專利名稱：混合物的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合物的分離方法，具體地講是涉及一種在傳統(tǒng)層析法基礎(chǔ)上研究提出的分離方法。
傳統(tǒng)的層析分離方法基本上有兩種，即紙層析亦稱薄層層析法和柱層析法，這兩種層析法原理相同，都是利用一種流體，例如蒸餾水或有機(jī)溶劑使待分離的混合物質(zhì)在紙上或?qū)游鲋亩栊蕴盍现辛鲃?，因為不同組份的粒子具有不同的理化性能，其能被紙或填料吸附的能力也不同，導(dǎo)致其中不同的粒子在經(jīng)過一段路程后彼此間已拉開有距離，分別收集之即可達(dá)到分離的目的。所以，層析法可以在相當(dāng)程度上將某些化學(xué)物質(zhì)分開。所述的傳統(tǒng)層析法還可包括液相凝膠色譜法(liquid gel chromatography，LGC)及高壓液相凝膠色譜法或稱高壓液膠層析法(high pressure liquid gel chromatography)。
但是傳統(tǒng)的層析分離法在應(yīng)用中存在其弱點對不同的化學(xué)粒子，當(dāng)其在形狀、大小和被層析紙或?qū)游鲋盍衔侥芰Ψ矫婧芟嘟鼤r，或者說一些相似顆粒，要想將其分離特別是徹底分離就成為一件相當(dāng)困難的事，例如用傳統(tǒng)層析法分離同位素物質(zhì)或粒子是無法實現(xiàn)的。從另一方面講，為了提高分離效果有時需要借助加熱等手段甚至于化學(xué)方法處理，此時難免其中有組分會發(fā)生化學(xué)變化，即使實現(xiàn)了分離，得到的也已可能不是想要的物質(zhì)粒子。
本發(fā)明的目的就在于針對上述傳統(tǒng)層析分離方法存在的缺陷，研究提出一種改進(jìn)的分離方法，通過外加交流電場或交流電場與磁場共同對欲分離粒子施加影響，使之受迫產(chǎn)生振動，進(jìn)而實現(xiàn)混合物組份的更有效分離，并且該分離過程在室溫下即可完成。
本發(fā)明提供的分離方法，主要用于對混合物中特定組分或粒子進(jìn)行分離，是在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上通過外加的交流電場或交流電場與磁場同時存在，即在與待分離混合物運動的方向垂直的方向上加設(shè)交流電壓形成電場，并調(diào)節(jié)其交變頻率使其中待分離物粒子產(chǎn)生最大的振動，該振動以振幅乘以頻率計(以下稱之為“最高振動”和“最高振動頻率”)。
與傳統(tǒng)方法相同，本發(fā)明包括薄層層析和柱層析法。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，該方法還包括加設(shè)交變電場的同時，在與該混合物運動的方向平行的方向上加設(shè)一磁場，磁場強(qiáng)度沿該方向呈漸變，變化幅度為0.1特斯拉/厘米以上，優(yōu)選在0.2特斯拉/厘米，最好為1特斯拉/厘米以上。
根據(jù)本發(fā)明提供的層析分離方法，只要存在足夠的交變電壓，例如不小于10000VM-1，而磁場亦足夠大，例如磁場強(qiáng)度高于0.5特斯拉(T)的磁場，最好為高于1T的磁場，待分離物粒子在該外界因素的影響下振動，而移動速度會發(fā)生改變，但不同組份的粒子振動和改變的程度是不同的，此時就會出現(xiàn)將其分離的良機(jī)，理論和試驗結(jié)果均證明，若能產(chǎn)生近乎“共鳴”的情況，則分離效果是最佳的。
