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[医药卫生]制药分离工程第十一章 色谱分离过程
4.2.1 色谱柱简介(一) 正相柱------固定相通常为硅胶以及其他具有极性官能团胺基团,如(NH2)和氰基团(CN)的键合相填料。 由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他极性基团极性较强,因此,分离的次序是依据样品中各组分的极性大小,即极性较弱的组份最先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如正已烷,氯仿,二氯甲烷等。 反相柱------固定相通常是以硅胶为基质,表面键合有极性相对较弱官能团的键合相。反向色谱所使用的流动相极性较强,通常为水、缓冲液与甲醇、乙腈等的混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强的组分最先被冲洗出,而极性弱的组分会在色谱柱上有更强的保留。常用的反向填料有:C18(ODS)、C8(MOS)、C4(Butyl)、C6H5(Phenyl)等。 * HPLC 色谱柱的构成 类 型 内径D (cm) 柱长(cm) 粒径 (μm) 分 析 柱 0.3 – 0.46 3 - 25 3 - 10 微 孔 柱 0.1, 0.21 15, 25 3 - 8 半制备柱 0.8 – 1.0 10 - 25 5 - 20 制 备 柱 2.0 – 5.0 10 - 25 5 - 20 * 现代高效液相色谱柱的要求 超纯 B 型球形硅胶 —— 峰形好、柱效高。 不能有使色谱性能降低的直径小于50 ?的微孔。 粒径尺寸从 3 μm 到 10 μm ——能满足从分析到制备色谱规模的需求。 色谱柱柱床装填好 —— 使用寿命长、柱效高。 封尾彻底 —— 峰形好、使用寿命长。 批与批之间得重现性好。 不同的相具有不同的选择性 —— 能更好的实现分离。 键合相化学稳定好 —— 适用的 pH 范围广, 使用寿命长。 * * 生平简介 1872年5月14日,茨维特(Michael Semenovich Tswett)出生在意大利北部小镇阿斯蒂,他父母是在前往瑞士途中路过该镇时生下他的。茨维特的母亲是意大利人,生下他后不久病逝;父亲是俄国人。茨维特在瑞士长大,童年在洛桑度过。1891年,他考入日内瓦大学数学物理系。1893年,获理学学士学位,并继续在该大学攻读。他对生物学、化学、物理学都有浓厚的兴趣。1894年,因对茄科植物的解剖学研究,获日内瓦大学授予的戴维奖章。1896年,通过博士论文“细胞的生理学研究”答辩,获博士学位。 这年夏天,茨维特随父亲返回祖国俄罗斯。先到辛菲波罗尔,后迁到彼得堡,在科学院Π. Φ. 列斯加夫特教授的实验室工作。由于他是在国外获得的博士学位,不被俄国当局承认,因此难以谋得合适的教职,不得不在俄国获取新的学位。 在彼得堡,他结识了俄国许多著名的植物学家。科学院的A. C. 法明岑院士让他到自己的实验室进行硕士论文的研究工作。1900年,在许多著名科学家推荐下,茨维特才成为彼得堡自然科学家协会的会员。 1901年,茨维特完成硕士论文“叶绿素的物理化学结构”,并在喀山大学通过答辩。原打算留在喀山,但苦于找不到合适的工作,次年1月,移居波兰华沙。在华沙大学他任过实验室的勤杂工、植物与生理系的助教,后升为“编外讲师”,取得讲课资格。1907年,他担任兽医学院植物学讲师。第二年,被华沙工学院聘为高级讲师。1910年,在华沙大学通过博士论文“植物界和动物界的色素”的答辩,获博士学位。这篇论文以专著出版,并获俄国科学院的阿赫马托夫大奖。在华沙14年,茨维特对叶绿素进行了广泛深入的研究,并由此创立了20世纪最重要的分离方法——色谱法。 1915年,德国军队占领华沙,茨维特随工学院撤往莫斯科,随后迁到尼日尼·诺夫戈罗德。在战争的艰难条件下,他主持植物系的教学和实验室工作,而他的健康状况也每况愈下。1917年,他被尤里耶夫大学聘为教授。1918年2月,德军进驻尤里耶夫市,8月,他随校迁往沃罗涅日市,他的健康状况也进一步恶化。1919年6月26日,茨维特因心脏病(说是肺结核)逝世,卒年47岁。 * 1941年A. J. P. Martin和R. L. Synge把氨基酸混合液注入到以硅胶作固定相的柱中,用氯仿作流动相,借助于氨基酸在硅胶中的水相和氯仿中溶解度不同而达到分离,该分离方式为分配色谱Partition Chromatography。1952年获诺贝尔化学奖。 * 分离效率高 色谱分离的效率是所有分离纯化技术中最高的。色谱分离的效率用理论塔板数表示。每个理论塔板的高度相当于固定相两个颗粒的距离。每米柱长可达几千至几十万的塔板数。这种高效的分离尤其适合于极复杂混合物的分离,由于分离效率高,通常使用的色谱柱长一般只有几十厘米。 可选操作参数多 ①可选择不同的色谱分离方法; ②可选择不同的固定相和流动相状态; ③可选择各种不同性状的物质作固定相或流动相; ④可选择不同的洗脱方
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