HPLC分析型与制备型的区别
高压液相色谱HPLC常见故障及排除方法[重点]
高压液相色谱HPLC常见故障及排除方法诊状(一)保留时间变化可能的原因: 解决方法1.柱温变化:柱恒温2.等度与梯度间未能充分平衡:至少用10倍柱体积的流动相平衡柱3.缓冲液容量不够:用>25mmol/L的缓冲液4.柱污染:每天冲洗柱5.柱内条件变化:稳定进样条件,调节流动相6.柱快达到寿命:采用保护柱(二)保留时间缩短可能的原因: 解决方法1.流速增加:检查泵,重新设定流速2.样品超载:降低样品量3.键合相流失:流动相PH值保持在3~7.5检查柱的方向4.流动相组成变化:防止流动相蒸发或沉淀5.温度增加:柱恒温(三)保留时间延长可能的原因: 解决方法1.流速下降:管路泄漏,更换泵密封圈,排除泵内气泡2.硅胶柱上活性点变化:用流动相改性剂,如加三乙胺,或采用碱至钝化柱3.键合相流失:同前(二)34.流动相组成变化:同前(二)45.温度降低:同前(二)5(四)出现肩峰或分叉可能的原因: 解决方法1.样品体积过大:用流动相配样,总的样品体积小于第一峰的15%2.样品溶剂过强:采用较弱的样品溶剂3.柱塌陷或形成短路通道:更换色谱柱,采用较弱腐蚀性条件4.柱内烧结不锈钢失效:更换烧结不锈钢,加在线过滤器,过滤样品5.进样器损坏:更换进样器转子(五)鬼峰可能的原因: 解决方法1.进样阀残余峰:每次用后用强溶剂清洗阀,改进阀和样品的清洗2.样品中未知物:处理样品3.柱未平衡:重新平衡柱,用流动相作样品溶剂(尤其是离子对色谱)4.三氟乙酸(TFA)氧化(肽谱) : 每天新配,用抗氧化剂5.水污染(反相) : 通过变化平衡时间检查水质量,用HPLC级的水(六)基线噪声可能的原因: 解决方法1.气泡(尖锐峰) : 流动相脱气,加柱后背压2.污染(随机噪声) : 清洗柱,净化样品,用HPLC级试剂3.检测器灯连续噪声:更换氘灯4.电干扰(偶然噪声) : 采用稳压电源,检查干扰的来源(如水浴等)5.检测器中有气泡:流动相脱气,加柱后背压(七)峰拖尾可能的原因: 解决方法1.柱超载:降低样品量,增加柱直径采用较高容量的固定相2.峰干扰:清洁样品,调整流动相3.硅羟基作用加三乙胺,用碱致钝化柱增加缓冲液或盐的浓度降低流动相PH值,钝化样品4.同前(四)4 : 同前(四)45.同前(四)3 5. : 同前(四)36.死体积或柱外体积过大:连接点降至最低,对所有连接点作合适调整,尽可能采用细内径的连接管7.柱效下降:用较低腐蚀条件,更换柱,采用保护柱(八)峰展宽可能的原因: 解决方法1.进样体积过大:同(四)12.在进样阀中造成峰扩展:进样前后排出气泡以降低扩散3.数据系统采样速率太慢:设定速率应是每峰大于10点4.检测器时间常数过大:设定时间常数为感兴趣第一峰半宽的10%5.流动相粘度过高:增加柱温,采用低粘度流动相6.检测池体积过大:用小体积池,卸下热交换器7.保留时间过长:等度洗脱时增加溶剂含量也可用梯度洗脱8.柱外体积过大:将连接管径和连接管长度降至最小9.样品过载:进小浓度小体积样品液相色谱柱使用及保养液相色谱仪由高压液体泵、检测器及液相色谱柱等三部分组成,其中液相色谱柱的正确安装和使用,是液相色谱工作的关键;也是液相色谱工作者获得正确可靠的实验数据的必经之路。
高效液相色谱(HPLC)基础知识
高效液相色谱(HPLC)基础知识我国药典收载高效液相色谱法项目和数量比较表:方法项目数量1985年版1990年版1995年版2000年版HPLC法鉴别9 34 150 检查12 40 160 含量测定7 60 117 387鉴于HPLC应用在药品分析中越来越多,因此每一个药品分析人员应该掌握并应用HPLC。
I.概论一、液相色谱理论发展简况色谱法的分离原理是:溶于流动相(mobile phase)中的各组分经过固定相时,由于与固定相(stationary phase)发生作用(吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出。
又称为色层法、层析法。
色谱法最早是由俄国植物学家茨维特(Tswett)在1906年研究用碳酸钙分离植物色素时发现的,色谱法(Chromatography)因之得名。
后来在此基础上发展出纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法。
液相色谱法开始阶段是用大直径的玻璃管柱在室温和常压下用液位差输送流动相,称为经典液相色谱法,此方法柱效低、时间长(常有几个小时)。
高效液相色谱法(High performance Liquid Chromatography,HPLC)是在经典液相色谱法的基础上,于60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。
它与经典液相色谱法的区别是填料颗粒小而均匀,小颗粒具有高柱效,但会引起高阻力,需用高压输送流动相,故又称高压液相色谱法(High Pressure Liquid Chromatography,HPLC)。
又因分析速度快而称为高速液相色谱法(High Speed Liquid Chromatography,HSLP)。
也称现代液相色谱。
二、HPLC的特点和优点HPLC有以下特点:高压——压力可达150~300 Kg/cm2。
色谱柱每米降压为75 Kg/cm2以上。
高速——流速为0.1~10.0 ml/min。
高效液相色谱法