一般來說，在高電壓的變動下，粒子的電場會受到影響，并且依據(jù)同性相斥，異性相吸的性質(zhì)，這些粒子會作轉(zhuǎn)動。通常分子的轉(zhuǎn)動規(guī)律是一半順時針，一半逆時針方向，因而該等粒子轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的磁場大部分被相互抵消。但如果受一個實在及具一定強(qiáng)度的磁場影響，粒子的轉(zhuǎn)動不再抵消磁場，而是產(chǎn)生一個可抗拒外加磁場的內(nèi)在磁場。換言之，該等粒子的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的磁場會令粒子的移動速度改變，但不同的粒子其改變的程度是不同的，因而提供了增加使化學(xué)混合物被分開的可能和機(jī)會。
需要說明的是，本發(fā)明所說的粒子應(yīng)理解為廣義上的化學(xué)粒子，即包括分子、離子和/或膠體粒子。
從理論上講，自然界存在的每一種物質(zhì)的粒子均有其特定的最高振動(maximum vibration)，當(dāng)外加交流電的頻率被調(diào)校至與該最高振動頻率一致，就會存在一個最高振動，令該特定的粒子在最高振動頻率下產(chǎn)生最強(qiáng)烈的振動，在這種情況下該粒子被外加的磁場所吸引的程度會相對其他粒子大，因而令該化合物或元素粒子的大部分或絕大部分得以與其他成份分離。但將該結(jié)論應(yīng)用于實際操作中時，較小粒子的最高振動和其頻率是有可能并較容易得到的，亦較易有所謂共振或稱共鳴之情形出現(xiàn)，例如雙原子極性分子，其中的帶電粒子在電場中呈有序轉(zhuǎn)動，而對于較大的粒子如蛋白質(zhì)、糖等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子物質(zhì)，粒子的轉(zhuǎn)動很難實現(xiàn)有序，得到其固有頻率及共振只能是理想狀態(tài)，所以本發(fā)明在此引入一個“最高振動”(maximum vibration)的表述，所謂最高振動亦即最高的“同步振動×振幅”的總和，例如在所述條件下某物質(zhì)粒子中存在很多帶電粒子的振動，最高振動就是各振動粒子的同步振動×振幅的最高值了，由此可以說，在最高振動的情況下，該較大粒子的振動改變的程度是最明顯的，故而被分離的機(jī)會亦最大。據(jù)此本發(fā)明所提及的固有頻率或共振/共鳴均指上述定義的最高振動，在小粒子中最高振動較有可能類似共鳴。
本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，特點在于利用磁場和交流電場與傳統(tǒng)的分離方法結(jié)合，成為一種改進(jìn)的新型高效層析分離方法，即，在混合物運動的路線上并與之成九十度角的是一個由高電壓交流電產(chǎn)生的電場，同時在混合物運動的路線上并與之平行的是一個磁場強(qiáng)度高于0.5特斯拉，最好是相當(dāng)大的磁場。該外加交流電應(yīng)具有較高的變動頻率，要求不低于50赫茲，實際應(yīng)用中加入交流電的交變頻率范圍可在50赫茲以上至可見光頻率，其交變電壓也以擊穿電壓為最高臨界電壓，試驗結(jié)果證明，用以激發(fā)待分離物粒子使之受迫產(chǎn)生振動的交流電壓在10000VM-1以上，但以擊穿電壓為最高臨界電壓，優(yōu)選在40000VM-1以上，此時磁場強(qiáng)度要求在1特斯拉以上，最好是2特斯拉以上。另一種情況，如電場的交變頻率基本上等于待分離物粒子的最高振動時，交變電壓就不必那么高，所需有效交變電壓甚至低至10VM-1即可，但此時通常要求該有效交變電壓在10～1000VM-1。對不同性質(zhì)的待分離物粒子，該限定也會有所變化，例如，對于蛋白質(zhì)粒子，該有效交變電壓在20～1000VM-1。磁場強(qiáng)度的要求也相應(yīng)低一些，要求0.5特斯拉以上，最好是2特斯拉以上，但切記磁場一定要是逐漸變大或逐漸變小。
