制备色谱技术与操作资料
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434次制备色谱技术与操作;半制备HPLC:仪器管路粗,进样体积大(可达1m;制备色谱柱和填料:玻璃柱和不锈钢柱,填料可为硅胶;亲水样品选择正相固定相;大分子选择离子交换色谱固定相;碳水化合物选择疏水色谱固定相;无机离子选离子色谱固定相;合成聚合物选凝胶色谱固定相;立体异构样品选环糊精固定相;外消旋样品选手性固定相;样品前处理:萃取、过滤、结晶、固相萃取;装柱方法:
制备色谱技术与操作
半制备HPLC:仪器管路粗,进样体积大(可达1mL以上),进样量大(一般可达到几十毫克),检测池大,泵耐压大,流速高(可达10mL/min甚至更高),柱子内径3cm~100cm,含馏分收集器,可以制备样品进行其它定性检测,或接分析柱也可进行HPLC分析。
制备色谱柱和填料 :玻璃柱和不锈钢柱,填料可为硅胶、键合固定相(如C18)、离子交换树脂 、聚酰胺、 氧化铝、 凝胶,对硅胶进行硝酸银(或缓冲液)处理可提高分离效果。疏水样品选择反相固定相
亲水样品选择正相固定相
大分子选择离子交换色谱固定相
碳水化合物选择疏水色谱固定相
无机离子选离子色谱固定相
合成聚合物选凝胶色谱固定相
立体异构样品选环糊精固定相
外消旋样品选手性固定相
样品前处理:萃取、过滤、结晶、固相萃取。
装柱方法:颗粒直径小于20-30um的固定相采用湿法装填,使相对稀松的固定相悬浆以高速装入色谱柱子,从而减少空隙的形成。柱直径大于20mm,所加压力为30-40bar时,采用柱长压缩技术,先将固定相悬浆(或偶尔是干填充物)装入柱中加压,利用物理方法将其压紧,如径向压缩和轴向压缩。
流动相:色谱分离后要旋转蒸发溶剂,不宜采用高毒性溶剂,少用多元溶剂,溶剂的纯度也要考虑。碱性流动相不能用于硅胶柱,酸性流动相不能用于氧化铝、氧化镁等吸附剂的柱系统,离子交换树脂&排阻色谱遇到某些有机溶剂会膨胀或收缩,从而改变柱床的性质。流动相中加入有机胺可以减弱碱性溶质与残余硅醇基的强相互作用,减轻或消除峰拖尾现象。 流动相选择方法(1)由强到弱: 一般先用90%的乙腈(或甲醇)/水(或缓冲溶液)进行试验, 这样可以很快地得到分离结果,然后根据出峰情况调整有机溶剂(乙腈或甲醇)的比例。(2)三倍规则:每减少10%的有机溶剂(甲醇或乙腈)的量,保留因子约增加3倍,此为三倍规则。
(3)粗调转微调:当分离达到一定程度,应将有机溶剂10%的改变量调整为5%,并据此规则逐渐降低调整率,直至各组分的分离情况不再改变。
加样: 可采用注射器进样、旋转阀进样、六通阀进样、主泵进样、辅泵进样或固体上样。 检测器: 一般的分析池的zui大允许流速仅为5 mL/min 或者10mL/min。而专门的制备池的
zui大允许流速可为150mL/min。有时,采用旁路分离管,将少量流体导入分析池进行检测,是一个不错的办法,但其浓度的误差会相对较大。
1 问: 我想购买waters600用于分析和制备,对于其配备有什么好的建议。
可以配一个PDA,另外加一个示差折光410,另外买几根制备柱就可以了。waters600的流速zui大为20mL/min,一般可以配20mm ID的制备柱,一次分离10-100mg的样品,如果样品量更大,可以通过配件扩展到45mL/min,使用30mm ID的制备柱。另外为了保证馏分收集的准确性,配上Fraction II 馏分收集器。如果样品数量很大,可以配2767 sample manager和ZQ MS, 同时做自动进样并通过MS或U号自动收集馏分。zui大通量每天可以处理100-200个样品。
2 问: 如何用制备色谱柱制备低含量的杂质?
制备色谱柱为Zorbax SB-C18 9.4*250mm及gilson馏分收集器,色谱仪为Agilent 1100或LC-6A。想用其制备面积归一化法含量为0.05%左右的杂质,初步提纯后用高分辨的LC-MS进行定性分析。如何设定色谱条件,如流量,进样量,样品的浓度,切割点的设置,是否要浓缩,要求将95%以上的主峰切除。(主峰后有二个杂质靠得很近。)
(1)制备用的流动相等级高一点,否则流动相中的杂质会影响LC-MS分析。
(2)使用馏分收集器时,延迟体积一定要计算,检测器的响应时间设到zui小,否则都会影响收集的纯度和回收率。制备柱的流速一般与直径的平方成正比,如果4.6mm分析柱流速为1mL/min,9.4mm制备柱用1*(9.4/4.6)2, 大约为4ml/min。进样量设到几个mg应该基本没有过载。进样样品浓度越高越好。假如进样10mg,理论计算0.05%的杂质大约只有5ug,显然浓度太低,是多做几次,合并馏分然后浓缩后做LC-MS分析。
3 问:我想用hplc分离一个简单的多肽,我应该选用什么样的流动相,梯度和柱子?
