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高效液相色譜柱填料要求
發布時間:2013-01-11 瀏覽次數:5766次 來源:英諾生物



高效液相色譜柱填料要求


        高效液相色譜中的填料可考慮用于制備HPLC 中, 但制備色譜由于填料使用量大, 故對填料尤其是用于大規模工業化色譜中的填料有其特殊的要求。


        (1) 高的機械強度

        填料在填充及用于目標產物的分離純化中,始終承受很大的機械壓力,而且在工業生產特別是制藥業中,一根DAC 色譜柱裝置常用于分離與純化多種藥物,然而一種填料往往專用于一種產品。因此,對不同藥物采用不同的純化流程時,柱中原有的填料必須壓出,填充其他合適的填料,而壓出后的填料仍需保留備用。所以對填料的機械強度要求通常比分析用的填料更高,以便反復使用。機械性能差的填料經受不住反復填充,它們易破碎,產生細顆粒,降低柱滲透性,甚至堵塞濾片, 造成流速分布不均勻,影響分離產物的純度,最終在系統中產生極高的柱壓,無法繼續使用。因此填料的機械強度是一項極重要的質量指標,關系到填料的壽命和生產的無故障運行。

        (2) 高負載量

        在制備和工業流程規模的色譜中, 填料的負載量是另一項極重要的因素, 負載量越大, 則單位重量填料可處理的原料量就可增加, 因而提高了產率。負載量與比表面積、孔徑大小、孔徑大小的分布及表面官能團的密度等參數有關。在填料的設計與制備過程中將這些參數優化后, 就可使單位重量固定相中的有效表面積最大。隨著孔徑增大, 單位重量填料的比表面( SSA) 減小, 故單位重量填料的樣品吸附量AC(mg/g) 也隨之減小, 但孔徑100?的卻比70?的AC(mg/g) 要大, 這說明孔徑70?的填料中, 有相當一部分小孔溶菌酶分子無法進入, 因而它們的比表面是無效的; 而在100?的填料中, 溶菌酶分子能擴散進入的小孔要比70?的填料中多得多, 故有效比表面比70?的大, 所以AC( mg/g) 也隨之增大, 這也說明了為什么單位面積的吸附量AC( mg/m2 ) 隨孔徑增大而增大。因為大孔填料中的表面積多數為目標產物的有效表面積, 所以應該說影響負載量的不是填料的比表面, 而是填料對目標產物分子的有效表面積。因此對不同的目標產物, 隨著其分子大小及物化性質的不同, 選擇合適孔徑及孔徑分布的填料是獲得高負載量的一個關鍵因素。

(3) 易于放大

         理想的PHPLC 固定相應無制備用與分析用之分, 其性能須容易從分析柱到制備柱的放大。換句話說, 在分析柱上獲得的優化條件同樣能在制備柱上重現。因為優化分離與純化工藝通常是在實驗室規模的分析柱上采用非線性色譜的原理進行探索與研究,以減少投入,加快進度。但是有些填料分為分析用與制備用兩種,其性質往往差別很大,無法實現分析柱到制備柱的直接放大。因此填料最好是大批量生產后再分級成很窄的顆粒范圍,這樣使不同顆粒范圍的填料具有完全相同的理化性質與色譜行為,從而保證了從分析到制備的良好重現性。

(4) 可大量供應, 批間的重現性好

        制備色譜中最佳化色譜條件和純化工藝的開發與研究都是從小規模制備開始,開發一種小規模方法可選擇不同品牌的同種填料,若工藝過程要擴大,必須有可靠的供貨源提供大量填料,否則無法實現工業化。填料各批量之間的化學和機械穩定性、孔結構及可重復的比表面積等必須具有高度的重現性,否則難以保證長期、持續、穩定的分離與純化生產工藝。

(5) 合適的顆粒大小和窄的粒度分布范圍

        細顆粒可增加塔板數及分辨率,但同時引起裝柱困難, 需要更高的操作壓力,而且形成高的柱壓降。柱壓降增大使流動相經過柱時產生更多的摩擦熱,而摩擦熱是造成柱不穩定的重要因素之一。在大直徑柱中熱擴散很難,所以摩擦熱效應對大直徑制備色譜柱更重要。目前工業規模制備分離多
采用10-20μm顆粒,它在大直徑柱內既有較高的柱效, 又有較低的柱壓降。粒徑分布窄的填料不但容易裝填結實, 而且柱壓降比粒徑分布寬的要低, 因此易得到高效的制備柱。

        此外, 與分析HPLC 填料相同, PHPLC 填料應具有良好的化學穩定性及高的選擇性, 它們是影響制備分離經濟效益的重要因素; 填料無毒性、易于填充、價格合理等也是制備色譜中所希望的, 可降低成本。目前在制備色譜所用固定相中, 硅膠及其衍生固定相應用最多。


 

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