通常在確定操作中的電場時，最好是先將電壓調(diào)至剛好有放電現(xiàn)象產(chǎn)生，然后再略微降低電壓避免物質(zhì)由于被擊穿而發(fā)生變化或紙張被燒，由于放電現(xiàn)象受外界條件如天氣濕度等影響，所以每次操作前均應(yīng)先行調(diào)整。所加外在磁場也需要足夠大，以保證分離效果。
依據(jù)本發(fā)明，在交流電場的影響下，混合物粒子本身所帶電子將會再分配，局部形成偶極，在沒有外加磁場時，電子的這種再分配是一半逆時針，一半順時針的，因此總的來講沒有產(chǎn)生大的變化，但當(dāng)有外加磁場存在時，所述電子的分配取向是使之與該外加磁場相吸引，因而混合物粒子在濾紙上或填料中的運動速度將發(fā)生改變，這種變化程度是因不同粒子而異，如果能調(diào)整所加交流電的頻率達(dá)到某特定物質(zhì)粒子的固有頻率，實現(xiàn)粒子的共振，或者說達(dá)到該粒子的最高振動，則該粒子受外加磁場的吸引力最大，其運動速度變化最大，如磁場強(qiáng)度沿混合物運動方向逐漸變大，則該粒子的運動將加快，反之，則會慢下來，進(jìn)而實現(xiàn)該物質(zhì)組份從混合物中的分離。實驗證明，如沒有外加磁場的支持，電壓亦可使粒子的偶極轉(zhuǎn)動而使粒子轉(zhuǎn)動速度發(fā)生改變。
所以根據(jù)本發(fā)明方法，對于較小粒子的混合物，只要知道或能計算出其最高振動頻率，通過調(diào)整外加交流電的交變頻率至該頻率，就可實現(xiàn)對該粒子的分離，而逐一調(diào)整該交變頻率達(dá)到混合物中各待分離物粒子的最高振動頻率，即實現(xiàn)其中包括的各組份間的分離。整個操作過程只需調(diào)整電壓頻率，操作者會覺得非常簡便，并且通過粒子的振動頻率實現(xiàn)分離，使得到的目的物更純，而在室溫下操作，不必施加其它手段，如加熱、洗脫溶劑等，也保證得到的目的物化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變，這也是其它分離方法難以相比的。以上所述是一種理想狀態(tài)，如遇有恰不知道或無法計算其最高振動頻率的粒子或某未知物組份，就需要先確定之。關(guān)于某一物質(zhì)粒子最高振動頻率的確定方法，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員也并非難事，該確定方法也不唯一。通?？尚械姆椒ㄊ怯脠D表或曲線量度某特定粒子相對于所加電場的運動速度，找出粗略的最高振動頻率，再于其附近進(jìn)行精細(xì)調(diào)整頻率變化，就可找出較精確的振動頻率，亦即該粒子的最高振動頻率。例如利用前面提到的紙層析法，設(shè)定至粗估的頻率值，在每一個頻率值下利用待測物的標(biāo)準(zhǔn)品或純物質(zhì)進(jìn)行數(shù)次層析操作，測出其于該頻率下在紙上移動的平均距離，然后以測得的平均距離相對于頻率作出曲線圖，找出粗略的頻率后在該頻率值附近進(jìn)行精細(xì)調(diào)校，再仔細(xì)重作一次，以確認(rèn)精確的頻率值。
根據(jù)本發(fā)明前述原因，對于大多數(shù)的粒子，只要能夠調(diào)節(jié)所加交流電的電壓使粒子實現(xiàn)最高振動，而后逐漸調(diào)整交變頻率至維持該最高振動狀態(tài)。
