分析色谱与制备色谱的关系

色谱法知识简介一、色谱法的定义色谱法（色谱分析、为色层法、层析法），是一种物理化学分析方法，它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。

二、色谱法的特点及优缺点（1）特点：具高超的分离能力，其分离效率远远高于其他分离技术，如蒸馏、萃取、离心等方法。

（2）优点：①分离效率高；②应用范围广；③分板速度快；④样品用量少；⑤灵敏度高；⑥分离和测定一次完成；⑦易于自动化，可在工业流程中使用。

（3）缺点：对所分析对象的鉴别功能较差，一般来说色谱的定性分析是靠保留值定性，但在一定的色谱条件下，一个保留值可能对应许多个化合物。

（为分离和鉴定一个有机混合物，常常把色谱方法的高效分离能力和光谱方法的鉴别能力结合在一起，发展了各种各样的联用技术。

）三、色谱法的分类1、按分离原理分——吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法、亲和色谱法等。

2、按分离方法分——纸色谱法、薄层色谱法（TLC）、柱色谱法、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）等。

3、按两相状态分类——气相色谱（气－固、气－液）、液相色谱（液－固、液－液）、超临界流体色谱、化学键合相色谱等。

4、按实际应用方面分——分析型色谱、制备型色谱。

定义：在一定温度下，处于平衡状态时，溶质在互不相溶的两相间浓度之比。

mC C K s S C ：每1ml 固定相中含有溶质的质量；（国标中以C L 表示） m C ：每1ml 流动相中溶解溶质的质量。

分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。

分配系数对系统中组分的影响：在同一色谱条件下，样品中K 值大的组分在固定相中滞留时间长，后流出色谱柱；K 值小的组分则滞留时间短，先流出色谱柱。

由此可见，组分在两相中的分配系数越大，越易分离。

K 对色谱峰的影响：正常峰——条件（流动相、固定相、温度和压力等）一定样品浓度很低时（S C 、m C 很小）时K 只取决于组分的性质，与浓度无关。

制备型液相色谱的分类及特点色谱已有100余年的历史，它一开始就是为制备性分离而产生的，其目的在于分离制备一种或多种纯组分。

从20世纪初发展至今，色谱技术已由分析规模发展到制备和生产规模，在药物研究尤其是活性成分的分离纯化中发挥着越来越重要的作用。

制备色谱并非分析色谱的简单放大，而是按一定纯度要求，分离、富集或纯化一定量的目标产物进行后续研究，需要考虑目标产物的产率、纯度等。

本文就制备型液相色谱的特点进行阐述。

液相色谱即为将填料填装入色谱柱内，以液体流动相对样品进行洗脱。

利用不同样品的不同性质与填料的相互作用进行分离。

在制备液相色谱分离中，一般将柱压力低于0.5MPa的称为低压制备色谱，压力为0.5~2MPa的称为中压制备色谱，压力>2MPa的称为高压制备色谱[1]。

◎中压制备液相色谱◎高压制备液相色谱低压制备色谱一般为两种模式：一是在色谱柱上方加压，另一种是在色谱柱下方减压。

除此之外，其他模式与经典色谱法基本一致。

其中减压通常使用真空泵来完成，加压一般使用空气泵、氮气钢瓶、蠕动泵等来完成。

在低压制备色谱中使用的填料通常是大颗粒的填料。

故其分辨率有限[2]。

中压制备色谱是利用恒流泵输送流动相，携载样品流过色谱柱，从而对样品进行分离。

中压制备色谱系统由溶剂瓶、恒流泵、进样阀、色谱柱、检测器、工作站和馏分收集器等部分组成。

其色谱柱常为耐高压的强化玻璃柱，填料颗粒大小比低压制备色谱所用的填料粒径更小，从而获得更高的分离效率。

高压液相色谱是利用粒径更小的高效填料进行分离，因其小粒径所带来的高流速高柱效与简短的分离时间。

所以高压制备液相色谱又被称为高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC ），与经典液相色谱有着很大的不同[3]下图为不同制备型色谱的对比：低压、中压、高压制备对比虽然制备型液相色谱也有着需要大量溶剂、产品过于稀释以及无法避免的使用有毒的有机溶剂等缺点[4,5]，但制备型液相色谱同样具有分离模式多样、压力恒定，重现性好等优点，所以在生产各个领域内应用相当广泛[6]。

