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制备色谱技术与操作(三)

2020.3.23
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

12 问:分析HPLC如何放大到制备型HPLC?
在分析液相中色谱柱的典型进样量是微克级,甚至更低。样品量和固定相之比有的甚至小于1:10000。进样体积一般来说都大大小于色谱柱体积(小于1:100)。 在这种条件下,会达到很好的分离效果,峰形尖锐并且很对称。
分析系统线形放大到制备型HPLC意味着使用直径更大的制备柱、更高的流速和根据色谱柱的长度增加进样量并保持样品浓度不变。峰形仍会保持尖锐而对称。这种方法需要大型的色谱柱和大量的溶剂来分离较少的样品,但这种方法从经济上一般不合适。
在制备液相中,最大的区别就是超量进样。制备的分离峰形一般不可能仍会保持尖锐而对称,分析和制备是不同的概念。制备的首要概念是在达到纯化的基础上,降低成本,加快时间(提高效率)。一般说来,纯化的成本要高于生产粗产品的成本,所以,可以加大上样量,甚至过载,出现平头峰,而收集只集中在峰的一小部分,以来保证纯度,主要为了节省流动相和提高设备利用率。
13  问:制备纯化蛋白、多肽,耗用流动相惊人,请问这些用过的流动相(乙腈,甲醇)可以重蒸使用吗?
流动相用一般减压方法重蒸后,往往会形成有机溶剂和水会共沸,另外,由于减压蒸馏属于单次平衡,往往得不到100%纯度的溶剂,这会使溶剂的配置有一定困难,从而使色谱的重现性和分离度会发生一定的变化。如果要求不是很高的话,一般可以分析重蒸后馏分中的各组分含量,计算后再使用。
要通过重蒸得到纯物质是极其困难的,必须采用精馏塔多级蒸发,单就设备投资和能耗来讲,实验室规模或生产规模的废液回收处理已经是得不偿失。其实,我们没有必要得到纯的物质。
作者:草甘膦

14  问:反相色谱分离纯化后,怎样除去流动相产品中的TFA和乙腈或其他杂质?
TFA是反相色谱分离中常用的添加剂。可以用冻干的办法去除,国外许多文献是这样报道的。还可以试试离子交换、凝胶层析、甚至透析和超滤,其中,离子交换层析效果比较好,还可以起到浓缩样品的作用。
首先,冻干的办法应该可以几乎彻底地除去TFA和乙腈,药物实验前最好先检测一下冻干品中的残留量,只要不超过允许范围,这种办法是最最简单、有效的。
其次,如果你的药物的分装量不大的话(<100ug),建议你用离子交换层析,最好装一个小一点儿的柱子,让含盐洗脱峰的蛋白浓度达10mg/ml以上,稀释后完全符合试验要求。如果用分子筛,考虑稀释,最好也先过一个离子交换。此外可以试试疏水层析。如果产品是碱的话,可能会形成TFA盐,这样通过上述方法就无法除去。一般可以用碱水洗,然后将产品萃取出来。或者在里面加入一定量的盐酸,再干燥后形成盐酸盐。
15  问:同一种填料的分析柱、制备柱按线形放大公式套,分离度会不会变化?
一般会有一定的变化,原因有以下几点
(1)       制备柱的装填是否均匀,如不均匀则可能产生涡流扩散使各个组分的经过通道的直径不同、阻力不一样,停留时间不同,色谱峰可能变宽。
(2)       如果样品在流动相中溶解度小,在制备色谱上会有不同的峰展宽。
(3)如果样品在分析柱上有展宽或拖尾的现象,放大到制备柱上后峰的展宽和拖尾经常会非常严重,导致分离失败。
16 问:制备色谱柱如何测柱效?
可以选择几种物质,苯,甲苯,萘、蒽等的衍生物上柱,流动相一般用65-80%的甲醇/水,测定后根据保留时间计算塔板数。由于制备色谱的管路死体积一般比较大,很难得到和供应商相同的柱效。建议在制备柱开始使用时在自己的色谱上测一下柱效,然后定期检测柱效进行以进行比较。
17 问:反相色谱分离后,如何快速从流动相中得到产品?
可以考虑先在低温下,减压旋蒸除去其中的有机溶剂,然后用萃取的方法(如乙醚、氯仿萃取等)把产品萃取出来,然后再低温再旋蒸,这样,就可以不将温度升得很高而得到产品。
如果要直接蒸掉流动相,水泵的真空度要注意(要检查气密性),否则蒸水会很慢。一般比较好的泵在60-70度即可蒸掉水,如果泵的真空度不好,可能需要80-90度才行,这样容易暴沸导致样品损失。另为,温度太高可能引起物质变性。
HPLC的故障及处理
一) 保留时间变化
1.柱温变化       柱恒温
2.等度与梯度间未能充分平衡   至少用10倍柱体积的流动相平衡柱
3.缓冲液容量不够 用>25mmol/L的缓冲液
4.柱污染         每天冲洗柱
5.柱内条件变化   稳定进样条件,调节流动相
6.柱快达到寿命   采用保护柱
(二) 保留时间缩短
1.流速增加       检查泵,重新设定流速
2.样品超载       降低样品量
3.键合相流失     流动相PH值保持在3~7.5检查柱的方向
4.流动相组成变化 防止流动相蒸发或沉淀
5.温度增加       柱恒温
(三) 保留时间延长
1.流速下降       管路泄漏,更换泵密封圈,排除泵内气泡
2.硅胶柱上活性点变化   用流动相改性剂,如加三乙胺,或采用碱至钝化柱
3.键合相流失      同前(二)3
4.流动相组成变化  同前(二)4
5.温度降低        同前(二)5
(四) 出现肩峰或分叉
1.样品体积过大
用流动相配样,总的样品体积小于第一峰的15%
2.样品溶剂过强
采用较弱的样品溶剂
3.柱塌陷或形成短路通道
更换色谱柱,采用较弱腐蚀性条件
4.柱内烧结不锈钢失效
更换烧结不锈钢,加在线过滤器,过滤样品
5.进样器损坏
更换进样器转子
(五) 鬼峰
1.进样阀残余峰
每次用后用强溶剂清洗阀,改进阀和样品的清洗
2.样品中未知物
处理样品
3.柱未平衡
重新平衡柱,用流动相作样品溶剂 (尤其是离子对色谱)
4.三氟乙酸(TFA)氧化(肽谱)
每天新配,用抗氧化剂


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