當(dāng)上述標(biāo)準(zhǔn)品或純物質(zhì)量足夠充裕時，利用層析柱法是更優(yōu)選的選擇，只要調(diào)校交變頻率至最能保留該物質(zhì)時，該頻率便是共振頻率或最高振動頻率了，也就是說，在同樣規(guī)格的柱，裝填同樣的填料，使用同樣的載體或洗脫液，磁場和交流電壓也完全相同的條件下，經(jīng)相同流動時間，最能保留該物質(zhì)的頻率即為用于分離操作的交變頻率。在這個情況下磁場強(qiáng)度是沿混合物運動方向愈來愈小。
有關(guān)粒子最高振動的頻率也可以通過計算方法得到，已知粒子的運動(轉(zhuǎn)動、直行)速度與溫度的平方根成正比，與粒子的重量的平方根成反比。例如物質(zhì)甲的粒子重量是x，發(fā)出最高振動時的頻率為y，若與之相似的某物質(zhì)的粒子重量為x0，發(fā)出最高振動時的頻率為y0，設(shè)溫度不變，則得出y=y0×xx0]]>其中y0、x0、x是可知，由上式可計算出該物質(zhì)粒子的粗略最高振動頻率y，實驗者就可依前述方法，在該y值附近以圖表或曲線方式調(diào)整交變頻率，取得該未知物的最高振動頻率，進(jìn)而完成分離操作。
因為物質(zhì)的粒子在很多情形下其重量、性質(zhì)等特性變化存在一個緩慢過渡，所以，應(yīng)該可以推斷，只要得知一些特定粒子的最高振動頻率，用以上計算公式就可以找到其它相關(guān)粒子的最高振動頻率。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，有了共振頻率或最高振動頻率，該物質(zhì)的分離便是很容易的事了。本發(fā)明方法的提出應(yīng)該具有很實際的應(yīng)用價值，例如用于藥物或食品的純化，即去除其中的混雜成分，根據(jù)本發(fā)明，可采用層析柱分離法，只要欲保留產(chǎn)品與多數(shù)雜質(zhì)的最高振動頻率或共鳴頻率存在較大差異，選用遠(yuǎn)離產(chǎn)品的適當(dāng)交變頻率對混合物加以處理，就可將部分雜質(zhì)從中除去，此時再仔細(xì)調(diào)校頻率至殘留雜質(zhì)的最高頻率，再次或反復(fù)數(shù)次處理，即可得到純品。也可以反向操作，調(diào)整交流電的工作頻率及電壓，令欲提純組份產(chǎn)生最高振動，使該組分與多數(shù)雜質(zhì)粗略分離，再實施進(jìn)一步的提純。不論如何操作，整個過程不采用化學(xué)手段及加溫加壓等處理，保證了產(chǎn)品性質(zhì)及結(jié)構(gòu)沒有改變。
從以上所述可知，本發(fā)明提供的改良的層析分離方法在實際應(yīng)用中不受分離物的限制，具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍，只要不斷調(diào)校外加交流電的交變頻率，可以逐一地將混合物中所有組份逐一分離，不論該組份是否為已知，所以本發(fā)明方法亦可用于工業(yè)上大量從混合物中分取某一些物質(zhì)。從另一方面講，當(dāng)分離出的是一些未知物組份時，其最高振動頻率亦同時已知，通過比較研究其最高振動頻率，也可成為分析測定其結(jié)構(gòu)的一個途徑。例如A和B有相同的原子量，而其最高振動頻率又相似，則A和B之間極有可能存在類似的偶極(dipole)。
