发生的二级反应。
没有封端的反相色谱填料通常比封端的有复杂多样的选择性。
碱性物质在不封端的填料上，容易产生拖尾。
色谱柱填料形状与粒径
基质：硅胶、二氧化铝、聚合物填料等
形状：球形和无定形
* 无定形：易制备、价格低；但涡流扩散大，渗透性差， 比较难填装出稳定的柱床，一般用来做制备柱。
* 球形：涡流扩散小，渗透性好，可填装出稳定的柱床。
* 高碳覆盖率：提高分辩率，分析时间长
* 低碳覆盖率：缩短运行时间
色谱柱分类
反相色谱柱：C18、C8、C3等
正相色谱柱：硅胶柱、氨基柱、氰基柱等
离子交换柱：有强阴、强阳、弱阴、来自阳之分 体积排阻柱：凝胶渗透色谱柱与凝胶过滤色谱柱
疏水作用柱
手性柱
宽径柱（3-21.2mm）-载样量高
柱的内径决定了流速：
流速F2=F1*(ID2/ID1)2
硅胶纯度
硅胶的硅醇基与离子型化合物之间可能进行二级反应
硅胶中的痕量金属会增加硅醇的酸性和峰的不对称性，有利于二级反应的发生，容易引起峰的拖尾。硅胶越纯，金属含量越低时，可以降低表面游离硅胶基的酸性，消除或减少可能发生的二级反应。
色谱柱基础知识简介
2020/5/12
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色谱柱的分类
• 通常使用填充柱和毛细管柱两类
两类色谱柱的区别
项目
填充柱
毛细管柱
柱材料
柱长 柱内径 柱流速
铜、不锈钢、硅酸硼玻 常用熔凝硅玻璃 璃
2020/5/12
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• 国外比较知名的品牌有： • 安捷伦公司的Zorbax系列填料柱, • Water公司的μBondapak系列填料柱, • 美国Supelco公司的Supelco柱, • 瑞典AkzoNobel公司的Kroma-sil填料柱, • 迪马公司的Diamonsil柱以及部分日本岛津公司的
0.5~10米 2~4mm
大，通常10~50ml/min
10~150米
0.25mm、0.38mm、 0.50mm 小，通常0.5~5ml/min
样品容量
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大，可加大进样量
小，通常需要分流进样 口
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填充柱(铜&不锈钢材料)
2020/5/12
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填充柱(玻璃材料)
Байду номын сангаас2020/5/12
8
毛细管柱
2020/5/12
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色谱柱按用途可分为分析型和制备型
常用的色谱柱及其尺寸：
• (1)常规分析柱(常量柱)，内径2—smm(常用4.6mm，国内 有4mm和5mm)，柱长10—30cm;
• (2)窄径柱，又称细管径柱、半微柱，内径1—2mm，柱长 10—20cm;
• (3)毛细管柱(又称微柱)，内径0.2—0.5mm; • (4)半制备柱，内径>5mm; • (5)实验室制备柱，内径20—40mm,柱长10—30cm; • (6)生产制备柱内径可达几十厘米。柱内径一般是根据柱长、
色谱柱知识
液相色谱柱知识1. 色谱柱的构成色谱柱是实现分离的核心部件，要求柱效高、柱容量大和性能稳定。
柱性能与柱结构、填料特性、填充质量和使用条件有关。
色谱填料：经过制备处理后，用于填充色谱柱的物质颗粒，通常是5-10粒径的球形颗粒。