第十五章高效液相色谱法High Performance Liquid Chromatography,HPLC 15.1概述高效液相色谱又称为高压液相色谱(High Pressure Liquid Chromatography)、高速液相色谱(High Speed Liquid Chromatography)、高分离度液相色谱(High Resolution Liquid Chromatography)或现代液相色谱(Modern Liquid Chromatography),是在20世纪60年代末期在经典液相色谱法和气相色谱法的基础上发展起来的一种新型分离分析技术。
由于其适用范围广,分离速度快,灵敏度高,色谱柱可以反复使用,样品用量少,还可以收集被分离的组分,特别是计算机等新技术的引入使其自动化与数据处理能力大大提高,高效液相色谱技术得到飞速发展。
高效液相色谱法和经典液相色谱法在分析原理上基本相同,但由于在技术上采用了新型高压输液泵、高灵敏度检测器和高效微粒固定相,而使经典的液相色谱法焕发出新的活力。
经过数十年的发展,高效液相色谱法在分析速度、分离效能、检测灵敏度和操作自动化等方面,都达到了很高的程度,可以和气相色谱法相媲美,并保持了经典液相色谱对样品通用范围广、可供选择的流动相种类多和便于用作制备色谱等优点。
至今,高效液相色谱法已在生物工程、制药工业、食品行业、环境监测、石油化工等领域获得广泛的应用。
15.1.1与经典液相色谱法比较经典液相色谱法通常使用的固定相是多孔粗粒,装填在大口径长色谱柱(玻璃)管内,流动相是靠重力作用流经色谱柱的,溶质在固定相的传质速度缓慢,柱入口压力低,分析时间长,因此柱效低,分离能力差,难以解决复杂混合物的分离分析;而高效液相色谱法使用的固定相是全多孔微粒,装填在小口径、短不锈钢柱内,流动相是通过高压输液泵进入色谱柱的,溶质在固定相的传质、扩散速度大大加快,柱效可比前者高2~3个数量级,从而在短时间内获得高柱效和高分离能力,可以分离上百个组分。
制备柱 分析和制备HPLC 主要差别在精度上
我们没有分析的HPLC,能不能用制备的HPLC过分析柱啊?流通池会不会太大啊? 分析的HPLC与制备的有什么区别吗?
分析和制备HPLC 主要差别在精度上。
分析一般流速小于5ml/min; 制备一般流速大于30ml/min
你看这样精度差别就很大。
通俗一点就是:家里烧的小锅炒菜和食堂烧的大锅菜,你觉得哪个好吃?
(当然这个比喻不是很恰当,制备有制备的用途,有他的优势存在)
………………………………分析HPLC……………………………………………………制备HPLC
目的……样品组成的信息通常研究大部分或全部样品组成……纯品的回收通常只对一种或几种样品组分感兴趣特征……进样量仅够检测用即可…………………………………尽可能加大进样量以生产最多的纯品…………反相HPLC最方便…………………………………………正相HPLC最方便
…………柱内径1~5mm……………………………………………柱内径1~10cm或更大
…………柱填料5um 或更小………………………………………柱填料7um或更大
…………HPLC泵最多提供10ml/min………………………………HPLC泵提供》10ml/min
…………进样量通常不是问题……………………………………进样较难,需多加注意
…………为最大灵敏度选择检测条件……………………………为降低的灵敏度选择检测条件
…………样品在流动相中的溶解度通常不重要…………………样品在流动相中的溶解度非常重要
…………流动相挥发性不重要……………………………………流动相应是挥发性的,禁用不挥发性添加剂
分析和制备HPLC 主要差别在精度上。
HPLC色谱柱的种类
高效液相色谱柱大致可分为五类:一、高效反相液相色谱柱以C18为代表的高效反相液相色谱柱•直被描述为药物发现、开发、方法验证(ValidatiOn)的心脏!高效反相液相色谱柱也极其广泛应用在药物代谢及动力学、生命科学、医疗健康、生物分析检测、毒品和兴奋剂检测、食品安全分析、环境分析、军事、国土安全等领域!高效反相液相色谱制备柱也是最重要的分离纯化技术之一!无论是过去,现在和可预见的未来,以球形B型硅胶(5Um或3um)为材料骨架的高效反相液相色谱柱在实际应用中永远占有统治地位!常规HPLC方法的开发几乎总是从C18作为出发点,反相色谱占了80%以上的应用。
过去数十年来,无数努力集注于:1)改善硅胶的品质,优化键合化学;2)开发新颖的材料骨架替代硅胶。
十多年前,使用有机硅材料取代无机硅材料作为起始原料生产球形硅胶代表一个划时代的革命!生产的球形硅胶命名为B型球形硅胶。
无机A型硅胶重金属含量很高,硅胶表面若干位置严重酸化及螯合效应等导致许多碱性化合物回收率低。
球形B型硅胶重金属含量很低,在非常大的程度上消除了A型无机硅胶表面若干位置严重酸化及螯合效应等问题。
用B型球形硅胶合成高效液相色谱填料,导致高效液相色谱柱产品质量有质的飞跃!然而,另一方面,基于客户的大量反馈和我们对几乎所有色谱厂商产品的评估,我们相信键合化学问题没有获得很好的解决。
具体体现在:(1)“纯粹”反相机理的键合相例如C18和C8市场上仍然是单功能,三功能和聚合物键合相”鱼目混杂(2)键合相封端问题没有获得很好的解决,•直是困扰色谱领域最大的问题!迄今为止全部的尝试只获得有限的成功。
(3)极性嵌入式(PolarCmbCddCd)键合相极性嵌入式(PoIarCmbCdded)键合相是C18高效反相液相色谱"卫星群”中最重要的产品,是C18和C8键合相最重要的补充。
极性嵌入式(POIarembedded)键合相起源于SupelcoABZ o SupelcoABZ的键合方法是用aminopropyl键合相和长链按酸缩合反应形成一个C16酰胺。
HPLC原理和操作详解.