本發(fā)明方法還有一個更具實用價值的用途就是用于進(jìn)行同位素的分離，因為很多諸如同位素這樣的相似顆粒用普通層析法是無法實現(xiàn)分離的，而本發(fā)明的層析分離法可激發(fā)混合物粒子中偶極子(dipole)轉(zhuǎn)動，該偶極子帶有分開的正負(fù)電性，在轉(zhuǎn)動中外加的磁場就可使其速度減慢。例如從氯乙烷中分離氯的同位素，其偶極子C-C1中，C是正電性，C1是負(fù)電性，溫度不變，在外加磁場作用下不同的氯同位素會因原子重量不同而擁有不同的移動速度，所以同一溫度下不同的氯會使同是氯乙烷的最高振動頻率有所差別，利用該方法使它們分開，再配合化學(xué)方法就可得到C1的同位素了。同樣道理，利用這種偶極的存在，使用例如甲酸，使其中的O-H和O-D偶極子分離，原子能反應(yīng)爐用到的氫的同位素氘(D)也可以被分離得到。再例如放射性元素鈾(U)也可以和某些有機(jī)物分子中的極性粒子形成化合物，設(shè)該粒子為R，所有U的同位素與R就會分別形成R--U+偶極子，其在外加交流電形成的電場影響下轉(zhuǎn)動，當(dāng)同時有外加磁場時，最好不低于2T，則R-U的轉(zhuǎn)動或運動會明顯慢下來，同樣由于不同的鈾同位素有不同的原子量，其最高振動頻率也就不同，通過分別收集，就可將鈾中不同的同位素分開并提取出來。
本發(fā)明方法的實施可以有多種方式，但只要獲得要求的磁場和電場，對于實施的方式或手段不作限制，例如較簡單的紙層析，可將一定尺寸的濾紙平放于一個適當(dāng)大小的中空容器例如圓紙筒的中心，該紙筒的圓周上事先纏繞有若干層電線，接通電流后，該紙筒中即存在一個磁場，而在濾紙的兩面各緊密排布電極，將電極接通交流電源即產(chǎn)生一個電場，調(diào)整電壓和交變頻率至符合要求，按常規(guī)方法即可完成層析分離的操作。對柱層析法，需在柱內(nèi)壁設(shè)置電極板，使電極板被柱中的填料隔開，接通交流電源產(chǎn)生交變電場，直接將線圈纏于柱的外周表面，接通交流電產(chǎn)生磁場，或者將該層析柱置于一外周纏繞電線圈的中空容器中，接通電產(chǎn)生磁場，由電線圈的多少可控制磁場的變化和大小。
本發(fā)明所述的柱層析法，包括高壓液相凝膠色譜法(high perssure liquid gelchromatography)，該方法的原理和實現(xiàn)在本領(lǐng)域是耳熟能詳?shù)牧?，本發(fā)明在該方法基礎(chǔ)上增加電場和磁場的變化，可取得更佳之效果。
很多情況下，物質(zhì)中的粒子在電場的分配上都是不規(guī)則的，例如水的粒子，H2O，是非極性分子，且氧原子帶部分負(fù)電，氫原子帶部分正電，兩個氫與氧之間不形成一條直線，而是形成一鍵角，在外界影響下，其粒子亦會變氫離子和氫氧根離子形式，假設(shè)水粒子在一個相當(dāng)高的頻率和電壓的交變電場中，因為同性相斥，異性相吸，該電場會使水粒子傳動。根據(jù)前面的闡述已經(jīng)知道，如果沒有外加的磁場，該轉(zhuǎn)動是一半順時針，一半逆時針，所以沒有太大的特別，但如果有一個外加之磁場，該轉(zhuǎn)動將會發(fā)生變化，即H和OH離子亦會轉(zhuǎn)動并且與外加磁場相反，因而被其吸引，如果該外加磁場是在待分離物質(zhì)的方向上逐漸增強(qiáng)，則粒子的運動就會相對加快。因為大多數(shù)粒子在電場作用下的分布都是不均衡的，使得任何該等粒子都會或多或少帶有離子特性，故此種現(xiàn)象是常見的。
在本發(fā)明以前的文獻(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn)，使用高壓液相凝膠色譜法，如在混合物進(jìn)行方向呈直角地加上交變電場可以使粒子的表面原子重量加大，有利于分析和分離效果，但該方法并沒有考慮利用粒子/離子轉(zhuǎn)動時的自生磁場。本發(fā)明提出的方法正是在此基礎(chǔ)上，通過利用外加磁場與粒子/離子的自生磁場之間的互動關(guān)系，使分離更加完善。
作為優(yōu)選，配合本發(fā)明引進(jìn)的一個調(diào)校電場的交變頻率，更進(jìn)一步完善了分離操作。
