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江陰逆流鐵蟲 (初入文壇)
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關(guān)于高速逆流色譜批量分離一致性的經(jīng)驗(yàn)分享 已有1人參與
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相較于中低壓色譜經(jīng)常用于粗提而言，高效液相色譜和高速逆流色譜都可以用于物質(zhì)的精細(xì)分離，無論是把多種混合物逐一分開還是單純的要提高某一種物質(zhì)的純度。 對(duì)于一種新的待分離提純的物質(zhì)來說，無論是采用高效液相色譜還是采用高速逆流色譜，第一步都需要借鑒已有的經(jīng)驗(yàn)摸索出適合該物質(zhì)分離的方法，之后，將確定好的最優(yōu)的分離工藝放大到工業(yè)生產(chǎn)級(jí)別的制備型設(shè)備上，進(jìn)行多次分離、批量生產(chǎn)。 那么，如何保證自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，每個(gè)循環(huán)的分離都能得到同樣的結(jié)果就變得至關(guān)重要，否則，哪怕某一單次分離中發(fā)生小的時(shí)間漂移都會(huì)造成生產(chǎn)上整批分離結(jié)果的污染。 對(duì)于使用高效液相的分離來說，要保證分離一致性，會(huì)涉及到幾個(gè)相關(guān)因素的影響：分離柱、流動(dòng)相、壓力、溫度、填料情況等。 而采用高速逆流色譜分離時(shí)，因無需填料，固定相使用可回收反復(fù)使用的溶劑，所以影響分離一致性的因素相對(duì)較少。 高速逆流色譜分離過程中，物質(zhì)的出峰時(shí)間可以通過以下公式進(jìn)行估算： 其中，vc 是分離柱的體積， f 是流動(dòng)相流速， sf 是固定相保留率 （即體系平衡后剩余固定相與分離柱體積的比例）， d 是分配系數(shù)（物質(zhì)分別在固定相和流動(dòng)相中溶解度的比例）。 從上述這個(gè)公式可以看出，要保證多次分離一致性，至少要保證以下幾個(gè)因素在分離過程中要保持不變： *柱體積 *流動(dòng)相流速 *分配系數(shù) *固定相保留率 其中，柱體積取決于分離時(shí)所用的高速逆流色譜系統(tǒng)，一旦設(shè)備確定，該體積也就固定不變。 流動(dòng)相流速取決于分離時(shí)所設(shè)定的泵速參數(shù)。 分配系數(shù)取決于所選用的溶劑體系和溫度。如果分離過程中系統(tǒng)的溫度變化比較大，則可能引起分配系數(shù)的變化。 固定相保留率取決于多個(gè)因素，諸如分離轉(zhuǎn)速，溶劑體系構(gòu)成等。實(shí)際分離過程中，如果轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，則會(huì)帶來固定相保留率的變化。 從上述分析可見，設(shè)備的穩(wěn)定性（轉(zhuǎn)速一致，溫度一致，管路堅(jiān)固不漏液等）是保證分離效果的首要條件。其次，溶劑體系的穩(wěn)定性也很重要，如果根據(jù)一定配比配置好的上/下相溶劑因較長(zhǎng)時(shí)間放置而出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致分離體系的實(shí)際構(gòu)成發(fā)生變化，從而對(duì)分離一致性產(chǎn)生影響。 除此之外，待分離物質(zhì)每單次分離時(shí)的上樣體積和濃度是否完全相同，也是確保連續(xù)、批次生產(chǎn)分離結(jié)果一致性的必不可少的因素之一。例如：采用手動(dòng)上樣方法時(shí)，很可能會(huì)因?yàn)槿斯げ僮鬟^程中難免出現(xiàn)的差異性，導(dǎo)致每次所上樣的體積不能完全保持等量，其結(jié)果必然會(huì)出現(xiàn)出峰時(shí)間的變化。 為此，對(duì)于高速逆流色譜的多次分離過程來說，要保證多次分離的一致性，可以從以下幾個(gè)方面來保證： 1. 高速逆流色譜設(shè)備：選用比較穩(wěn)定可靠的高速逆流色譜設(shè)備，能夠精確控制分離轉(zhuǎn)速，精確控制分離溫度，液體管路沒有漏液風(fēng)險(xiǎn)。 2. 上樣：選用自動(dòng)上樣系統(tǒng)，保證分離時(shí)灌入同樣體積的固定相和樣品。 3. 泵：選用流速穩(wěn)定的泵。 4. 溶劑配置：在多次分離開始前一次性配置好足夠量的固定相和流動(dòng)相，對(duì)于可能揮發(fā)的溶劑，應(yīng)采用有蓋或密封性好的容器進(jìn)行存放，盡量不要把溶劑暴露在高溫環(huán)境中。 