專利名稱：陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大規(guī)模多組分連續(xù)制備色譜系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
色譜技術(shù)是一項通過物質(zhì)在兩相之間的作用力不同造成的保留時間不同而使得混合物中的各組分相互分離的技術(shù)體系。色譜按其用途又可分為分析級色譜和制備級色譜。前者具有很低的檢出下限，能夠檢測出混合物中含有的痕量組分，主要用于物質(zhì)鑒定；后者主要用于物質(zhì)中有效成分的分離提純，適合于規(guī)模制備和工業(yè)化生產(chǎn)。制備色譜按其操作方式又可分為間歇操作和連續(xù)操作。填充柱色譜是前者的典型代表，其優(yōu)點(diǎn)是適合于多組分的分離，且易于放大。但填充柱色譜只能間歇操作，不適合于大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。目前廣泛使用的連續(xù)制備色譜主要是模擬移動床色譜和環(huán)狀色譜。模擬移動床色譜(參考中國專利CN1126628A和CN1374146A)的基本原理是保持吸附劑床層不動，通過不斷改變進(jìn)出液口模擬出類似交錯流動的效應(yīng)。該色譜放大容易，容易實(shí)現(xiàn)操作自動化，但是通常只適用于兩組分物系的分離。環(huán)狀旋轉(zhuǎn)色譜(參考中國專利CN1307679A)的基本原理是將流動相連續(xù)從裝有吸附劑的雙層圓筒中流過，而原料液從上部旋轉(zhuǎn)的分配頭流出，在自身的重力向下運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動的疊加下，原料液沿器壁做螺線形運(yùn)動，這樣在圓筒底部的不同固定位置處就可以得到不同的分離組分。環(huán)狀色譜適合于多組份物系的分離，但是放大困難，而且涉及到承壓部件的動密封問題以及溶質(zhì)在圓筒壁移動過程中產(chǎn)生徑向擴(kuò)散而導(dǎo)致的產(chǎn)品不純，所以使得該色譜技術(shù)實(shí)際推廣的難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于多組份、大規(guī)模、連續(xù)化要求的制備色譜系統(tǒng)。該系統(tǒng)突破了模擬移動床色譜只能分離兩組分物系的限制；克服了環(huán)狀旋轉(zhuǎn)色譜的動密封和溶質(zhì)擴(kuò)散問題，而且易于放大。
本發(fā)明的陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，采用類似模擬移動床的控制方法，通過控制進(jìn)料點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)理論上的床層移動，而實(shí)際床層不動，即通過控制環(huán)形色譜的進(jìn)料點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)環(huán)形床理論上的旋轉(zhuǎn)，從而避免料液進(jìn)口的動密封問題；并且采用環(huán)形排列的多個色譜柱替代環(huán)形色譜的環(huán)形床作為單元分離設(shè)備，避免了溶質(zhì)在圓周方向的擴(kuò)散，不僅適合于多組份物系的分離，而且放大容易，技術(shù)也成熟，能夠適應(yīng)不同規(guī)模的生產(chǎn)要求。實(shí)際應(yīng)用中，色譜柱不必按環(huán)形排列，可以排成任意的色譜柱陣列。
本發(fā)明提供的陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)包括分離部分，包括由規(guī)格完全相同、數(shù)量為2個或以上的色譜柱組成的陣列色譜柱；溶劑輸送部分，包括溶劑存儲容器、溶劑泵和溶劑控制總閥，所述溶劑存儲容器、溶劑泵和溶劑控制總閥通過管路依次連接，再通過管路分別與陣列色譜柱各柱的頂端入口相連；原料輸送部分，包括原料存儲容器、進(jìn)料泵、進(jìn)料控制總閥和進(jìn)料控制分閥，所述原料存儲容器、進(jìn)料泵和進(jìn)料控制總閥通過管路依次連接，再通過置有進(jìn)料控制分閥的管路分別與陣列色譜柱各柱的頂端入口相連；收集部分，包括陣列色譜專用產(chǎn)品收集器和產(chǎn)品存儲容器，所述陣