依據(jù)本發(fā)明，所述柱層析法包括高壓液相凝膠色譜法，在待分離混合物運動的方向之垂直方向上加設(shè)交流電壓形成交變電場，交變電壓達(dá)到50～1000VM-1，同時在待分離混合物運動的方向加設(shè)一個強(qiáng)度在1特斯拉以上的磁場，且該磁場沿待分離混合物運動方向的強(qiáng)度逐漸變大，最終達(dá)到10特斯拉以上；交變頻率在50～108赫茲之間可調(diào)。
因為不同的粒子在該兩個場的影響下出現(xiàn)不同程度的反應(yīng)，愈被磁場吸引的就會運動的快，從而獲得更佳的分離機(jī)會。在高壓液相凝膠色譜法中，物質(zhì)粒子是存在于一個粒子密集的環(huán)境中，上述轉(zhuǎn)動中，大粒子和離子會比較慢，所需電壓亦相對較大。如果交變頻率太高，某些粒子根本作不出反應(yīng)，這就如同人耳對很高頻率的聲音作不出反應(yīng)的道理相似。在本發(fā)明提供的改良的高壓液相凝膠色譜法中，可以用多次測試摸索的方法找出某個物質(zhì)是在哪個頻率和電壓下最被磁場吸引向下走的，這樣操作者可以通過調(diào)校頻率和電壓至所定參數(shù)，將該物質(zhì)分離出來，再改變頻率和電壓去吸引另外一些物質(zhì)，如此反復(fù)操作，物質(zhì)就可以較高的純度被分開了。
操作中的裝置及設(shè)置也沒有很特別的要求，在現(xiàn)有技術(shù)公開的高壓液相凝膠色譜法中，凝膠作為固定相被置于一個柱狀的容器中，在容器兩邊設(shè)置電極板接通交變電源。本發(fā)明與之最大的不同在于該柱狀容器需置于一個由電線圈形成的物件中，電線圈接通直流電以產(chǎn)生磁場，且該磁場方向與容器平行，沿物質(zhì)運動方向逐漸增強(qiáng)。
遵循本發(fā)明的構(gòu)思，發(fā)明人還進(jìn)一步提供了分離混合氣體的方案，即，將待分離的混合氣體引進(jìn)一管道中，交變電場與氣體流動方向成直角，交變電壓為20～1000VM-1，磁場與氣體流動方向平行，磁場強(qiáng)度沿混合氣體流動方向從1特斯拉起逐漸加大至10特斯拉以上，交變頻率在50～108赫茲之間可調(diào)。
依據(jù)本發(fā)明，將要分離的氣體送入一管道中，管道兩壁設(shè)置有兩片金屬片，接通交變電源形成交變電場，該管道同樣電線纏繞，接通直流電產(chǎn)生磁場。以氨氣和二氧化碳?xì)獾幕旌蠚鉃槔?，前者的結(jié)構(gòu)是 的極性分子，N帶正電，H帶負(fù)電，后者是O＝C＝O的非極性分子，三個原子排列成直線，兩面是負(fù)電，中間帶正電．在電場和磁場的同時影響下，氨氣分子運動很快，二氧化碳則不同，兩者就可分開了。試驗結(jié)果表明，只要將混合氣體分段送入管道，在適當(dāng)時開啟閥門吸氣入氣體收集器中(該管道上另設(shè)閥門與氣體收集器接通，在開啟閥門吸氣時關(guān)閉與氣源之間的開關(guān)，避免氣體的返回)，即可實現(xiàn)分離，在實際應(yīng)用中采用重復(fù)操作，分離純度更高。
該方法還可以分離同位素，例如氣態(tài)水，其可以有三種形式H2O、HDO和D2O，其中H和D是同位素，D2O因為D較重，在電場和磁場的影響下運動相對要慢得多，所以其多數(shù)會留在管道的進(jìn)氣口附近，適當(dāng)調(diào)校電壓的交變頻率、電壓大小，加磁場至極限，可以將盡量多的D2O留在位于進(jìn)氣口附近的儲氣罐中，在進(jìn)行操作中切記蒸氣要分段引入，并且隨時配合開啟儲氣罐閥門將分出的D2O氣容置其中。
對儲氣罐申的粗分離D2O氣重復(fù)操作，就可得到高純度的D2O了。
