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制备液相色谱技术

   液相色谱技术自发明以来，由于其高效、高灵敏度等特点，得到了飞速发展。近年来，伴随着生物技术和精细化工的发展，作为液相色谱分支的制备液相色谱也日益受到重视，成为了生物技术产品和研究中不可或缺的手段。

   制备液相色谱按照一次进样量的多少，可以分为3种规模，即半制备色谱、制备色谱和工业级色谱，如表1所示。制备色谱以生产纯物质为目的，在经济合理的前提下，规模越大越好。

表1 制备型HPLC3种规模

柱内径/cm

柱长/cm

填料/μｍ

处理量

半制备级

0.5～2

15～50

10～30

≤100 mg

制备级

约5

20～70

40～60

0.1～100g

工业级

10～50

50～100

40～60

≥100g

   分析色谱与制备色谱的根本区别在于分离目的不同。分析色谱，反映的是样品的组成，追求的是高效分离和高灵敏度，不需要收集特定的馏分，洗脱液通常作为废液来处理。但在制备色谱中，为了节省投资和操作费用，必须以最少的时间生产最大量的产品。由于目的不同，制备色谱与分析色谱所选用的操作参数，包括色谱柱尺寸、填料、流量、操作压力、进样量、产品纯度、产品回收率、色谱分离效果等的优化上有较大的差别。前者要求进样量越小越好，而后者为了提高制备量，柱子必须超载。柱子的超载方式有两种，一种是 “质量超载”，即维持较小的进样体积，提高进样浓度；另一种是 “体积超载”，即保持较小的进样浓度，增加进样体积。在制备色谱中，一般认为采用质量超载的方式较好。在制备色谱分离过程中，分离度和柱效均随着质量超载程度的增加而下降。但是，在分离度可以满足要求的前提下，采用质量超载的方式操作，可以提高制备量。

   目前，主要通过线性放大的原理优化从分析到制备过程的操作参数。通常假设分析色谱系统和制备色谱系统的化学性质、传质过程都保持不变，分析型液相色谱的进样量、流量、收集体积等乘以线性放大系数便可得制备型液相色谱的相应参数。线性放大系数即为制备色谱柱和分析色谱柱的截面积之比与柱长之比的乘积。例如，制备液相的进样量计算公式为：

Q2=Q1·(r2/r1)2·L2/L1

其中，Q1、r1、L1分别为分析型液相色谱的进样量、色谱柱半径和柱长；Q2、r2、L2分别为制备型液相色谱的进样量、色谱柱半径和柱长。

   利用线性放大的方法优化分析型色谱的操作参数，直接将其应用到直径更大的制备型色谱柱，不仅可缩短整个方法开发的时间，并且可以减少样品损失，实现最有效、最快速的分离效果。

   目前制备液相色谱技术已广泛地应用于制药，化工和生物工程等领域中样品的分离和纯化。随着色谱理论逐渐完善，新技术不断出现，制备色谱显示出广阔的应用前景。