Cromatografía de columna flash automatizada
2. columna cromatográfica (tipo de rotación)
3. columna cromatográfica (manual)
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Descripción
Parámetros técnicos
Cromatografía de columna flash automatizadaes una técnica de separación de mezcla eficiente, particularmente adecuada para la separación rápida y la purificación de mezclas complejas. Su principio básico es similar al cromatógrafo de columna y el cromatógrafo de capa delgada, que se basan en la diferencia en los coeficientes de distribución de diferentes sustancias entre la fase estacionaria y la fase móvil para la separación. Sin embargo, el cromatógrafo de columna rápida automática mejora significativamente la eficiencia y la velocidad de la separación mediante el uso de equipos automatizados y aire comprimido para empujar el solvente.
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Parámetro
Principios de física y procedimientos operativos
1. Principios de física
(1) Coeficiente de distribución: el coeficiente de distribución de una sustancia entre la fase estacionaria y la fase móvil es un factor clave que determina su tasa de separación. Cuanto mayor sea el coeficiente de distribución, más largo será el tiempo de retención de la sustancia en la fase estacionaria; Por el contrario, cuanto menor sea el coeficiente de distribución, más rápido se mueve el material con la fase móvil.
(2) Capacidad de adsorción: la capacidad de adsorción de la fase estacionaria (como el gel de sílice) en las sustancias también puede afectar la eficiencia de separación. Las sustancias con una fuerte capacidad de adsorción tienen un tiempo de residencia más largo en la fase estacionaria, mientras que las sustancias con capacidad de adsorción débil tienen más probabilidades de moverse con la fase móvil.
(3) Solubilidad: la solubilidad de una sustancia en la fase móvil también afecta su tasa de separación. Las sustancias con alta solubilidad tienen más probabilidades de moverse con la fase móvil, mientras que las sustancias con baja solubilidad pueden permanecer en la fase estacionaria durante un período de tiempo más largo.
2. Proceso de operación
(1) Preparación de la muestra: en primer lugar, es necesario determinar el nivel de sequedad de la mezcla para separarse y pesarse. Luego, según los resultados del cromatógrafo de capa delgada, seleccione un sistema de solvente apropiado para mantener el valor de RF dentro de un rango apropiado (generalmente 0. 2 ~ 0. 3). Para mezclas complejas, la elución de gradiente puede ser necesaria.
(2) Carga de columna de muestra: dependiendo de las propiedades de la muestra, el método de muestra neto, el método de solución o el método de adsorción de gel de sílice se pueden seleccionar para cargar la muestra en el columino. El método de muestra neto es adecuado para sustancias grasas no viscosas, el método de solución es adecuado para muestras líquidas y sólidas, y el método de adsorción de gel de sílice es adecuado para algunas muestras líquidas y todas sólidas.
(3) Llenado de silicona: elija la relación apropiada de silicona y compuesto, así como el tamaño apropiado de la columia de separación. Luego, llene la campana de humo con una columna de separación, asegurando que el columino sea vertical y evite la pérdida de gel de silicona. Agregue la arena como una capa protectora en la parte superior de la silicona para evitar daños a la capa de silicona.
(4) Elución y colección: Agregue eluente al columno de separación para comenzar el proceso de elución. Mantenga un caudal apropiado y reemplace regularmente los tubos de recolección. Mientras tanto, se puede usar cromatógrafo de capa delgada para rastrear el proceso de separación para garantizar la recolección de muestras puras.
(5) Eleución de gradiente: para mezclas complejas, la elución gradiente puede ser necesaria. Cambio gradualmente de la polaridad de los eluyentes a compuestos de elute de diferentes polaridades. Durante el proceso de elución de gradiente, es necesario aumentar lentamente la polaridad del disolvente para evitar la división de gel de sílice y una disminución en la eficiencia de separación.
Área de aplicación
Cromatografía de columna flash automatizadaLa tecnología se ha utilizado ampliamente en múltiples campos debido a su alta eficiencia, velocidad y facilidad de automatización. Estas son algunas de las principales áreas de aplicación:
(1) Extracción y separación del producto natural: la tecnología de cromatógrafo de columes rápidos automáticos se puede utilizar para extraer y separar compuestos biológicamente activos de productos naturales. Estos compuestos tienen amplias perspectivas de aplicación en campos como el desarrollo de fármacos, la industria alimentaria y los cosméticos.
(2) Síntesis y purificación de fármacos: en el proceso de síntesis de fármacos, la tecnología automática de cromatogray de columia rápida se puede utilizar para la purificación de productos sintetizados y la eliminación de impurezas. Esto ayuda a mejorar la pureza y la calidad de las drogas, cumpliendo así los requisitos de las agencias reguladoras de drogas.
(3) Análisis de contaminantes ambientales: la tecnología de cromatógrafo de columia rápida automática se puede utilizar para el análisis y la detección de contaminantes en muestras ambientales. Al seleccionar condiciones estacionarias y de fase móvil apropiadas, se puede lograr una separación efectiva y enriquecimiento de contaminantes traza en muestras ambientales, proporcionando una base científica para el control de la contaminación ambiental.
(4) Pruebas de seguridad alimentaria: en el campo de las pruebas de seguridad alimentaria, la tecnología de cromatógrafo de columia rápida automática se puede utilizar para la detección de sustancias nocivas como aditivos y residuos de pesticidas en los alimentos. Esto ayuda a garantizar la seguridad y la calidad de los alimentos, y salvaguardar los derechos de salud de los consumidores.