對于一些異構(gòu)體氣體分子，或電荷分布不均的氣體分子，亦可用此方法分開。例如 和 ，分子重量相同，屬同分異構(gòu)體，前者電荷分布平均，后者的電荷分布不均，用上述方法就可分開來，結(jié)合附圖2的示意圖，其中，管道3照前述方法被置于磁場和交變電場中(管道兩內(nèi)壁設(shè)置有兩片金屬片4，接通交變電源形成交變電場，該管道同樣以電線5纏繞，接通直流電產(chǎn)生磁場，不再詳述)，操作過程如下1)先將氣源儲罐1中充滿欲分離的混合氣；2)控制開關(guān)A將混合氣體分段引入管道3中；3)電場和磁場的作用會將電荷分布不均的離子急促帶走；4)短時間開啟閥門B將滯留的氣體吸入儲氣罐2；5)短時間開啟閥門C將分離出的氣體用泵送回起點；6)泵回的氣體聚合后重復(fù)2)～5)的過程純化分離氣體。上述操作中，儲氣罐4可安放在不同位置，選擇性地收集要需要分離純化的氣體。
同樣原理和操作可以分離同分異構(gòu)體的有機(jī)物粒子 和 總之，本發(fā)明方法尤其適用于對一些相似顆粒的分離，在操作中只加電場即會顯示效果，但優(yōu)選的條件是同時外加電場和磁場，此時將獲得意想不到的好效果。以下通過具體操作實例揭示和驗證本發(fā)明。


圖1為實施例所述分離效果的示意圖。
圖2為用本發(fā)明方法分離氣體的管道及過程示意圖。
實施例將實驗室用的普通濾紙裁成約8cm長，平放于一個10cm長的紙筒中，紙筒上纏繞三層線圈，每層30匝，接通電流強(qiáng)度12A便可產(chǎn)生一個磁場；在濾紙的兩面相對地排布7對電極，電極間隔3-4mm，且電極有一面是鋒利的作為引導(dǎo)電壓集中點，接通50Hz，220V交流電，此時的有效電壓將達(dá)5500～70000VM-1。
將相同容量的紅、藍(lán)兩色墨水混合成為供實驗用的化學(xué)混合物，以純水為沖洗劑，在紙上行三分鐘，做了如下三種方式的實驗(1)、對照實驗，用傳統(tǒng)的紙層析法，即不加電場和磁場。
(2)、施加電場。
(3)、同時施加電場和磁場，磁場強(qiáng)度沿混合物方向增強(qiáng)，變化梯度是1T/cm。
實驗結(jié)果方法(3)的效果最佳，可清楚地分出藍(lán)色、紅色、紫色和粉紅色，順序是先為藍(lán)色，緊接著是紅色，紅色和后面的紫色間有一明顯的空擋；方法(2)的效果相近，但紅色和紫色的分界不清楚；方法(1)的混合物只行進(jìn)了3.5cm左右，看不到紅色和紫色間的分界。
從運動速度上比，方法2中顏色的移動較方法1慢了10％左右，這證明電場使粒子的移動受阻；方法3中顏色的移動更慢，相信這是由于磁場的同時存在，磁力使紫色物質(zhì)更明顯慢下來，導(dǎo)致紅、紫色之間出現(xiàn)空擋。
上述結(jié)果可參見附圖1所粗略示意，圖中，(1)為對照實驗結(jié)果，(2)、(3)分別為只加電場和同時加設(shè)電場與磁場的結(jié)果。其中的區(qū)域1顯示藍(lán)色，區(qū)域2為紅色，區(qū)域3為紫色，可以看到在(1)中顏色的分布較密集，布滿整個濾紙條，但各顏色之間界限不清；(2)和(3)中的顏色分布區(qū)域均明顯被拉大，而且在(3)中2和3間還存在有一明顯的空擋4。
權(quán)利要求
1.混合物的分離方法，用于對混合物中特定組分或粒子進(jìn)行分離，其包括薄層層析法和柱層析法，采用常規(guī)層析分離操作，該方法包括在與待分離混合物運動的方向垂直的方向上加設(shè)交流電壓形成電場，并調(diào)節(jié)其交變頻率使其中待分離物粒子產(chǎn)生最大的振動。