列色譜專用產(chǎn)品收集器用于收集從陣列色譜柱各柱中流出的洗脫產(chǎn)品，該陣列色譜專用產(chǎn)品收集器入口與陣列色譜柱各柱底端的置有流量調(diào)節(jié)閥門的洗脫液出口管路相連；所述產(chǎn)品存儲容器通過管路與陣列色譜專用產(chǎn)品收集器出口相連，用于存儲收集來的各洗脫產(chǎn)品；控制部分，包括計算機(jī)和控制柜，所述計算機(jī)與控制柜相連，所述控制柜與進(jìn)料控制分閥、陣列色譜專用產(chǎn)品收集器相連，計算機(jī)內(nèi)設(shè)陣列色譜控制程序軟件，通過控制柜控制各進(jìn)料控制分閥模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對陣列色譜柱各柱進(jìn)料，并通過控制陣列色譜專用產(chǎn)品收集器對洗脫產(chǎn)品進(jìn)行收集。
本發(fā)明的另一目的在于提供陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)的使用方法。在本發(fā)明提供的陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)中，溶劑(即洗脫液)通過溶劑輸送部分連續(xù)均勻地送入分離部分的陣列色譜柱各柱，同時通過控制原料輸入部分的進(jìn)料控制分閥，使待分離的原料液周期性地進(jìn)入陣列色譜柱各柱，設(shè)陣列色譜柱的柱數(shù)為n，則對n個柱進(jìn)行循環(huán)進(jìn)樣時，循環(huán)周期應(yīng)等于進(jìn)樣周期和產(chǎn)品收集周期Tp。各柱所分擔(dān)的進(jìn)樣時間間隔最長為Tp/n。這樣，第i柱的進(jìn)樣開始時刻ts，i為ts，i＝(i-1)Tp/n+(k-1)Tp(i＝1，2，…，n；k＝1，2，…)式中，k為循環(huán)數(shù)。第i柱的進(jìn)樣結(jié)束時刻也就是第(i+1)柱的進(jìn)樣開始時刻。
如果控制好進(jìn)樣管線的流量及每次的進(jìn)樣量，且當(dāng)n足夠大時，就可能使整個系統(tǒng)從外面看起來是連續(xù)運(yùn)行的。陣列色譜柱的柱數(shù)n至少為2個，多則不限。很顯然，色譜柱的數(shù)目越多，色譜帶的分布就越接近于環(huán)形床?？紤]到實(shí)際應(yīng)用，其數(shù)量范圍可選擇為2～100，也可根據(jù)需要再多些，優(yōu)選范圍是20～100個。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)選方案，原料泵和溶劑泵優(yōu)選計量泵?？刂乒穹謩e與該原料泵和溶劑泵相連，并對它們進(jìn)行控制。
為完全實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動化，操作更簡單，可進(jìn)一步將控制部分的控制柜分別與溶劑控制總閥、進(jìn)料控制總閥相連，并對它們進(jìn)行控制。
作為本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)選方案，還可以在陣列色譜柱各柱洗脫液出口管路中設(shè)置流量計，方便監(jiān)控各柱流量是否保持一致。
進(jìn)料控制分閥可優(yōu)選電磁閥，通過計算機(jī)程序控制各進(jìn)料控制分閥在合適的時間對各色譜柱進(jìn)料，即模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對陣列色譜柱各柱進(jìn)料。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述流量調(diào)節(jié)閥門可選手動閥，也可擇電動閥，目的是確保各色譜柱的溶劑流量保持一致。另一種可選擇的方案是流量調(diào)節(jié)閥門是電動閥，流量計是帶傳感器的流量計，該流量計和流量調(diào)節(jié)閥門分別與控制柜連接，通過計算機(jī)根據(jù)流量計的傳感信號來控制流量調(diào)節(jié)閥門，確保各柱流量一致。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。