Columna de cromatografía industrial
2. columna cromatográfica (tipo de rotación)
3. columna cromatográfica (manual)
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Descripción
Parámetros técnicos
Unindustrialchromatografíacolumnois a tool used for chemical analysis that separates compounds in a mixture and measures the amount of each compound. It is widely used in petrochemical, pharmaceutical, food industry, environmental protection and other fields for separation, purification and detection. It works on the basis of the distributive balance between the fixed and moving phases of different substances. A column usually consists De una fase estacionaria y una fase móvil . en el análisis cromatográfico, la muestra se pasa a través de una columna, donde las características de la fase fija y la fase móvil permiten que varios compuestos pasen a través de la columna a diferentes tasas, logrando así la separación . estos compuestos se pueden detectar y analizar cuantitativamente por un detector .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
El efecto de separación de la columna depende de la fase estacionaria seleccionada, así como las condiciones de preparación y operación de la columna . Los materiales de embalaje comunes para las columnas de distribución incluyen la columna de octano de carbono (ODS/C18), columna de octano de carbono (MOS/C8), columna de columna de intercambio de carbono de carbono (columna de quaternar de intercambio de carbono (columna de saxas de intercambio (columna de saxas de intercambio (columna de saxas de intercambio (columna de sax), caxax). (SCX), columna de fenilo (fenilo), columna amino (a) mino/nh2), cyano/cn/nitrile, etc. .
Parámetro
Campo de aplicación
Las columnas de cromatografía industrial tienen una amplia gama de aplicaciones en varios campos, que incluyen:
Biofarmacéutico:La columna cromatográfica es el principal medio de separación y purificación de biofarmacéutico, que se utiliza para la fabricación de productos biológicos de alta pureza y alta actividad .
Seguridad alimentaria:Se utiliza para detectar sustancias nocivas como aditivos y residuos en los alimentos para garantizar la seguridad alimentaria .
Monitoreo ambiental:Separación y análisis de contaminantes en el medio ambiente y evaluación de la calidad ambiental .
Petroquímico:Utilizado para la detección de pureza de productos derivados del petróleo, análisis de impurezas, etc. .
Embalaje y selección de columna de cromatografía industrial
En muchos campos, como el análisis industrial, el monitoreo ambiental, la investigación y el desarrollo de los medicamentos, la columna cromatográfica es una herramienta de separación clave, y su rendimiento afecta directamente la precisión y confiabilidad de los resultados analíticos . El rendimiento de la columna depende en gran medida de los tipos y características de sus rellenos . este documento será profundamente discutir los tipos de rellenos, los principios de selección y los principios de selección y los principios de los rellenos de sus rellenos. columnas, para proporcionar una referencia útil para los investigadores en los campos relacionados .
El tipo de embalaje de columna
La selección de rellenos de columna es amplia, y de acuerdo con los diferentes materiales básicos, se puede dividir en rellenos inorgánicos, rellenos orgánicos y rellenos biológicos . cada relleno tiene sus propias propiedades físicas y químicas únicas y el alcance de la aplicación .
Relleno inorgánico
Los rellenos inorgánicos son conocidos por su alta estabilidad mecánica, estabilidad de alta temperatura y estabilidad ácida-base, y son adecuadas para condiciones de separación más exigentes . Los rellenos inorgánicos comunes incluyen gel de sílice, alúmina, carbono grafitizado y circonio .}
El gel de sílice es uno de los rellenos inorgánicos más utilizados, y su superficie tiene grupos funcionales polares como el grupo hidroxilo de silicio (SIOH), que es adecuado para la cromatografía de fase normal y la cromatografía de fase inversa . en la cromatografía de fase normal, la silica gel se usa como la fase estacionaria, y los componentes polares son Washeded Out de la columna de la columna {1} La cromatografía, la unión de la superficie del gel de sílice tiene una polaridad relativamente débil de grupos funcionales, como C18, C8, etc. ., la polaridad más grande del grupo está primero enjuagada . Los rellenos de silicona tienen una buena estabilidad química y térmica y son adecuadas para una amplia gama de condiciones de pH y temperatura .}}}}
La alúmina también es una especie de relleno inorgánico, y sus partículas son rígidas y pueden convertirse en un lecho de columna cromatográfica estable . El relleno de alúmina es adecuado para la fase móvil con pH hasta 12, pero su rango de aplicaciones es limitado debido a su fuerte acción con compuestos alcalinos «{2}}
El carbono grafitizado es un nuevo tipo de relleno inorgánico cuya superficie es la base de la retención sin ninguna otra modificación de la superficie . Los rellenos de carbono grafitizados tienen una capacidad de retención más fuerte que el gel de sílice de alquilo o los rellenos de polímeros poros y los rellenos poros poros en el carbono se pueden separar en la fase geométrica y no se pueden usar en la fase móvil en el carbón en el carbón, no se puede usar en la fase móvil. pH y temperatura .