高效液相色谱我国药典收载高效液相色谱法项目和数量比较表:鉴于HPLC应用在药品分析中越来越多,因此每一个药品分析人员应该掌握并应用HPLC。
I.概论 (2)一、液相色谱理论发展简况 (2)二、HPLC的特点和优点 (2)三、色谱法分类 (3)四、色谱分离原理 (3)II.基本概念和理论 (5)一、基本概念和术语 (5)二、塔板理论 (8)三、速率理论(又称随机模型理论) (9)III.HPLC系统 (10)一、输液泵 (11)二、进样器 (13)三、色谱柱 (14)四、检测器 (17)五、数据处理和计算机控制系统 (20)六、恒温装置 (20)IV.固定相和流动相 (20)一、基质(担体) (20)二、化学键合固定相 (22)三、流动相 (23)1.流动相的性质要求 (23)2.流动相的选择 (24)3.流动相的pH值 (24)4.流动相的脱气 (25)5.流动相的滤过 (25)6.流动相的贮存 (26)7.卤代有机溶剂应特别注意的问题 (26)8.HPLC用水 (26)V.HPLC应用 (27)一、样品测定 (27)二、方法研究 (27)附件:高效液相色谱法(HPLC)复核细则 (28)一、对起草单位的要求: (28)二、对复核单位的要求: (28)I.概论一、液相色谱理论发展简况色谱法的分离原理是:溶于流动相(mobile phase)中的各组分经过固定相时,由于与固定相(stationary phase)发生作用(吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出。
又称为色层法、层析法。
色谱法最早是由俄国植物学家茨维特(Tswett)在1906年研究用碳酸钙分离植物色素时发现的,色谱法(Chromatography)因之得名。
后来在此基础上发展出纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法。
液相色谱法开始阶段是用大直径的玻璃管柱在室温和常压下用液位差输送流动相,称为经典液相色谱法,此方法柱效低、时间长(常有几个小时)。
HPLC法
High performance liquid chromatography; HPLC
药学院药物分析教研室:柯发敏
1
高效液相色谱法(High performance Liquid Chromatography,HPLC)是在经典液相色谱法 的基础上,于60年代后期引入了气相色谱理论而
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柱的使用和维护注意事项:
高效液相色谱仪
①避免压力和温度的急剧变化及任何机械震动
②应逐渐改变溶剂的组成,特别是反相色谱中,不 应直接从有机溶剂改变为全部是水,反之亦然。
③一般说来色谱柱不能反冲,只有生产者指明该柱 可以反冲时,才可以反冲除去留在柱头的杂质。 否则反冲会迅速降低柱效。
④选择使用适宜的流动相(尤其是pH),以避免固 定相被破坏
不稳
恒流泵:在一定操作条件下,输出流量保持恒定而与
色谱柱引起阻力变化无关,常用
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泵的使用和维护注意事项
高效液相色谱仪
①防止任何固体微粒进入泵体,因为尘埃或其它任何 杂质微粒都会磨损柱塞、密封环、缸体和单向阀, 因此应预先除去流动相中的任何固体微粒 (流动相 和样品必须过滤膜)
②流动相不应含有任何腐蚀性物质,含有缓冲液的流 动相不应保留在泵内,尤其是在停泵过夜或更长时 间的情况下 ③泵工作时要留心防止溶剂瓶内的流动相被用完,否 则空泵运转也会磨损柱塞、缸体或密封环,最终产 生漏液
11
3 .离子交换色谱法(ion exchange chromatography)
以离子交换树脂作为固定相,树脂上具有固定离子基 团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成 的离子通过固定相时,组分离子与树脂上可交换的离
子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不
高效液相色谱法
正相色谱:以极性物质做固定相,非极性物质作
流动相,即流动相的极性<固定相的极性。正相色 谱适用于极性化合物的分离,极性小的先出柱, 极性大的后出柱。(反之为反相色谱)
高效液相色谱仪
压力表 储液器 高压泵
进样器
梯度洗 提装置
色 谱 柱
记录仪 检测器
馏分收集器
一 高压输液系统 1.贮液器:1-2L的玻璃瓶,配有溶剂过滤器(Ni 合金),其孔径约2 m,可防止颗粒物进行 泵内。 2.脱气:超声波脱气或真空加热脱气。溶剂通 过脱气器中的脱气膜,相对分子量小的气 体透过膜从溶剂中除去。 3.高压泵: 对输液泵的要求:密封性好、输液流量稳 定无脉动、可调范围宽、耐腐蚀。
二 分离和进样系统 (一)进样系统 与GC相比,HPLC柱要短得多,因此由于柱 本身所产生的峰形展宽相对要小些。即, HPLC的展宽多因一些柱外因素引起。这些 因素包括:进样系统、连接管道及检测器 的死体积。进样装置包括两种。 1. 隔膜注射进样:使用微量注射器进样。装 置简单、死体积小。但进样量小且重现性 差。
