專利名稱：一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備液相色譜系統(tǒng)領(lǐng)域。具體地說，是一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
液相色譜是以獲取純樣品為目的的一種分離技術(shù)，自20世紀(jì)30年代應(yīng)用于色素的分離至今，得到了長(zhǎng)足發(fā)展。20世紀(jì)80年代高效制備液相色譜在醫(yī)藥工業(yè)中有了迅速的發(fā)展，90年代在蛋白質(zhì)的分離純化上得到了大量應(yīng)用。如今，制備色譜幾乎在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用，如次生類代謝產(chǎn)物、天然產(chǎn)物、大分子化合物及某些重要的藥用生物活性蛋白、生物治療品與診斷試劑的分離純化。但是，與分析色譜相比，制備液相色譜分離 效率不高，不能滿足高純度、高產(chǎn)量的需求。于是，人們致力尋找一種高分離效率的制備色譜模式，降低生產(chǎn)成本，得到高純的樣品。進(jìn)樣量與分離效率是液相制備色譜的兩個(gè)重要指標(biāo)，而進(jìn)樣量增加，會(huì)降低分離效率。為了同時(shí)兼顧進(jìn)樣量和分離效率，曾有人提出將一根大內(nèi)徑柱與一根小內(nèi)徑柱串聯(lián)，其認(rèn)為前面大內(nèi)徑柱能提供大得柱容量，后面小內(nèi)徑柱提供有效的分離。但是結(jié)果表明該方法不是一個(gè)有效的途徑。2005年，關(guān)亞風(fēng)等發(fā)明了一種內(nèi)徑逐漸縮小的錐形柱，選擇合適的錐角使色譜譜帶流型接近篩子狀流型，其上樣量大的同時(shí)能有效提高柱效。但是該色譜柱提高的柱效有限，對(duì)一些復(fù)雜物質(zhì)分離效果不盡人意。在制備色譜中，離線二維系統(tǒng)也是一種提高系統(tǒng)分離能力的有效手段，其操作是首先將樣品用低壓制備液相色譜粗分，將收集的洗脫液濃縮后，再以中、高壓液相色譜分離。這種方法操作復(fù)雜費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且浪費(fèi)大量溶劑，生產(chǎn)成本高。而使用六通閥的捕集柱模式在線二維制備液相色譜系統(tǒng)也因其自動(dòng)化程度高，分離能力強(qiáng)也得到應(yīng)用。至今還沒有人將三個(gè)中低壓的液相色譜柱有機(jī)結(jié)合起來構(gòu)建成在線的二維制備色譜系統(tǒng)，并用于規(guī)模化制備生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三段式二維制備液相色譜系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的使用方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)，包括第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)及第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，所述第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)包括第一色譜柱、第二色譜柱、第一輸液裝置、第一檢測(cè)器、第一三通閥及第二三通閥；所述第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)包括第二色譜柱、第三色譜柱、第二輸液裝置、第二檢測(cè)器及第二三通閥、第三三通閥；所述第一三通閥連接第二三通閥；其中，第一色譜柱通過第一三通閥及第二三通閥連接第二色譜柱，第二色譜柱通過第三三通閥連接第三色譜柱；第一輸液裝置連接第一色譜柱的進(jìn)樣端；第一三通閥連接第一檢測(cè)器，第二三通閥連接第二輸液裝置，第三色譜柱的出樣端連接第二檢測(cè)器。優(yōu)選的，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱內(nèi)均填充有固定相，所述第二色譜柱與第三色譜柱內(nèi)的固定相相同，所述第一色譜柱內(nèi)的固定相異于第二色譜柱及第三色譜柱內(nèi)的固定相。優(yōu)選的，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱之間均為連通式連接，固定相能夠自由通過第一三通閥、第二三通閥及第三三通閥。本發(fā)明中所述的連通式連接，是指三個(gè)色譜柱之間的連接處未設(shè)有篩板，以方便前一色譜柱為后一色譜柱補(bǔ)充填料。而色譜柱與其他部件連接的接口上均設(shè)有篩板，防止填料流失。進(jìn)一步的，所述固定相為反相填料、正相填料、離子交換樹脂填料、手性填料及親和填料中的一種或兩種。優(yōu)選的，所述第一輸液裝置由兩個(gè)輸液泵組成，所述第二輸液裝置由兩個(gè)輸液泵組成。進(jìn)一步的，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱均采用圓柱形色譜柱、色譜 塔或色譜球中的一種。優(yōu)選的，所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，還包括廢液回收裝置。所述廢液回收裝置可采用耐腐蝕的廢液桶或其他容器。