專利名稱：含串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離制備色譜儀器，特別涉及連續(xù)使用二個或多個預(yù)裝分離制 備柱組合成的分離制備色譜儀器。
背景技術(shù)：
天然活性化合物或先導(dǎo)化合物的研究，離不開提取分離，隨著高通量生物活性 篩選技術(shù)(HTS)的發(fā)展；天然化合物的分離成為研究瓶頸。制備色譜作為高效分離技 術(shù)，其分離模式包括沖洗、置換和前沿三種模式；色譜系統(tǒng)包括所有液液色譜、液固色 譜、反相色譜和超臨界流體色譜；分離機(jī)理涉及吸附、分配、離子交換、分子排阻、疏 水作用、親和和電動膠束等。特別是隨著色譜技術(shù)的發(fā)展，使制備色譜技術(shù)應(yīng)用日趨廣 泛，其分離能力在醫(yī)藥、生物技術(shù)、材料、食品、精細(xì)化工等產(chǎn)業(yè)中高技術(shù)領(lǐng)域，特別 是在純度要求高、附加值高而一般分離技術(shù)難以實現(xiàn)的產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，在醫(yī)藥特別 是源于天然資源的醫(yī)藥產(chǎn)品如中藥注射劑、植物藥、海洋藥物等領(lǐng)域優(yōu)勢尤為突出，如 (1)分子質(zhì)量相差不大、結(jié)構(gòu)近似、物理化學(xué)性質(zhì)接近的化合物，如同分異構(gòu)體、光學(xué) 異構(gòu)體或系列結(jié)構(gòu)類似物的分離；(2)在較高溫度下易于分解、縮聚或失活的熱敏性物 質(zhì)、生物活性物質(zhì)、蛋白、酶等的分離；以及(3)天然或合成高聚物的分級分離等。它 的成長與醫(yī)藥、生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展呈同步增長，近10年來制備色譜以每年高于 15%的增長率迅速發(fā)展，工業(yè)上應(yīng)用十分廣泛，特別是活性單體或化合物產(chǎn)品的制備上 幾乎無處不在；但是在天然產(chǎn)物研究的系統(tǒng)分離中應(yīng)用較少，主要原因是藥用植物中的 化學(xué)成分過于復(fù)雜，制備色譜在研究中應(yīng)用，操作繁雜，費時費力費事，其應(yīng)用受到限 制。我國擁有最為龐大的中藥化學(xué)成分和天然藥物結(jié)構(gòu)研究隊伍，主要從事天然產(chǎn) 物的提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定研究，幾乎80%以上的工作都是在進(jìn)行天然化合物的分離，這 一研究領(lǐng)域似乎成為勞動力密集型的體力勞動，天然化合物的分離純化成為天然藥物創(chuàng) 制或先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)的瓶頸，大量的時間和精力浪費在分離純化；而快速高效的現(xiàn)代自 動化分離技術(shù)設(shè)備仍然是突破瓶頸的關(guān)鍵。因此組合應(yīng)用色譜新技術(shù)，設(shè)計各種快速 分離裝置設(shè)備的競爭也就十分激烈，出現(xiàn)許多設(shè)備和技術(shù)方法有很多，但對完整解決一 種藥用植物中各種成分的高效快速分離制備純化設(shè)備，并不多見，而且面對中藥成分結(jié) 構(gòu)的復(fù)雜多樣，效果理想的就更少。自動分離天然化合物的應(yīng)用設(shè)備中，最為有名的 是德國Sepiatec GmbH公司的全自動高通量制備型分離系統(tǒng)，其中較大的型號為Sepbox 2D-5000，該設(shè)備主要特點是能在24小時之內(nèi)將0.5-5克天然植物提取物全自動分離成 300個化合物的餾分，是高通量藥物篩選中較為有效的設(shè)備。但該設(shè)備主要應(yīng)用高速逆流 色譜(HSCCC)，經(jīng)過大量的高速逆流色譜分離柱，分離效率有限，餾分中某一天然化合 物含量有所提高，分離為高純單一化合物的較少，大多是一些混合化合物餾分。目前2D-HPLC分析設(shè)備已經(jīng)有了很大進(jìn)展，理論上已經(jīng)有比較充分的研究和探 討，但在實際應(yīng)用中還有待突破；制備色譜由于化合物組分餾分量非常大，技術(shù)難度上與分析設(shè)備不可同日而語，因而在大量化合物的分離純化制備上應(yīng)用串聯(lián)色譜技術(shù)，目 前模擬移動床色譜方法能夠解決工業(yè)制備化合物單體的需求，但要高效快速分離純化許 多化合物單體，仍然不能作為有效解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在應(yīng)用預(yù)裝制備色譜柱的簡單切換，實現(xiàn)預(yù)裝制備色譜柱之間 的連續(xù)串聯(lián)，通過一個制備色譜柱與其他一個到幾個制備色譜柱的連續(xù)反復(fù)分離，達(dá)到 分離純化化合物單體的目的。以解決天然產(chǎn)物或中藥化學(xué)成分分離純化制備純品化合物 的技術(shù)瓶頸。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案含串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3 二位三通電磁 閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色 譜分離柱1 ； C22 二級色譜分離柱2 ； C23 二級色譜分離柱3 ； C2n 二級色譜分離柱η ； MI手動進(jìn)樣器；PC預(yù)柱；ΡΑ，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續(xù)利用一級色譜分 離柱Cl分離餾分Fl-Fn，分別進(jìn)樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n,分離純 化化合物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯(lián)，而二級色譜分離柱組間 并聯(lián)形式，獨立分離純化化合物單體；BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥； BV-4 二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。