2.化学发光检测器
是近年发展起来的高选择性、高灵敏度
(二)荧光检测器(FD) 早期的荧光检测器是具有滤光片的荧光 光度计,已基本淘汰。 目前使用的荧光检测器多是具有流通池 的荧光分光光度计(直角光路)。 检测限可达 1× 10-10g / ml ,比紫外检测 器灵敏,但只适用于能产生荧光或其衍生 物能发荧光的物质。
主要用于氨基酸、
多环芳烃、维生素、 甾体化合物、酶类、 黄曲霉素、卟啉类 化合物、农药等的 检测。
利用固定相与流动相之间对待分离组分子溶解
度的差异来实现分离。分配色谱的固定相一般 为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段
分析HPLC和制备HPLC色谱
一.背景•与蒸馏、萃取比较,制备液相是更有效的分离方法•广泛用于样品和产品的提取和纯化•用于合成、植化、生化和制药等领域二.制备 HPLC 应用领域三.分析和制备HPLC目的•分析HPLC--样品组成的信息,研究大部分或全部组分(产品)•制备HPLC回收纯品,研究一种或几种样品组分(目标组分)四.分析/制备HPLC的特点五.制备HPLC的策略1:很高的生产效率和产量,收率很低。
2:高纯品,但是生产效率和产量很低。
3:峰在基线上被完全分开,产品纯度、产量和生产效率都达到最高。
六.制备分离的策略•如为了进行活性或药物测试,某种组份必须被完全单独提取,那么组份的纯度是最重要的参数,产量和生产效率是其次的。
•如果某种合成中间体必须被纯化,并且需要有足够的量为下一步合成作准备,那么纯度就不是最重要的了。
而生产效率在这种情况下就是个首先需要解决的问题,因为其直接关系到完成整个合成工作的进程和速度。
同时产量也是很重要的,因为高价值组份的损失需要控制在最少的范围内。
七.建立制备HPLC方法考虑•建立分析HPLC方法(流动相、添加剂)•粗产品分离•样品在流动相中溶解度八.扩大规模的制备色谱•分析液相:•会达到很好的分离效果,峰形尖锐并且很对称。
•进样量是微克级,甚至更低。
•样品量和固定相之比甚至小于1:100000。
•进样体积一般大大小于柱体积(小于1:100)。
•制备液相:•最大的区别就是超量进样。
九.分析色谱吸附等温线分析液相的目的是给一种组份定性、定量。
重要的色谱参数有溶解度、峰宽和峰的对称性。
如果进样量越来越多,峰高和峰面积会增加,但峰的对称性和容量因子保持不变。
最佳的峰形应是一条高斯曲线十.制备色谱吸附等温线将超过一定量的样品注射进色谱柱,吸附变化线就会成非线性。
这意味着峰形会变的不再对称,表现为严重拖尾和k缩小。
浓缩超量进样。
在一些情况中,根据进样量的增加,容量因子也相应变大,并造成很强的前峰。
吸附变化线取决于组份的多少,色谱柱的载样能力就必须根据实验来决定十一.样品重量对峰的影响十二.体积法超量载样样品组份溶解性差,浓缩法超量载样不能使用,更大样品体积注射到色谱柱中。
高效液相色谱的原理
所以LC只能用高压输液泵作为流动相的动力。
5.LC的样品回收比较容易,且可规模制备;GC的样品大部分会被破坏。 6.决定GC分离好坏的主要操作条件是固定相、流动相流速和柱温; 决定LC分离好坏的主要 操作条件是固定相、流动相流速和流动 相的组成。 7.在对付复杂样品方面,GC可采用柱温程序升温办法进行组份的分离;LC则采用梯度洗脱 的办法。
液相色谱仪的结构
高效液相色谱法与气相色谱法的比较
仪器的组成方面
液相色谱:
溶质在液相中的扩散系数(10-5cm2/s)很小,因此在色谱柱以外的死空间应尽量小,以 减少柱外效应对分离效果的影响。
气相色谱:
溶质在气相中的扩散系数(10-1cm2/s)大,在使用填充色谱柱时,柱外效应的影响较小, 但是对于毛细管色谱柱也要尽量减少柱外效应对分离效果的影响。
气相色谱
(1)气体流动相为惰性气体,不与被分析的样品发生相互作用,它仅起运载样品的作用, 一般对分离结果好坏没有影响。 (2)气体流动相动力粘度为10-5Pa· s,输送流动相压力仅为0.1~0.5MPa
液相色谱仪的结构
高效液相色谱法与气相色谱法的比较
固定相方面:
液相色谱
(1)分离机理:可依据吸附、分配、筛析、离子交换、亲和等多种原理进行样品的分离, 可供选用的固定相种类繁多。 (2)色谱柱:固定相粒度小为5~10um;填充柱内径3~6mm;柱效为103 ~ 104 ,柱温为 常温。
内径20~50mm,柱长50cm ~ 100cm。
检测部:通常使用紫外检测器
紫外检测器的结构与分析型一样,但流过池采用短光程的
馏分部:馏分收集器
有手动和自动之分
制备HPLC概述—制备泵的耐压
制备HPLC系统因制备柱的填料很细,
色谱柱基础知识简介
2020/5/12
5
色谱柱的分类
• 通常使用填充柱和毛细管柱两类
两类色谱柱的区别
项目
填充柱
毛细管柱
柱材料
柱长 柱内径 柱流速
铜、不锈钢、硅酸硼玻 常用熔凝硅玻璃 璃