見圖1，本發(fā)明陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)的實(shí)施例包括陣列色譜柱1，由數(shù)量為20-100個規(guī)格完全相同的色譜柱組成；溶劑存儲容器9、溶劑泵4、溶劑控制總閥41，其中，溶劑存儲容器9、溶劑泵4和溶劑控制總閥41通過管路依次連接，再分別通過管路與陣列色譜柱1各柱的頂端入口相連；原料存儲容器10、原料泵3、進(jìn)料控制總閥31，其中，所述原料存儲容器10、原料泵3和進(jìn)料控制總閥31通過管路依次連接，再分別通過置有進(jìn)料控制分閥6的管路與陣列色譜柱1各柱的頂端入口相連，該進(jìn)料控制分閥6是電磁閥；陣列色譜專用產(chǎn)品收集器2和產(chǎn)品存儲容器5，其中，陣列色譜專用產(chǎn)品收集器2的入口連接陣列色譜柱1各柱底端的置有流量調(diào)節(jié)閥門7和流量計8的洗脫液出口管路，產(chǎn)品存儲容器5通過管路與陣列色譜專用產(chǎn)品收集器2的各個出口相連，流量調(diào)節(jié)閥門7為手動閥；計算機(jī)11、控制柜12，計算機(jī)11與控制柜12相連，控制柜12與原料泵3、溶劑泵4、進(jìn)料控制分閥6及陣列色譜專用產(chǎn)品收集器2相連，計算機(jī)11內(nèi)設(shè)陣列色譜控制程序軟件，通過控制柜12控制上述各部分模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對陣列色譜柱1各柱進(jìn)料、并收集產(chǎn)品。
該實(shí)施例中，所述陣列色譜柱由規(guī)格完全相同的30-100個色譜柱組成，各色譜柱的進(jìn)料由進(jìn)料控制分閥6進(jìn)行控制，進(jìn)料控制分閥6由計算機(jī)11根據(jù)預(yù)先設(shè)定的陣列色譜控制程序軟件，通過控制柜12進(jìn)行控制，以確保各色譜柱在合適的時間進(jìn)樣，各色譜柱的溶劑流量保持一致，洗脫產(chǎn)品由陣列色譜專用產(chǎn)品收集器2進(jìn)行收集，分別送至各產(chǎn)品存儲容器5中。
實(shí)驗(yàn)1.制作一個有32根色譜柱的陣列式制備色譜系統(tǒng)，色譜柱為硅膠H，10～40μm，50mm×300mm，其陣列色譜產(chǎn)品專用收集器的分配盤上有64個液槽，最多可以收集64個產(chǎn)品。
2.銀杏內(nèi)酯A、銀杏內(nèi)酯B和白果內(nèi)酯三組分混合物的分離采用乙酸乙酯/石油醚(體積比＝8∶2)為溶劑(流動相)。用流動相將混合物溶解，作為原料液。啟動溶劑泵，用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)各柱的流速均為10ml/min。經(jīng)單柱試驗(yàn)測得循環(huán)周期為256分鐘，因此各柱的進(jìn)樣時間間隔為256/32＝8分鐘。啟動陣列色譜專用產(chǎn)品收集器，產(chǎn)品收集周期設(shè)定為256分鐘，當(dāng)分配盤上標(biāo)號為1的液槽轉(zhuǎn)到位于第一柱的出液管下時，開始計時，并給第一柱進(jìn)樣，第8分鐘時切換到第二柱進(jìn)樣，第16分鐘時切換到第三柱進(jìn)樣，…，第256分鐘時，開始第二輪循環(huán)，如此類推。進(jìn)樣的切換完全由計算機(jī)來進(jìn)行控制。
制備完成后，用高效液相色譜法對64個產(chǎn)品收集瓶中的樣品進(jìn)行分析，結(jié)果為20～24號瓶中的產(chǎn)品主要含有銀杏內(nèi)酯A，純度大于98％；28～38號瓶中的產(chǎn)品主要含有銀杏內(nèi)酯B，純度大于98％；48～64號瓶中的產(chǎn)品主要含有白果內(nèi)酯，純度大于98％；其余各產(chǎn)品收集瓶中的液體主要是溶劑(流動相)。
權(quán)利要求
1.陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，用于多組分產(chǎn)品的連續(xù)大規(guī)模制備，該系統(tǒng)包括分離部分，包括由規(guī)格完全相同、數(shù)量為2個或以上的色譜柱組成的陣列色譜柱；溶劑輸送部分，包括溶劑存儲容器、溶劑泵和溶劑控制總閥，所述溶劑存儲容器、溶劑泵和溶劑控制總閥通過管路依次連接，再通過管路分別與陣列色譜柱各柱的頂端入口相連；原料輸送部分，包括原料存儲容器、進(jìn)料泵、進(jìn)料控制總閥和進(jìn)料控制分閥，所述原料存儲容器、進(jìn)料泵和進(jìn)料控制總閥通過管路依次連接，再通過置有進(jìn)料控制分閥的管路分別與陣列色譜柱各柱的頂端入口相連；收集部分，包括