最新 高速逆流色谱研究进展

高速逆流色谱分离原理及特点
2.1

分离原理
HSCCC是利用螺旋柱在类行星运动时产生的 离心力，使互不相溶的两相不断混合，同时保留其 中的一相(固定相) ，利用恒流泵连续输入另一相(流 动相) ，随流动相进入螺旋柱的溶质在两相之间反 复分配，按分配系数的大小次序被依次洗脱。在流 动相中分配比例大的先被洗脱，在固定相中分配比 例大的后被洗脱。
高速逆流色谱分离原理及特点


2.2 特点
HSCCC技术所有的优点都源于其不用固体固定相，具有广 泛的溶剂体系可供选择。其优点有： ①避免了样品在分离过程可能存在的变性问题； ②滞留在柱中的样品可以通过多种洗脱方式予以完全回收； ③粗样可以直接上样而不会对柱子造成任何损害； ④柱子可以用合适的溶剂很容易地洗清，可重复使用； ⑤通过改变溶剂体系，实现对不同极性物质的分离； ⑥比高效液相色谱的制备量大，而且费用低，因为其不需要 昂贵的色谱柱。
高速逆流色谱分离条件的优化
高速逆流色谱研究进展
主要内容
1.逆流色谱简介
2.高速逆流色谱分离原理及特点 3.高速逆流色谱分离条件的优化 4.高速逆流色谱的应用
逆流色谱简介
1.1

概念
逆流色谱是基于样品在两种互不混溶的溶剂之 间的分配作用，溶质中各组分在通过两溶剂相的过 程中因分配系数不同而得以分离。 它是一种不用固态支撑体的液-液分配色谱技 术，因此避免了样品的不可逆吸附、失活和变性等 问题。
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离心沉淀色谱
离心沉淀色谱是在管柱的中间加一层半透膜来 实现蛋白质等的连续沉淀分离。 它为生物大分子以及细胞等生物物质的分离开 辟了一条新的渠道。可用于利用密度梯度进行细胞 的分离，利用盐或pH梯度进行生物大分子的分离， 甚至利用有机溶剂进行小分子物质及其聚合物的沉 淀分离。

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螺线形圆盘式高速逆流色谱
逆流色谱简介
1.2
逆流色谱的发展 20世纪50年代 —逆流分溶法 20世纪70年代 —液滴逆流色谱 20世纪80年代 —高速逆流色谱 20世纪90年代 —PH-区带精制逆流色谱 1998年 ——离心沉淀色谱 2002年 ——螺线形圆盘式高速逆流色谱
逆流分溶法

它利用不同物质在所选择的两相溶剂中的分配 系数不同通过多次逆流分溶对物质进行分离。采用数 百个分离管进行操作，每一次操作后, 上层液体被转 移至盛有新的下层溶剂的分离管中，而往原分离管中 加入新的上层溶剂， 看起来好似两相的液体以相反 的方向流动，故称为逆流分溶法。 逆流分溶法存在些缺点，如使用玻璃仪器易破碎， 分离时间长， 需要连续稀释样品。
高速逆流色谱

高速逆流色谱是建立在的流体动力学平衡基础 上，利用螺旋管的高速行星式运动产生的不对称离 心力场，实现两相溶剂的充分保留和有效混合及分 配，从而实现物质在两相溶剂中的高效分离。
高速逆流色谱
图中 ①为恒流泵 ②为紫外检测仪 ③为恒温循环器 ④为高速逆流色谱主机

②
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源自文库
①
④
③
pH-区带精制逆流色谱
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液滴逆流色谱



液滴逆流色谱使流动相形成液滴, 通过作为固定相的液柱达到分离纯化 的目的。其装置一般由一组直立的、 小孔径的硅烷化玻璃管柱通过聚四氟 乙烯毛细管连接起来而组成的。 由于流动相形成的液滴, 在细玻 璃管中与固定相有效地接触，不断形 成新的表面, 促进溶质在两相溶剂中 的分配, 所以分离效果好, 且不产生 乳化现象。 液滴逆流色谱解决了操作自动化 的问题, 但仍存在分离时间长, 使用 易破碎的玻璃管, 分离度还不高等问 题。 *
HSCCC螺旋管内溶剂体系的区域分布图
高速逆流色谱分离原理及特点

右图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。图 ( a)所示为螺旋 管在连续转动的不同位置( Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)时，观察到的其中 两相分布情况。如图中箭头所 示,螺旋管柱在以角速度ω公转 的同时，以相同角速度和相同 方向自转。
2002年，Ito在第二届国际逆流色谱会议上提出 了一种将螺线形圆盘装置代替多层缠绕的螺旋管柱 的高速逆流色谱柱设计思想。 这种柱设计的优点是：将其装配到目前通用的 高速逆流色谱分离仪上，无论对含有机相体系还是 双水相聚合物体系都能达到良好的保留，尤其对双 水相聚合物体系的保留有显著的提高，且实现工业 化放大的可能性非常大。
高速逆流色谱分离原理及特点

HSCCC仪器的装置示意图如下，它的公转轴为 水平设置，螺旋管柱在距公转轴R 处安装，二轴线 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。
•HSCCC仪器装置示意图
高速逆流色谱分离原理及特点

对用选定溶剂体系的下相作流动相时，管柱里会出现如 图2所示的分布区带。在达到稳定的流体动力学平衡态后,柱 中呈现两个截然不同的区域：在靠近离心轴心大约有四分之 一的区域，呈现两相的激烈混合(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。
高速逆流色谱分离原理及特点

图( b)则表示将对应于不同位置( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ)的螺旋管拉直，以更明显地表示混合区域在螺旋 管内的移动，即每个混合区带都向螺旋管的首端行 进,其行进速率和管柱的公转速率相同。这表明，当 流动相恒速通过固定相时，在管柱内部的两溶剂相 都以极高的频率经历着混合和沉积分配过程。在 800rpm的转速下，混合和沉积的频率可达到13次/s。


pH-区带逆流色谱是分离制备离子型化合物的一种有效 方法。它利用溶质具有酸、碱特性来进行聚焦和分离，它具 有高分辨率，能分离和纯化许多具备酸碱特征的有机化合物， 并可用于制备克量级的分离等特点。 该技术的具体操作是，在样品溶液中加入微量的酸， 然后用碱性流动相以一定流速穿过固定相，由于酸碱反应， 最后两相达到平衡，以有机酸在固定相和流动相的浓度比来 标度分配系数。溶质的分配系数与标度值的差异决定了出峰 时间，从而实现分离。