色谱柱管：内部抛光的不锈钢管。
典型的液相色谱分析柱尺寸是内径4.6mm，长250mm。
色谱柱：也称固定相，是将色谱填料填充到色谱柱管中所构成的。
2. 色谱柱的填充干法填充：在硬台面上铺上软垫，将空柱管上端打开垂直放在软垫上，用漏斗每次灌入50-100mg填料，然后垂直台面墩10-20次。
湿法填充：又称淤浆填充法，使用专门的填充装置。
3. 填料的结构色谱填料是由基质和功能层两部分构成。
基质：又常称作载体或担体，通常制备成数微米至数十微米粒径的球形颗粒，它具有一定的刚性，能承受一定的压力，对分离不起明显的作用，只是作为功能基团的载体。
常用来作基质的有硅胶和有机高分子聚合物微球。
（常用球形全多孔硅胶为化学键合相载体）功能层：是通过化学或物理的方法固定在基质表面的、对样品分子的保留起实质作用的有机分子或功能团。
如图8-10是硅胶基质的冠醚大分子固定相的结构示意图，功能层冠醚分子吸附或键合在硅胶基质的表面。
液相色谱仪（Liquid Chromatograph）由高压输液泵、检测器、进样器及液相色谱柱等四部分组成，其中液相色谱柱的正确安装和使用，是液相色谱工作的关键；也是液相色谱工作者获得正确可靠的实验数据的必经之路。
一、液相色谱柱的安装：1、液相色谱柱的结构：a、空柱由柱接头、柱管及滤片组装而成。
柱接头采用低死体积结构，柱接头是两端螺纹组件，一端是为7/16英寸外螺纹，另一端是3／16英寸的内螺纹(国内外已规范化)。
7／16英寸外螺纹与1／4英寸柱管(Φ6.35mm)连接，中间放置压坏用于密封。
3／16英寸的内螺纹与1／16英寸(Φ1.57mm)的连接管连接，中间也放置压环用于柱接头的密封。
高效液相色谱柱基础知识
色谱柱的种类
➢ 高分子聚合物 • 常用的是以高交联度的苯乙烯-二乙烯苯或聚甲基丙
烯酸酯为基质的球形填料。 • 压力限度比无机填料低； • 在整个pH范围内稳定，可以用NaOH或强碱来清洗
分离有机酸、碱、盐这些离子型化合物。 ➢ 样品容量随烷基链长增加而增大，且长链烷基可
使溶质的保留值增大，并常常可改善分离的选择 性；短链烷基键合相具有较高的覆盖度，分离极 性化合物时可得到对称性较好的色谱峰。苯基键 合相与短链烷基键合相的性质相似。
反相键合相色谱
流动相为极性的水或缓冲液，常加入甲醇、 乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶 的有机溶剂以调节保留时间。
ZORBAX Extend-C18，pH9~12, ➢ 基质的颗粒度 颗粒度越小：柱效越高(传质好，涡流扩散小)，分离度越好，柱压
越高(渗透性差)，常用5μ。 ➢ 基质的颗粒分布 颗粒分布越宽:柱效低(渗透性差) ➢ 基质的颗粒形状 球型:柱效高、重现性好、柱床结构均匀 无定型（不规则形状）：柱床结构不均匀,流动相线性速度不均匀，
色谱柱 ； • 聚合物基质在流动相发生变化时会出现膨胀或收缩，
对于小分子化合物柱效低； • 主要用于大分子化合物，常制成凝胶柱或离子交换
柱。
化学键合相色谱柱
➢ 定义：将有机官能团通过化学反应共价键合到硅胶 表面的游离羟基上而形成的固定相称为化学键合相。
➢ 种类 非极性键合相（反相）：键合相表面基团为非极性
高效液相色谱柱基础知识
张润平
色谱柱的构造
✓ 色谱柱由柱管、填料压帽、卡套（密封环）、筛板（滤片）、 于70 kg/cm2 时，也可采用 厚壁玻璃或石英管。为提高柱效，减小管壁效应，管内壁要求 有很高的光洁度，不锈钢柱内壁多经过抛光。
液相色谱柱基础知识
球形（Spherical）
– 目前流行的分析填料 – 更好的性能，重现性
