白癜风最好医院 http://www.xxzywj.com/m/FLASH纯化柱是FLASH纯化体系的心脏，好比汽车里的发动机。工欲善其事，必先利其器，挑选正确的FLASH纯化柱是整个纯化最为关键的一环。而挑选合适的FLASH纯化柱就像茫茫的人海中挑选另一半一样，高矮胖瘦、外貌、内涵品质各方面都要细细斟酌考虑。今天我们就聊聊纯化柱的内涵——固定相。图1.常州三泰科技有限公司SepaFlash系列纯化柱产品固定相也就是俗称的填料，是色谱中最为核心的部分。要确定FLASH纯化柱装填的固定相，就要依次确定固定相三个方面的信息：基质种类、表面修饰/键合相、基质参数。一、基质基质是固定相构成的基本材料，常用的基质材料分为三大类：无机材料、有机材料以及复合材料。无机材料有：硅胶、氧化铝等；有机材料主要是凝胶等聚合物材料；复合材料通常是指无机材料与有机材料通过杂化、涂覆、包覆等手段相结合的复合材料。硅胶是在FLASH纯化中应用最广泛的基质，色谱用硅胶是多孔结构，具有高机械强度以及热稳定性，优良的孔结构和比表面积，其表面含有大量的活性羟基，在正相纯化体系中对化合物的分离纯化起到非常重要的作用。同时硅胶表面容易修饰形成其他键合类固定相，以硅胶基质修饰而成的固定相种类繁多，且分离纯化效果相比其他基质好很多。但硅胶基质在碱性条件下稳定性比较差，同时其羟基的存在对一些物质尤其对碱性物质容易造成不可逆吸附，此外在应用于一些生物分子样品的分离纯化时会对样品产生非特异性吸附或使样品变性，造成色谱图中样品洗脱的峰形变差以及样品回收率降低。氧化铝基质机械强度高，化学稳定好，对一些化合物具有独特的选择性，对硅胶基质来说具有很好的互补性。但氧化铝表面修饰比较困难，所以最多还是应用于正相纯化体系，少量应用在离子交换体系。有机基质多是聚合物凝胶材料（如树脂、聚苯乙烯二乙烯共聚物等），与硅胶相比有更好的化学稳定性（适用pH值范围可以从1到12），与待分离的样品基本不发生变性反应，也不容易产生不可逆吸附。通过修饰后应用在离子交换色谱、体积排阻色谱和反相疏水色谱等模式下，在蛋白质、糖类等生物分子的分离纯化方面有着广泛的应用。但相比较硅胶等无机基质来说，有机基质固定相能耐受的分离机械强度较低，分离纯化效果较差，限制了其在纯化方面应用范围。复合基质是兼容、中和了无机基质和有机基质的优缺点，但一般复合基质相应的固定相都是价格昂贵，所以在制备纯化方面应用较少。二、修饰/键合相通过对基质进行修饰或者键合不同的基团，形成了不同分离类型的固定相，通常包括：正相、反相、离子交换、SEC、手性等等固定相。基质上修饰的基团极性大于流动相的极性的色谱模式称之为正相色谱，依靠样品极性不同在固定相和流动相产生分配的作用达到分离的目的。这种分离模式下，样品按照极性从弱到强依次从纯化柱上被洗脱下来。常用正相固定相包括：未修饰的硅胶；二醇基、氨基、氰基等硅胶基质固定相；氧化铝等。正相硅胶固定相主要应用在合成非极性或中等极性中间体等的初步纯化，常规的流动体系为正己烷/乙酸乙酯、二氯甲烷/甲醇等。其优点是纯化简单、样品后处理简单；缺点是分离性能不高（与反相固定相比较），重现性较差，且吸附性较强甚至对某类物质产生不可逆吸附。此外，一些极性基团（二醇基、氨基、氰基等）键合的正相固定相经常应用在反相条件下，对于在C18等反相固定相保留不强的极性化合物，可以获得很好的分离纯化效果。氧化铝固定相分为酸性、中性、碱性三种。酸性氧化铝一般利用酸性溶剂进行预处理，具有微弱阳离子特性，表面更易保留中性和带负电荷的物质，不能很好地保留带正电荷的物质，主要应用在酸性色素、醛类、酸类化合物的分离纯化。碱性氧化铝通常利用碱性溶液进行预处理，具有阴离子特性并有阳离子交换功能，对极性阳离子样品具有强吸附作用，主要应用于碱性色素、生物碱等碱性物质的分离纯化。而中性氧化铝对样品的酸碱性不敏感，主要应用于苷、醛类和酯类等酸碱不稳定化合物。基质上修饰的基团极性小于流动相的极性的色谱模式称之为反相色谱，这种分离模式下，样品被洗脱下来的顺序与正相模式正好相反：样品按照极性从强到若依次被洗脱下来。