2020/5/12
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• 国外比较知名的品牌有: • 安捷伦公司的Zorbax系列填料柱, • Water公司的μBondapak系列填料柱, • 美国Supelco公司的Supelco柱, • 瑞典AkzoNobel公司的Kroma-sil填料柱, • 迪马公司的Diamonsil柱以及部分日本岛津公司的
0.5~10米 2~4mm
大,通常10~50ml/min
10~150米
0.25mm、0.38mm、 0.50mm 小,通常0.5~5ml/min
样品容量
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大,可加大进样量
小,通常需要分流进样 口
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填充柱(铜&不锈钢材料)
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填充柱(玻璃材料)
Байду номын сангаас2020/5/12
8
毛细管柱
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色谱柱按用途可分为分析型和制备型
常用的色谱柱及其尺寸:
• (1)常规分析柱(常量柱),内径2—smm(常用4.6mm,国内 有4mm和5mm),柱长10—30cm;
• (2)窄径柱,又称细管径柱、半微柱,内径1—2mm,柱长 10—20cm;
• (3)毛细管柱(又称微柱),内径0.2—0.5mm; • (4)半制备柱,内径>5mm; • (5)实验室制备柱,内径20—40mm,柱长10—30cm; • (6)生产制备柱内径可达几十厘米。柱内径一般是根据柱长、
制备型高效液相色谱法及其在中药研究中的应用
制备型高效液相色谱法及其在中药研究中的应用一、本文概述制备型高效液相色谱法(Preparative High Performance Liquid Chromatography, Prep-HPLC)是一种重要的色谱分离技术,以其高效、快速、自动化的特点在多个领域,特别是中药研究中发挥着越来越重要的作用。
本文旨在全面介绍制备型高效液相色谱法的基本原理、技术特点以及其在中药研究中的应用情况。
文章将概述制备型高效液相色谱法的基本原理和操作流程,包括色谱柱的选择、流动相的优化、样品的制备和分离等关键环节。
文章将重点讨论制备型高效液相色谱法在中药研究中的应用,包括中药成分的分离纯化、质量控制、药物代谢动力学研究等方面。
文章还将对制备型高效液相色谱法在未来的发展趋势和挑战进行展望,以期为相关领域的科研人员提供有益的参考和启示。
二、制备型高效液相色谱法的基本原理与技术制备型高效液相色谱法(Preparative High Performance Liquid Chromatography,Prep-HPLC)是高效液相色谱法(HPLC)的一个重要分支,它主要用于大规模分离、纯化和制备样品。
其基本原理基于混合物中各组分在固定相和流动相之间的分配平衡,通过高压泵将流动相推动,使待测样品在固定相和流动相之间不断进行吸附、解吸、再吸附的分配过程,从而实现各组分的有效分离。
制备型高效液相色谱法通常使用更粗的色谱柱和更高的流速,以实现更大规模的分离和制备。
与分析型高效液相色谱法相比,制备型高效液相色谱法更注重样品的纯度和回收率,而不仅仅是各组分的定性和定量分析。
在制备型高效液相色谱法中,选择合适的固定相和流动相至关重要。
固定相的选择应根据样品的性质和目标组分的特性来确定,常用的固定相包括硅胶、氧化铝、聚合物等。
流动相的选择则要考虑其与固定相的相容性、对目标组分的洗脱能力以及分离效果等因素。
制备型高效液相色谱法还涉及到柱层析、梯度洗脱、循环洗脱等技术。
生物制药工艺学第12章制备型HPLC
使用可再生和可降解的溶剂代替传统有机溶剂,降低对环境的污染。
高效回收和再利用技术
通过高效回收和再利用技术,减少溶剂的浪费和排放,降低对环境 的影响。
06
结论
制备型HPLC在生物制药工艺中的重要性
高效分离
制备型HPLC具有高效分离的特点, 能够快速、准确地分离和纯化生 物药物中的目标组分,提高药物 的纯度和收率。
04
制备型HPLC的挑战与解决方案
生物样品对分离介质的影响
80%
生物样品成分复杂
生物样品中含有多种蛋白质、细 胞、微生物等,对分离介质的稳 定性、选择性及使用寿命产生影 响。
100%
分离介质选择
针对不同生物样品,选择合适的 分离介质,如硅胶、聚合物等, 以提高分离效果和介质的稳定性 。
80%
清洗和维护
制备型HPLC在生物制药工艺 学中的应用
目
CO备型HPLC的基本原理 • 制备型HPLC在生物制药工艺中的应
用 • 制备型HPLC的挑战与解决方案 • 制备型HPLC的未来发展 • 结论
01
引言
生物制药工艺学概述
生物制药工艺学是一门研究利用生物技术生产药物的学科,涉及 微生物发酵、细胞培养、基因工程等领域。
