高速逆流色譜儀的優(yōu)勢

高速逆流色譜（high-speedcountercurrentchromatography，簡稱HSCCC）是--種較新型的液一液分配色譜，由美國國立健康研究院（NationalInstituteofHealth,U.S.A.）Ito博土最先研制開發(fā)后由北京市新技術(shù)應(yīng)用研究所在國內(nèi)開展研發(fā)和推廣工作。其原理是基于樣品在旋轉(zhuǎn)螺旋管內(nèi)的互不混溶的兩相溶劑間分配不同而獲得分離，因而無須任何固體載體或支撐體，能達(dá)到在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效分離和制備，并且可以達(dá)到幾千個理論塔板數(shù)。與其他柱色譜相比較，它克服了固定相載體帶來的樣品吸附、損失、污染和峰形施尾等缺點(diǎn)［3］。目前此項(xiàng)技術(shù)已被應(yīng)用于生化、生物工程、醫(yī)藥、天然產(chǎn)物化學(xué)、有機(jī)合成、環(huán)境分析、食品、地質(zhì)、材料等領(lǐng)域［5］。我國是繼美國、日本之后最早開展逆流色譜應(yīng)用的國家，俄羅斯、法國、英國、瑞士等國也都開展了此項(xiàng)研究。美國FDA及世界衛(wèi)生組織（WHO）都引用此項(xiàng)技術(shù)作為抗生素成分的分離檢定，90年代以來，高速逆流色譜被廣泛地應(yīng)用于天然藥物成分的分離制備和分析檢定中。高速逆流色譜儀原理及特點(diǎn)HSCCC利用了一種特殊的流體動力學(xué)（單向流體動力學(xué)平衡）現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為一根100多米長的螺旋空管，注入互不相溶的兩相溶劑中的一相作為固定相，然后作行星運(yùn)動；同時不斷注入另一相（流動相），由于行星運(yùn)動產(chǎn)生的離心力場使得固定相保留在螺旋管內(nèi)，流動相則不斷穿透固定相；這樣兩相溶劑在螺旋管中實(shí)現(xiàn)高效的接觸、混合、分配和傳遞。由于樣品中各組分在兩相中的分配比不同，因而能使樣品中各組分得到分離。HSCCC的優(yōu)點(diǎn)HSCCC主要具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)。2.1應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性好。由于溶劑系統(tǒng)的組成與配比可以是無限多的，因而從理論上講HSCCC適用于任何極性范圍的樣品的分離，所以在分離天然化合物方面具有其獨(dú)到之處。并因不需固體載體，而消除了氣液色譜中由于使用載體而帶來的吸附現(xiàn)象，特別適用于分離極性物質(zhì)和其它具有生物活性的物質(zhì)。2.2操作簡便，容易掌握。分離過程中對樣品的前處理要求低，僅需一般的粗提物即可進(jìn)行HSCCC的制備分離或分析。2.3回收率高。由于沒有固體載體，不存在吸附、降解和污染，理論上樣品的回收率可達(dá)100%。在實(shí)驗(yàn)中只要調(diào)整好分離條件，一般都有很高的回收率。2.4重現(xiàn)性好。如果樣品不具有較強(qiáng)的表面活性作用，酸堿性也不強(qiáng)，那么多次進(jìn)樣，其分離過程穩(wěn)定性都保持很好、峰的保留相對標(biāo)準(zhǔn)偏差也小于2%，重現(xiàn)性相當(dāng)好。2.5分離效率高，分離量較大。由于其與一般色譜的分離方式不同，能實(shí)現(xiàn)梯度操作和反相操作、亦能進(jìn)行重復(fù)進(jìn)樣，使其特別適用于制備性分離，產(chǎn)品純度高。研究結(jié)果表明:一臺普通的高速逆流色譜儀一次進(jìn)樣可達(dá)幾十毫升，一次可分離近10g的樣品。因此，在80年代后期被廣泛地應(yīng)用于植物化學(xué)成分的分離制備研究文章鏈接：中國化工儀器網(wǎng)/Tech_news/Detail/49747.html已知的溶劑體系輔助溶劑被分離物質(zhì)種類 基本兩相溶劑體系輔助溶劑非極性或弱性物質(zhì)中等極性物質(zhì)極性物質(zhì)正庚（已）烷非極性或弱性物質(zhì)中等極性物質(zhì)極性物質(zhì)正庚（已）烷-乙腈 氯烷烴正庚（己）烷-甲醇（或乙月青）-水氯仿-水 甲醇，正丙醇，異丙醇乙酸乙酯-水 正己烷，甲醇，正丁醇正丁醇-水 甲醇，乙酸分配系數(shù)測定法一個穩(wěn)定的兩相溶劑體系是否適合于目標(biāo)物質(zhì)的分離，通常要看物質(zhì)在該溶劑體系中的分配系數(shù)是否在一個合適的范圍內(nèi)。