RP-HPLC的C18柱可以制备很少量的肽,如果用RP-HPLC,首先应该用同类型的分析柱子分析一下多肽含多少杂质,设置缓缓的梯度的分离样品,根据峰形逐渐放大纯化的方法。 4 问:TFA在缓冲液中是不是只起到调节pH的作用呢?TFA的浓度越高基线的漂移越厉害,那是不是说它的浓度在缓冲液pH允许的情况下越低越好呢?
(1)TFA起到类似离子对的作用,一般浓度在0.05-0.1%,过高的浓度,会使溶液偏酸,长
时间使用可能影响柱子寿命。(2)同时TFA可以抑制硅胶表面硅醇基,改善碱性化合物的峰型。有时0.1%TFA分离不好的话。可以考虑加大浓度到0.2%。但要注意用完后及时冲洗色谱柱。(3)走梯度时,因为走成基线漂移,但对制备的影响不大。
5 问:样品如果溶解度太低如何上制备HPLC?
(1) 了解一下样品的性质,根据其酸碱性,极性等性质,通过调节溶剂的pH值等, 以达到较好的溶解度。(2)样品可能某种晶型难溶,这样可以加入其他溶剂(如丙酮等)以助溶。
(3)不是一定要用流动相来溶解样品,对溶解度差的样品,可以选择甲醇,THF或DMSO等溶解样品。特别是DMSO,对一般的化合物溶解度都很好。并且在反相柱上不保留,不会造成干扰。而且DMSO的洗脱能力很弱,一般不会影响峰型。(4) 可以固体上样。 6 问:多肽的分离制备, 如何上量?如何增大分离度?
反相HPLC应当是很好的分离小肽方法,用CH3CN或CH3OH:H2O(95:5)做流动相,看保留如何,若无保留,建议改用其他色谱方法进行分离。
关于多肽的分离,首先要知道它的分子量大小,然后选择不同类型的填料,如孔径的大小。我们先在分析柱(4.6MM内径)上做一下实验,找到zui大的分离度,这一过程的难度是zui大的,要不断地改变流动相和固定相,然后再线性或非线性放大到制备,放大的倍数按分析柱的实验结果。分离后可以通过冷冻干燥得到固体。
还可以考虑离子交换来分离多肽。
7 问: 做柱层析时(国产大孔吸附树脂),怎么才能把洗脱液中的树脂残留物处理干净? 大孔吸附树脂在上使用前,一般需要进行处理,方法包括用色谱纯的甲醇或乙睛洗到没有吸收;或树脂用乙醇浸泡2天,丙酮浸泡2天,然后用常规的酸,碱洗。再用丙酮回流二小时就可以用了。
8 问:由分析型液相转为制备型液相,其色谱系统需作多大调整?是否可以按照柱体积折算只改变流速?其上样量多大为宜?
(1)泵要换,流量要加大,压力可不变或减少;流通池要换体积更大的。
(2)整个系统的管路要更换更粗的,否则压力太大,而且特别容易发生堵塞。对流通池后的管路,增加反压调节器,否则管路太短的话,反压小会导致流通池气泡,管路长的话会导致峰展宽。
(3)检测器的响应时间和峰宽要设置合适,否则会导致收集时延迟体积的计算不准。
(4)上样量主要根据柱子的大小、样品的浓度、制备是否根据分析条件放大(例如制备柱是否还用分析用填料);一般上样量与柱子直径的平方以及长度成正比。
9 问:流动相中含有盐时,收集液该如何除盐?选用挥发性酸,碱或盐(如醋酸铵)是否会在挥干溶剂或冻干过程中直接除去?
一般可以采用离子吸附的办法去掉(可以参考离子吸附有关技术)。但也是稍微麻烦的事情,,不加酸碱盐,如果要加的话,要加挥发性的或者对产品或者检测没有干扰的。 可用G25脱盐,它是安马西亚出的一种葡聚糖凝胶。交联度大孔径小,对小分子的无机盐保留较大,而对分子量较大的有机物没有保留从而可以将盐份脱除。另外采用挥发性的酸,碱时,一般会在干燥过程中直接除去,但如果样品也有酸碱性,可能会与这些挥发性酸碱形成一定比例的盐。
10 问:制备型柱子柱压上升、柱效下降怎么办?
堵塞柱子的原因:
(1) 如果您所分离的样品中杂质较多而您在上样前没有经过过滤(0.45微米),一些颗粒性杂质会积聚在柱头造成柱压升高,
(2) 也有可能是因为您所使用的流动向中含有缓冲盐的原因,结晶或发生化学变化而堵塞。可以把柱子冲一冲。
(3)流动相是否符合液相色谱的要求?是否过滤处理?
柱子再生办法:
(1)依次用水,甲醇,四氢呋喃,甲醇来冲洗柱子,每种溶剂5-10个柱体积。(2)如果效果不明显,将柱子按以上顺序反冲,但一般将大大降低柱子效果。
(3)如果效果还是不好,就需要打开色谱柱,超声波清洗筛片。必要时挖掉色谱柱内受污染部位,填入新的填料,还可用3个月。(填的时候小心,别重新污染柱子)
11 问:制备柱柱跑干了影响柱效吗?
如果时间不长的话,可以用流动相多冲几个小时.柱效不一定变化很大.如果时间太久,柱效一定变低. 具体造成影响有多大,要靠柱效测定来确定,而不是干柱时间的长短。如果跑干了,对于PUMP的影响可能还大些,所以先把管路中的空气抽走。
12 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。
13 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,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*地除去TFA和乙腈,药物实验前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zui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,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*符合试验要求。如果用分子筛,考虑稀释,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。
14 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。
15 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。