优化色谱柱
通过改进色谱柱填料、粒径和孔径等参数,提高分离效率和通量。
优化流动相
通过选择合适的流动相组成和比例,优化流动相流速和梯度洗脱 程序,提高分离效率和通量。
串联色谱分离
将多个色谱分离单元串联起来,实现多级分离,提高分离效率和 通量。
绿色环保的分离介质和溶剂
生物相容性好的分离介质
选择对生物无毒或低毒的分离介质,降低对环境和人体的危害。
生物制药工艺学
生物制药工艺学《生物制药工艺学》四年制本科课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:0705060课程名称:生物制药工艺学英文名称:Bio-pharmaceuticals课程性质:专业课总学时:48学时(理论学时:36学时)学分:2.5学分适用专业:药学、药物制剂专业预修课程:有机化学、药理学、生物化学、分子生物学建议教材:《生物制药工艺学》(吴梧桐主编,中国医药出版社出版)课程简介:生物制药工艺学是药学专业的一门专业课,是从事各种生物药物的研究、生产、制剂的综合性应用技术科学。
根据药学专业培养的目标和要求,本课程的主要内容是介绍当前生物制药所需的基本理论和技术,重点讨论各类生物药品的来源、结构、性质、用途、制造原理、工艺过程与生产方法。
在教学过程中,旨在着重培养学生具备从事生物药品研究、生产和开发的基本知识、基本理论和基本技能。
通过本课程的学习,应使学生达到以下要求:1. 掌握生物制药所需的基本理论和技术2. 掌握各类生物药品提取分离的基本原理和技能3. 熟悉各类生物药品的来源、结构、性质、用途4. 了解本学科的成就、新进展本课程总教学时数为48 学时,其中理论课教学为36 学时,实验课教学为 12 学时。
大纲的使用说明:凡本大纲所列各章节项目中划有横线“”的,表示必需掌握熟识的重点内容.注明“*”的,一般课堂上不作讲授,供学生参阅或学有余力的自学提高,其余均为应当了解的理论和知识.二、教学内容与要求第一篇生物制药工艺基础第一章生物药物概述(一)目的要求:掌握生物药物的含义及特点;熟悉生物药物的分类;了解生物药物研究范围,用途和研究趋势。
(二)学时安排:理论课:2学时(三)教学内容1、基本概念或关键词:生物制药;生物药物;特性;分类2、主要教学内容:(1)概述生物制药的含义(2)生物药物的研究范围。
(3)生物药物的特性、分类与用途(4)生物制药的研究发展前景第二章生物制药工艺技术基础(一)目的要求:掌握生物材料的来源,生物活性物质的提取方法及生化物质分离纯化的基本程序和方法。
高效液相色谱分析(影响分离的因素与操作条件的选择)PPT课件
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二、分离类型选择
choice of separation types
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三、 HPLC的应用
application of HPLC
1. 影响分离的因素与提高柱效的途径
• 在高效液相色谱中, 液体的扩散系数仅为气体的万分之一 ,则速率方程中的分子扩散项B/U较小,可以忽略不计,即:
H=A+Cu 故液相色谱H-u曲线与气相色谱的形状不同,如图所示。
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• 液体的黏度比气体大一百倍,密度为气体的一千倍,故 降低传质阻力是提高柱效主要途径。 • 由速率方程,降低固定相粒度可提高柱效。
第三章 高效液相色谱
分析
high performance liquid chromatograph
第四节 影响分离的因素与操
作条件的选择
factors influenced separation and choice of operation condition
一、影响分离的因素
factors influenced separation
二、分离类型的选择
choice of separation types
三、液相色谱的应用
application of HPLC
四、液相制备色谱
preparative liquid chroma分离的因素
factors influenced separation
第五节 离子色谱法
ion chromatograph
第六节 超临界流体色谱
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1. HPLC分析型与制备型的区别两个的用途完全不一样,分析型是用来做样品定性,纯度检测的,制备型是用来快速分离和纯化产品的。
主要是分析型的样品通量很小,而制备型的通量是分析型的几百倍上千倍,为了达到这个效果,制备型选用的是大流速的泵(几十毫升每分钟甚至上百毫升没分钟),粗粒径填料,粗管径的色谱柱,以提高柱子的载样量,同时牺牲的是分离效率,制备型一次可以制备毫克级的样品,甚至大型的专用制备仪器可以制备克级的样品2.高效液相色谱的优点和常见问题高效液相色谱(High Pe-rformance Liauid Chromatography,HPLC)的主要优点是⑴分辩率高于其它色谱法;⑵速度快,十几分钟到几十分钟可完成;⑶重复性高;⑷高效相色谱柱可反复使用;⑸自动化操作,分析精确度高。
