淺談制備液相色譜技術

制備液相色譜技術

   液相色譜技術自發明以來，由于其高效、高靈敏度等特點，得到了飛速發展。近年來，伴隨著生物技術和精細化工的發展，作為液相色譜分支的制備液相色譜也日益受到重視，成為了生物技術產品和研究中不可或缺的手段。

   制備液相色譜按照一次進樣量的多少，可以分為3種規模，即半制備色譜、制備色譜和工業級色譜，如表1所示。制備色譜以生產純物質為目的，在經濟合理的前提下，規模越大越好。

表1 制備型HPLC3種規模

柱內徑/cm

柱長/cm

填料/μｍ

處理量

半制備級

0.5～2

15～50

10～30

≤100 mg

制備級

約5

20～70

40～60

0.1～100g

工業級

10～50

50～100

40～60

≥100g

   分析色譜與制備色譜的根本區別在于分離目的不同。分析色譜，反映的是樣品的組成，追求的是高效分離和高靈敏度，不需要收集特定的餾分，洗脫液通常作為廢液來處理。但在制備色譜中，為了節省投資和操作費用，必須以最少的時間生產最大量的產品。由于目的不同，制備色譜與分析色譜所選用的操作參數，包括色譜柱尺寸、填料、流量、操作壓力、進樣量、產品純度、產品回收率、色譜分離效果等的優化上有較大的差別。前者要求進樣量越小越好，而后者為了提高制備量，柱子必須超載。柱子的超載方式有兩種，一種是 “質量超載”，即維持較小的進樣體積，提高進樣濃度；另一種是 “體積超載”，即保持較小的進樣濃度，增加進樣體積。在制備色譜中，一般認為采用質量超載的方式較好。在制備色譜分離過程中，分離度和柱效均隨著質量超載程度的增加而下降。但是，在分離度可以滿足要求的前提下，采用質量超載的方式操作，可以提高制備量。

   目前，主要通過線性放大的原理優化從分析到制備過程的操作參數。通常假設分析色譜系統和制備色譜系統的化學性質、傳質過程都保持不變，分析型液相色譜的進樣量、流量、收集體積等乘以線性放大系數便可得制備型液相色譜的相應參數。線性放大系數即為制備色譜柱和分析色譜柱的截面積之比與柱長之比的乘積。例如，制備液相的進樣量計算公式為：

Q2=Q1·(r2/r1)2·L2/L1

其中，Q1、r1、L1分別為分析型液相色譜的進樣量、色譜柱半徑和柱長；Q2、r2、L2分別為制備型液相色譜的進樣量、色譜柱半徑和柱長。

   利用線性放大的方法優化分析型色譜的操作參數，直接將其應用到直徑更大的制備型色譜柱，不僅可縮短整個方法開發的時間，并且可以減少樣品損失，實現最有效、最快速的分離效果。

   目前制備液相色譜技術已廣泛地應用于制藥，化工和生物工程等領域中樣品的分離和純化。隨著色譜理論逐漸完善，新技術不斷出現，制備色譜顯示出廣闊的應用前景。