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对色谱柱填料的了解(二)
键合相化学 –影响化合物的分离度：α –不同键合相对不同种类的化合物分离不同 –可能导致色谱的分离机理不同 –如：C18、C8、CN
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对色谱柱填料的了解(六)
硅胶的活性 –主要影响碱性化合物的保留行为：k' –生产硅胶时处理温度不同，硅胶活性也不同 –是选择性差异的主要来源 硅胶的杂质含量 –重金属含量低，硅羟基活性小，拖尾减小 –是色谱柱质量好坏的重要标志
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– 不锈钢（普通/可换柱芯） – 玻璃 – 聚合物（径向加压）、PEEK
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色谱柱的规格
内径
– 检测的灵敏度 – 样品的容量
长度
– 分离度，理论塔板数 – 速度 – 样品的容量 – 检测的灵敏度
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Waters色谱柱的内径
填料的热稳定性 –普通硅胶填料
柱温:≤60℃
–聚合物填料(高温GPC)
柱温:≤150℃
–杂化硅胶填料(XTerra)
柱温:≤90℃
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色谱填料的热稳定性
温度
pH
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填料基质物理性质的影响
填料基质的物理性质对色谱柱的影响
液相色谱填料的合成（2）
液相色谱柱概述 -回复
液相色谱柱概述-回复（一）液相色谱柱的基本概念液相色谱柱是一种用于分离和分析混合物的重要工具。
它是液相色谱仪中的核心组成部分，负责将样品中的化合物逐一分离，并以一定的顺序通过检测器进行检测和定量。
液相色谱柱通常由一个闭合的管道构成，管道内填充有固态材料，这些材料能够与待分离化合物相互作用，并实现其分离。
（二）液相色谱柱的组成液相色谱柱由两个基本部分组成：填充材料和柱壁。
填充材料是液相色谱柱的核心部分，它决定了分离的特性和分析的效果。
填充材料通常是一种多孔性固体，在柱内形成大量的微细孔隙。
柱壁则是填充材料的包裹层，它用来维持填充材料的完整性和稳定性，并起到保护填充材料的作用。
（三）液相色谱柱的填充材料液相色谱柱的填充材料可以分为两类：吸附剂和分相剂。
吸附剂是指那些能够通过化学吸附与待分离化合物相互作用的材料，常见的有硅胶、活性炭等。
分相剂是指那些通过分配作用，将待分离化合物在柱内分配到不同相区域的材料，常见的有疏水性材料、疏水联聚合物等。
填充材料的选择取决于待分离化合物的性质和分析需求。
（四）液相色谱柱的柱壁液相色谱柱的柱壁通常由不锈钢、合金或者玻璃等材料制成。
对于液相色谱而言，选择材料是非常重要的，因为不同的材料对于待分离化合物的吸附和分配性能有很大的影响。
柱壁的设计和制造要求能够充分保障填充材料的稳定性、柱壁的密封性和耐压性。
（五）液相色谱柱填充的过程液相色谱柱填充是一个复杂而重要的过程。
首先，选择合适的填充材料和柱壁，确保其兼容性和适应性。
然后，将填充材料按一定的方式注入柱体中，通常采用液态或浆状的填充材料，并通过振动或轴向压缩使其均匀分布在柱内。
填充材料的填充密度和均匀性对于柱的效能和分离效果有明显的影响。