2.權(quán)利要求1所述的分離方法，其還包括加設(shè)交變電場的同時，在與該混合物運動的方向平行的方向上加設(shè)一磁場，磁場強(qiáng)度高于0.5特斯拉并沿該方向呈漸變，變化幅度為0.1特斯拉/厘米以上。
3.權(quán)利要求1或2的分離方法，其中，用以激發(fā)待分離物粒子產(chǎn)生振動的交流電壓在10000VM-1以上，但以擊穿電壓為最高臨界電壓。
4.權(quán)利要求2的分離方法，其中，令待分離物粒子被激發(fā)受迫振動時，所加磁場強(qiáng)度在1特斯拉以上。
5.權(quán)利要求1或2所述的分離方法，其中當(dāng)交流電的交變頻率基本上等于待分離物粒子的最大振動頻率時，所需有效交變電壓在10～1000VM-1。
6.權(quán)利要求5所述的層析分離方法，對于待分離物為蛋白質(zhì)粒子時，該有效交變電壓在20～1000VM-1。
7.權(quán)利要求5的分離方法，其中，當(dāng)交流電的交變頻率基本上等于待分離物粒子的最大振動頻率時，所加磁場強(qiáng)度在0.5特斯拉以上
8.權(quán)利要求1或2所述的分離方法，其中所述柱層析法包括高壓液相凝膠色譜法，在待分離混合物運動的方向之垂直方向上加設(shè)交流電壓形成交變電場，交變電壓達(dá)到50～1000VM-1，同時在待分離混合物運動的方向加設(shè)一個強(qiáng)度在1特斯拉以上的磁場，且該磁場沿待分離混合物運動方向的強(qiáng)度逐漸變大，最終達(dá)到10特斯拉以上；交變頻率在50～108赫茲之間可調(diào)。
9.前述任一項權(quán)利要求所述的分離方法，其中，所述對特定組分的分離包括對元素的不同同位素的分離。
10.前述任一項權(quán)利要求所述的分離方法，其中，采用薄層層析法時，包括將層析紙置于一中空容器內(nèi)部，該層析紙兩面密布電極，接通交流電產(chǎn)生電場；所述中空容器周面纏繞電線圈，接通交流電產(chǎn)生磁場。
11.前述任一項權(quán)利要求所述的分離方法，其中，采用柱層析時，包括在柱內(nèi)壁側(cè)設(shè)置若干組電極板，使每組電極板均被柱中的填料隔開，接通交流電源產(chǎn)生交變電場，同時直接將電線圈纏于柱的外周表面，或?qū)⒃搶游鲋糜谝煌庵芾p繞電線圈的中空容器中，接通交流電產(chǎn)生磁場。
12.權(quán)利要求1或2所述的方法，分離混合氣體時，將待分離的混合氣體引進(jìn)一管道中，交變電場與氣體流動方向成直角，交變電壓為20～1000VM-1，磁場與氣體流動方向平行，磁場強(qiáng)度沿混合氣體流動方向從1特斯拉起逐漸加大至10特斯拉以上，交變頻率在50～108赫茲之間可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合物的分離方法,尤其適用于對混合物中特定組分或粒子進(jìn)行分離,其包括薄層層析法和柱層析法,該方法采用常規(guī)層析分離操作,包括在與待分離混合物運動的方向垂直的方向上加設(shè)交流電壓形成電場,并調(diào)節(jié)其交變頻率使其中待分離物粒子產(chǎn)生最大的振動,同時在與該混合物運動的方向平行的方向上加設(shè)一在該方向上逐漸增強(qiáng)或減弱的磁場。本發(fā)明提供的改良的分離方法在實際應(yīng)用中不受分離物的限制,具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍。
文檔編號B01D15/08GK1338327SQ0012351
公開日2002年3月6日 申請日期2000年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月15日
發(fā)明者陳兆松 申請人:陳兆松