反相固定相多是以硅胶基质键合不同键合相如C18、C8、C4、C1、苯基等固定相，广泛应用在天然产物、多肽以及蛋白质等样品的精制纯化方面，具有分离效果优秀、重现性好、使用寿命长等特点。SEC(SizeExclusionChromatography)根据分子体积（流体力学体积）的大小进行分离的色谱模式（参见图2）。尺寸排阻色谱SEC可以细化分为GPC（凝胶渗透色谱）和GFC（凝胶过滤色谱），基质不同，故使用的流动相也不相同。GPC目前主要的基质是交联PS(苯乙烯-二乙烯基苯聚合物)、交联PVAC（交联聚乙酸乙烯酯），不同基质用不同的有机溶剂（DMF等）作为流动相。GFC主要基质是表面亲水处理的硅胶以及交联葡聚糖、交联聚丙烯酰胺等等，流动相主要是水，所以GFC比较多的应用在蛋白质纯化。尺寸排阻模式主要的缺点是载样量很小，且流速通常比较低，所以制备效率差。而其分离模式简单、高回收率是它的制备纯化方面的优势。图2.SEC分离模式示意图（摘自GE蛋白纯化分离手册）离子交换色谱是通过样品分子表面离子电荷与色谱填料表面离子电荷互相作用而达到分离的模式（参见图3）。固定相表面呈正电荷，对阴离子有保留的称为阴离子交换填料；固定相表面呈负电荷，对阳离子有保留的称为阳离子交换填料，此外根据填料表面离子结合状态的强弱还分为强离子交换填料和弱离子交换填料。阳离子交换填料常见的表面基团为磺酸基（强阳离子交换）、磷酸基、羧酸基、酚羟基；阴离子交换填料常见的表面基团为伯胺基、仲胺基、叔胺基、季胺基（强阴离子交换填料）。而离子交换填料应用于制备纯化时通常采用的基质是树脂，而分析应用中出于压力和分辨率方面的考虑硅胶基质和无孔凝胶比较多。3.阴离子交换模式示意图手性固定相是将多糖、环糊精、蛋白等衍生物键合或者涂覆到硅胶等基质上的固定相，对手性物质进行手性识别拆分，达到分离纯化的目的。由于手性固定相非常昂贵，为了尽量保护固定相，一般对样品化学纯度要求比较高，通常样品都进行初步纯化，提高化学纯度，除去易对固定相造成损伤或吸附的杂质。三、基质参数基质参数包括基质的形状、粒径以及孔径等，这些参数要结合纯化方面的具体需求进行选择。以应用最广泛的硅胶基质为例，应用于制备纯化方面的硅胶基质通常分为球形和无定形两种。无定形硅胶价格低廉，是初步粗纯的首选。与无定形硅胶相比，球型硅胶优势非常明显，具有以下优点：颗粒均一性好，装填后柱床稳定不容易塌陷，多路扩散效应低，柱效高，分离度好。但其价格稍微昂贵一点，一般应用在精制纯化阶段。4.无定形硅胶与球形硅胶电镜图基质粒径大小直接影响柱效和分离效果，越小的粒径所能达到的柱效越高，而选择粒径要具体看样品的分离状况，毕竟制备要考虑成本问题，越小的粒径固定相价格越昂贵，为了达到最好的柱效通常越小粒径选择的线流速就越大，所以背压越高，对仪器要求也高。一般粗纯的的时候多选择大颗粒固定相，而当样品附加值高，要求高纯度和高得率的情况下，大多选择小粒径固定相。所以选择固定相粒径要从成本、样品以及纯化设备参数等方面综合考虑。图5和图6为不同粒径分离效果对比的案例。图5.某中间体的分离效果图（25g正相标准快速分离硅胶柱，粒径40–63m）图6.某中间体的分离效果图（25g正相标准快速分离硅胶柱，粒径25–40m）多孔固定相基质孔径的选择主要是从样品的分子体积去考虑（表1总结了样品分子量、样品分子体积以及推荐孔径之间的关系），固定相的孔径通常要大于样品分子体积的三倍，才能使样品分子有效进入固定相孔内进行充分的接触达到分离效果。但是对于多肽类样品分子而言，由于其分子结构呈长链状，因而固定相的孔径不必满足上述规律。同时孔径还与比表面积有关，其他参数一样的情况下孔径越小比表面积越大，而比表面积的大小在一定程度上影响分离效果和上样情况，通常比表面积大代表表面修饰的基团多，那么分离效果好，载样量也越大。表1.样品分子量、样品分子体积以及对应的推荐孔径四、总结综上所述，在进行样品的FLASH纯化制备时，应根据实际的制备需求，结合样品性质、对产物纯度和得率方面的要求、仪器配置等方面的实际情况，从基质、修饰/键合相、基质参数三个方面综合考虑，最终确定纯化所需要的固定相。>>>了解三泰科技Flash纯化柱系列