（六）液相色谱柱的维护和保养液相色谱柱在使用过程中需要定期保养和维护，以保证其稳定性和分离效果。
常见的保养措施包括冲洗、再生和更换柱壁等。
冲洗是用适当的洗涤溶剂将柱内残留的样品和杂质洗出。
凝胶色谱柱知识点总结
凝胶色谱柱知识点总结凝胶色谱柱的分类凝胶色谱柱主要有两种类型，即大小分离色谱和亲和色谱。
1. 大小分离色谱大小分离色谱是根据生物大分子在凝胶中的大小差异进行分离的，通常用来分离蛋白质、核酸和多肽等大分子生物大分子。
根据凝胶的孔径大小，可以将大分子生物大分子从小分子生物大分子中分离出来。
2. 亲和色谱亲和色谱是利用生物大分子与特定配体之间的亲和作用来进行分离和纯化的方法。
通常在凝胶上固定一定的亲和剂，通过生物分子与亲和剂之间的特定相互作用来实现生物分子的选择性吸附和洗脱。
凝胶色谱柱的原理凝胶色谱柱的分离原理是利用凝胶材料固定在色谱柱中，通过色谱柱中的孔隙结构来实现生物大分子的分离。
凝胶色谱柱根据其孔隙大小可分为两种类型，包括凝胶过滤柱和凝胶渗透柱。
1. 凝胶过滤柱凝胶过滤柱利用凝胶中的孔隙大小来分离生物大分子。
当生物大分子通过色谱柱时，较大的生物大分子会被凝胶阻挡，而较小的生物大分子可以通过凝胶的孔隙，从而实现生物大分子的分离。
2. 凝胶渗透柱凝胶渗透柱通过凝胶中的孔隙大小来实现生物分子的分离。
通常，生物大分子会根据其大小在凝胶柱中进行渗透，从而实现生物大分子的分离和纯化。
凝胶色谱柱的应用凝胶色谱柱在生物分离和纯化中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 蛋白质分离与纯化凝胶色谱柱可用于蛋白质的分离与纯化，对于分离蛋白质复合物、纯化功能蛋白等方面具有重要作用。
2. 核酸分离与纯化凝胶色谱柱可以用于核酸的分离与纯化，对于分离DNA、RNA等核酸样品具有重要作用。
3. 多肽分离与纯化凝胶色谱柱也可用于多肽的分离与纯化，对于分离多肽混合物、纯化特定多肽等方面具有重要作用。
4. 膜蛋白分离与纯化对于膜蛋白的分离与纯化，凝胶色谱柱也有着重要的应用价值。
凝胶色谱柱的优缺点凝胶色谱柱具有一些优点和缺点，以下分别进行介绍：1. 优点（1）分离效果好：凝胶色谱柱能够实现对生物大分子的高效分离与纯化，分离效果好；（2）操作简便：凝胶色谱柱的操作相对简单，不需要复杂的设备和技术，易于掌握；（3）适用范围广：凝胶色谱柱适用于多种生物大分子的分离与纯化，具有较广的应用范围。
色谱柱相关知识点总结
色谱柱相关知识点总结一、色谱柱的基本知识色谱柱是色谱分析中用于分离和提取混合物中成分的一种仪器，其主要原理是利用混合物成分在固定相上的溶解度差异，通过流动相的运动使不同成分逐渐分离。
色谱柱通常由柱壁、填料和柱端组成，其内部填充有各种不同材质的固定相，以提供不同的分离机制。
二、色谱柱的分类根据填料的不同，色谱柱可以分为以下几种主要类型：1. 气相色谱柱：主要用于气相色谱分析，填料通常为不活性的多孔硅胶或聚酯。
气相色谱柱广泛应用于各种化学物质的分析和检测。
2. 液相色谱柱：主要用于液相色谱分析，填料通常为全球性组织最具影响力的金属有机框架领域标准协会。
液相色谱柱可根据分离机制的不同分为反相、正相、离子交换、凝胶柱等类型。
3. 离子色谱柱：特殊用途色谱柱，主要用于分离离子物质，填料通常为离子交换树脂。
离子色谱柱常用于水质分析和环境监测中。
4. 通用型色谱柱：用于多种成分的分离和检测，填料通常为较为通用的硅胶或聚酯材料。
通用型色谱柱适用范围广，可以满足多种化学成分的分离需求。
三、色谱柱的特点1. 分离效果好：色谱柱内部填充有固定相，可以提供不同的分离机制，使得不同成分能够得到有效的分离，从而保证分析的准确性。
