從混沌中提取精華:制備純化的影響因素
更新時間:2023-05-08 點擊次數(shù):791
制備液相是一種廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的高精度分離技術(shù),它可以對混合物進行有效的分離、收集和純化。本文將重點介紹分離純化的影響因素,從混沌中提取精華,為分離純化實驗提供更加精確和可靠的支持。
要使混合物得到分離,為了判斷待分離物質(zhì)在色譜過程中的分離情況,常用分離度作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。分離度又常稱為分辨率,用R表示,定義為相鄰兩色譜峰保留時間之差的2倍與色譜峰峰寬之和的比值。
對待分離物的分離度還可以表示成如下的關(guān)系式:
式中a為分離因子;N是塔板數(shù)代表柱效;k是容量因子,可以反映出流出峰的出峰時間,又常被稱為保留因子。R值越大,兩個峰就分的越開。
分離因子:表示相鄰峰之間的分離程度,即一對相鄰峰的保留時間比值。分離因子越大,表示兩個峰之間的分離效果越好,相反,分離因子越小,表示兩個峰之間的分離效果越差。
柱效:指柱本身的分離能力,柱效越高,說明色譜柱能夠有效地將兩個或多個組分分離開。例如,在短柱上可能無法分離的化合物,在長柱上可能可以得到很好的分離。因此,柱效對色譜分離效果的影響非常顯著。
容量因子:是化合物在選擇性固定相(如色譜柱)與流動相之間分配的程度,即一對組分的相對保留時間。容量因子的大小決定了物質(zhì)在柱中存留的時間和分離程度。容量因子越大,分離效果越好,使差異更大的物質(zhì)能更好地分離。容量因子的大小還受到流動相極性、溫度、pH值等因素的影響。因此,分離因子、柱效和容量因子這三個因素對色譜分離效果的影響都非常顯著,它們共同影響色譜分離的準(zhǔn)確性和靈敏度。
接下來我們嘗試調(diào)節(jié)這三個因素,來達到最佳的色譜分離效果。
如何提高分離因子呢?在確保樣品性質(zhì)不變的情況下,主要有以下兩個方面需要考慮:
通常情況下,固定相材料應(yīng)該與樣品成分相互作用,以實現(xiàn)有效的分離。對于一般的疏水性樣品我們可以選擇反相色譜固定相,親水性樣品可以選擇正相色譜固定相,生物大分子可選離子交換色譜固定相,碳水化合物可用疏水作用色譜固定相,無機離子最好使用離子色譜固定相,合成聚合物最好采用凝膠色譜固定相。
流動相的選擇首先根據(jù)固定相的類型進行選擇,在正相色譜中,通常正己烷與異丙醇的混合物是最基本的溶劑系統(tǒng),調(diào)節(jié)二者的比例可以改變?nèi)軇┫到y(tǒng)的極性。如果基本溶劑系統(tǒng)不能滿足分離的需要,則可以在基本溶劑系統(tǒng)中再添加其他溶劑,如甲基叔丁基醚、二氯甲烷、乙腈中的一種,或是它們的混合物等,以改變它們的選擇性。如果是反相色譜則應(yīng)該使用水+有機溶劑的系統(tǒng),常用的有機溶劑是甲醇、乙腈以及四氫呋喃,調(diào)節(jié)它們與水之間的比例可以改變?nèi)軇┑臉O性。
在制備液相中,除了盡量讓兩個色譜峰之間具有更大距離外,還需盡量避免峰寬過度分布過寬,以保障柱效。影響柱效的主要因素包括以下幾個方面:
1. 樣品
為了提高制備目標(biāo)物的效率,通常在進行液相進樣時會適當(dāng)過載樣品。然而,如果樣品過度過載,則會導(dǎo)致柱效降低,分離能力下降。另外,樣品的化學(xué)性質(zhì)、濃度大小、純度、樣品在兩相中的分配比等對柱效都有影響。
2. 固定相
固定相的影響主要包括固定相的填料粒徑、分布范圍、填料的形狀、表面的化學(xué)性質(zhì)、表面積的大小、填料是否填充均勻、是否填充緊密、色譜柱尺寸等因素。
3. 柱長及內(nèi)徑
短柱(15-100mm):運行時間短、柱壓低,常用于高通量分析和產(chǎn)量較多的分析場合。
長柱(150-250mm):分辨率高、運行時間長,適用于一些研究性的分析場合。
4. 流動相
流動相的影響因素主要包括流動相的組成、化學(xué)性質(zhì)、粘度、擴散性以及線速度等。
5. 流速
流速過快會對色譜分離產(chǎn)生不良影響,因為快速流動的溶液容易沖刷填料表面上的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)流速較低時,物質(zhì)在填料表面上的停留時間增加,可能導(dǎo)致物質(zhì)中的雜質(zhì)混入最終產(chǎn)物中。
6. 溫度的影響
增加溫度可以減小溶劑的粘度、增大樣品的溶解度。
容量因子:是指分離柱中目標(biāo)分子在流動相和固定相之間定量分配的比例。容量因子的適當(dāng)增加可以改善分離的效果,由下圖可見,當(dāng)容量因子達到一定數(shù)值后,其對分離度的影響并不是很大。容量因子的增大會消耗大量的時間和溶劑,因此我們應(yīng)該避免過大增加容量因子的數(shù)值。除非待收集物是非常有價值的物質(zhì),否則建議不要采用增加容量因子的方法。
通過建立適合的分離條件,可以幫助我們從混合物中獲得目標(biāo)物質(zhì),希望本文能幫助您對液相分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供有益的參考。