CN101949900B

CN101949900B - 全二维超高压高效液相色谱分离系统

Info

Publication number: CN101949900B
Application number: CN 201010256470
Authority: CN
Inventors: 丁丽; 谢复炜; 王昇; 郭吉兆; 颜权平; 余晶晶; 刘绍锋; 张晓兵
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: CN101949900A

Abstract

全二维超高压高效液相色谱分离系统，包括液相色谱溶剂输送泵、液相色谱柱和定量环、二位十通阀、检测器及进样器构成。本发明通过超高压液相色谱溶剂输送泵、高压十通阀和超高压液相色谱柱的引入，实现第二维色谱的快速分离，满足全二维色谱对第二维色谱分离速度的要求，实现全二维液相色谱分离系统的超强分离能力。其特点在于：第一维使用窄内径的长柱，可以使第一维在低流速下使样品保持一定的分离度，而且低流速使第一维流出液充满定量环的时间延长，留给第二维足够的分离时间。第二维使用细粒径的超高压色谱短柱，可以使样品在第二维上实现快速高效分离。本发明通过采用不同固定相的色谱柱组合，可以实现对环境、植物、代谢组学等样品的快速有效分离。

Description

全二维超高压高效液相色谱分离系统

技术领域

本发明涉及一种高效液相色谱分离系统，具体地说是一种超高压快速液相色谱为第二维的全二维高效液相色谱分离系统。

背景技术

随着现代生命科学、食品安全、环境监测以及医疗卫生的发展，复杂样品体系的分离成为分析化学研究的重要方向。与一维色谱相比，多维色谱技术大大提高了整个分离系统的峰容量和分离选择性，成为复杂体系分离分析的研究热点。多维液相色谱是将样品的第一维色谱柱的洗脱液依次注入后续维的色谱柱进行进一步分离的液相色谱联用技术。这种分离技术利用两种或两种以上不同分离机理的色谱柱进行样品的正交分离。传统的二维液相色谱是采用中心切割技术，只对第一维洗脱产物中感兴趣的组分进行切割，收集后再进入第二个模式的色谱柱分析，这种技术不能得到第一维洗脱产物全部组分的信息，同时收集再进样容易造成样品的污染和浪费，而且分析时间较长。与此相比，全二维液相色谱(Comprehensive Two Dimensional Liquid Chromatography)克服了中心切割技术的弊端，使一维洗脱产物全部进入到第二维模式中继续分析，同时也实现了在线分析和自动化操作将分离机理不同的色谱柱组合在一起，实现样品的分离。

全二维液相色谱由采用不同分离机理色谱柱的一维分离系统通过一定的切换模式结合而成，切换阀是常见的切换模式，通常有3种接口形式：1.样品存储环切换，2.捕集柱切换，3.平行柱交替切换。对于样品存储环切换技术，存储环的切换周期就是第二维色谱的分离时间。对于全二维色谱，为了使存储环的体积与第二维色谱的分离时间匹配，通常采取减小第一维流速和加快第二维色谱分离的方法。目前主要采用整体柱为第二维柱，加快第二维的分离时间，但是，由于整体柱流速过大，会造成后续进样样品的稀释，降低样品检测灵敏度。然而，目前细颗粒的超高压液相色谱柱可以在相对较低流速和不损失柱效的情况下实现快速分离，所以超高压液相色谱非常适合作为全二维液相色谱的第二维。而且，二维分离的时间主要由第二维色谱分离的时间决定。如果采用短柱超高压液相色谱作为第二维色谱柱，那么第二维的分析时间大大缩短，第一维的柱流出物切割到第二维柱的周期相应缩短，不仅可以避免第一维的分离度在第二维上的损失，而且可以大大加快二维色谱系统的分析时间。