2. 适用范围广：不同类型的色谱柱可以满足各种化学物质的分离和检测需求，适用范围广泛。
3. 操作简便：色谱柱的操作相对简单，只需要合理选择填料和条件，就可以进行有效的分离和检测。
4. 耐用性强：优质的色谱柱通常具有较长的使用寿命，能够满足长期的分析需求。
四、色谱柱的选择选择合适的色谱柱对于分析结果的准确性至关重要，通常需要考虑以下几个因素：1. 样品性质：不同的样品性质需要选择不同类型的色谱柱，如极性样品使用反相色谱柱，非极性样品使用正相色谱柱。
2. 分离要求：不同的分离要求需要选择不同类型的色谱柱，如需要高效分离的样品可以选择长柱或小颗粒填料的色谱柱。
3. 操作条件：不同的操作条件需要选择不同类型的色谱柱，如高温条件下需要选择耐高温的色谱柱，高压条件下需要选择耐高压的色谱柱。
气相色谱柱专业知识课件
装柱过程： 1）空柱管→酸洗，碱洗，乙醚洗 2）固定液（<20%）→溶解在有机溶剂→载体 3）静态老化 4）动态老化
第四节 检测器
检测器：是将流杰出谱柱旳被测组分旳浓度转变为 电信号旳装置
一、气相色谱检测器分类 二、常用检测器旳特点和检测原理 三、检测器旳性能指标
气相色谱柱
（一）载体
1．作用：承载固定液旳作用
2．要求： 比表面积大（多涂渍固定液） 无吸附性（不吸附被测组分） 化学惰性（不与固定液发生化学反应） 热稳定性好 一定旳机械强度
续前
3．分类： （1）硅藻土类：具有一定粒度旳多孔性固体微粒
红色：吸附力强，与非极性物质配伍 白色：吸附力弱，与极性物质配伍 （2）非硅藻土类：玻璃微球，石英微球，
注：对于中档极性组分，若沸点相同， 则按极性顺序出柱，极性较强旳后出柱
续前
b．按化学官能团相同选择： 固定液与被测组分化学官能团相同，作用力强， 选择性高
酯类——选酯或聚酯固定液 醇类——选醇类或聚乙二醇固定液
（2）按组分性质旳主要差别选择
组分旳沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱 沸点低旳先出柱
➢ 小结：
固定液分类，固定液选择，分离条件选择 两种类型检测器特点，检测原理，使用注意 敏捷度与检测限优劣衡量
Sm
A C1
C2 w
60
[mV s / g]
S m 指1秒钟携带1g样品进入检测器所产生的信号强度
A — —峰面积(cm2 )
C1 — —记录器灵敏度（mV / cm） C2 — —记录纸纸速倒数（min/ cm）
w — —进样量（g）
（三）检测限（敏感度）：
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色谱柱
色谱柱由柱管、压帽、卡套（密封环）、筛板（滤片）、接头、螺丝等组成。
目录
1简介
2构造
3填料
4分类
1. 4.1 安装
2. 4.2 流动相
3. 4.3 样品制备
4. 4.4 保存操作
5发展方向
6性能评价
7注意事项
8新进展
柱效；对于同系物分析，只要500即可；对于较难分离物质对则可采用高达2万的柱子，因此一般
10~30cm左右的柱长就能满足复杂混合物分析的需要。
柱效受柱内外因素影响，为使色谱柱达到最佳效率，除柱外死体积要小外，还要有合理的柱结构（尽可能减少填充床以外的死体积）及装填技术。
即使最好的装填技术，在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的，靠近管壁的部位比较疏松，易产生沟流，流速较快，影响冲洗剂的流形，使谱带加宽，这就是管壁效应。
这种管壁区大约是从管壁向内算起30倍粒径的厚度。
在一般的液相色谱系统中，柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。