分配系數(shù)K=CS/CM或CU/CL。其中CS指溶質(zhì)在固定相中的濃度，CM指在流動相中的濃度，CU指溶質(zhì)在上相中的濃度，CL指溶質(zhì)在下相中的濃度。一般而言，對HSCCC最合適的K值范圍是0.5?2。當(dāng)CS/CMW0.5時，出峰時間太快，峰之間的分離度較差；當(dāng)CS/CM31時，出峰時間太長且峰形變寬。而當(dāng)0.5<CS/CM<2時，可以在合適的時間內(nèi)，得到分離度較好的峰形。溶質(zhì)的分配系數(shù)可以采用分析型HPLC來確定。如果有目標(biāo)成分的對照品或標(biāo)準(zhǔn)品，當(dāng)溶質(zhì)在兩個互混溶的液相中分配之后，各組分的濃度即可用HPLC精確測定出來，從而計(jì)算出分配系數(shù)K值。如果沒有目標(biāo)成分的標(biāo)準(zhǔn)品，混合物中各組分的分配系數(shù)值可以通過下述方法進(jìn)行簡單的計(jì)算：即先將一定量的樣品溶解在體積為Vu的上層溶液中，然后再用體積為VL的下層進(jìn)行分配，分別測定分配前和分配后上層溶液中各組分的響應(yīng)值，然后用圖1所示的方法即可計(jì)算出分配系數(shù)。同樣，也可以采用薄層色譜法來測定各組分的分配系數(shù)。HPLC掃描法對于一個未知樣品，可以通過HPLC掃描的方法，對樣品的復(fù)雜程度及其組分的極性程度有一個初步的了解。具體來講，可以將樣品注入一根15cm長的C18HPLC柱，以乙青和水為流動相，以1ml/min流速，從100%乙青梯度洗脫1h，觀察樣品出峰的位置。如果絕大部分峰的保留時間都小于15min，也就意味著這些組分是由含量小于25%的乙青流動相洗脫出來的，在CCC中可以采用極性溶劑體系，如正丁醇-水等；如果峰的保留時間是在15?50min之間，意味著這些物質(zhì)具有中等極性，在CCC中可以采用中等極性溶劑；如果絕大部分峰在50min后洗脫出來，也就是由大于80%的乙青流動相洗脫出來的，那么在CCC分離中應(yīng)該采用弱極性的容積體系。薄層色譜法采用薄層色譜（TLC）法也可選擇對HSCCC合適的兩相溶劑體系。在硅膠板上作薄層色譜試驗(yàn)，用水飽和的有機(jī)層（即兩相中的有機(jī)相）作展開劑。如果需要分離的組分的Rf>0.5（低級性溶質(zhì)），這說明此種條件適用于這些組分混合物的分離，而且弱極性的有機(jī)相適用于作流動相。對于極性較大的溶質(zhì)RfV0.5,則極性較強(qiáng)的那一相可作流動相。這種方法只能給出應(yīng)選溶劑體系的大體指示，因?yàn)門LC本身就包含有分配和吸附兩種機(jī)理，而CCC則是純粹的液-液分配過程。然而，TLC仍不失為一種簡便易行的手段，當(dāng)小量的樣品在溶劑體系的兩相之間分配時，TLC仍能用來檢查其分布狀況。比如，如果發(fā)現(xiàn)樣品幾乎全分布在一相之中，那么這個溶劑體系是絕對不能用的。

5.生物活性物質(zhì)分配比率法5.生物活性物質(zhì)分配比率法這是一種只適合于具有生物活性成分的方法，其原理基于需分離的混合物的生物活性分布規(guī)律。首先振搖溶有樣品的兩相溶劑體系，然后分別測定上層和下層溶液的生物活性。在兩相中活性分布比較均衡的溶劑體系即可采用。這一方法的缺點(diǎn)是要獲得生物測試的結(jié)果往往需要較長的時間。該方法主要用于抗生素的分離。6. 分析型HSCCC法用分析型HSCCC法來選擇制備型分離時所用的溶劑體系是一種很實(shí)用的方法。由于其柱體積小、所需溶劑量少，在很短的時間內(nèi)即可獲得合適溶劑體系的信息。溶劑體系的選擇和優(yōu)化是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作，目前有關(guān)溶劑體系的選擇方法和評價體系較多，但是系統(tǒng)性和理論性較差，實(shí)際操作起來較為困難。