所述的分離制備色譜儀器，其二位三通電磁閥BV-3和預(yù)柱PC先后位置能互換。所述的分離制備色譜儀器，采用三支分離柱一級色譜分離柱Cl，二級色譜分 離柱C21，C22 一級色譜分離柱Cl分量得到的不同極性餾分，極性小的餾分比如F1， F2，F(xiàn)3，均用二級色譜分離柱C21依次分離；一級色譜分離柱Cl分量得到極性較大的餾 分比如F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，均用二級色譜分離柱C22依次分離。這樣既擴(kuò)展了二級色譜分離 柱可以虛擬達(dá)到C21-C26，節(jié)省了二級色譜分離柱，采用不同特性的填料，易于達(dá)到分 離純化化合物單體的目的。所述的分離制備色譜儀器，其一級色譜分離柱和二級色譜分離柱中柱色譜管材 料采用玻璃管或有機(jī)玻璃管或不銹鋼管或聚四氟乙烯管或鈦合金管；一級色譜分離柱和 二級色譜分離柱采用相同的材料，規(guī)格大小相同或不同；柱色譜分離填料采用各種正向 硅膠、C18、RP2-18、氨基硅膠、硝基硅膠、醇基硅膠，各種葡聚糖凝膠、聚乙烯、聚 苯乙烯的衍生物樹脂；分離色譜柱壓力采用低壓或中壓或高壓。所述的分離制備色譜儀器，一級色譜分離柱Cl在洗脫餾分Fl，F(xiàn)2，F(xiàn)3過程 中，洗脫液的組成比例相同或不同；二級色譜分離柱C21，C22，C23在分離純化化合物 單體過程中，洗脫液的組成比例相同或不同，采用甲醇或/和氯仿或/和乙腈或/和乙酸 乙酯或/和水，比例從0-100%，根據(jù)分離對象來調(diào)整和控制洗脫液的組成和比例。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C21進(jìn)樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分Fl 二位三通電磁閥BV-3—預(yù)柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C21柱餾分Fl進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C21色譜柱分離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22進(jìn)樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F2 二位三通電磁閥BV-3—預(yù)柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C22柱餾分F2進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C22色譜柱分離二位三通 電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C23進(jìn)樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F3 二位三通電磁閥BV-3—預(yù)柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C23柱餾分F3進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C23色譜柱分離二位三通 電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C23 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22-C23進(jìn)樣和分離過程中洗脫 液流動過程類似，能擴(kuò)展到二級色譜分離柱C2n。本發(fā)明設(shè)計了上述的以串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器裝置(以下簡稱 PAI)，并以該設(shè)備的設(shè)計思路為核心技術(shù)，提出一種解決分離純化化合物單體的思路。 該設(shè)備PAI的設(shè)計和應(yīng)用方法為應(yīng)用電磁閥控制，實現(xiàn)串聯(lián)制備色譜柱的簡單切換， 作為分離制備色譜儀器裝置核心技術(shù)的解決分離純化化合物單體的思路，以推進(jìn)解決天 然產(chǎn)物或中藥化學(xué)成分分離純化制備純品化合物的技術(shù)瓶頸。


圖1 為本發(fā)明串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器裝置(PAI)的設(shè)備組合連接 示意圖；圖2 為圖1中二位三通電磁閥BV-3和預(yù)柱PC位置互換的示意圖；圖中BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV_4 二位四通電磁 閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色譜分離柱1; C22 二級色譜分離柱2; C23 二級色譜 分離柱3; C2n 二級色譜分離柱n; MI手動進(jìn)樣器；PC預(yù)柱；PA，PB輸液泵。
權(quán)利要求
