吸附型層析

事實上，第一位提出「層析法」技術的 Tswett，其在研究中所 使用的層析技術即為吸附型層析[46]；而自從 Tswett 以吸附型層析法 開啟層析學大門後，許多科學家開始對對吸附型層析法進行更深入的

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研究，其中，美國化學家 Palmer 是第一位將吸附型層析技術引入生 物化學領域的科學家[47]。除此之外，Kuhn 也因為利用吸附型層析法 進行類胡蘿蔔素和維生素的研究而於 1938 年獲得諾貝爾獎[48]。

在吸附型層析法中，固定相稱為吸附劑(adsorbent)，而移動相則 可為液相或氣相，其中以液固相吸附型管柱最常見，實驗室常使用的 薄層層析法(TLC)即為液固型吸附型層析法的一種。

吸附型層析法的原理乃是依據不同物質對固定相的吸附力與被 移動相脫附的傾向不同而達到分離目的，此法特別適用於許多中等分 子量的樣品(分子量小於 1000 的低揮發性樣品)的分離，其分離效果 取決於吸附劑(adsorbent)、沖提液(eluent)和樣品性質此三個因素。

好的吸附劑必須具有以下條件：

 和移動相不互溶

 樣品可吸附於其上，卻不會與之起反應

 顆粒大小合適，可提供好的分離能力

最常見的吸附劑為矽膠(silica gel)，層析用的矽膠為一多孔性材 料，為二氧化矽水合物，其分子中具有矽氧烷的交錯結構，而在顆粒 表面則具有許多矽醇基，矽膠吸附力的強弱便和其上的矽醇基數量多 少有關，由於矽醇基可利用氫鍵和水緊密吸附，故矽膠的吸附力會隨 著吸附著的水分增加而降低，但可因此用做為分配(partition)層析法的

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固定相。另外，矽膠為一酸性吸附劑，較適用於中性或酸性的層析，

若遇到鹼性化合物，則由於矽膠表面上的矽醇基可釋放弱酸性的氫離 子，故矽膠會成為一弱酸性的陽離子交換劑，而吸附鹼性化合物。

在吸附型層析中，沖提液的選擇也對分離效率影響重大。當待 分離化合物為弱極性時，就須選用弱極性的溶劑為沖提液，反之亦 然。

吸附型層析在使用目的上可粗分為兩大類：

 濃縮：將大體積、低濃度的樣品填入管柱，使化合物被吸附劑緊 緊吸附後，再以適當的沖提液沖出，而達樣品濃縮目的。

 製備型分離：以吸附劑為固定相，沖提液為移動相，利用吸附劑 對混合物不同成分的吸附力不同而達到分離目的，其中會發生一 系列吸附、脫附、再吸附、再脫附的過程，吸附力越強的物質因 移動距離較小，因此會較慢流出管柱，反之亦然。

在吸附型濃縮層析的部分，由 Pai 所做的一系列以 Chelex-100 鉗合樹脂濃縮海水中微量元素與金屬元素的研究中[49-54]，啟發他發 展了一套以理論公式模擬吸附型層析管內外吸附情形的系統，稱之為

「parcel model for column-type adsorption concentration」。然而，在此 模擬系統中，一般實驗室大多僅能證明其模擬出的管外時圖結果是否 正確，而管內的吸附機制與濃度分布則無法透過一般的單通道偵測器

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獲得；因此，本研究將以全管柱偵測系統，來觀察吸附型管柱內的吸 附機制與濃度分布，並將實驗結果與 Pai 所發展的郵包模型模擬系統 互相比較。