制备色谱应用ppt课件

第一章 引
Hale Waihona Puke Baidu
言
色谱方法的起源与天然产物的研究工作密切相关。继1906年Tswett的开 创性工作之后，首次真正意义上的制备型液相色谱分离是于20世纪30年代 对植物代谢产物——色素，如叶绿素及胡萝卜素等的分离。天然产物的研 究与色谱方法持续保持紧密的关系，每当提及各种生物分子纯化方法的进 展时，都不能不考虑到色谱方法。仅就高压液相色谱技术而言，其应用就 涉及到制药工业、生物技术、生物医学及生物化学研究、能源、食品、化 妆品、环境科学、药物及维生素等许多领域。随着从微生物、海洋及陆地 高等生物体中发现新的先导化合物的工作日益引起广泛的兴趣，人们经常 需要从大量或少量的混合物中以有效、快速、低成本的方法分离出纯化合 物。通常的色谱分离方法很少能同时满足上述三个要求，因此，如何选择 正确的分离方法无疑非常重要。本书的第一版(1986)旨在集合各种制备型 的分离方法供读者参考。近年，各种色谱仪器及其新的应用又有了快速的 发展。因此，提供一本新的、包括目前正飞速发展的生物分子的分离技术 的参考书显然十分重要。
一些有关生物活性(或其他)物质的具体的提取分离方法的综述文章分别发 表 在 ‘ ‘ Joumal of Chromatography”，“Joumal of Liquid Chromatography and Related Technologies”，“Analytical Chemistr，’， “Natural Product Reports'’，“Phytoehemical Analy‘s∥．“LC-GC Magazine'’及其他各种专业杂志上。另外一些有价值的关于天然产物分离的 论 述 可 参 见 E．L．Ghisalberti 发 表 在 “ Bioactive Natural Products： Detection，Isolation and structural De—termination'’(eds S M Colegate，R J Molyneux，CRC Press，Boca Raton。1993)，T A Van Beek发表在“Chemie~s from Plants”(ed N J Walton，World Scientific Publishing，London，1 997) 及 “ Ad—vances in Natural Products Chemistry：Extraction and Isolation ofBiologically Active Compounds'’(eds S Natori，N Ikekawa和MSuzuki，John Wiley，New York，1981)中的有关章节。(中文专著有徐任生，陈仲良主编的《中草药有 效成分提取与分离》，第二版，上海科学技术出版社，1983年，1989年第 二次印刷——译者注。)
制备色谱应用
目前，有关分析方法方面的文献有很多，但专门论述制备型色谱技术 的著作还很少。本书试图填补这方面的缺憾，在分离方法的设计方面向 读者提供一些指导。 自本书第一版于1986年发行以来，天然产物的研究又取得了重大进展 。谱学技术的迅速发展，如二维核磁共振技术的应用、仪器自动化程度 的提高及X单晶衍射技术的常规化，都极大地简化了天然产物的结构解析 工作。因而，如何有效地从有机体(植物、动物和微生物)中提取具有生物 活性的纯化合物已成为研究的主要课题。活性物质的极性可能很高或很 低，它们在色谱分离过程中可能会经常失去生物活性，因此，一定要采 用温和的分离条件，并需要引入各种新的以及已改进的色谱分离方法来 解决工作中遇到的问题。本书在第一版的基础上归纳并选择性地整理了 近期发表的各种新的色谱技术与应用实例，以供读者选 用，同时在各章后列出了主要参考资料。 本书的第一部分叙述样品预处理的主要方法，色谱分离之前的预处理 可以节省许多后续纯化所花费的时间。其次论述液一固色谱分离方法， 并着重介绍各种加压色谱方法。此后介绍各种液一液色谱技术及其在分 离不稳定化合物中的优越性。大分子及手性物质的分离在本书中被分别 列为一章来介绍。这两章的内容对于新型药物、基因产品乃至初级代谢 产物的分离都十分重要。本书的最后一章论述的是设计分离路线的策略 。
第一章 样品的制备与纯化
样品的制备对于复杂的分离与纯化非常重要。恰当的样品预处理可免去 后续操作过程中的许多麻烦，使分离纯化变得更为容易。无论样品是来源于 混有蛋白质的生物体、生产中混有残存催化剂的工业制品，或混有干扰杂质 的植物体，通过简单的预处理就可以除去其中大部分不需要的物质。 样品的预处理特别适用于需要使用昂贵的制备型高压液相色谱柱时。尽 管制备样品的目的不尽相同，但其中许多操作与分析型高压液相色谱中所采 用的一样。当处理生物样品时问题可能更加复杂，因为样品不仅可能含有复 杂的大分子，而且还可能混有前面纯化过程中残留的缓冲液、盐及洗涤剂。 因此，必须在预处理中去除上述污染物以免污染高压液相色谱柱。 在设计纯化方案时，通常先使用高效与低分辨率的预处理方法，其中包 括一些经典的方法，如选择性溶剂提取、过滤、沉淀、透析、离心及简单的 常压柱色谱分离等。而一些较新的方法，如超临界流体萃取、固相萃取等则 更具有快速、高效的优点。 生物分子(尤其是生物聚合体)与常见的次生代谢产物性质明显不同，需要 使用特殊的预处理方法。除常用的离心、沉淀(如用硫酸铵沉淀蛋白质)、离 子交换及凝胶过滤等方法(Wehr，1990)外，可用透析、超滤等专用方法。
本书旨在着重介绍各种色谱技术的应用，而非详细描 述这些技术的原理。书中所列举的大部分实例来自次生代 谢产物及天然产物。因为制备型色谱的主要作用是对该类 物质的分离。对于大分子的分离与纯化，色谱分离也用于 分离某些重要的药用生物活性蛋白 ( 包括利用重组技术获 得的蛋白 ) 、生物治疗品与诊断试剂，以符合高纯度的要 求。因此，用于生物大分子纯化的一些特殊分离技术，如 亲和色谱和分子排阻色谱等也在本书中作了介绍。光学纯 度的治疗药物是另一日益受到重视的研究领域，本书第九 章列入了有关手性分子的分离方法。