旋转蒸发仪浓缩乙醇(浅谈样品浓缩除水前处理方法开发)

Posted 2023-05-28

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旋转蒸发仪浓缩乙醇(浅谈样品浓缩除水前处理方法开发)

在质量研究的分析方法开发中，时常会遇到一些小规格的水溶液注射剂、口服液品种或其他工艺样品，由于待测物浓度过低达不到分析方法的检测灵敏度要求，需要对样品进行浓缩除水处理。如果分析方法是反相高效液相色谱法，最直接的方式当然是扩容高效液相色谱仪的定量环增大供试品进样量，或改用更高灵敏度的检测器，如LC-MS，但LC-MS分析方法的成本非常高，向生产体系转移方法也有较大难度，其次就是对样品进行浓缩除水前处理。而如果分析方法是气相色谱法或者正相高效液相色谱法，除水便是必须的。以下几种浓缩除水前处理方式是笔者研究过的药物品种在进行方法开发阶段尝试过的样品前处理方式的简单综述。

第一种方式是采用旋转蒸发仪，在减压条件下降低水的沸点，再加上水浴加热将样品中的水除去。并且可根据化合物的性质，在保证样品稳定性的条件下，向样品中加入适量低沸点有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮等，形成共沸，以达到更快的除水。但旋蒸方式更适用于热稳定的化合物，如果旋蒸时的水浴温度过低，较难将样品的中的水完全除去，且旋蒸时间也会极大延长。市场上有些厂家发明的平行真空蒸发仪本质上和旋转蒸发仪是一样的工作原理，只是可以批量处理样品，提高工作效率。

第二种方式是液相萃取，选择一种与水不互溶又可以很好的溶解待测物的低沸点有机溶剂，如二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷等，将水相中的样品萃取出来后再通过旋蒸的方式除去有机溶剂。这种方式更适用于亲脂性化合物，稍有局限性。此外在萃取时需要考虑待测物在溶液中呈现的形态，即关注待测物在溶液中的存在方式是离子态还是分子态。如果待测物呈现离子态，则在保证待测物稳定性的情况下，通过调pH（酸化或者碱化）的方式使溶液中的待测物呈分子态，则更有利于化合物的萃取。例如盐酸二甲双胍这类带氨基的化合物的水溶液，要提高水溶液中的二甲双胍的萃取率，则最好加入碱性试剂使溶液呈碱性，使溶液中的二甲双胍以分子态呈现；同理如吲哚美辛、萘普生这类带羧基的化合物在碱性的溶液中以离子态存在，则最好加入酸性试剂将溶液呈酸性后再进行萃取。

第三种方式是采用冷冻干燥机，冻干技术是非常好的、应用非常成熟的除水方式，也适用于大部分化合物的浓缩除水处理，在化药合成工艺、制剂工艺、食品科学等多种领域中使用非常普遍。冻干技术的原理是预先在低温条件下将样品冻结为固体，然后在真空的条件下使固态水直接升华出来。由于低温操作，对于热敏性化合物特别适用。但需要关注的是对于一些缓冲体系的样品溶液，尤其是使用了易挥发性酸碱的溶液体系，要关注冻干过程溶液中的易挥发物质挥发后，待测物在变化的pH环境下是否仍然稳定，如醋酸钠-醋酸缓冲溶液在冻干过程中醋酸挥发后待测物所处pH环境会发生变化。因此在进行冻干实验前，可先简单考察一下待测物在不同pH环境下的溶液稳定性，或者用水或其他难挥发酸的缓冲溶液配置样品共同冻干做对比试验；此外也需关注待测物的升华情况，这两点均可通过回收率进行考察。

第四种方式是固相萃取（SPE）。SPE本质上与柱层析或色谱柱类似，在样品处理中有富集和净化两种作用。SPE技术在医药、农残、食品科学的领域应用较为广泛。例如在食品安全国家标准中对于食品中的黄曲霉素B族和G族的检测就需要用到SPE装置进行萃取。SPE技术发展到今天，固相萃取填料的选择性已经非常广泛。根据待测物的性质选择好固相填料后对样品进行萃取富集除去溶剂中的水，再使用低沸点有机溶剂将样品淋洗出来后旋蒸除去有机溶剂，便可实现样品的浓缩除水。

第五种方式是采用实验室现成的除水干燥的仪器，如氮气浓缩仪、真空离心浓缩仪等。氮气浓缩仪主要是将氮气吹入加热样品的表面进行样品浓缩，该过程需要对样品进行较高温的加热，对热敏性的化合物不适用。真空离心浓缩仪本质上是真空条件下降低溶剂沸点加速溶剂的挥发并通过离心作用防止样品爆沸及损失的工作原理。真空离心浓缩仪的实验温度范围较广，对热敏感化合物较友好，在生物药、多肽类、氨基酸类等样品浓缩除溶剂前处理中应用非常广泛。

以上几种均是可以完全除去样品中的水且多数普通实验室较易达成的几种前处理方式，如果样品仅仅是需要进行浓缩，还有其他的一些处理方式可以尝试。如热稳定的化合物也可以直接进行蒸馏浓缩；大分子量的化合物可以尝试超滤的方式，目前市场上可供选择的超滤离心管种类丰富，根据待测物的分子量、化学性质选择合适的超滤离心管即可。此外在污水处理等领域目前应用比较广的纳滤技术、反渗透技术理论上也可以实现样品的除水处理，只是目前笔者还未发现在普通的医药研发实验室得到应用，但这两个技术在医药领域应该有比较广阔的应用前景。

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