純化產物的分離

純化產物的分離

開發出一種分離方法並將其升級到所需的規模後,最後一步就是分離或收集相關化合物。操作員可以在監測波峰洗脫時手動收集餾分,或者根據偵測器訊號或滯留時間自動收集餾分。

圖34.純化產物的分離工作流程

餾分延遲時間

當偵測器偵測到的波峰符合使用者定義的收集觸發標準時,就會進行餾分收集。當波峰出現在偵測器中時,表示還沒有到達餾分收集器。如果太早觸發餾分收集器,餾分收集器就會錯過波峰。請務必事先測定系統特定的餾分延遲時間,才能正確為餾分收集計時。其中一種校正方法是注入濃縮染料,然後對照偵測器偵測到的時間與到達餾分收集器所需的時間。餾分延遲時間校正通常是一次性的過程,輸入軟體之後,就可以針對任何流速重新計算。從偵測器到餾分收集器的流路若有什麼變化,例如加入分流器,就必須重新校正餾分延遲時間。

圖35.圈出的系統流程分段會產生餾分延遲時間。

手動餾分收集

手動收集相當直接了當。使用者觸發餾分收集器上的切換閥開關,同時透過線上型儀器軟體即時訊號圖,監測化合物圖形的洗脫情形。手動餾分收集可以發揮充分的靈活性,只要收集純化運作所需的部分即可,但由於缺乏自動化,所以通量往往很低。

波峰型餾分收集

波峰型觸發是一種根據偵測器訊號自動收集餾分的方法。層析圖中決定波峰是否應觸發餾分收集器的參數,通常是指波峰高度、閾值和/或斜率。

波峰型餾分收集最常用的方法是以高度或閾值為依據。一旦訊號達到預定義的偵測器高度,就會觸發餾分收集。當訊號低於預定高度時,則停止收集。

按斜率收集餾分通常是更有難度的收集方法,但可以收集到沒有基線分離的波峰。按斜率收集時,軟體會在層析圖沿一階導數偵測到的數學拐點處,自動觸發餾分收集。

圖36.波峰型餾分收集。

按質量偵測收集餾分

在以質量為依據的餾分收集中,只會收集使用者定義所需質量的化合物。因此,按質量收集可能比波峰型收集更為有效。質量型餾分收集的大致要求如下:

  • 化合物的分子質量必須為已知。
  • 化合物必須為游離狀態才能進行質量偵測。
圖37.質量型餾分收集。

餾分分析

收集餾分之後,就可以直接在收集容器中開始分析,或者去除溶劑以產生純化產物。旋轉蒸發器可以用來將餾分乾燥。使用時,樣品中的溶劑會蒸發掉,而水份則會冷凍乾燥。如果使用了無機緩衝液,或如果水份特別多,可讓餾分流經逆相SPE匣式萃取匣,即可捕獲目標化合物(這個過程也稱為脫鹽)。然後以少量有機溶劑洗脫所捕獲的化合物,就能更容易蒸發掉有機溶劑。

圖38.旋轉蒸發器設定。

回收率估計值可透過使用各種例行分析技術的餾分分析來測定,例如:UV、IR、MS、NMR、X射線、實驗和/或結構解析。在有標準品的情況下,可以直接比較分離物與文獻數據,但是如果目標化合物不明,就需要有各種物理、化學和光譜技術的全方位綜合系統方法,才能制定出純度和穩定性概況。

方程式14:回收率百分比

在分析分離物時,如果純度、回收率或活性不符合預期,請針對以下情況評估分離物:

  • 直接從收集容器中試驗時,會形成濃度梯度。因此,純度結果取決於收集容器中萃取樣品的位置。在分析之前應充分混合樣品,才能得出具代表性的結果。
  • 如果樣品容易在DMSO等強溶劑中溶解,但在移動相中不易溶解,那麼收集的餾分會因為長時間儲存在收集容器中而結晶。如果是萃取液相來進行純度和濃度分析,結果只能代表可溶的部分。
  • 活性化合物也可能由於收集時間、純度試驗和活性試驗之間的分解作用而損失。在乾燥過程中也有可能產生分解作用。因此,活性試驗幾乎都在乾燥前後進行。
  • 活性化合物已滯留在管柱上。
  • 活性化合物在分離過程中使用的條件不太穩定。
  • 萃取的溶液可能不是在與移動相相容的溶劑中製備,因此可能會有沉澱現象。
  • 大多數活性化合物分散在各式各樣的餾分中,導致餾分中有無法偵測的化合物量。
  • 萃取物的活性可能會因為原態樣品中有其他化合物,因此沒有個別的活性。
  • 如果分離物是在相鄰洗脫不純物無法吸收的紫外線波長下進行收集,那麼其純度可能會不如預期。

如果分離物不在應用的純度、通量或回收率要求範圍內,可以使用相同的分離方法對分離物進行再純化,或者可開發不同管柱選擇性的全新整體分離方法。層析分離人員可以決定要投入純化的時間和精力,以滿足所需的純度、通量和回收率目標。

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