1.含串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3二位三通電磁閥； BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色譜分 離柱1 ； C22 二級色譜分離柱2 ； C23 二級色譜分離柱3 ； C2n 二級色譜分離柱η ； MI手 動進(jìn)樣器；PC預(yù)柱；PA，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續(xù)利用一級色譜分離柱 Cl分離餾分Fl-Fn，分別進(jìn)樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n,分離純化化合 物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯(lián)，而二級色譜分離柱組間并聯(lián)形 式，獨立分離純化化合物單體；BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離制備色譜儀器，其二位三通電磁閥BV-3和預(yù)柱PC先 后位置能互換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離制備色譜儀器，采用三支分離柱一級色譜分離柱 Cl，二級色譜分離柱C21，C22 一級色譜分離柱Cl分量得到的不同極性餾分，極性小 的餾分比如Fl，F(xiàn)2，F(xiàn)3，均用二級色譜分離柱C21依次分離；一級色譜分離柱Cl分量 得到極性較大的餾分比如F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，均用二級色譜分離柱C22依次分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離制備色譜儀器，其一級色譜分離柱和二級色譜分離柱中 柱色譜管材料采用玻璃管或有機(jī)玻璃管或不銹鋼管或聚四氟乙烯管或鈦合金管；一級色 譜分離柱和二級色譜分離柱采用相同的材料，規(guī)格大小相同或不同；柱色譜分離填料采 用各種正向硅膠、C18、RP2-18、氨基硅膠、硝基硅膠、醇基硅膠，各種葡聚糖凝膠、 聚乙烯、聚苯乙烯的衍生物樹脂；分離色譜柱壓力采用低壓或中壓或高壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離制備色譜儀器，一級色譜分離柱Cl在洗脫餾分F1， F2，F(xiàn)3過程中，洗脫液的組成比例相同或不同；二級色譜分離柱C21，C22，C23在分 離純化化合物單體過程中，洗脫液的組成比例相同或不同，采用甲醇或/和氯仿或/和乙 腈或/和乙酸乙酯或/和水，比例從0-100%，根據(jù)分離對象來調(diào)整和控制洗脫液的組成 和比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C21進(jìn)樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分Fl: 二位三通電磁閥BV-3 — 預(yù)柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一廢液流出；為C21柱餾分Fl進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C21色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22進(jìn)樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F2: 二位三通電磁閥BV-3 — 預(yù)柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一廢液流出；為C22柱餾分F2進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C22色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C23進(jìn)樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F3: 二位三通電磁閥BV-3 — 預(yù)柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測器一廢液流出；為C23柱餾分F3進(jìn)樣過程。2) 二級分離柱C23色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C23 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22-C23進(jìn)樣和 分離過程中洗脫液流動過程類似，能擴(kuò)展到二級色譜分離柱C2n。
全文摘要
含串聯(lián)制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3二位三通電磁閥；BV-6二位六通電磁閥；BV-4二位四通電磁閥；C1一級色譜分離柱；C21二級色譜分離柱1；C22二級色譜分離柱2；C23二級色譜分離柱3；C2n二級色譜分離柱n；MI手動進(jìn)樣器；PC預(yù)柱；PA，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續(xù)利用一級色譜分離柱C1分離餾分F1-Fn，分別進(jìn)樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n，分離純化化合物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯(lián)，而二級色譜分離柱組間并聯(lián)形式，獨立分離純化化合物單體；BV-3二位三通電磁閥；BV-6二位六通電磁閥；BV-4二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。
文檔編號B01D15/22GK102008837SQ201010297548
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者吳海燕, 周琳, 李忠榮, 邱明華 申請人:中國科學(xué)院昆明植物研究所