高速逆流色譜技術(shù) 綜述

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1、高速逆流色譜技術(shù)1.概述高速逆流色譜（high-speedcountercurrentchromatography，簡稱HSCCC），是20世紀(jì)70年代由美國國立衛(wèi)生院（NationalInstituteofHealth，簡稱NIH）Ito博士首創(chuàng)，并且在最近10年之內(nèi)發(fā)展迅速，是一種可在短時間內(nèi)實現(xiàn)高效分離和制備的新型液-液分配色譜技術(shù)，這項技術(shù)可以達(dá)到幾千個理論塔板數(shù)的。它具有操作簡單易行、應(yīng)用范圍很廣、無需固體載體、產(chǎn)品純度高、適用于制備型分離等特點。自1982年第一臺儀器問世，就開始了HSCCC的現(xiàn)代化進(jìn)程。HSC

2、CC用于天然藥物化學(xué)成分的分離始于1985年，到1989年達(dá)到一個高潮。自2000年9月起國際逆流研究領(lǐng)域每隔2年舉行一次世界逆流色譜學(xué)術(shù)會議。近幾年,人們對健康的認(rèn)識越來越深刻,更多的人追求天然綠色的健康理念,故HSCCC作為一種對提取物污染小的制備技術(shù),它的應(yīng)用越來越受到了人們的關(guān)注。鑒于HSCCC的顯著特點,此項技術(shù)已被應(yīng)用于生化、生物工程、醫(yī)藥、天然產(chǎn)物化學(xué)、有機(jī)合成、環(huán)境分析、食品、地質(zhì)、材料等領(lǐng)域。目前,HSCCC已從制備型發(fā)展到了分析型,甚至是微量分析型,應(yīng)用范圍也十分廣泛[2]。高速逆流色譜技術(shù)在我國的應(yīng)用

3、較早,技術(shù)水平在國際領(lǐng)域也處于領(lǐng)先地位。目前,我國是世界上為數(shù)不多的高速逆流色譜儀生產(chǎn)國之一。我國的深圳同田生化技術(shù)有限公司是全球第一家多分離柱高速逆流色譜儀專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速逆流色譜專利技術(shù),現(xiàn)已研制并生產(chǎn)出TBE系列分析型,半制備型TBE300，300A,制備型TBE?1000高速逆流色譜儀設(shè)備。2.基本原理高速逆流色譜技術(shù)(HSCCC)是一種不用任何同態(tài)載體的液-液色譜技術(shù)，其分離原理是進(jìn)行分離純化時，首先選擇預(yù)先平衡好的兩相溶劑中的一相為固定相,并將其充滿螺旋管柱,然后使螺旋管柱在一定的轉(zhuǎn)速下

4、高速旋轉(zhuǎn),同時以一定的流速將流動相泵入柱內(nèi)。在體系達(dá)到流體動力學(xué)平衡后(即開始有流動相流出時),將待分離的樣品注入體系,其中組分將依據(jù)其在兩相中分配系數(shù)的不同實現(xiàn)分離。HSCCC分離效率高，產(chǎn)品純度高；不存在載體對樣品的吸附和污染；制備量大和溶劑消耗少；操作簡單，能從極復(fù)雜的混合物中分離出特定的組分。高速逆流色譜儀器的裝置如圖1所示，它的公轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置，螺旋管柱距公轉(zhuǎn)軸R處安裝，兩軸線平行。通過齒輪傳動，使螺旋管柱實現(xiàn)在繞儀器中心軸線公轉(zhuǎn)的同時，繞自轉(zhuǎn)軸作相同方向相同角速度的自轉(zhuǎn)。圖1高速逆流色譜儀器的裝置示意圖(引自：齊

5、元英　孟兆玲柳仁民等《高速逆流色譜技術(shù)及其在天然產(chǎn)物研究中的應(yīng)用進(jìn)展》）在達(dá)到穩(wěn)定的流體動力學(xué)平衡態(tài)后，柱中呈現(xiàn)兩個絕然不同的區(qū)域：在靠近離心軸心大約有四分之一的區(qū)域，呈現(xiàn)兩相的激烈混合(混合區(qū))；其余區(qū)域兩溶劑相分成兩層(靜置區(qū))，較重的溶劑相在外部，較輕的溶劑相在內(nèi)部，兩相形成一個線狀分界面。如圖2所示：圖2高速逆流色譜螺旋管溶劑體系的區(qū)域分布圖（引自李愛峰；劉寧寧；柳仁民等《高速逆流色譜原理及其在天然產(chǎn)物化學(xué)成分分離中的應(yīng)用研究進(jìn)展》理化檢驗-化學(xué)分冊?44(05)，95-98，（2008））圖3為旋轉(zhuǎn)一周混合區(qū)域的

6、變化示意圖，每一混合區(qū)域以與柱旋轉(zhuǎn)速度相同的速度向柱端移動。當(dāng)流動相恒速通過固定相時，兩相溶劑都在反復(fù)進(jìn)行混合和靜置的分配過程，這一過程頻率極高，當(dāng)柱以800r/min旋轉(zhuǎn)時，頻率超過13次/s，所以高速逆流色譜有相當(dāng)高的分配效率。（引自李愛峰；劉寧寧；柳仁民等《高速逆流色譜原理及其在天然產(chǎn)物化學(xué)成分分離中的應(yīng)用研究進(jìn)展》理化檢驗-化學(xué)分冊?44(05)，95-98，（2008））3.儀器裝置經(jīng)過多年的開發(fā)應(yīng)用，高速逆流色譜技術(shù)在天然產(chǎn)物以及生物活性樣品的分離分析等領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步，儀器設(shè)備硬件技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展。

7、在逆流色譜技術(shù)發(fā)展的早期階段，人們主要側(cè)重于制備型儀器，近年來又對分析型HSCCC的應(yīng)用報道逐漸增多。由于分析型HSCCC儀器具有體積小、分離速度快、溶劑消耗小等優(yōu)點，因此在溶劑體系的快速優(yōu)化、樣品的小量制備以及分配系數(shù)的測定等方面得到了應(yīng)用。下表比較分析了分析型儀器與制備型儀器及其操作系數(shù)：項目分析型制備型儀器類型J形多層螺旋管離心分析儀J形多層螺旋管離心分析儀螺旋管內(nèi)徑/mm<1>1,到3-4柱體積/ml1.5-50>50，最大到1000流速/(ml/min)0.1-12.0-10轉(zhuǎn)速/(r/min)1500-4000

8、<1200樣品量1μg-10mg10mg-10g高速逆流色譜技術(shù)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由輸液泵、進(jìn)樣閥、螺旋管式離心分離管、檢測器等組成。由于其操作壓力并不高，用普通的中低壓泵即可。進(jìn)樣可用帶有樣品環(huán)管的六通進(jìn)樣閥進(jìn)樣。樣品的分離是在多層螺旋管式離心分離管內(nèi)完成。檢測器與液相色譜的檢測器相同，如