常规液相色谱泵耐受压力为400bar，与之匹配的切换阀耐受压力为400bar，由于超高压切换阀(耐受压力为600bar)的商品化，使用超高压液相色谱泵和细粒径超高压色谱短柱作为全二维液相色谱的第二维可以实现二维色谱的快速有效分离。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术的状况而提供一种全二维液相色谱分离系统，通过超高压液相色谱溶剂输送泵、超高压十通阀和超高压液相色谱柱的引入，实现第二维色谱的快速分离，满足全二维色谱对第二维色谱分离速度的要求，实现全二维液相色谱分离系统的超强分离能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的全二维超高压高效液相色谱分离系统，包括液相色谱溶剂输送泵、液相色谱柱和定量环、二位十通阀、检测器及进样器构成，其中：液相色谱溶剂输送泵有两个：一个为常规高压液相色谱溶剂二元泵，另一个为超高压液相色谱溶剂二元泵；液相色谱柱有两个：一个为常规高压液相色谱柱，另一个为超高压液相色谱柱；常规高压液相色谱溶剂二元泵输出端通过进样器与二位十通阀的④位相连，超高压液相色谱溶剂二元泵输出端与二位十通阀的②位相连，超高压液相色谱柱输入端连接于二位十通阀的⑦位，输出端与检测器相连，在二位十通阀的⑤位和⑧位之间、③位和⑩位之间分别连接有定量环，二位十通阀的①位和⑥位之间通过管线连通，二位十通阀的⑨位为废液口。

在本发明中，所述常规高压液相色谱柱为第一维色谱柱，可以是正相色谱柱或反相色谱柱中的任意一种，为内径1mm，柱长25cm的窄径长柱。所述超高压液相色谱柱为第二维色谱柱，是反相色谱柱，粒径为1.8μm或2.7μm，柱长为50mm的短柱。二位十通阀为超高压二位十通阀。

本发明的分离过程主要是将第一维色谱柱的流出液存储于十通阀的定量环，再通过十通阀切换到第二维色谱柱上，实现进一步分离后进入检测器检测。

本发明的特点在于：

第一维使用窄内径的长柱，可以使第一维在低流速下使样品保持一定的分离度，而且低流速使第一维流出液充满定量环的时间延长，留给第二维足够的分离时间。第二维使用细粒径的超高压色谱短柱，可以使样品在第二维上实现快速高效分离，满足全二维色谱对第二维分离的要求。本发明提供了一种全二维液相色谱分离系统，通过采用不同固定相的色谱柱组合，可以实现对环境、植物、代谢组学等样品的快速有效分离。

附图说明

图1为本发明系统的结构及操作流程示意图(采用状态)。

图2为本发明系统的结构及操作流程示意图(进样状态)。

图中序号：1、常规高压液相色谱二元泵(耐受压力400bar)，2、进样器，3、常规高压液相色谱柱(耐受压力400bar)，4、超高压二位十通阀(耐受压力600bar)，5、定量环，6、定量环，7、超高压液相色谱柱(耐受压力＞600bar)，8、超高压液相色谱二元泵(耐受压力600bar)，9、检测器。

图3为本系统对混合标样(见实例)的一维分离色谱图：共37种标样(名称见实例部分)。

图4为本系统对混合标样的第二维分离色谱图：共37种标样。

图5为本系统对混合标样的二维分离色谱图：共37种标样。

具体实施方式

本发明以下将结合附图(实施例)作进一步描述：

如图1、2所示：本发明的全二维超高压高效液相色谱分离系统，包括液相色谱溶剂输送泵、液相色谱柱和定量环、二位十通阀4及进样器2构成，其中：液相色谱溶剂输送泵有两个：一个为常规高压液相色谱溶剂二元泵1，另一个为超高压液相色谱溶剂二元泵8；液相色谱柱有两个：一个为常规高压液相色谱柱3，另一个为超高压液相色谱柱7；常规高压液相色谱溶剂二元泵输出端通过进样器与二位十通阀4的④位相连，超高压液相色谱溶剂二元泵输出端与二位十通阀的②位相连，超高压液相色谱柱输入端连接于二位十通阀的⑦位，输出端与检测器相连，在二位十通阀的⑤位和⑧位之间、③位和⑩位之间分别连接有定量环5、6，二位十通阀的①位和⑥位之间通过管线连通，二位十通阀的⑨位为废液口。

