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【瑞士步琦】蒸發(fā)的演變:從古代煉金術(shù)到現(xiàn)代科學(xué)

步琦 2024-01-04 | 閱讀：732

從古代煉金術(shù)到現(xiàn)代科學(xué)

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀大家都耳熟能詳，如何使用，工作原理等等大家都再熟悉不過。今天和大家聊點不一樣的，我們來聊一聊旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的歷史與未來。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)是迄今為止通過蒸發(fā)從樣品中溫和的去除溶劑最為有效的方式。該過程對化學(xué)和生物實驗室以及制藥工業(yè)都至關(guān)重要，這主要依賴于蒸發(fā)過程的準(zhǔn)確性和非破壞性。除此之外，隨著時代的進(jìn)步，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在酒吧和高端廚房也有了一席之地，打破了它們行業(yè)的界限，因此，如果您熱衷于了解旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的歷史，并想知道最新款設(shè)備提供應(yīng)用領(lǐng)域的可能性，請耐心的讀下去！

了解旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)及其歷史就是了解化學(xué)本身的核心。“chemistry”這個詞有好幾種語言的根源，它來自中古英語單詞“chemistry”，這個單詞是由“chemie”演變而來的，而“chemie”是中世紀(jì)晚期“alchemie”一詞的改編。煉金術(shù)這個詞本身被認(rèn)為來自希臘詞“chemeia”和阿拉伯詞“al’kīmivā”，意思是“轉(zhuǎn)化的過程”。煉金術(shù)最早的定義之一來自公元 3 世紀(jì)末帕諾波利斯的 Zosimos，他將煉金術(shù)描述為“水的組成、運動、生長、具體化和非具體化、從身體中吸取靈魂并將靈魂結(jié)合在身體內(nèi)”。這種理解成分和從身體中提取靈魂的概念是蒸餾的核心。

了解旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)及其歷史就是了解化學(xué)本身的核心。

試圖改變物質(zhì)以延長壽命或創(chuàng)造出人們渴望的物品，如黃金，推動了通過蒸餾進(jìn)行分離這一技術(shù)的發(fā)展。簡單蒸餾是已知的最古老的方法之一，它根據(jù)沸騰液體混合物中組分揮發(fā)性的差異來分離混合物。加熱液體產(chǎn)生蒸汽，蒸汽隨后被捕獲并再次凝結(jié)，從而分離混合物的成分。這張圖片代表了 Zosimos 的早期蒸餾設(shè)備:

多年來，這種簡單的方法得到了發(fā)展和改進(jìn)。首先是分餾：用于使用分餾柱分離沸點接近的液體。后來出現(xiàn)了蒸汽蒸餾：它包括用另一種來源的蒸汽加熱混合物，使其在較低的溫度下蒸發(fā)，從而分離出熱敏性化合物。接下來是真空蒸餾：將待蒸餾液體上方的壓力降至大氣壓以下，使沸點最低的揮發(fā)性液體蒸發(fā)。該過程的最終演變結(jié)合了這些先前方法的優(yōu)點，并進(jìn)一步改進(jìn)了它們。這個過程被稱為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，是由一位瑞士化學(xué)家在 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)明的，由 Büchi Labortechnik AG 公司商業(yè)化，并致力于在科學(xué)界進(jìn)行重大改進(jìn)和推廣該設(shè)備，現(xiàn)在 BUCHI Rotavapor^? 在全球的實驗室中都可以找到。

該過程的最終演變結(jié)合了這些先前方法的優(yōu)點，并進(jìn)一步改進(jìn)了它們。這個過程被稱為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀無論在字面意思和比喻意義上都是革命性的。將樣品放入旋轉(zhuǎn)的圓底燒瓶中，燒瓶放入加熱浴中：這增加了液體的表面積，有助于蒸發(fā)過程。使用真空泵降低壓力，降低溶劑的沸點，使其在較低的溫度下蒸發(fā)——這對熱敏性化合物特別有用。除此之外，效率和過程控制方面徹底改變了化學(xué)領(lǐng)域。如何溫和且有效的去除樣品中的溶劑對于化學(xué)和制藥行業(yè)至關(guān)重要。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的基本概念從 20 世紀(jì) 50 年代開始就沒有改變過，就像經(jīng)典計算的概念從開始就沒有改變過一樣。但與計算機一樣，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀多年來也有了顯著的改進(jìn)：為整個過程提供了更好的控制和自動化。就像計算機演變成筆記本電腦、平板電腦和手持設(shè)備一樣，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的設(shè)計也考慮到了不同的工作流程。在早期的實驗室工作中，這種方法曾經(jīng)是一種非常實際的方法，現(xiàn)在已經(jīng)被最新的頂級儀器（R-300）高度自動化了。早期的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上的壓力很難控制，因為真空泵不是開就是關(guān)。當(dāng)時沒有像今天的儀器那樣的數(shù)字或自動控制，所以實驗的重現(xiàn)性和效率往往取決于實驗室技術(shù)人員的經(jīng)驗，但是就算是最熟練的技術(shù)人員也無法與現(xiàn)代化的儀器進(jìn)行競爭。當(dāng)然，這并不是說今天使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的實驗人員缺乏技能和經(jīng)驗——事實恰恰相反：現(xiàn)代設(shè)備提供的精度帶來蒸發(fā)過程的最終細(xì)化，允許科學(xué)家們創(chuàng)造出更多的醫(yī)療和美食上的可能性！

現(xiàn)在，有針對學(xué)術(shù)界和小型實驗室尋找預(yù)算友好的解決方案的入門級系統(tǒng)（R-100），也有可以加載附件并處理廣泛應(yīng)用的自動化系統(tǒng)（R-300）?，F(xiàn)代系統(tǒng)可以實時調(diào)整條件，以保持最佳的蒸發(fā)環(huán)境，確保一致性和可重復(fù)性。