因此，在實(shí)際工作中，溶劑體系的篩選通常更多的是參考已知的溶劑體系，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)文章鏈接：中國化工儀器網(wǎng)/Tech_news/Detail/49748.html非均相混合物的分離方法非均相混合物通常采用機(jī)械的方法分離，即利用非均相混合物中分散相和連續(xù)相的物理性質(zhì)（如密度、顆粒形狀、尺寸等）的差異，使兩相之間發(fā)生相對運(yùn)動而使其分離。根據(jù)兩相運(yùn)動方式的不同，機(jī)械分離可有兩種操作方式，過濾和沉降。過濾過濾是流體相對于固體顆粒床層運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)固液分離的過程。過濾操作的外力可以是重力、壓差或慣性離心力。因此，過濾操作又分為重力過濾、加壓過濾、真空過濾和離心過濾。沉降沉降是在外力作用下使顆粒相對于流體（靜止或運(yùn)動）運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)分離的過程。沉降操作的外力可以是重力（稱為重力沉降），也可以是慣性離心力（稱為離心沉降）。此外對于含塵氣體的分離還有過濾凈制、濕法凈制、電凈制等方法。過濾是分離懸浮液最常用和最有效的單元操作。過濾與沉降分離相比，過濾操作可使懸浮液分離得更迅速、更徹底。一、過濾的基本概念1.過濾及過濾推動力過濾是以某種多孔物質(zhì)作為介質(zhì)來處理懸浮液的單元操作。在外力的作用下，懸浮液中的液體通過介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)非均相物系的固、液分離。過濾推動力是過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。壓力差產(chǎn)生的方式有濾液自身重力、離心力和外加壓力,過濾設(shè)備中常采用后兩種方式產(chǎn)生的壓力差作為過濾操作的推動力。用沉降法（重力、離心力）處理懸浮液，往往需要較長時間，而且沉渣中液體含量較多，而過濾操作可使懸浮液得到迅速的分離，濾渣中的液體含量也較低。當(dāng)被處理的懸浮液含固體顆粒較少時，應(yīng)先在增稠器中進(jìn)行沉降，然后將沉渣送至過濾機(jī)。在某些場合過濾是沉降的后續(xù)操作。過濾方式工業(yè)上的過濾操作主要分為餅層過濾和深層過濾。（1）餅層過濾，過濾時非均相混合物即濾漿置于過濾介質(zhì)的一側(cè)，固體沉積物在介質(zhì)表面堆積、架橋而形成濾餅層。濾餅層是有效過濾層,隨著操作的進(jìn)行其厚度逐漸增加。由于濾餅層截留的固體顆粒粒徑小于介質(zhì)孔徑,因此餅層形成前得到的渾濁初濾液，待濾餅形成后應(yīng)返回濾漿槽重新過濾,餅層形成后收集的濾液為符合要求的濾液。餅層過濾適用于處理固體含量較高的混懸液。（2）深層過濾，過濾介質(zhì)是較厚的粒狀介質(zhì)的床層，過濾時懸浮液中的顆粒沉積在床層內(nèi)部的孔道壁面上,而不形成濾餅。深層過濾適用于生產(chǎn)量大而懸浮顆粒粒徑小、固含量低或是粘軟的絮狀物。如自來水廠的飲水凈化、合成纖維紡絲液中除去固體物質(zhì)、中藥生產(chǎn)中藥液的澄清過濾等。另外，膜過濾作為一種精密分離技術(shù)，近年來發(fā)展很快，已應(yīng)用于許多行業(yè)。膜過濾是利用膜孔隙的選擇透過性進(jìn)行兩相分離的技術(shù)。以膜兩側(cè)的流體壓差為推動力，使溶劑、無機(jī)離子、小分子等透過膜，而截留微粒及大分子。工業(yè)生產(chǎn)中懸浮液固相含量一般較高（體積分?jǐn)?shù)大于1%）,因此本節(jié)重點(diǎn)討論濾餅過濾。過濾介質(zhì)過濾過程所用的多孔性介質(zhì)稱為過濾介質(zhì)。性能優(yōu)良的過濾介質(zhì)除能夠達(dá)到所需分離要求外，還應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，盡可能小的流過阻力，較高的耐腐蝕性和一定的耐熱性，最好表面光滑，濾餅剝離容易。工業(yè)常用過濾介質(zhì)主要有織物介質(zhì)、多孔性固體介質(zhì)和微孔濾膜等。（1） 織物介質(zhì)是由天然或合成纖維、金屬絲等編織而成的篩網(wǎng)、濾布，適于濾餅過濾，一般可截留的粒徑5pm以上的固體微粒。（2） 多孔性固體介質(zhì)是素瓷、金屬或玻璃的燒結(jié)物、塑料細(xì)粉粘結(jié)而成的多孔性塑料管等