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【瑞士步琦】如何將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀自動(dòng)蒸餾技術(shù)應(yīng)用到中壓制備色譜當(dāng)中
中壓制備色譜中應(yīng)用自動(dòng)蒸餾技術(shù)
眾所周知，中壓制備色譜分離純化的上樣方式分為兩種：液體上樣和固體上樣。
它們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍：
上樣方式 | 液體上樣 | 固體上樣 |
優(yōu)點(diǎn) | 操作簡單；省時(shí) | 溶劑擴(kuò)散現(xiàn)象較?。粯悠贩蛛x度較高 |
缺點(diǎn) | 溶劑擴(kuò)散現(xiàn)象明顯；樣品分離度較低 | 前處理步驟耗時(shí)費(fèi)力 |
樣品適用范圍 | 在選擇溶劑中具有較高溶解性的樣品 | 幾乎所有樣品 |
多年來，隨著自動(dòng)化水平程度的提高，液體樣品進(jìn)樣現(xiàn)在使用專用進(jìn)樣閥完成，這提高了準(zhǔn)確性和安全性，減少了所涉及的手動(dòng)步驟，并降低了污染的可能性。但對于溶解性不好的樣品依然存在它的局限性。而解決方式則又回到了固體上樣。
固體上樣前需要對樣品進(jìn)行處理，俗稱“拌樣”，傳統(tǒng)的拌樣及上樣步驟為：
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稱取適量的純硅膠填料于研缽中；
-
將樣品溶解于有機(jī)試劑當(dāng)中；
-
用膠頭滴管將溶解后的樣品少量多次的滴于硅膠當(dāng)中并充分?jǐn)嚢枋蛊湮角胰軇┱舭l(fā)
-
保證樣品充分且均勻的吸附于硅膠當(dāng)中（硅膠流體狀態(tài)與純硅膠相似即可）
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將吸附樣品的硅膠裝入固體上樣器（或上樣空柱管）當(dāng)中
-
固體上樣器串聯(lián)在分離柱之前準(zhǔn)備進(jìn)行分離純化過程
不難看出，固體上樣確實(shí)有夠麻煩，所以我們有沒有一種自動(dòng)化的方式來減輕實(shí)驗(yàn)人員的操作負(fù)擔(dān)呢？答案是肯定的。
實(shí)驗(yàn)
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀配置：
主機(jī)：R-300+V-300+I-300Pro+F-305
配件：AutoDest 和 AutoDry
樣品：
將以下化合物溶解在 250mL 甲醇和 250mL 丙酮的混合物中，并在 50°C 下超聲 20 分鐘：[1]
尼古丁酰胺 | 3.0g |
可可堿 | 0.5g |
咖啡因 | 2.0g |
然后將溶液轉(zhuǎn)移到1L蒸發(fā)瓶中，加入 120g 硅膠 gel 60。燒瓶連接到 Rotavapor®R-300，配備 AutoDest 傳感器和 AutoDr 單元，帶砂芯的蒸汽管道(貨號(hào):11057297)，V-300 真空泵和 F-305 再循環(huán)制冷機(jī)。參數(shù)如下：
加熱溫度 | 60℃ |
冷卻循環(huán)水溫度 | 10℃ |
蒸發(fā)瓶體積 | 1L |
轉(zhuǎn)速 | 150rpm |
混合溶劑 | 甲醇:丙酮=1:1 |
蒸發(fā)量 | 500mL |
冷卻液流速 | 1L/min |
干燥時(shí)間 | 20min |
由于 AutoDest（自動(dòng)蒸餾）的存在，您無需進(jìn)行任何壓力設(shè)置，傳感器會(huì)根據(jù)進(jìn)出冷卻液的溫差及蒸汽濃度自適應(yīng)調(diào)節(jié)壓力值，該過程無需定期監(jiān)控，這將為您騰出時(shí)間去做其他實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，AutoDest 將蒸發(fā)溶劑降至較低，而 AutoDry 可將殘留溶劑快速蒸發(fā)至干，而不會(huì)受到用戶的任何干擾。這兩種配件與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的結(jié)合，為固體上樣的前期準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)了較高水平的自動(dòng)化。
▲ 圖1:安裝在 Rotavapor®R-300 上的 AutoDry 單元
結(jié)果
圖2 顯示了整個(gè)過程中的系統(tǒng)壓力。在自動(dòng)蒸餾過程中，壓力自動(dòng)控制。它以一個(gè)穩(wěn)定的梯度開始，以防止爆沸。一旦在冷卻盤管處檢測到冷凝蒸汽，壓力就會(huì)保持穩(wěn)定。31 分鐘后(圖2 為 1860 秒)，壓力進(jìn)一步降低以保持適當(dāng)?shù)睦淠?，最終在 54 分鐘后自動(dòng)結(jié)束(圖2 為 3240 秒)。
▲ 圖2:使用 AutoDest 蒸餾(藍(lán)色背景)和使用 AutoDry 干燥(綠色背景)過程中的系統(tǒng)壓力
54 分鐘自動(dòng)蒸餾完成后，自動(dòng)干燥過程開始。該系統(tǒng)通風(fēng)至常壓，以促進(jìn)內(nèi)部玻璃壁上的溶劑冷凝和剩余溶劑向下流向接收瓶。然后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)泵的最大聲功率進(jìn)行干燥過程(具有預(yù)定義的干燥時(shí)間)。兩個(gè)短的排氣步驟(在壓力曲線中可見的尖峰)再次促進(jìn)冷凝溶劑的下降。干燥 10min 后，系統(tǒng)壓力可低于 20mbar，測得溶劑總損失為 7%。圖3 為旋蒸制備后樣品的色譜圖。
▲ 圖3:在 Pure 色譜系統(tǒng)上從采用固體上樣方式樣品混合物中測量得到的 Flash 反相色譜圖(水/甲醇，藍(lán)色:254nm，橙色:275nm)。
結(jié)論
當(dāng)涉及到色譜固體上樣混合物的樣品制備時(shí)，使用 AutoDest&Dry 組件可以為您的 Rotavapor®R-300 提供有價(jià)值的升級，無人值守功能的實(shí)現(xiàn)，可以有效提高您的實(shí)驗(yàn)效率。
參考文獻(xiàn)
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Zhong et al., J. Chem. Eng. Data 2017, 62, 9, 2570– 2577
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