高效制备色谱.pptVIP

11.9 高效制备色谱 （High Performance Preparative Chromatography） 任何一种分离方式均可用于制备目的，色谱和电泳也不例外（注意实际效果！）。本章仅介绍常用的液相色谱方法。 制备色谱是指采用色谱技术制备纯物质，即分离、收集一种或多种色谱纯物质。而利用高效液相色谱分离足够量的混合物，并把分离所得的各组分逐个收集起来，得到高纯度的样品，称为高效液相制备色谱。 可见，制备色谱中的“制备”这一概念指获得足够量的单一化合物，以满足研究和其它用途。制备色谱的出现，使色谱技术与经济利益建立了联系。制备量大小和成本高低是制备色谱的两个重要指标。 气相制备色谱主要用于石油化工产品和挥发性天然产物的色谱纯样品制备。 表11.9.1 仪器分析所需纯样品量 仪器 样品量（mg） NMR 1-10 FT-IR 0.1-1 IR 1 UV-Vis 1 元素分析 1-10 MS 0.01-1 全面鉴定一样品结构 10-50 分离度 分析速度 分离样品量 思考：这三个指标是相互制约达的，不同分离目的有不同要求。请具体分析： 1）分离分析 2）制备分离 评价制备色谱效率的主要指标是单位时间内分离纯物质的量，以纯组分量和该组分保留时间之比表示，定义为产率。另一指标是最大允许分离样品体积，它决定于固定相的负荷和色谱柱尺寸。 塔板高度，mm 容量因子 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 样品量 图 样品量对塔板高度和容量因子的影响 表11.9.2 制备色谱和分析色谱的比较 制备色谱 分析色谱 分离目的 单位时间内获得符合纯度的物质量 获得混合物中各组分的信息（定性定量） 色谱模型 非线性色谱 线性色谱 仪器设备 制备柱、高流量、大进样、低检测（高通量） 高压稳流、高精度进样、高灵敏检测（高重现性） 液相色谱制备纯物质的目的：结构鉴定，生物和毒理试验，以及某些珍贵或难分离单组分物质的生产。 11.9.1 制备色谱分离的一般考虑 任何制备分离的色谱模型都和分析分离的模型相类似。在制备色谱中，容量因子取决于样品量。如果柱子在超载的状态下工作，增加柱长比降低压力、增加柱效效果好。当然，制备色谱中的分离度比分析分离度更为重要。 当柱子在超载时，大量样品进入柱子，使得分离度、塔板数和容量因子随超载的状况而变化。在制备色谱过程中单位时间产量的提高可通过增加流速和增加柱子的载量来实现。 图 不同进样量时流速对分离度的影响 流速，cm/sec l?大颗粒（~50μm）大直径柱，在超载状态下完成相对大量的制备 11.9.2 制备色谱模型 在制备色谱中，为提高分离量，制备色谱一般是在非线性范围内运行。非线性色谱是制备色谱的理论基础，非线性色谱方程可以用一个浓度波的运动方程表示。制备色谱的溶质的保留时间： 可见，许多流行于分析型液相色谱的概念或参数在制备色谱中不太适用。使用这些结论容易被引入歧途。如：分离度、柱效柱和峰型的对称性在讨论制备色谱最佳化时往往很少考虑。 制备色谱的三种运行模式 主成分 多组分 微量组分 超载有溶质超载和体积超载两种。溶质超载是指柱体积小，但样品浓度超过吸附等温线的线性范围，出现的峰型不对称，峰前沿陡峭而后部拖尾；体积超载是指进样体积比较大，样品浓度恒定，应限制在吸附等温线的线性范围内，洗脱的峰型高、对称或是个大平顶。 制备条件的选择，包括上柱量、容量因子、选择性以及柱效。Knox和Pyper研究指出，分离纯化的基本参数是得到最大的选择性和高浓度的制备物质。在高浓度下，无论是溶质超载还是体积超载都保证了制备产量的提高。但体积超载要比溶质超载得到的产量低。高浓度的质量超载，在分离过程中避免了大体积引起的峰的扩张，在制备色谱中具有更大的优点。 制备色谱的进样体积： 对于k’=4，流出液组分浓度 可达0.03%--0.3%，大小与α有关。 最大纯化产量与容量因子的关系 分析分离 增加分离度 增大进样量 超载条件 11.9.3 实验条件的选择1）柱体积与填料 液-固色谱是制备色谱中常用的一种模式，而液-固色谱中流动相选择很重要。流动相首先应使制备组分有较大的溶解度，且容易从纯化后的组分中除去。一般小颗粒（5-10μm）用于高分离度的制备，粗颗粒（30-60μm）用于超载的高容量制备。样品容量的大小与填料的用量有关，而与颗粒度的关系不大。均匀的粗颗粒填料，多用于高样品量的制备。内径0.8-1.0cm，填有10μm