2构造
色谱柱由柱管、压帽、卡套（密封环）、筛板（滤片）、接头、螺丝等组成。
柱管多用不锈钢制成，压力不高于70 kg/cm2 时，也可采用厚壁玻璃或石英管，管内壁要求有很高的光洁度。
为提高柱效，减小管壁效应，不锈钢柱内壁多经过抛光。
也有人在不锈钢柱内壁涂敷氟塑料以提高内壁的光洁度，其效果与抛光相同。
还有使用熔融硅或玻璃衬里的，用于细管柱。
色谱柱两端的柱接头内装有筛板，是烧结不锈钢或钛合金，孔径0.2~20µm(5~10µm)，取决于填料粒度，目的是防止填料漏出。
色谱柱按用途可分为分析型和制备型两类，尺寸规格也不同：①常规分析柱（常量柱），内径
2~5mm（常用4.6mm，国内有4mm和5mm），柱长10~30cm；②窄径柱（narrow bore，又称细管径柱、半微柱semi-microcolumn），内径1~2mm，柱长10~20cm；③毛细管柱（又称微柱microcolumn），内径0.2~0.5mm；④半制备柱，内径>5mm；⑤实验室制备柱，内径20~40mm，柱长10~30cm；⑥生产制备柱内径可达几十厘米。
柱内径一般是根据柱长、填料粒径和折合流速来确定，目的是为了避免管壁效应。
3填料
常见的分配柱填料：碳十八柱[1]（ODS/C18)、碳八柱（MOS/C8）、碳六柱（Hexyl/C6）、
碳四柱（Butyl/C4）、碳一柱（Methyl/C1）、阴离子交换柱（SAX)、
阳离子交换柱（SCX）、苯基柱（Phenyl）、氨基柱（Amino/NH2）、
氰基柱（Cyano/CN/Nitrile）
常见的吸附柱填料：硅胶柱
4安装
1、首先应确认柱和仪器的接头以及管路是否匹配。
为减少死体积，进样阀、柱子、检测器之间
的连接管路内径尽可能使用内径较小的管线，同时控制进样器、色谱柱和检测器之间连接管线的长度。
安装色谱柱之前，确认流路系统中的溶剂是否正常。
对分析较复杂的样品建议安装保护柱。
2、为了使色谱柱与仪器系统达最佳的连接效果，应尽量使用与色谱柱接口相匹配的螺帽和锥形接头，如原来的接头长期匹配其他类型的色谱柱，建议在连接新色谱柱前应检查匹配情况，避免造成色谱柱的损坏或因色谱柱不匹配造成的漏液。
3、使用PEEK 材料的通用接头，只需用手拧紧不需要特定扳手，使用压力为5000psi；使用温度不得超过100℃。
流动相
1、在进行样品检测前，至少使用20倍柱体积流动相使色谱柱充分平衡。
流动相一定要使用色谱级别的溶剂。
如使用水相的缓冲液应当天配制以保持新鲜避免细菌产生。
2、流动相使用前需用微孔滤膜过滤,消除流动相中颗粒对色谱系统和色谱柱的损坏。
缓冲液与其他流动相混合后应重新过滤避免溶解度变化造成产生新的沉淀。
不应使用纯水作为流动相冲洗C18色谱柱，以免柱性能损坏（添加5%的有机溶剂冲洗色谱柱，同时可以达到对缓冲盐清洗的作用。
还可以使色谱柱更容易平衡）。
3、流动相需脱气后使用，可避免因气泡导致的泵和检测器的工作不正常。
如果测试时使用的流动相与色谱柱保存使用的流动相有较大区别，应该使用过度分布的形式进行平衡。
避免由于流动相的突然变化造成柱压增加过大或流动相缓冲盐结晶造成对色谱柱和仪器系统的损坏。
正相色谱柱比反相色谱柱需要更长的平衡时间。
样品制备
1、样品应当尽可能溶解在能与流动相相互溶的溶剂中。
除特殊指明外，如使用强溶剂溶解样品柱子的分辨率将可能降低。
2、样品溶液在进样前应使用针头式过滤器对样品预先过滤。
频繁改变流动相组成，会加速降低柱效。
3、色谱柱由高压匀浆法装填，能承受较高压力。
为获得最佳分离效果，使用时请不要超过200kgf，而且避免压力突然上升或变化，否则会造成硅胶填料的破坏，减少色谱柱的使用寿命。