5. 樣品溶液配置：選用溶解度較好的一相作為溶劑來溶解待分離物質(zhì)，在多次分離開始前一次性配置好足量的待分離物質(zhì)溶液。確保樣品完全溶解，防止長(zhǎng)時(shí)間放置出現(xiàn)沉淀等改變上樣濃度的變化，建議可采用攪拌裝置對(duì)樣品溶液進(jìn)行持續(xù)攪拌。 6. 自動(dòng)化操作：采用自動(dòng)化控制軟件進(jìn)行批量處理。通過軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泵入固定相/樣品/流動(dòng)相，以及各目標(biāo)化合物組分的收集、排廢等過程，規(guī)避人為因素導(dǎo)致的失誤發(fā)生，通過軟件設(shè)定分離方法，自動(dòng)完成連續(xù)、不停機(jī)、多次的分離生產(chǎn)。 以下以江陰逆流科技有限公司的superchrome-1l系統(tǒng)分離某天然產(chǎn)物粗提物為例。 該應(yīng)用案例中的主要參數(shù)如下： 主機(jī)轉(zhuǎn)速：1200rpm，溫度：30℃，轉(zhuǎn)向：正向 固定相：正庚烷：甲醇：水 以一定比例混合靜置得到的上相溶液 流動(dòng)相：正庚烷：甲醇：水 以一定比例混合靜置得到的下相溶液 樣品：30ml 流動(dòng)相流速：20ml/min 采用江陰逆流科技有限公司配套的逆流專用控制軟件創(chuàng)建方法，分別連續(xù)分離2次分離以及連續(xù)分離17次所得到的圖譜如下所示： 從以上兩個(gè)圖譜可以看出，無論是連續(xù)2次分離，還是17次分離，高速逆流色譜分離的出峰時(shí)間，峰高，峰型都非常一致。 如果是類似上述案例中的物質(zhì)，每次出峰保持穩(wěn)定一致性的情況下，用戶可選擇在軟件上對(duì)不同閥門的切換時(shí)間進(jìn)行設(shè)定即可實(shí)現(xiàn)所要組分的收集。 如果用戶在實(shí)際操作多次分離過程時(shí)，因某種特定原因?qū)е挛茨鼙ＷC諸如溶劑體系，樣品溶液濃度等某種因素的一致性，則可能造成分離結(jié)果的變化，其現(xiàn)象為分離得到的峰型相近，但是出峰時(shí)間會(huì)出現(xiàn)前后短暫的漂移，這種情況下，如果單純通過指定時(shí)間區(qū)間進(jìn)行閥門切換來收集組分就會(huì)造成不同組分的混合，而導(dǎo)致批量分離事故的發(fā)生。 而單純的定峰模式對(duì)于逆流色譜分離常見的多雜質(zhì)，多雜峰的分離結(jié)果來說為了避免組分漏接就必須設(shè)定并接收冗余的雜質(zhì)峰。為此，江陰逆流科技有限公司開發(fā)的逆流專用控制軟件除了提供常規(guī)定時(shí)、定峰收集模式外，還提供了一個(gè)可指定時(shí)間區(qū)間的定峰收集模式。該模式可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)較小的出峰時(shí)間漂移情況下也能夠準(zhǔn)確的對(duì)組分進(jìn)行收集。 該模式下，組分收集的開始時(shí)間通過三方面因素綜合判斷進(jìn)行確定：指定的時(shí)間區(qū)間，指定的峰高，指定的最小保持時(shí)間。當(dāng)檢測(cè)器的輸出在指定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)達(dá)到設(shè)定高度，且保持時(shí)間大于設(shè)定的最小保持時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)切換輸出收集閥門，開始新組分收集。 該模式下，組分收集的停止時(shí)間的確定因素同樣由三個(gè)因素確定：指定的時(shí)間區(qū)間，指定的峰高，指定的最小保持時(shí)間。當(dāng)檢測(cè)器的輸出在指定時(shí)間區(qū)間內(nèi)降低到設(shè)定高度，且保持時(shí)間大于設(shè)定的最小保持時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換輸出收集閥門，停止該組分收集。 該模式的設(shè)定方式如下圖所示： 綜上所述，多次高速逆流分離結(jié)果的一致性，可以從設(shè)備，軟件，操作過程等多個(gè)維度來加以保證。 |
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2樓2021-09-08 12:31:51
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