CN101791491A - 一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，通过六通阀及软件将两个一维低、中、高压制备液相色谱系统有机结合；第二维系统使用的压力不低于第一维分离系统。当第一与第二维系统均为低压或中压制备液相色谱系统时，通过切换六通阀，使目标物经第一维分离后直接进入第二维色谱柱，进行第二维分离；当第二维分离系统使用的压力高于第一维分离系统时，在六通阀上接一捕集柱，目标物经第一维分离后吸附于捕集柱柱头，然后进入第二维色谱柱，进行第二维分离。本发明优点是：解决了进样量与分离能力之间的矛盾，保证大进样量的同时大大提高了制备色谱系统的分离能力；系统结构简单，易于搭建；操作简便，易于实现自动化；应用范围广。

Description

一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统
【技术领域】
本发明涉及制备液相色谱系统领域，具体地说，是一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统。
【背景技术】
制备液相色谱是以获取纯样品为目的的一种分离技术，自20世纪30年代应用于色素的分离至今，得到了长足发展。20世纪80年代高效制备液相色谱在医药工业中有了迅速的发展，90年代在蛋白的分离纯化上得到大量应用。如今，制备色谱几乎在社会生产生活的各个领域均有应用，如次生类代谢产物、天然产物、大分子化合物及某些重要的药用生物活性蛋白、生物治疗品与诊断试剂的分离纯化。但是，与分析色谱相比，制备液相色谱分离效率不高，不能满足高纯度、高产量的需求。于是，人们致力寻找一种高分离效率的制备色谱模式，降低生产成本，得到高纯的样品。进样量与分离效率是液相制备色谱的两个重要指标，而进样量增加，会降低分离效率。为了同时兼顾进样量和分离效率，曾有人提出将一根大内径柱与一根小内径柱串联，其认为前面大内径柱能提供大的柱容量，后面小内径柱提供有效的分离。但是结果表明该方法不是一个有效的途径。2005年，关亚风等发明了一种内径逐渐缩小的锥形柱。此内径逐渐缩小的锥形柱，选择合适的锥角，使色谱谱带流型接近筛子状流型，其上样量大同时能有效提高柱效。但是该色谱柱提高的柱效有限，对一些复杂物质分离效果不尽人意。
二维液相色谱(2D-LC)是将相互独立的两支色谱柱串联起来构成的分离系统。样品经过第一维色谱柱分离后进入切换接口中，通过接口的富集、浓缩以及切割后进入第二维色谱柱继续分离。在一维系统中不能完全分离的组分，有可能在二维系统中得到较好的分离，因此整个二维系统的分离能力，系统分辨率、峰容量较一维色谱系统得到了大大提高。在制备色谱中，有人首先将样品用低压制备液相色谱粗分，将收集的洗脱液浓缩后，再以中、高压液相色谱分离。这种方法操作复杂费时费力，且浪费大量溶剂，生产成本高。至今，还没有人将低、中、高压制备液相色谱系统结合构建在线二维制备液相色谱系统，用于规模化制备生产。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，包含第一维分离系统和第二维分离系统；第一维分离系统与第二维分离系统通过六通阀进行连接；第一维分离系统使用低或中压制备液相色谱系统，第二维分离系统使用低、中、高压制备液相色谱系统；第二维系统使用的压力不低于第一维分离系统；
当第一与第二维分离系统均为低压或中压制备液相色谱系统时：六通阀1号位通过三通与第一维色谱柱出口端及其检测器相连，4号位与第二维色谱柱进口端相连，5号位与第二维输液泵相连，2、3号位通过外管路相连，6号位外接废液收集装置；初始状态六通阀1与6、2与3、4与5号位相通，第一维分离系统的检测器对样品分离情况进行实时监测，当目标物从第一维分离系统中洗脱下来时，切换六通阀，使得1与2、3与4、5与6号位相通，目标物直接进入第二维色谱柱；然后再次切换六通阀，使其恢复初始状态，后于目标物洗脱的物质进入废液收集装置，同时进行第二维分离；分离后的样品经检测器检测确认后进行收集。
当第二维分离系统使用的压力高于第一维分离系统时：六通阀1号位通过三通与第一维色谱柱出口端及其检测器相连，4号位与第二维色谱柱进口端相连，2、5号位之间接一捕集柱，3号位与第二维输液泵相连，6号位外接废液收集装置；初始状态六通阀1与6、2与3、4与5号位相通，第一维分离系统的检测器对样品分离情况进行实时监测，当目标物从第一维分离系统中洗脱下来时，切换六通阀，使得1与2、3与4、5与6号位相通，目标物吸附于捕集柱柱头；然后再次切换六通阀，使其恢复初始状态，将目标物冲洗入第二维色谱柱，进行第二维分离；分离后的样品经检测器检测确认后进行收集。
所述的在线二维制备液相色谱系统中第一维分离系统为等度或梯度低、中压制备液相色谱系统，第二维分离系统为等度或梯度低、中、高压制备液相色谱系统，第二维系统使用的压力不低于第一维分离系统。第一与第二维分离系统中使用的检测器，可以为制备型紫外-可见检测器、荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器及电导检测器等各种检测器；第一与第二维分离系统中使用的色谱柱，为玻璃、PEEK或不锈钢色谱柱。
所述在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统使用的固定相可以是各种规格的聚合物材料及颗粒、硅胶以及原位聚合的整体材料，包括：反相填料、正相填料、离子交换树脂填料、体积排阻填料、整体填料、手性填料以及亲和填料等。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明通过六通阀以及软件将两个低、中、高压制备液相色谱系统有机组合构成在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其第一维分离系统为低、中压制备液相色谱系统，第二维分离系统为低、中、高压制备液相色谱系统，保证大进样量的同时大大提高系统分离能力；