本發(fā)明中所述的第一檢測(cè)器及第二檢測(cè)器均采用紫外分析檢測(cè)器。本發(fā)明的一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟步驟I、初始狀態(tài)，第一色譜柱與第二色譜柱斷開，第一色譜柱連通第一檢測(cè)器；切換第三三通閥將第二色譜柱與第三色譜柱斷開；運(yùn)行第一輸液裝置，使樣品進(jìn)入第一色譜柱并在第一色譜柱中進(jìn)行分離，由第一檢測(cè)器對(duì)樣品分離情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；步驟2、當(dāng)目標(biāo)物從第一色譜柱洗脫下來時(shí)，通過切換第一三通閥、第二三通閥將第一色譜柱與第二色譜柱連接，目標(biāo)物在第二色譜柱內(nèi)吸附，洗脫目標(biāo)物的流動(dòng)相則由第二色譜柱的柱尾流入廢液回收裝置；步驟3、切換第一三通閥、第二三通閥及第三三通閥，將第二色譜柱與第一色譜柱斷開，第二色譜柱連接第三色譜柱，運(yùn)行第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行第二維分離，目標(biāo)物由第二檢測(cè)器在第三色譜柱的出樣端進(jìn)行檢測(cè)后收集；步驟4、當(dāng)樣品中目標(biāo)物含量較低時(shí)，步驟2完成后可直接返回初始狀態(tài)，重復(fù)步驟I和步驟2，然后再進(jìn)行步驟3。即當(dāng)目標(biāo)物在樣品中的含量很少時(shí)，可多次進(jìn)樣進(jìn)行第一維分離操作，然后再運(yùn)行第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行進(jìn)一步分離純化。所述的三段式二維制備液相色譜系統(tǒng)，每一維分離檢測(cè)系統(tǒng)都可以是低壓或者是中壓制備系統(tǒng)，第一維與第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)中使用的檢測(cè)器，可以為制備型紫外-可見檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器、蒸發(fā)光散射檢測(cè)器、示差折光檢測(cè)器及電導(dǎo)檢測(cè)器等各種檢測(cè)器；第一維與第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)中使用的色譜柱，可采用玻璃、PEEK或不銹鋼材質(zhì)的常規(guī)圓柱形色譜柱、色譜塔、色譜球及其它各種形狀的色譜柱。所述的三段式二維制備液相色譜系統(tǒng)所使用的固定相為各種規(guī)格的聚合物材料及顆粒、硅膠以及原位聚合的整體材料，包括反相填料、正相填料、離子交換樹脂填料、體積排阻填料、整體填料、手型填料以及親和填料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是I、本發(fā)明通過三通接口及計(jì)算機(jī)軟件，將三根色譜分離柱有機(jī)結(jié)合成一種三段式二維制備液相色譜系統(tǒng)，在此系統(tǒng)的制備分離過程中低壓與低壓結(jié)合，在低壓分離條件下可達(dá)到中壓分離效果；中壓與中壓結(jié)合，在中壓的分離條件下，即可達(dá)到高壓的分離效果。此系統(tǒng)保留了中低壓制備色譜進(jìn)樣量大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)擁有高壓制備分離效率高的特點(diǎn)。降低了對(duì)設(shè)備的要求，從而降低了成本。2、本發(fā)明中三根色譜柱為串聯(lián)式連通，前一根色譜柱可為后一根色譜柱補(bǔ)充填料，保證后面色譜柱的分離能力不變，具有動(dòng)態(tài)壓縮柱的功能，延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命。3、本發(fā)明在一次進(jìn)樣量后，目標(biāo)物經(jīng)過兩次的分離，可直接得到純化的產(chǎn)物，能節(jié)約大量的溶劑和時(shí)間，減少處理步驟，節(jié)省人力，降低成本。4、本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，不僅應(yīng)用于有機(jī)合成物質(zhì)的分離，而且在生物制藥的純化、發(fā)酵液提取、天然產(chǎn)物分離等有廣泛的應(yīng)用前景，尤其適合低含量產(chǎn)物的分離富集。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)例I中樣品的HPLC分析色譜圖；圖3為本發(fā)明實(shí)例I中樣品分離后目標(biāo)物的HPLC分析色譜圖；圖中各部件標(biāo)記如下1_第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)，2-第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，3-廢液桶，10-第一色譜柱，11-第一三通閥，12-第一輸液泵，13-第一檢測(cè)器，20-第二三通閥，21-第二色譜柱，22-第二二通閥,23-第二輸液泵，24-第二檢測(cè)器，25-第二色譜柱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。