根据分离过程中溶质分子与固定相相互作用的差别,高效液相色谱可分为四个基本类型,即液-固色谱、液-液色谱、离子交换色谱和体积排阻色谱。
高效液相色谱在生物领域中广泛用于下列产物的分离和鉴定:⑴氨基酸及其衍生物;⑵有机酸;⑶甾体化合物;⑷生物硷;⑸抗菌素;⑹糖类;⑺卟啉;⑻核酸及其降解产物;⑼蛋白质、酶和多肽;⑽脂类等。
高效液相色谱的常见问题有:1、涡流扩散(Eddy diffusion)流动相碰到较大的固体颗粒,就像流水碰到石头一样产生涡流。
如果柱装填得不均匀,有的部分松散或有细沟,则流动相的速度就快;有的部位结块或装直紧密则流就慢,多条流路有快有慢,就使区带变宽。
因此,固相载体的颗粒要小而均匀,装柱要松紧均一,这样涡流扩散小,柱效率高。
2、分子扩散(Molecular diffusion)分子扩散就是物质分子由浓度高的区域向浓度低的区域运动,也称纵向分子扩散。
要减少分子扩散就要采用小而均匀的固相颗粒装柱。
同时在操作时,如果流速太慢,被分离物质停留时间长,则扩散严重。
3、质量转移(Mass transfer)被分离物质要在流动相与固定相中平衡,这样才能形成较窄的区带。
在液相色谱中,溶质分子要在两个液相之间进行分配,或在固相上被吸附和解吸附均需要一定的时间。
当流速快时,转移速度慢,来不及达到平衡动相就向前移,这各物质的非平衡移动,使区带变宽。
4、动相流速当流速太低时,分子扩散严重,特别是在气相色谱中尤为突出。
如将理论塔板高度对流速作图,理论塔板高度随流速增加而急速下降,当达到最低值时,流速再加大则质量转移起主要作用,理论塔板高度又加大。
在高效液相色谱中,流速稍快影响不大,但在凝胶过滤色谱中,因为物质要渗透到凝胶内部,所以质量转移影响大,流速咖大会降低柱效率。
5、固定相颗粒大小定相颗粒越小柱效率越高,对流动相流动的阻力越大,需要加大压力才能使它流动。
3.国内常用的HPLC检测器特点光学类检测器1、紫外吸收检测器(UVD)是目前HPLC中应用最广泛的检测器。
它的主要特点是灵敏度高,线性范围宽,对流速和温度变化不敏感,可用于梯度洗脱。
它要求被检测样品组分有紫外吸收,属于选择性检测器。
2、二极管阵列检测器(PDAD)是上世纪80年代出现的一种光学多通道检测器,它可以看作是UVD的一个分支。
在对每个洗脱组分进行光谱扫描,经计算机处理后,得到光谱和色谱结合的三维图谱。
其中吸收光谱用于定性(确证是否是单一纯物质),色谱用于定量,常用于复杂样品(如生物样品、中草药)的定性定量分析。
3、荧光检测器(FLD)同样属于选择性检测器,其灵敏度在目前常用的HPLC检测器中是最高的,应用也较多,仅次于UVD。
它适用于能激发荧光的化合物。
很多与生命科学有关的物质,如氨基酸、胺类、维生素、甾族化合物及某些代谢药物都可以用荧光法检测。
荧光检测器在生物样品痕量分析中很有用,尤其在用荧光衍生后,可以检测很微量的氨基酸和肽。
通用型检测器1、示差折光检测器(RID)是一种通用型检测器,只要被测组分与洗脱液的折光指数有差别就可使用。
生命科学中常遇到各类糖类化合物,没有紫外吸收,一般常用示差折光检测器。
它的通用性比UVD广,但灵敏度要低,对温度变化敏感,并与梯度洗脱不相容,因而限制了它的使用。
2、蒸发光散射检测器(ELSD)也是一种通用型的检测器,可检测挥发性低于流动相的任何样品,而不需要样品含有发色基团。
ELSD的响应值与样品的质量成正比,因而能用于测定样品的纯度或者检测未知物。
ELSD灵敏度比RID高,对温度变化不敏感,基线稳定,可用于梯度洗脱。
现在ELSD已被广泛应用于碳水化合物、类脂、脂肪酸和氨基酸、药物以及聚合物等的检测。
3、质谱检测器(MSD)是另一种通用型检测器,在灵敏度、选择性、通用性及化合物的分子量和结构信息的提供等方面都有突出的优点。
但它的昂贵操作费用和复杂性限制了它的推广应用。
随着科技的进步,检测要求的提高,经济实力的增强,MSD定会在液相检测器市场中逐渐增多。
4.高速液相色谱法HPLC的特点和优点HPLC有以下特点:高压——压力可达150~300 Kg/cm2。
色谱柱每米降压为75 Kg/cm2以上。
高速——流速为0.1~10.0 ml/min。
高效——可达5000塔板每米。
在一根柱中同时分离成份可达100种。
高灵敏度——紫外检测器灵敏度可达0.01ng。
同时消耗样品少。
HPLC与经典液相色谱相比有以下优点:速度快——通常分析一个样品在15~30 min,有些样品甚至在5 min内即可完成。
分辨率高——可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果。
灵敏度高——紫外检测器可达0.01ng,荧光和电化学检测器可达0.1pg。
柱子可反复使用——用一根色谱柱可分离不同的化合物。
