高速逆流色谱技术 综述.docVIP

高速逆流色谱技术 1.概述 高速逆流色谱（high-speed counter current chromatography，简称 HSCCC），是20世纪70年代由美国国立卫生院（National Institute of Health，简称NIH）Ito博士首创，并且在最近10年之内发展迅速，是一种可在短时间内实现高效分离和制备的新型液-液分配色谱技术，这项技术可以达到几千个理论塔板数的。它具有操作简单易行、应用范围很广、无需固体载体、产品纯度高、适用于制备型分离等特点。 自1982年第一台仪器问世，就开始了HSCCC的现代化进程。HSCCC用于天然药物化学成分的分离始于1985年，到1989年达到一个高潮。自2000年9月起国际逆流研究领域每隔2年举行一次世界逆流色谱学术会议。近几年, 人们对健康的认识越来越深刻, 更多的人追求天然绿色的健康理念, 故HSCCC 作为一种对提取物污染小的制备技术, 它的应用越来越受到了人们的关注。鉴于HSCCC的显著特点, 此项技术已被应用于生化、生物工程、医药、天然产物化学、有机合成、环境分析、食品、地质、材料等领域。 目前,HSCCC已从制备型发展到了分析型, 甚至是微量分析型, 应用范围也十分广泛[ 2]。高速逆流色谱技术在我国的应用较早, 技术水平在国际领域也处于领先地位。目前, 我国是世界上为数不多的高速逆流色谱仪生产国之一。我国的深圳同田生化技术有限公司是全球第一家多分离柱高速逆流色谱仪专业生产企业。公司拥有自主知识产权的高速逆流色谱专利技术, 现已研制并生产出TBE 系列分析型, 半制备型TBE 300，300A, 制备型TBE??1000高速逆流色谱仪设备。 2.基本原理 高速逆流色谱技术(HSCCC)是一种不用任何同态载体的液液色谱技术, 并将其充满螺旋管柱, 然后使螺旋管柱在一定的转速下高速旋转, 同时以一定的流速将流动相泵入柱内。在体系达到流体动力学平衡后(即开始有流动相流出时), 将待分离的样品注入体系, 其中组分将依据其在两相中分配系数的不同实现分离。HSCCC分离效率高，产品纯度高；不存在载体对样品的吸附和污染；制备量大和溶剂消耗少；操作简单，能从极复杂的混合物中分离出特定的组分。 R处安装，两轴线平行。通过齿轮传动，使螺旋管柱实现在绕仪器中心轴线公转的同时，绕自转轴作相同方向相同角速度的自转。 图1 高速逆流色谱仪器的装置示意图 (引自： 齐元英　孟兆玲 柳仁民等 《高速逆流色谱技术及其在天然产物研究中的应用进展》）(混合区)；其余区域两溶剂相分成两层(静置区)，较重的溶剂相在外部，较轻的溶剂相在内部，两相形成一个线状分界面。如图2所示： 图2 高速逆流色谱螺旋管溶剂体系的区域分布图 （引自李爱峰；刘宁宁；柳仁民等《高速逆流色谱原理及其在天然产物化学成分分离中的应用研究进展》 理化检验-化学分册 ?44(05)，95-98，（2008）） 图3为旋转一周混合区域的变化示意图，每一混合区域以与柱旋转速度相同的速度向柱端移动。当流动相恒速通过固定相时，两相溶剂都在反复进行混合和静置的分配过程，这一过程频率极高，当柱以800 r/min旋转时，频率超过13次/s，所以高速逆流色谱有相当高的分配效率。 （引自李爱峰；刘宁宁；柳仁民等《高速逆流色谱原理及其在天然产物化学成分分离中的应用研究进展》 理化检验-化学分册 ?44(05)，95-98，（2008）） 3.仪器装置 经过多年的开发应用，高速逆流色谱技术在天然产物以及生物活性样品的分离分析等领域取得了长足的进步，仪器设备硬件技术也得到了显著的发展。在逆流色谱技术发展的早期阶段，人们主要侧重于制备型仪器，近年来又对分析型HSCCC的应用报道逐渐增多。由于分析型HSCCC仪器具有体积小、分离速度快、溶剂消耗小等优点，因此在溶剂体系的快速优化、样品的小量制备以及分配系数的测定等方面得到了应用。下表比较分析了分析型仪器与制备型仪器及其操作系数： 项目 分析型 制备型 仪器类型 J形多层螺旋管离心分析仪 J形多层螺旋管离心分析仪 螺旋管内径/mm 1 1,到3-4 柱体积/ml 1.5-50 50，最大到1000 流速/(ml/min) 0.1-1 2.0-10 转速/(r/min) 1500-4000 1200 样品量 1μg-10mg 10mg-10g 高速逆流色谱技术的基本系统结构如图4所示，主要由输液泵、进样阀、螺旋管式离心分离管、检测器等组成。由于其操作压力并不高，用普通的中低压泵即可。进样可用带有样品环管的六通进样阀进样。样品的分离是在多层螺旋管式离心分离管内完成。检测器与液相色谱的检测器相同，如紫外检测器、蒸发光散射检测器、质谱检测器等。 图4 HSCCC的基本系统结构 (引自邓建朝肖小华李攻