什么是制備色譜

什么是制備色譜？今天諳薩就帶大家儀器了解一下什么是制備色譜~

制備色譜是指采用色譜技術制備純物質(zhì)，即分離、收集一種或多種色譜純物質(zhì)。制備色譜中的“制備”這一概念指獲得足夠量的單一化合物，以滿足研究和其它用途。制備色譜的出現(xiàn)，使色譜技術與經(jīng)濟利益建立了聯(lián)系。制備量大小和成本高低是制備色譜的兩個重要指標。其中，氣相制備色譜主要用于石油化工產(chǎn)品和揮發(fā)性天然產(chǎn)物的色譜純樣品制備。

簡介：很多初接觸色譜領域的朋友對制備色譜這個名詞比較陌生。其實，在化學化工醫(yī)藥等廣泛采用的層析法以及薄層色譜就是*為典型的制備色譜，換句話說，將分析色譜的進樣量增大，同時得出大量的所需物質(zhì)（餾分）的過程就可以稱為制備色譜。分析色譜的目的，是分析出混合物中一個（或者幾個）純物質(zhì)的含量。制備色譜的目的，是從混合物中得到純物質(zhì)。而制備色譜系統(tǒng)則是利用制備色譜的思想高效能得到純化物質(zhì)的多個分析測試設備聯(lián)用的總稱。概述圖便是一套典型的制備色譜系統(tǒng)。

構成：傳統(tǒng)的制備色譜一般由一臺可以連續(xù)輸送液體的恒流泵、紫外檢測儀與色譜柱構成，其中*重要的部件是價格不一，款式多樣的色譜柱，這也是影響*終制備效果的關鍵性環(huán)節(jié)。柱子有多種類型，不僅材質(zhì)不一，填料也有很多學問，下面簡要的說說關于柱子的一些情況：

各種規(guī)格的玻璃柱子在實驗室里頭很容易得到，而且價格低廉，但玻璃柱子致命的弱點是它能承受的壓力很小，且非常容易破碎。當由于壓力太小而導致流動相流速很慢的時候，高位液面或加高壓空氣（或者氮氣）的采用是一個簡單的解決辦法。在底下加真空，也能在一定程度上解決這個問題。

不銹鋼柱子具有良好的耐腐蝕、抗壓力性能，但其價格相對很貴。如果，只有很小的分離任務且經(jīng)費也允許，市面上直徑為1cm的小型制備柱就是首選。

有機玻璃柱子也能抗壓力耐腐蝕，相對不銹鋼柱子而言，它是半透明的，可以看到液體的運行狀態(tài)，對有色的物質(zhì)其特點就更為突出。

硅膠、鍵合固定相（如C18）、離子交換樹脂、聚酰胺、氧化鋁、凝膠等都可以作為色譜柱的填料。有不少文獻報道，對填料可以進行一下處理提高了分離效果，如，對硅膠進行的硝酸銀（或緩沖液）處理。

制備色譜到底是什么?

(1)分析色譜的目的，是分析出混合物中一個(或者幾個)純物質(zhì)的含量。制備色譜的目的，是從混合物中得到純物質(zhì)。

為了加快分離的時間與提高分離的效率，制備色譜的的進樣品量很大，導致制備色譜柱子的分離負荷的相應加大，也就必須加大色譜柱填料，增大制備色譜的直徑和長度，使用的相對多的流動相。

然而，當色譜柱上樣品負載加大的時候，往往導致柱效急劇下降而得不到純的產(chǎn)品。制備色譜，要解決容量與柱子效果之間的矛盾，對重現(xiàn)性也要考慮。從經(jīng)濟上來說。制備色譜要爭取少用填料，少用溶劑，要盡可能多的得到產(chǎn)品。

(2)樣品的前處理：

制備色譜柱子由于處理的樣品多，比分析柱子更容易受污染，所以，必要的前處理就顯得非常的必要。萃取、過濾、結(jié)晶、固相萃取等簡單的分離方法，如果用得上，而且還不是很麻煩，就要盡可能多的采用以去掉雜質(zhì)。

(3)固定相的選擇

硅膠、鍵合固定相(如C18)、離子交換樹脂、聚酰胺、氧化鋁、凝膠等都可以作為色譜柱的填料。有不少文獻報道，對填料可以進行一下處理提高了分離效果，如，對硅膠進行的硝酸銀(或緩沖液)處理。

(4)裝柱方法的選擇根據(jù)固定相顆粒度和柱子的尺寸，采用不同的裝柱方法，往往裝填越好分離效果越好。裝柱效果跟填料的顆粒度關系很大，顆粒度的減少會導致裝柱的難度。一般來說，顆粒直徑小于20-30um的固定相采用濕法裝填。所謂“敲擊-裝填”技術適用于顆粒直徑大于25um的固定相。濕法的目的是迫使相對稀松的固定相懸漿以高速裝入色譜柱子，從而減少空隙的形成。然而，當柱直徑大于20mm，所加壓力為30-40bar時，高壓懸漿裝填技術就變得十分復雜。為將小顆粒固定相裝入更大得制備型色譜柱，可采用柱長壓縮技術。這種方法，先將固定相懸漿(或偶爾是干填充物)裝入柱中加壓，利用物理方法將其壓緊。壓緊的方法有兩種：徑向壓縮和軸向壓縮。濕法裝柱需要一定的設備，在柱子填完后，應用有柱效的測量，對柱效低的柱子應該重填。