样品量少,容易回收——样品经过色谱柱后不被破坏,可以收集单一组分或做制备。
5. hplc操作注意的问题1.泵的使用和维护注意事项为了延长泵的使用寿命和维持其输液的稳定性,必须按照下列注意事项进行操作:①防止任何固体微粒进入泵体,因为尘埃或其它任何杂质微粒都会磨损柱塞、密封环、缸体和单向阀,因此应预先除去流动相中的任何固体微粒。
流动相最好在玻璃容器内蒸馏,而常用的方法是滤过,可采用Millipore滤膜(0.2?m或0.45?m)等滤器。
泵的入口都应连接砂滤棒(或片)。
输液泵的滤器应经常清洗或更换。
②流动相不应含有任何腐蚀性物质,含有缓冲液的流动相不应保留在泵内,尤其是在停泵过夜或更长时间的情况下。
如果将含缓冲液的流动相留在泵内,由于蒸发或泄漏,甚至只是由于溶液的静置,就可能析出盐的微细晶体,这些晶体将和上述固体微粒一样损坏密封环和柱塞等。
因此,必须泵入纯水将泵充分清洗后,再换成适合于色谱柱保存和有利于泵维护的溶剂(对于反相键合硅胶固定相,可以是甲醇或甲醇-水)。
③泵工作时要留心防止溶剂瓶内的流动相被用完,否则空泵运转也会磨损柱塞、缸体或密封环,最终产生漏液。
④输液泵的工作压力决不要超过规定的最高压力,否则会使高压密封环变形,产生漏液。
⑤流动相应该先脱气,以免在泵内产生气泡,影响流量的稳定性,如果有大量气泡,泵就无法正常工作。
如果输液泵产生故障,须查明原因,采取相应措施排除故障:①没有流动相流出,又无压力指示。
原因可能是泵内有大量气体,这时可打开泄压阀,使泵在较大流量(如5ml/min)下运转,将气泡排尽,也可用一个50ml针筒在泵出口处帮助抽出气体。
另一个可能原因是密封环磨损,需更换。
②压力和流量不稳。
原因可能是气泡,需要排除;或者是单向阀内有异物,可卸下单向阀,浸入丙酮内超声清洗。
有时可能是砂滤棒内有气泡,或被盐的微细晶粒或滋生的微生物部分堵塞,这时,可卸下砂滤棒浸入流动相内超声除气泡,或将砂滤棒浸入稀酸(如4mol/L硝酸)内迅速除去微生物,或将盐溶解,再立即清洗。
③压力过高的原因是管路被堵塞,需要清除和清洗。
压力降低的原因则可能是管路有泄漏。
检查堵塞或泄漏时应逐段进行。
3.梯度洗脱HPLC有等强度(isocratic)和梯度(gradient)洗脱两种方式。
等度洗脱是在同一分析周期内流动相组成保持恒定,适合于组分数目较少,性质差别不大的样品。
梯度洗脱是在一个分析周期内程序控制流动相的组成,如溶剂的极性、离子强度和pH值等,用于分析组分数目多、性质差异较大的复杂样品。
采用梯度洗脱可以缩短分析时间,提高分离度,改善峰形,提高检测灵敏度,但是常常引起基线漂移和降低重现性。
梯度洗脱有两种实现方式:低压梯度(外梯度)和高压梯度(内梯度)。
两种溶剂组成的梯度洗脱可按任意程度混合,即有多种洗脱曲线:线性梯度、凹形梯度、凸形梯度和阶梯形梯度。
线性梯度最常用,尤其适合于在反相柱上进行梯度洗脱。
在进行梯度洗脱时,由于多种溶剂混合,而且组成不断变化,因此带来一些特殊问题,必须充分重视:①要注意溶剂的互溶性,不相混溶的溶剂不能用作梯度洗脱的流动相。
有些溶剂在一定比例内混溶,超出范围后就不互溶,使用时更要引起注意。
当有机溶剂和缓冲液混合时,还可能析出盐的晶体,尤其使用磷酸盐时需特别小心。
②梯度洗脱所用的溶剂纯度要求更高,以保证良好的重现性。
进行样品分析前必须进行空白梯度洗脱,以辨认溶剂杂质峰,因为弱溶剂中的杂质富集在色谱柱头后会被强溶剂洗脱下来。
用于梯度洗脱的溶剂需彻底脱气,以防止混合时产生气泡。
③混合溶剂的粘度常随组成而变化,因而在梯度洗脱时常出现压力的变化。
例如甲醇和水粘度都较小,当二者以相近比例混合时粘度增大很多,此时的柱压大约是甲醇或水为流动相时的两倍。
因此要注意防止梯度洗脱过程中压力超过输液泵或色谱柱能承受的最大压力。
④每次梯度洗脱之后必须对色谱柱进行再生处理,使其恢复到初始状态。
需让10~30倍柱容积的初始流动相流经色谱柱,使固定相与初始流动相达到完全平衡。
2、进样器早期使用隔膜和停流进样器,装在色谱柱入口处。
现在大都使用六通进样阀或自动进样器。
进样装置要求:密封性好,死体积小,重复性好,保证中心进样,进样时对色谱系统的压力、流量影响小。
HPLC进样方式可分为:隔膜进样、停流进样、阀进样、自动进样。
1.隔膜进样。
用微量注射器将样品注入专门设计的与色谱柱相连的进样头内,可把样品直接送到柱头填充床的中心,死体积几乎等于零,可以获得最佳的柱效,且价格便宜,操作方便。
但不能在高压下使用(如10MPa以上);此外隔膜容易吸附样品产生记忆效应,使进样重复性只能达到1~2%;加之能耐各种溶剂的橡皮不易找到,常规分析使用受到限制。
2.停流进样。
可避免在高压下进样。
但在HPLC中由于隔膜的污染,停泵或重新启动时往往会出现“鬼峰”;另一缺点是保留时间不准。
在以峰的始末信号控制馏分收集的制备色谱中,效果较好。
3.阀进样。
一般HPLC分析常用六通进样阀(以美国Rheodyne公司的7725和7725i型最常见),其关键部件由圆形密封垫(转子)和固定底座(定子)组成。