實(shí)施例I :請(qǐng)參考附圖1，一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)，包括第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)I及第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)2，第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)I包括第一色譜柱10、第二色譜柱21、第一輸液裝置、第一檢測(cè)器13、第一三通閥11及第二三通閥20 ;第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)2包括第二色譜柱21、第三色譜柱25、第二輸液裝置、第二檢測(cè)器24及第二三通閥20、第三三通閥22。其中，第一三通閥11連接第二三通閥20，第一輸液裝置連接第一色譜柱10的進(jìn)樣端，第一三通閥11的一個(gè)接口連接第一色譜柱10的出樣端，第一三通閥11的側(cè)邊接口連接第一檢測(cè)器13 ;第二三通閥20 —接口連接第一三通閥11，第二三通閥20的側(cè)邊接口連接第二輸液裝置，第二三通閥20的另一接口連接第二色譜柱21的進(jìn)樣端，第二色譜柱21的出樣端通過第三三通閥22連接第三色譜柱25的進(jìn)樣端，第三色譜柱25的出樣端連接第二檢測(cè)器24。本發(fā)明中，第一色譜柱10通過第一三通閥11及第二三通閥20連接第二色譜柱21，第二色譜柱21通過第三三通閥22連接第三色譜柱25，第一色譜柱10、第二色譜柱21及第三色譜柱25三個(gè)色譜柱間相互連接處為直接連通，連接處未設(shè)有篩板，是方便色譜柱之間的互相補(bǔ)充填料；而三根色譜柱與其他部件的連接處連接口均設(shè)有孔徑為IOym的篩板，以防止色譜填料流失。本實(shí)施例中第一輸液裝置由兩個(gè)第一輸液泵12組成，第二輸液裝置由兩個(gè)第二輸液泵23組成。
本實(shí)施例中三根色譜柱均為內(nèi)徑25mm，長(zhǎng)300mm的液相色譜制備柱。其中，第一色譜柱10所填裝填料為粒徑50 μ m的C18填料，第二色譜柱21和第三色譜柱25內(nèi)所填裝填料為粒徑25 μ m的C18填料。本實(shí)施例中的第一檢測(cè)器13及第二檢測(cè)器24均采用的是紫外-可見檢測(cè)器。本發(fā)明三段式二維液相色譜系統(tǒng)，還包括一廢液回收裝置，本實(shí)施例中廢液回收裝置包括廢液桶3及排液管。將洗脫液通過排液管排到廢液桶3內(nèi)進(jìn)行廢液處理或進(jìn)行回收利用。下面結(jié)合實(shí)際操作來進(jìn)一步說明本發(fā)明的三段式二維液相色譜系統(tǒng)的性能及其使用方法。請(qǐng)參考附圖2與附圖3，利用本發(fā)明的三段式二維液相色譜系統(tǒng)分離檢測(cè)樣品，所述樣品為天然提取物，樣品的HPLC分析色譜圖如圖2所示，目標(biāo)物為圖2中峰A。其分析色 譜條件為檢測(cè)波長(zhǎng)為33011111，色譜柱為￥1 -(18(511111，4.6\150臟)，梯度洗脫。樣品的第一維色譜分離與第二維色譜分離均使用O. I %三氟乙酸水溶液、乙腈為流動(dòng)相，進(jìn)行梯度洗脫。利用本發(fā)明的三段式二維制備液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行分離檢測(cè)時(shí)，操作步驟如下初始時(shí)，第一色譜柱10與第二色譜柱21斷開，第一色譜柱10連通第一檢測(cè)器13 ;切換第三三通閥22將第二色譜柱21與第三色譜柱25斷開；通過第一三通閥11將第一色譜柱10的柱尾出口與第一檢測(cè)器13相連通，樣品在第一色譜柱10內(nèi)進(jìn)行初步分離，第一檢測(cè)器13對(duì)樣品分離情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；當(dāng)目標(biāo)物從第一色譜柱10中洗脫下來時(shí)，切換第一三通閥11及第二三通閥20，使第一色譜柱10的柱尾與第二色譜柱21的柱頭相連，同時(shí)將第三三通閥22的一個(gè)接口連接排液管，排液管將第二色譜柱21的柱尾的洗脫液排進(jìn)廢液桶3內(nèi)，則在此洗脫過程中目標(biāo)物直接進(jìn)入到第二色譜柱21內(nèi)并吸附于柱頭。切換第二三通閥20使第二色譜柱21的柱頭與第二輸液裝置相連，切換第三三通閥22使第二色譜柱21的柱尾與第三色譜柱25的柱頭連接。然后運(yùn)行第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)2，對(duì)富集在第二色譜柱21柱頭的目標(biāo)物再進(jìn)行更高效的分離，分離后的目標(biāo)物經(jīng)第二檢測(cè)器24檢測(cè)后進(jìn)行收集。收集的目標(biāo)物用HPLC進(jìn)行分析，譜圖如圖3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過三個(gè)三通閥將三根色譜柱及兩個(gè)中、低壓一維制備液相色譜系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，達(dá)到高、中壓制備液相色譜系統(tǒng)的高分離能力，同時(shí)具有低、中壓系統(tǒng)的大樣品容量?jī)?yōu)勢(shì)，解決了進(jìn)樣量與分離能力之間的矛盾；三根色譜柱連通式連接，前一根色譜柱可為后一根色譜柱補(bǔ)充填料，保證后面色譜柱的分離能力，延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于搭建，大大降低了生產(chǎn)成本；而且通用性好，應(yīng)用范圍廣。