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【瑞士步琦】如何將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀自動蒸餾技術(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)缺點及適用范圍：
上樣方式 | 液體上樣 | 固體上樣 |
優(yōu)點 | 操作簡單；省時 | 溶劑擴散現(xiàn)象較?。粯悠贩蛛x度較高 |
缺點 | 溶劑擴散現(xiàn)象明顯；樣品分離度較低 | 前處理步驟耗時費力 |
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，隨著自動化水平程度的提高，液體樣品進樣現(xiàn)在使用專用進樣閥完成，這提高了準確性和安全性，減少了所涉及的手動步驟，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；
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將樣品溶解于有機試劑當(dāng)中；
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用膠頭滴管將溶解后的樣品少量多次的滴于硅膠當(dāng)中并充分攪拌使其吸附且溶劑蒸發(fā)
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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
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固體上樣器串聯(lián)在分離柱之前準備進行分離純化過程
不難看出，固體上樣確實有夠麻煩，所以我們有沒有一種自動化的方式來減輕實驗人員的操作負擔(dān)呢？答案是肯定的。
實驗
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀配置：
主機：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:11057297)，V-300 真空泵和 F-305 再循環(huán)制冷機。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 |
干燥時間 | 20min |
由于 AutoDest（自動蒸餾）的存在，您無需進行任何壓力設(shè)置，傳感器會根據(jù)進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，這將為您騰出時間去做其他實驗。整個實驗過程中，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備實現(xiàn)了較高水平的自動化。
▲ 圖1:安裝在 Rotavapor®R-300 上的 AutoDry 單元
結(jié)果
圖2 顯示了整個過程中的系統(tǒng)壓力。在自動蒸餾過程中，壓力自動控制。它以一個穩(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，壓力就會保持穩(wěn)定。31 分鐘后(圖2 為 1860 秒)，壓力進一步降低以保持適當(dāng)?shù)睦淠?，最終在 54 分鐘后自動結(jié)束(圖2 為 3240 秒)。
▲ 圖2:使用 AutoDest 蒸餾(藍色背景)和使用 AutoDry 干燥(綠色背景)過程中的系統(tǒng)壓力
54 分鐘自動蒸餾完成后，自動干燥過程開始。該系統(tǒng)通風(fēng)至常壓，以促進內(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)自動啟動泵的最大聲功率進行干燥過程(具有預(yù)定義的干燥時間)。兩個短的排氣步驟(在壓力曲線中可見的尖峰)再次促進冷凝溶劑的下降。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，使用 AutoDest&Dry 組件可以為您的 Rotavapor®R-300 提供有價值的升級，無人值守功能的實現(xiàn)，可以有效提高您的實驗效率。
參考文獻
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Zhong et al., J. Chem. Eng. Data 2017, 62, 9, 2570– 2577
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