陣列色譜專用產(chǎn)品收集器和產(chǎn)品存儲容器，所述陣列色譜專用產(chǎn)品收集器用于收集從陣列色譜柱各柱中流出的洗脫產(chǎn)品，該陣列色譜專用產(chǎn)品收集器入口與陣列色譜柱各柱底端的置有流量調(diào)節(jié)閥門的洗脫液出口管路相連；所述產(chǎn)品存儲容器通過管路與陣列色譜專用產(chǎn)品收集器出口相連，用于存儲收集來的各洗脫產(chǎn)品；控制部分，包括計算機(jī)和控制柜，所述計算機(jī)與控制柜相連，所述控制柜與進(jìn)料控制分閥、陣列色譜專用產(chǎn)品收集器相連，計算機(jī)內(nèi)設(shè)陣列色譜控制程序軟件，通過控制柜控制各進(jìn)料控制分閥模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對陣列色譜柱各柱進(jìn)料，并通過控制陣列色譜專用產(chǎn)品收集器對洗脫產(chǎn)品進(jìn)行收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述陣列色譜柱的柱數(shù)量范圍是20-100個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)料控制分閥是電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括流量計，所述流量計設(shè)置在陣列色譜柱各柱底端的洗脫液出口管路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述控制柜還分別與原料泵、溶劑泵相連，并對它們進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述原料泵和溶劑泵是計量泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任選一項所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述流量調(diào)節(jié)閥門是手動閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任選一項所述陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)，其特征在于所述流量調(diào)節(jié)閥門是電動閥，所述流量計是帶傳感器的流量計，該流量計和流量調(diào)節(jié)閥門分別與控制柜連接，通過計算機(jī)控制管路流量。
9.陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)的使用方法，其特征在于在溶劑連續(xù)均等地送入陣列色譜柱各柱的同時，對各進(jìn)料控制分閥進(jìn)行控制，以模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對陣列色譜柱各柱進(jìn)料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用方法，其特征在于所述對各進(jìn)料控制分閥的控制方法是由計算機(jī)內(nèi)設(shè)陣列色譜控制程序軟件，通過控制柜對各進(jìn)料控制分閥進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種陣列式連續(xù)制備色譜系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)包括分離部分、原料輸送部分、溶劑輸送部分、收集部分和控制部分，其中分離部分包括陣列色譜柱，是由規(guī)格完全相同的至少2個色譜柱組成。在溶劑連續(xù)均等地送入陣列色譜柱各柱的同時，通過控制部分的計算機(jī)和控制柜對進(jìn)料控制分閥進(jìn)行控制，模擬環(huán)形色譜的進(jìn)料方式依次切換地、周期性地、均勻地對各色譜柱進(jìn)料，洗脫產(chǎn)品由控制部分控制的陣列色譜專用產(chǎn)品收集器進(jìn)行收集，分別送至各產(chǎn)品存儲容器。該系統(tǒng)適合于多組分的連續(xù)大規(guī)模制備。
文檔編號G01N30/46GK1598568SQ0314686
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者陳福明, 宋華 申請人:深圳清華大學(xué)研究院