對于分離樣品而言,例如將合成混合物或生物學粗提物分離為單一組分,色譜分析技術無疑是最強大方法之一。色譜分離技術以兩個相之間的物質分配為基礎:有較大表面的固定相和可在固定相之間移動的流動相。 最常用的色譜分析類型是氣相色譜法或液相色譜法。這兩種方法的差異在于柱色譜法中流動相的物理狀態不同。在氣相色譜法中,以氣體為流動相將樣品帶入固體固定相中,而液相色譜法以溶劑作為流動相。化合物與固定相之間的相互作用稱為分離模式過程,這一過程受極性、分子大小或特異性結合親和力的差異所約束。液相色譜法技術的類型取決于色譜分析方法的分離模式(表1)。 色譜純化工作流程 吸附柱色譜法是藥品、化學品、香料和其他產品典型分離和純化工作流程的主要部分。首先,以化學方式從植物、細菌或其他生物體合成或萃取出所需物質。蒸發用于對材料進行濃縮,以簡化下游處理。如果樣品是不熟悉的新型材料,則需過篩以實現最佳色譜分離條件,通常采用薄層色譜法 (TLC) 或分析型高壓液相色譜法 (HPLC)。一旦確定合適的條件,色譜過程將升級為制備型色譜分析。在制備型步驟中,通過快速色譜法、制備型 HPLC 或二者結合對較大量的目標化合物進行純化。如果同時使用不同的技術,則快速色譜法用于預純化步驟,制備型HPLC用于實現最終高純度。成功分離出化合物后,通過蒸發或凍干技術執行二次濃縮步驟。此時,可以利用其他技術對化合物純度和功能進行分析,包括熔點分析、分析型HPLC、酶學測定或其他技術。 合成或萃取之后的完整工作流程如圖1所示。 圖 1. 一般萃取或合成工作流程中的純化工作流程 俄羅斯-意大利籍植物學家MikhailTsvet在100多年前發現的吸附柱色譜法是液相色譜法的最早形式,這種色譜分析工藝最開始用于從植物中分離出顏料。從那以后,色譜分析技術快速發展,成為合成和萃取實驗室使用的一種基本方法。 在吸附色譜法中,分離過程由樣品組分與固定相及流動相之間的相互作用決定。具有不同化學特性(極性)的化合物對流動相和固定相表現出不同的親和力或吸附強度。親和力受到兩種分子特征的影響:吸附和解吸附。吸附是指特定組分粘附到固定相上的能力。解吸附或溶解度是指混合物特定組分在流動相中的溶解程度。個體樣品組分在固定相中的遷移速度取決于它們的吸附/解吸附特征,如圖2所示。 圖 2. 吸附與解吸附 快速色譜法vs制備型HPLC技術 第一篇關于使用高壓的出版物發表于上世紀70年代末,其中所提及的方法稱為快速色譜法。除此之外,人們還嘗試增大分析型HPLC系統的尺寸,使這些系統也能用作制備型色譜分析設備(制備型HPLC)。如今,這兩種技術廣泛用于不同目的:快速色譜法主要用于預純化步驟,以適當分離度純化較大量的樣品;制備型HPLC的目標是在較低進樣量條件下實現最高分離度(純度)。 因此,這兩種色譜分析技術的差別在于用作固定相的材料(不同粒徑)、濾芯或色譜柱的尺寸(內徑(ID) 和長度)以及流動相的流速,如表2所示。
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