(5)流動相的選擇

除了和分析色譜同樣的考慮外，在選用流動相時，要考慮色譜分離后面加有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等二次分離操作。一般來說，不宜采用高毒性溶劑，對多元溶劑要盡可能的少用。

如果產(chǎn)品中含有大量溶劑，溶劑的純度也要考慮在其中。

(6)加樣的方法

可以采用以下方法之一進樣。-用注射器進樣-用旋轉(zhuǎn)閥進樣-通過六通閥進樣-通過主泵進樣-通過輔泵進樣-固體上樣

(7) 泵的選用

生產(chǎn)制備色譜泵的廠商很多。根據(jù)有無脈沖、能承受的*大壓力、控制的精度、售后服務等來選擇泵。

(8)檢測器的選用

一般的分析池的*大允許流速僅為5 mL/min 或者10mL/min。而專門的制備池的*大允許流速可為150mL/min。有時，采用旁路分離管，將少量流體導入分析池進行檢測，是一個不錯的辦法，但其濃度的誤差會相對較大。

(9)組分保留時間的估計

用分析柱子在同等色譜條件下(同樣的固定相和流動相)測定保留時間后，按照單一組分的線流速(不是體積流速)一定，通過計算可以知道組分的大致保留時間區(qū)域。

分析譜圖的峰形狀，對確定保留時間也有很大的參考價值。

(10)產(chǎn)品的收集

手工餾分收集費時費力，自動餾分收集器有很大的方便。許多實驗室和工廠都采用了餾分收集器。

(11)超載、邊緣切割、中心切割、放大技術與非線性效用

在制備色譜中，因為沒有必要達到分析色譜那樣的分離度，可以在一定范圍內(nèi)大大加大進樣的濃度和體積。在做分離的時候，也有一些分析色譜的時候，不能用到的技巧。因為篇幅關系，不在這里敘述。

(12)柱轉(zhuǎn)換技術

通過接頭或者閥門，實現(xiàn)柱子的簡單延長，或者比較方便地實現(xiàn)對其中一個(或幾個)組分的精制。

(13)比較新的制備色譜技術

模擬移動床可以連續(xù)進樣，并可以利用邊緣切割效用，而且采用了柱切換技術，能更好的利用溶劑和填料，已經(jīng)應用于工業(yè)化生產(chǎn)。其理論和技術也日益完善。

迎頭色譜、超臨界流體色譜、逆流色譜環(huán)形色譜、氣相制備色譜等在科研和工業(yè)生產(chǎn)中也得到了應用。

全新方法：

高速逆流色譜（ high-speed countercurrent chromatography ， HSCCC ）是 20 世紀 80 年代發(fā)展起來的一種連續(xù)高效的液—液分配色譜分離技術，它不用任何固態(tài)的支撐物或載體。它利用兩相溶劑體系在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋管內(nèi)建立起一種特殊的單向性流體動力學平衡，當其中一相作為固定相，另一相作為流動相，在連續(xù)洗脫的過程中能保留大量固定相。

由于不需要固體支撐體，物質(zhì)的分離依據(jù)其在兩相中分配系數(shù)的不同而實現(xiàn)，因而避免了因不可逆吸附而引起的樣品損失、失活、變性等，不僅使樣品能夠全部回收，回收的樣品更能反映其本來的特性，特別適合于天然生物活性成分的分離。而且由于被分離物質(zhì)與液態(tài)固定相之間能夠充分接觸，使得樣品的制備量大大提高，是一種理想的制備分離手段。

它相對于傳統(tǒng)的固—液柱色譜技術，具有適用范圍廣、操作靈活、高效、快速、制備量大、費用低等優(yōu)點。HSCCC 技術正在發(fā)展成為一種備受關注的新型分離純化技術，已經(jīng)廣泛應用于生物醫(yī)藥、天然產(chǎn)物、食品和化妝品等領域，特別在天然產(chǎn)物行業(yè)中已被認為是一種有效的新型分離技術；適合于中小分子類物質(zhì)的分離純化。

我國是繼美國、日本之后*早開展逆流色譜應用的國家，俄羅斯、法國、英國、瑞士等國也都開展了此項研究。美國 FDA 及世界衛(wèi)生組織（ WHO ）都引用此項技術作為抗生素成分的分離檢定， 90 年代以來，高速逆流色譜被廣泛地應用于天然藥物成分的分離制備和分析檢定中。

中壓制備色譜：

中壓制備色譜是一般由泵提供壓力，壓力在5~20bar。中低壓色譜柱與常壓柱、HPLC柱有比較大的不同：在使用是是封閉的，但是可以比較方便的打開與調(diào)節(jié)長度，這與中低壓色譜常常固體上樣相適應的。中低壓制備色譜柱的材質(zhì)主要有塑料柱、玻璃柱、不銹鋼柱三種。

發(fā)展趨勢：

儀器一體化，操作自動化、耗品標準化、滿足高通量純化要求；

同田C500型中壓制備色譜是專門為天然產(chǎn)物、生物制品的純化和精制量身定制的分離純化系統(tǒng)，它操作方便，功能齊全，具有以下優(yōu)點：

分離過程壓力恒定，柱床穩(wěn)定, 重現(xiàn)性好

中壓制備，流速快, 快速制備大量純品

柱效高，不拖尾，可根據(jù)分離度過載上樣

數(shù)顯控制流速，雙柱塞泵頭設計,流速精確恒定

采用微處理芯片控制, 內(nèi)建過壓保護和流量校正系統(tǒng)

流量及壓力設定可記憶，便于實驗操作