(5) Investigación de bioquímica:
En el campo de la investigación de bioquímica, la tecnología de cromatógrafo de columia rápida automática se puede utilizar para la separación y purificación de biomoléculas como proteínas, ácidos nucleicos, etc. Estas biomoléculas juegan roles importantes en la investigación en ciencias de la vida, el diagnóstico de enfermedades y el tratamiento.
Los fenómenos físicos y los factores involucrados
Cromatografía de columna flash automatizadaLa tecnología en sí no tiene propiedades físicas fijas, implica varios fenómenos físicos y factores durante la operación, que son cruciales para comprender y optimizar la tecnología.
1. Propiedades físicas de la fase móvil
(1) La elección del solvente:
Las propiedades físicas del solvente, como la polaridad, la viscosidad, la densidad, etc., tienen un impacto significativo en la eficiencia de separación. Elegir un sistema de solvente adecuado puede garantizar que la sustancia a separarse tenga un coeficiente de distribución apropiado entre la fase estacionaria y la fase móvil.
(2) Control del caudal:
El caudal es un factor importante que afecta la velocidad de separación. Un caudal más rápido puede acortar el tiempo de separación, pero también puede conducir a una disminución en la eficiencia de separación. Por lo tanto, es necesario ajustar el caudal de acuerdo con la situación real para lograr el mejor efecto de separación.
2. Propiedades físicas de la fase estacionaria
(1) Las propiedades de la silicona:
La silicona es uno de los materiales de fase estacionarios comúnmente utilizados. Las propiedades físicas, como el tamaño de partícula, la porosidad y el área de superficie específica, pueden afectar la eficiencia de separación. El gel de sílice con un tamaño de partícula más pequeño tiene un área de superficie específica más grande y porosidad, que puede proporcionar una mejor eficiencia de separación; Sin embargo, las partículas que son demasiado pequeñas también pueden causar bloqueo de columna y una disminución en la velocidad de separación.
(2) Estabilidad de la fase estacionaria:
La estabilidad de la fase estacionaria es crucial para la operación a largo plazo y experimentos repetidos. Una fase estacionaria estable puede garantizar la precisión y confiabilidad de los resultados de la separación.
3. La estructura física de la columna de separación
(1) El tamaño y la forma de la columna:
El tamaño y la forma del columna afectarán el efecto de separación y el caudal. Una columia más corta puede acortar el tiempo de separación, pero también puede conducir a una disminución en la eficiencia de separación; Las columnas más largas pueden proporcionar una mejor eficiencia de separación, pero el tiempo de separación también se prolongará correspondientemente. La forma del columna también afecta el efecto de separación, y las columnas cilíndricas generalmente se eligen para garantizar una distribución uniforme de la fase móvil.
(2) La opresión del embalaje:
La opresión del empaque afectará la velocidad de flujo y el efecto de separación de la fase móvil. El embalaje demasiado apretado puede conducir a una disminución en la velocidad de flujo y la eficiencia de separación; El embalaje demasiado suelto puede conducir al bloqueo de la columia y una separación incompleta.
4. La influencia de la temperatura y la presión
(1) Control de temperatura:
La temperatura es uno de los factores importantes que afectan la eficiencia de separación. La temperatura apropiada puede garantizar una volatilidad óptima de los solventes y la solubilidad de las sustancias, mejorando así la eficiencia de separación. La temperatura excesiva puede conducir a una rápida evaporación del solvente y una degradación de sustancias; Sin embargo, las temperaturas excesivamente bajas pueden conducir a una disminución en la solidificación del solvente y la tasa de separación.
(2) Control de presión:
En la cromatoria de columia rápida automática, el aire comprimido generalmente se usa para empujar el disolvente a través del columna. Por lo tanto, el control de presión es crucial para garantizar la estabilidad de la velocidad de flujo y la precisión del efecto de separación.
Aplicación y optimización de fenómenos físicos
(1) Difusión y convección:
En el proceso de separación, la difusión y la convección son dos fenómenos físicos importantes. La difusión se refiere al proceso de transferencia de sustancias desde áreas de alta concentración a áreas de baja concentración bajo la acción de los gradientes de concentración; La convección se refiere a la transferencia de la materia causada por el movimiento de fluido. En la cromatograhia de columia rápida automática, la difusión y la convección trabajan juntos para afectar la velocidad de separación y la eficiencia de las sustancias. Por lo tanto, es necesario mejorar la eficiencia de difusión y la velocidad de convección al optimizar las condiciones de funcionamiento y la estructura de la columia, para lograr mejores efectos de separación.
(2) efecto cromatógrafo:
El efecto cromatógrafo se refiere al proceso de adsorción múltiple y desorción de sustancias entre la fase estacionaria y la fase móvil. Este efecto puede aumentar el tiempo de retención de las sustancias en el columna, mejorando así la eficiencia de separación. Sin embargo, los efectos cromatográficos excesivos también pueden conducir a una disminución en la velocidad de separación y el bloqueo de la columia. Por lo tanto,cromatografía de columna flash automatizadaes necesario para equilibrar la relación entre el efecto cromatógrafo y la velocidad de separación durante el proceso de operación para lograr el mejor efecto de separación.
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