制备色谱原理色谱是一种在化学分析中常用的技术，用于将混合物中的化合物分离和纯化。

其原理基于不同化合物在固定相和移动相之间的相互作用差异。

色谱通常由两个主要组成部分组成：固定相和移动相。

固定相是一种固定在色谱柱或色谱板上的物质，其表面具有特定的化学性质。

移动相是一种液体或气体，它将样品分子通过固定相进行传递。

在液相色谱中，固定相通常是一种多孔性固体，如硅胶或交联聚合物。

移动相是一种液体，也称为流动相。

当样品溶解在流动相中时，它们会与固定相的表面相互作用。

不同化合物与固定相的相互作用力量不同，因此它们在色谱柱中的通过速度也不同。

气相色谱中，固定相是一种吸附剂或液滴，通常涂在色谱柱内壁上。

移动相是一种惰性气体，如氮气或氦气。

样品气体在固定相的表面上发生吸附，不同化合物的吸附速度也不同。

通过调整移动相的组成，色谱可以实现不同化合物的分离。

移动相的选择依赖于样品的性质以及所需的分离效果。

一些常用的移动相包括纯溶剂、溶液和稀释的溶液。

此外，还可以通过调节流量速度、温度和色谱柱的长度和直径来优化分离效果。

色谱分离过程中，化合物的相对移动速度被称为保留因子（Retention factor，简称Rf）。

它可以通过计算化合物的保留时间与移动相的保留时间比值得到。

保留时间是化合物从进样口到检测器所需的时间。

最后，通过检测器对色谱分离后的化合物进行检测和分析。

常用的检测器包括紫外可见光谱仪、质谱仪、荧光检测器和红外光谱仪等。

这些检测器可以通过检测化合物的光学、电化学或质谱性质来确定其结构和浓度。

通过色谱技术，可以将混合物中的化合物进行有效分离和纯化，并为进一步的分析提供准确的样品。

这种分离方法在各种领域中得到广泛应用，包括医药、食品、环境和石油化工等。

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。

化学分析中的色谱技术使用技巧色谱技术是化学分析中常用的一种分离和检测方法，其原理是根据不同物质在固定相或液态相中的亲和性差异来分离混合物。

色谱技术广泛应用于各种领域，如生命科学、环境监测、食品安全等。

在进行色谱分析时，有一些使用技巧和注意事项可以帮助提高分析结果的准确性和可靠性。

下面将重点介绍色谱技术的使用技巧，希望对读者有所帮助。

1.样品的制备在进行色谱分析之前，需要对待测样品进行适当的制备处理，以确保样品的纯度和稳定性。

常见的样品制备方法包括提取、浓缩、溶解等。

样品制备过程中需要注意不要破坏待测物质的结构和化学性质，否则会影响分析结果的准确性。

2.选择适当的色谱柱色谱柱是色谱技术中的核心部件，对色谱分离的效果起着至关重要的作用。

选择适当的色谱柱可以提高色谱分离的效率和灵敏度。

在选择色谱柱时需要考虑样品的性质、分离的要求和分析的目的等因素。

3.优化色谱条件在进行色谱分析时，需要对色谱条件进行优化，以提高分析的效率和分离的分辨率。

色谱条件包括流动相、柱温、流速、检测器灵敏度等。

通过逐步调整这些参数，可以找到最佳的色谱条件。

4.校准检测器检测器是色谱技术中用来检测待测物质的关键设备，其灵敏度和准确性直接影响到分析结果的可靠性。

在进行色谱分析之前，需要对检测器进行校准和调试，以确保其正常工作和准确检测。

5.质量控制在进行色谱分析时，需要建立质量控制体系，对实验过程进行严格的控制和监督。

质量控制包括标定标准溶液、进行质量控制样品的检测、定期维护和校准设备等方面。

6.数据处理和结果分析在色谱分析结束之后，需要对得到的数据进行处理和分析，以得出准确的结论和结果。