除特殊要求外最高操作温度不要超过60℃。
保存操作
1、如果流动相含有酸或无机盐，应当先用去离子水（20倍柱体积）冲洗干净。
然后用用100%乙腈或甲醇保存色谱柱。
最后用柱子的接头密封，并放在稳定的环境中存放。
2、应避免色谱柱受到直接的机械冲击或摔落，避免造成色谱柱性能的降低。
色谱柱的再生：
用相当于20倍柱体积的溶剂按下列顺序冲洗柱子，建议按柱子的箭头方向冲洗，尽可能不反冲。
每次工作完后，最好用洗脱能力强的洗脱液冲洗，例如ODS柱宜用甲醇冲洗至基线平衡。
当采用盐缓冲溶液作流动相时，使用完后应用无盐流动相冲洗。
含卤族元素（氟、氯、溴）的化合物可能会腐蚀不锈钢管道，不宜长期与之接触。
装在HPLC仪上柱子如不经常使用，应每隔4~5天开机冲洗15分钟。
8新进展
[3]一、石墨化碳填料
硅胶的化学稳定性较差，仅能在pH=2~8的环境下工作。
但是，在很多场合下，需要使用极端的pH条件。
为此，人们曾大力发展高分子微球、氧化铝、氧化锆等化学稳定性更好的基质材料。
但是，很难有一种材料能全面地满足液相色谱基质的要求。
例如，高分子微球在有机溶剂中会发生一些溶胀，因此难以应用于以含有机溶剂的流动相进行梯度淋洗的场合；氧化铝和氧化锆与硅胶相比，虽然化学稳定性较好，但其表面修饰与键合比较困难。
因此，化学稳定性好的碳材料便很自然地被考虑作为色谱填料的基质。
碳材料有极好的化学稳定性，可耐受宽达pH=1~14的环境；耐高温，石墨化碳可耐3000℃以上的高温而不受破坏；经适当加工的碳材料可具有很好的机械强度，具有优良的导电性、导热性及电磁屏蔽特性。
更为难能可贵的是，多孔性碳材料以其结构的特点而具有很好的吸附性及选择性。
正是碳材料的这些特性，使人们期待它在色谱领域中能有特殊的用途。
二、贯流色谱填料
贯流色谱是20世纪80年代末至90年代初发展起来的一种色谱分离新方法。
在这种填料上，既有通常的微孔或大孔，例如50~150nm的微孔，又有贯穿整个颗粒的，孔径约600~800nm超大孔存在。
这种贯穿的大孔，可以允许流动相直接进入填料颗粒的内部并贯穿而过。
这样，就相当于极大地降低了填料颗粒的直径，即以贯穿孔将填料分割成了很多更细小的颗粒，在这种小颗粒上的微孔已经短到不对传质过程构成明显的阻力。
因此，在这种贯流色谱填料上，传质阻力已经非常小。
同时，贯穿孔内流动相的线速度正比于柱子中流动相的速度，即传质过程已由扩散传质变为对流传质。
这就意味着，在一定范围内，及时提高流动相速度，也不会降低柱子的分离效率。
由于填料上同时还存在有通常的多孔结构，其比表面积并未随贯穿孔的出现而大幅度降低。
因此，在这种填料上的样品负载量也不随流速的增加而减少。
再者，填料上600~800nm的贯穿孔，极大地增加了柱子的通透性，使得这种柱子即使工作于很高的流速下，其操作压力也不需要很高。
所以，这种贯流色谱柱可以同时具有高流速、高效率、高样品负载量和低操作压力的特点。
三、整体柱
整体柱又称整体固定相、棒柱、连续床等，是在柱管内原位聚合或固定化了的连续整体多孔结构，可根据需要对整体材料的表面作相应的衍生化，是一种新型的用于分离分析或作为反应器的多孔介质。
通过控制聚合条件来得到具有理想孔径分布的整体柱。
整体柱中的空间由聚合物颗粒中的孔和颗粒间的缝隙组成，分离在样品流经孔结构时发生。
可以减少路径的差异和纵向扩展。
整体柱的优点包括：可以原位制备，省去制备填料和装柱，也可以同法制成聚合物颗粒后再装柱；
聚合物易于制备，柱子的长度和直径在一定程度上不受限制；聚合反应混合物中的单体可以灵活选择以得到适合的基质和性质；易于在柱衍生化，以得到具有合适性质的色谱柱；通过控制聚合反应的条件可以优化孔的性状。