El relleno de Zirconia es uno de los nuevos rellenos inorgánicos estudiados en los últimos años . Es una columna de microfonía porosa comercial con recubrimiento de polímero solamente . relleno de circonio es adecuado para el rango de pH 1 ~ 14, temperatura de hasta 100 grados, tiene una amplia perspectiva de aplicación .
Rellenos orgánicos
Los rellenos orgánicos incluyen principalmente rellenos de polímeros, como el poliestireno-divinilbenceno, el polimetilpropionato, etc. Además, los rellenos orgánicos tienen una buena estabilidad química y térmica y son adecuadas para una amplia gama de condiciones de separación .
Rellenos biológicos
Los rellenos biológicos son principalmente adecuados para el análisis de macromoléculas biológicas, como proteínas o ácidos nucleicos . Los rellenos biológicos comunes incluyen derivados de polisacáridos en la columna de fase estacionaria, columna de ciclodextrina y columna quiral de proteínas .
El principio de la selección de embalaje de columna
La selección del embalaje de columna adecuado es la clave para garantizar el efecto de separación de la cromatografía .
Modo de separación
De acuerdo con las propiedades de los analitos, se selecciona el modo de separación cromatográfico adecuado . Los modos de separación cromatográfica común incluyen cromatografía de fase invertida (RPC), cromatografía de fase normal (HILIC), cromatografía de intercambio ión tener diferentes requisitos para rellenos, como la cromatografía de fase inversa generalmente selecciona rellenos no polares basados en gel o polímero de sílice, mientras que la cromatografía de fase normal selecciona rellenos polares .
Fase fija y fase móvil
La elección de la fase estacionaria depende de la polaridad, el tamaño molecular y la estructura del analito . Para sustancias polares, se pueden seleccionar rellenos polares, como gel de sílice y rellenos de columna hidrófila; Para sustancias no polares, se pueden seleccionar rellenos no polares, como rellenos de columna hidrófobos . al mismo tiempo, la polaridad de la fase móvil también debe coincidir con la fase fija para garantizar un buen efecto de separación . Por ejemplo, en la cromatografía de fase normal, la polaridad de la fase móvil debe ser más baja que la de la fase estatitaria; En la cromatografía de fase invertida, la polaridad de la fase móvil es más fuerte .
Tamaño de partícula y apertura
El tamaño de partícula del relleno afecta directamente la eficiencia de la columna y la capacidad de carga de la muestra . Los rellenos de grano fino pueden proporcionar una mayor eficiencia de la columna, pero pueden conducir a una mayor presión posterior; El embalaje de grano grueso es beneficioso para la carga de muestras, pero la eficiencia de la columna es baja . Por lo tanto, la selección de rellenos debe equilibrarse de acuerdo con las necesidades de separación reales . Además, el tamaño de poro del relleno también afecta el tiempo de retención y la selectividad del análisis del análisis de la separación. Mientras que los rellenos pequeños de tamaño de poro son útiles para mejorar la retención de pequeños compuestos moleculares .
Estabilidad química
El relleno seleccionado debe ser químicamente estable en condiciones analíticas y no reaccionar con la muestra o la fase móvil . Esta es la base para garantizar la precisión y la confiabilidad del efecto de separación cromatográfica . para la separación bajo alta temperatura, alta presión o ácido fuerte y alcali, es necesario seleccionar un relleno con una mayor estabilidad química de estabilidad .
Marca y costo
Las diferentes marcas de rellenos de columnas pueden variar en el rendimiento, pero también deben considerar los factores de costo . al seleccionar rellenos, es necesario considerar de manera integral las condiciones y el presupuesto del laboratorio y elegir productos rentables .
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Estudio de caso
► Purificación de anticuerpos monoclonales (mAbs) en biofarmacéuticos
Fondo
A global biotech company aimed to scale up the purification of a therapeutic monoclonal antibody (mAb) from a 50 L pilot batch to a 1,000 L commercial batch. The challenge was to maintain >99% de pureza al minimizar la formación agregada y la contaminación de la proteína de células huésped (HCP) .