数据处理包括峰识别、积分和峰面积的计算等。

结果分析需要考虑到色谱条件、样品制备方法等因素，并与标准方法进行比对，以确保结果的准确性和可靠性。

7.实验记录和报告在进行色谱分析时，需要及时记录实验结果和关键数据，以便日后查阅和追溯。

实验记录需要包括样品信息、色谱条件、数据处理结果等内容。

有些搞分析色谱的朋友，对制备色谱这个名词比较陌生。

其实，在化学化工医药等广泛采用的层析法以及薄层色谱就是最为典型的制备色谱。

下面对制备色谱与分析色谱不同之处，作一些比较。

(1)制备色谱的目的制备色谱的目的，是以较低的成本从混合物中得到纯净物。

制备色谱要争取少用填料，少用溶剂，尽可能多的拿到产品。

而分析色谱的目的，是对样品进行定性或含量。

因而，制备色谱的进样里比较大，柱子的分离负荷的加大。

而为了保证组分完全分离，增加制备色谱的柱子直径和柱子长度也就是必然。

(2)样品的前处理：因为色谱填料的价格相对来说，比较贵。

由于不可逆吸附等原因，制备色谱柱子由于处理的样品多，寿命较短。

在工艺的安排上，要尽量把色谱分离操作放到后面;在色谱柱之前，要加预柱以延长色谱填料的寿命。

(3)制备色谱柱的材质以前因为条件限制，用玻璃柱子做层析。

玻璃除了易碎外，当压力增大的时候，密封就是较大的问题。

有机玻璃的柱子在密封和抗压方面有优势，但是有机玻璃应对有机溶剂时，稳定性不是很好。

不锈钢柱子具有良好的耐腐蚀、抗压力性能，虽然价格稍微贵点，但越来越受欢迎。

当然，玻璃和有机玻璃的有机玻璃柱子也能抗压力耐腐蚀，相对不锈钢柱子而言，它是半透明的，可以看到液体的运行状态，对有色的物质其特点就更为突出，但现在多数的化学物质往往是无色的。

(4)固定相的选择硅胶、键合固定相(如C18)、离子交换树脂、聚酰胺、氧化铝、凝胶等都可以作为色谱柱的填料。

对于同一种固定相来说，粒径和孔径是最为重要的参数。

粒径越小，价格越高。

一般制备色谱，高精度的分离推荐的填料为10um,低精度的分离可以采用20-45um的填料。

(7)加样的方法进样方式有多种，①注射器+螺口针头+定量管②注射器+高压旋转阀③通过主泵或辅泵进样④固体上样。

方案①最省，实验室多采用;而工厂用泵进料为多。

(8) 泵的选用根据流量、脉冲大小、能承受的最大压力、精度、是否需要梯度、售后服务等因素来选择泵。

制备型色谱是一种色谱技术，用于分离、纯化和制备化合物。

与分析型色谱不同，制备型色谱通常需要分离大量的化合物，并获得高纯度的目标化合物。

制备型色谱通常用于制备药物、生物制品、有机合成产物等高纯度化合物。

制备型色谱通常使用大型色谱柱和高压泵，以较高的流速和压力进行操作。

制备型色谱的分离原理与分析型色谱类似，但在分离的目标化合物方面有所不同。

制备型色谱通常需要选择适当的色谱柱、流动相和温度等参数，以获得最佳的分离效果。

制备型色谱的步骤通常包括样品预处理、样品注入、分离、洗脱、收集和纯化等步骤。

在样品预处理过程中，需要去除杂质和不纯物质，以便更好地进行分离和纯化。

在样品注入后，分离过程会根据化合物在色谱柱中的移动速度和保留时间进行分离。

在洗脱过程中，需要逐渐改变流动相的组成，以将不同的化合物从柱子中洗出来。

最后，收集和纯化步骤用于获得高纯度的目标化合物。

制备型色谱在制药、生物技术、化学合成等领域中得到广泛应用，是制备高纯度化合物的重要手段之一。

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。