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色譜儀器發(fā)展助力藥物分析技術(shù)“綠色化”

   2025-07-04 儀器信息網(wǎng)567
20世紀(jì)90年代,“綠色化學(xué)”概念首次進(jìn)入人們視線,“綠色分析化學(xué)”作為綠色化學(xué)的一個(gè)方面,旨在通過運(yùn)用新的分析技術(shù)或者改進(jìn)舊方法,有效減少危險(xiǎn)化學(xué)品的使用和有害廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。常規(guī)藥物分析中的色譜法需大量使用有機(jī)溶劑,導(dǎo)致產(chǎn)生大量揮發(fā)性廢棄物,對(duì)環(huán)境有害。作者就藥物分析常用的方法綠色化進(jìn)展進(jìn)行了論述,其中著重討論了色譜技術(shù)的綠色進(jìn)展。

  常規(guī)HPLC每日流出的流動(dòng)相超過1L,作為流動(dòng)相的溶劑通常是揮發(fā)性有機(jī)化合物,在環(huán)境中分散污染,甚至具有毒性。人們逐漸考慮從綠色的角度減少溶劑的用量。

  首先是樣品制備的綠色化。為樣品制備帶來綠色的技術(shù)通常有固相萃取(SPE)及超臨界流體萃取(SPME),其中普遍應(yīng)用的SPE具有溶劑消耗少、制備時(shí)間短及可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。

  再則是盡可能的減少分析時(shí)間,這樣可直接減少溶劑的消耗量,具體措施一是提高洗脫液入口壓力或升高柱溫;二是使用整體柱以增加柱滲透壓;三是通過UPLC與更小粒徑填料色譜柱相配合。

  最有前景的減少溶劑用量的方法則是儀器的小型化。雖然直接縮短柱長(zhǎng)是小型化的最直接方式,但通常會(huì)降低分離效能。微流色譜屬于色譜小型化的另一種方法,其特點(diǎn)是流動(dòng)相流速以µL/min為單位,使得在24小時(shí)的分析中,僅產(chǎn)生小于10mL的廢液。使用微流色譜的另一優(yōu)點(diǎn)是減少了固定性填料用量,配合使用靈敏度高的檢測(cè)器(如MS)可大大提升這種方法的靈敏度。

  常規(guī)HPLC中最常用的溶劑之一為乙腈,其毒性高、處理成本高,并不是一種綠色溶劑。乙醇與乙腈雖具有類似的物理性質(zhì),但其粘度很高,并不適用于常規(guī)液相色譜系統(tǒng)(40MPa)。隨著儀器技術(shù)的發(fā)展,高效液相色譜儀的使用壓力可大于100MPa,粘度不再是一個(gè)關(guān)鍵問題。

  對(duì)于高溫HPLC,用純熱水作為洗脫液代替常規(guī)流動(dòng)相被稱為“亞臨界水色譜法(SWC)”,純水作為流動(dòng)相,使色譜與FID等檢測(cè)器的聯(lián)用具備了可能性;另外一些化合物的熱流出與MS檢測(cè)器具有兼容性。

  使GC更環(huán)保的一種方法是快速毛細(xì)管技術(shù),可通過縮短柱長(zhǎng)并減小柱內(nèi)徑的方式實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)超快程序升溫方面,低熱量技術(shù)(LTM)則可通過降低功耗及增加柱加熱速度來減少色譜時(shí)間。而采用電阻加熱的覆鎳熔融二氧化硅柱則可快速加熱及冷卻,更適合快速GC和便攜式儀器分析。另外,多維GC新技術(shù)的開發(fā),可更好的分離復(fù)雜樣品組分,而并不使用更多的時(shí)間。

  新型分析儀器、樣品制備技術(shù)等方面的新發(fā)展可進(jìn)一步增強(qiáng)分析技術(shù)的綠色分量,鑒于綠色藥物分析技術(shù)旨在顯著減少溶劑、試劑和能量的消耗并節(jié)省分析時(shí)間,將分析人員和研究者的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)環(huán)境的破壞最小化,自動(dòng)化、快速化、簡(jiǎn)易化、小型化及在線化的分析系統(tǒng)將會(huì)是下一步藥物分析技術(shù)綠色革命的重點(diǎn)目標(biāo)。

 
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