Metodología
Diseño de columna:
Una columna de acero inoxidable de 300 mm de diámetro interno (ID) × 500 mm empaquetada con resina de afinidad de proteína A (mabselect Core, cytiva) .
Presión de operación máxima: 3 bar .
Parámetros de proceso:
Tampón de unión: fosfato de sodio 20 mM, pH 7.4.
Tampón de elución: ácido cítrico 0.1 m, pH 3.0.
Caudal: 150 ml/min (velocidad lineal: 100 cm/h) .
Automatización:
Sensores integrados de uso único para pH, conductividad y detección UV (280 nm) .
Limpieza automatizada en el lugar (CIP) con 0 . 5 M NaOH.
Resultados
Rendimiento: 85% (1.020 g de mAb de 1,200 g de alimentación cruda) .
Pureza: 99 . 5% (análisis HPLC).
Contenido agregado:<1% (size-exclusion chromatography, SEC).
Reducción de HCP: desde 50, 000 ppm a<5 ppm (ELISA assay).
Control de llave
Escalabilidad: la relación L/D de la columna (longitud a diámetro) de 1 . 67 aseguró un rendimiento constante en las escalas.
Ciclo de vida de resina: la proteína A resina sobrevivió 100 ciclos con CIP, reduciendo los costos por lote en un 30%.
Automatización: monitoreo en tiempo real redujo la intervención manual en un 70%, mejorando la confiabilidad del proceso .
Las precauciones del embalaje de columnas en la aplicación práctica
En aplicaciones prácticas, después de seleccionar el empaque de columna apropiado, se deben prestar atención a los siguientes puntos para garantizar el efecto de separación cromatográfica:
Certificado Leer el Manual de instrucciones de la columna
Antes de usar una nueva columna, debe leer cuidadosamente sus instrucciones para comprender la naturaleza del relleno, las condiciones de uso y los métodos de mantenimiento . Esto ayuda a garantizar el uso adecuado de la columna y extiende su vida útil .
Use una columna bien llena
Asegúrese de que la columna esté bien llena, sin burbujas, sin grietas y otros defectos . Esto ayuda a garantizar la consistencia y precisión del efecto de separación cromatográfica .
Minimizar las fluctuaciones de estrés
En el proceso de separación cromatográfica, las fluctuaciones de presión deben minimizarse para evitar choques mecánicos y térmicos . Esto ayuda a proteger los rellenos de columnas y extender su vida útil .
Utilice columnas protectoras y filtros en línea
Para proteger los rellenos de columnas de la contaminación y el daño, se pueden usar columnas protectoras y filtros en línea . Esto ayuda a filtrar partículas de impureza y componentes fuertemente retenidos en la muestra y la fase móvil .
Lave la columna con frecuencia con solvente fuerte
El enjuague regular de la columna con un solvente fuerte puede eliminar impurezas y contaminantes que quedan en la superficie del relleno y mantener su buen rendimiento de separación .
Filtrar completamente la muestra y la fase móvil
Antes de inyectar la muestra y la fase móvil en la columna, debe filtrarse completamente para eliminar las partículas de impurezas . Esto ayuda a evitar la obstrucción de la obstrucción y el efecto de separación reducido .
Controlar la temperatura de la columna
La temperatura de uso de la columna tiene un efecto importante en su efecto de separación . En circunstancias normales, la temperatura de la columna debe ser inferior a 40 grados . para columnas con matriz de gel de sílice, el valor de pH de la fase móvil debe mantenerse entre 3 . 0 y 8.0 para evitar el daño del relleno y disminuir el efecto de separación.
Conclusión
The selection of column packing is the key to ensure the effect of chromatographic separation. When selecting fillers, factors such as separation mode, fixed and mobile phase, particle size and pore size, chemical stability, brand and cost need to be considered. At the same time, in practical applications, it is also necessary to read the column instruction manual, use a well-filled column, reduce pressure fluctuations, use protective columns and Filtros en línea, lave la columna con frecuencia y filtre adecuadamente la muestra y el flujo . considerando estos factores y prestando atención a los detalles en la aplicación práctica, se puede garantizar el buen rendimiento del embalaje de columnas y la precisión y confiabilidad del efecto de separación cromatográfica .}
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