柱层析硅胶主要成分是介孔二氧化硅,二氧化硅的化学分子式为mSiO2 .nH2O,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与其他物质发生反应。独特的介孔结构能特异性的吸附不同分子量、极性官能团的物质,广泛应用于各种原料药、半合成/合成中间体的分离纯化;本文从柱层析硅胶分离纯化原理、柱层析固定相硅胶和流动相溶剂的选择、柱层析使用注意事项、柱层析硅胶展望几个方面进行了论述。
关键词:柱层析、硅胶、原料药、分离纯化
一、柱层析硅胶分离纯化原理
介孔二氧化硅除具有大的比表面积和介孔结构外,其比表面上含有大量的硅羟基和硅氧烷基,硅羟基的硅氧烷基能特异性的吸附不同极性的物质和官能团,因而硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶介孔内吸附解吸附的强弱不同而得到分离,不同极性强弱的物质在柱层析硅胶上的保留时间不同能分段洗脱出从而达到分离除杂纯化的目的;一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附,极性较弱的物质不易被硅胶吸附,整个层析过程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸过程。
二、柱层析固定相硅胶和流动相溶剂的选择
1、柱层析固定相硅胶的选择
柱层析硅胶的主要指标与分离纯化的关系
孔容孔径:
硅胶的孔容积、孔径与分离纯化物的分子量有直接对应关系,一般来说A/B型层析硅胶应用在分子量≤500物质的分离纯化上,C型层析硅胶分离分子量500-2000的物质,大孔层析硅胶分离分子量2000-40000的物质,特大孔层析硅胶分离分子量>40000的物质;
比表面积:
层析硅胶的比表面积与分离纯化的柱效有关,层析硅胶大的比表面积提供目标物杂质和硅胶吸附解吸附过程的场所,用于物质的分离纯化,一定范围指标内来说比表面积越大层析硅胶的柱效越高;
粒度/粒度合格率:
层析硅胶的粒度与与分离纯化的柱效和柱压有关,一般来说粒度越小柱效越高,相应的柱压越大,若粒度与柱压不匹配则影响流速从而影响分离效率和分离效果;
对于中低压柱来说,层析硅胶填料粒度≤400目,400-3000目则应用在高压柱上,柱压、分离效果等也与填料的形状有关,球型比无定型在适用性和分离效果上都具有一定优势。
粒度合格率影响填料的分布均匀性,从而影响分离纯化过程,合适的粒度分布可以使过柱和洗脱过程均匀,避免分离过程中色带倾斜或过宽的发生。