(2)本发明的目标物经第一维分离后直接或被捕集柱富集后进入第二维分离系统，进一步分离纯化，一次进样即可拿到纯品，能节省溶剂处理步骤，节约大量时间、溶剂及人力，降低生产成本；
(3)本发明操作简单，易于实现自动化。进样之后仅需切换两次六通阀，即可完成在线二维分析；
(4)本发明的应用范围广，可以用于天然产物的分离纯化、生物样品的分离纯化、药物的分离及手性样品的分离，特别适合于微量样品的分离纯化。
【附图说明】
图1为本发明实施例1系统结构示意图；
图2为本发明实施例2系统结构示意图；
图3为本发明实施例2样品HPLC分析色谱图；
图4为本发明实施例2第一维分离系统色谱图；
图5为本发明实施例2第二维分离系统色谱图。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统的具体实施方式。
实施例1
如附图1所示，一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，由两个低压分离系统及连接两个分离系统的六通阀组成，六通阀1号位通过三通与第一维色谱柱(column 1)出口端及检测器UV1相连，4号位与第二维色谱柱(column 3)进口端相连，5号位与第二维输液泵(Pump C，Pump D)相连，2、3号位通过外管路相连，6号位外接废液收集装置。
初始状态六通阀1与6、2与3、4与5号位相通，样品进入第一维色谱柱(column 1)，泵A(Pump A)与泵B(Pump B)运输第一维流动相对其进行洗脱，第一维检测器(UV1)在线检测，洗脱液直接进入废液收集装置；当目标物被洗脱下来时，切换六通阀，使得1与2、3与4、5与6号位相通，目标物经2、3号位进入第二维色谱柱(column 3)；当目标物被完全洗脱出来后，再次切换六通阀，使其恢复初始状态，泵C(Pump C)与泵D(Pump D)输运第二维流动相进行第二维分离，经检测器确定目标物后进行收集。
实施例2
请参见附图2～5，样品：氟苯尼考，目标物为其中一低含量杂质，原样HPLC分析色谱图如图2所示。
系统组成：一种在线低、高压混合二维制备液相色谱系统，column 1为30mm×300mm的玻璃色谱柱，内装有50μm的C18填料；column 2为5mm×50mm不锈钢色谱柱，填料为30μm的C18色谱固定相；column 3为装添5μm的C18填料的10mm×250mm不锈钢色谱柱。UV1及UV2均为双波长紫外检测器。
色谱条件：检测波长为225nm、230nm。第一与第二维色谱系统均使用水、甲醇为流动相，梯度洗脱。
参照附图4，即为使用本发明系统分离氟苯尼考得到的第二维色谱图。
本发明解决了进样量与分离能力之间的矛盾，保证大进样量的同时大大提高了制备色谱系统的分离能力；系统结构简单，易于搭建；操作简单，易于实现自动化；不仅能大大降低制备过程的生产成本，而且通用性好，应用范围广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其特征在于：以六通阀为接口，将两个制备液相色谱系统结合组成在线二维制备液相色谱系统，用于规模化制备生产；第一维分离系统使用低或中压制备液相色谱系统，第二维分离系统使用低、中、高压制备液相色谱系统；第二维分离系统使用的压力不低于第一维分离系统。
2.如权利要求1所述的一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其特征在于，当第一与第二维分离系统均为低压或中压制备液相色谱系统时：六通阀1号位通过三通与第一维色谱柱出口端及其检测器相连，4号位与第二维色谱柱进口端相连，5号位与第二维输液泵相连，2、3号位通过外管路相连，6号位外接废液收集装置；初始状态六通阀1与6、2与3、4与5号位相通，第一维分离系统的检测器对样品分离情况进行实时监测，当目标物从第一维分离系统中洗脱下来时，切换六通阀，使得1与2、3与4、5与6号位相通，目标物直接进入第二维色谱柱；然后再次切换六通阀，使其恢复初始状态，后于目标物洗脱的物质进入废液收集装置，同时进行第二维分离；分离后的样品经检测器检测确认后进行收集。
3.如权利要求1所述的一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其特征在于，当第二维分离系统使用的压力高于第一维分离系统时：六通阀1号位通过三通与第一维色谱柱出口端及其检测器相连，4号位与第二维色谱柱进口端相连，2、5号位之间接一捕集柱，3号位与第二维输液泵相连，6号位外接废液收集装置；初始状态六通阀1与6、2与3、4与5号位相通，第一维分离系统的检测器对样品分离情况进行实时监测，当目标物从第一维分离系统中洗脱下来时，切换六通阀，使得1与2、3与4、5与6号位相通，目标物吸附于捕集柱柱头；然后再次切换六通阀，使其恢复初始状态，将目标物冲洗入第二维色谱柱，进行第二维分离；分离后的样品经检测器检测确认后进行收集。
4.如权利要求1所述的一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其特征在于，所述在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统使用的固定相为各种规格的聚合物材料及颗粒、硅胶以及原位聚合的整体材料，包括：反相填料、正相填料、离子交换树脂填料、体积排阻填料、整体填料、手性填料以及亲和填料。
5.如权利要求1所述的一种在线低、中、高压结合的二维制备液相色谱系统，其特征在于，所述的液相色谱系统应用于天然产物的分离纯化、生物样品的分离纯化、药物的分离及手性样品的分离。
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