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，包括第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)及第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，所述第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)包括第一色譜柱、第二色譜柱、第一輸液裝置、第一檢測(cè)器、第一三通閥及第二三通閥；所述第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)包括第二色譜柱、第三色譜柱、第二輸液裝置、第二檢測(cè)器及第二三通閥、第三三通閥；所述第一三通閥連接第二三通閥； 其中，第一色譜柱通過第一三通閥及第二三通閥連接第二色譜柱，第二色譜柱通過第三三通閥連接第三色譜柱；第一輸液裝置連接第一色譜柱的進(jìn)樣端；第一三通閥連接第一檢測(cè)器，第二三通閥連接第二輸液裝置，第三色譜柱的出樣端連接第二檢測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱內(nèi)均填充有固定相，所述第二色譜柱與第三色譜柱內(nèi)的固定相相同，所述第一色譜柱的固定相異于第二色譜柱及第三色譜柱內(nèi)的固定相。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱之間均為連通式連接，固定相能夠自由通過第一三通閥、第二三通閥及第三三通閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述固定相為反相填料、正相填料、離子交換樹脂填料、手性填料及親和填料中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸液裝置由兩個(gè)輸液泵組成，所述第二輸液裝置由兩個(gè)輸液泵組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，所述第一色譜柱、第二色譜柱及第三色譜柱均采用圓柱形色譜柱、色譜塔或色譜球中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的三段式二維液相色譜系統(tǒng)，其特征在于，還包括廢液回收裝置。
8.一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟步驟I、初始狀態(tài)，第一色譜柱與第二色譜柱斷開，第一色譜柱連通第一檢測(cè)器；切換第三三通閥將第二色譜柱與第三色譜柱斷開；運(yùn)行第一輸液裝置，使樣品進(jìn)入第一色譜柱并在第一色譜柱中進(jìn)行分離，由第一檢測(cè)器對(duì)樣品分離情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；步驟2、當(dāng)目標(biāo)物從第一色譜柱洗脫下來時(shí)，通過切換第一三通閥、第二三通閥將第一色譜柱與第二色譜柱連接，目標(biāo)物在第二色譜柱內(nèi)吸附；步驟3、切換第一三通閥、第二三通閥及第三三通閥，將第二色譜柱與第一色譜柱斷開，第二色譜柱連接第三色譜柱，運(yùn)行第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行第二維分離，目標(biāo)物由第二檢測(cè)器在第三色譜柱的出樣端進(jìn)行檢測(cè)后收集；步驟4、當(dāng)樣品中目標(biāo)物含量較低時(shí)，步驟2完成后可直接返回初始狀態(tài)，重復(fù)步驟I和步驟2，然后再進(jìn)行步驟3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三段式二維液相色譜系統(tǒng)及其使用方法，所述三段式二維液相色譜系統(tǒng)包括第一維分離檢測(cè)系統(tǒng)及第二維分離檢測(cè)系統(tǒng)，第一色譜柱通過第一三通閥及第二三通閥連接第二色譜柱，第二色譜柱通過第三三通閥連接第三色譜柱；第一輸液裝置連接第一色譜柱的進(jìn)樣端；第一三通閥連接第一檢測(cè)器，第二三通閥連接第二輸液裝置，第三色譜柱的出樣端連接第二檢測(cè)器。本發(fā)明通過兩個(gè)中壓或低壓制備液相色譜系統(tǒng)的結(jié)合，達(dá)到高、中壓制備液相色譜系統(tǒng)的分離能力，同時(shí)具有低、中壓系統(tǒng)的大樣品容量?jī)?yōu)勢(shì)，并延長(zhǎng)色譜柱的使用壽命；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)G01N30/60GK102879498SQ201210381469
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者張維冰, 邵平, 戈兆松, 劉翻, 張權(quán)青 申請(qǐng)人:蘇州匯通色譜分離純化有限公司