所述常规高压液相色谱柱3为第一维色谱柱，可以是正相色谱柱或反相色谱柱中的任意一种，为内径1mm，柱长25cm的窄径长柱。所述超高压液相色谱柱7为第二维色谱柱，是反相色谱柱，粒径为1.8μm或2.7μm，柱长为50mm的短柱。所述二位十通阀为超高压二位十通阀

本发明的十通阀有两种工作状态，图1为其采样状态，此时，十通阀的④-⑤、⑥-⑦位、⑧-⑨位、⑩-①位和②-③位连通。第一维色谱柱3的流动相由二元泵1驱入进入自动进样器2，第一维色谱柱的分离组分通过十通阀4的④位进入定量环5，第二维色谱柱7的流动相由超高压液相色谱二元泵8经过定量环6驱入。图2为其进样状态，此时，十通阀的③-④位、⑤-⑥位、⑦-⑧位、⑨-⑩位和①-②位连通。第-维色谱柱3的流动相由二元泵1驱入进入自动进样器2，第一维色谱柱的分离组分通过十通阀4的④位进入定量环6，同时定量环5中的组分在超高压液相色谱二元泵8驱入的流动相下进入第二维色谱柱7实现进一步分离，在检测器9中检测。十通阀以一定的切换周期切换进入上述的两种工作状态，第一维色谱柱的流出物进入定量环的同时，另一根定量环存储的上一周期第一维色谱柱流出物则在超高压液相色谱二元泵8的流动相驱动下进入第二维色谱柱7，如此往复循环。二元泵1和8可以根据样品分析需要选择是否梯度洗脱。

实例：

配制含37个组分的标准样品混合溶液，1.1，3-difluorobenzene(1，3-二氟代苯)，2.nonanophenone(壬苯酮)，3.nitrobenzene(硝基苯)，4.benzyl butylphthalate(邻苯二甲酸苄基丁酯)，5.2，4-dinitrochlorobenzene(1-氯-2，4-二硝基苯)，6.thioanisole(苯甲硫醚)，7.bromobenzene(溴苯)，8.acetophenone(苯乙酮)，9.1，4-bis(trifluoromethyl)benzene(1，4-双(三氟甲基)苯)，10.octanophenone(苯辛酮)，11.1，3-bis(trifluoromethyl)benzene(1，3-双(三氟甲基)苯)，12.anisole(苯甲醚)，13.butylbenzene(正丁基苯)，14.ethylbenzene(乙苯)，15.hexanophenone(正己基苯)，16.heptanophenone(正庚基苯)，17.fluorobenzene(氟苯)，18.a，a，a，-trifluotoluene(a，a，a-三氟甲苯)，19.diethyl phthalate(邻苯二甲酸二乙酯)，20.triptycene(三蝶烯)，21.indolebenzene(碘苯)，22.benzene(苯)，23.pentylbenzene(amylbenzene)(苯)，24.hexylbenzene(正己基苯)，25.chlorobenzene(氯苯)，26.1，3，5-trichlorobenzene(1，3，5-三氯苯)，27.decanophenone(癸苯酮)，28.heptylebenzene(正庚基苯)，29.terphenyl(三联苯)，30.valerophenone(苯戊酮)，31.naphthalene(萘)，32.triphenylmethane(三苯甲烷)，33.1，2-difluorobenzene(1，2-二氟代苯)，34.diphenylmethane(二苯甲烷)，35.propylbenzene(正丙基苯)，36.1，4-difluobenzene(1，4-二氟代苯)，37.pyrene(芘)。

第一维色谱条件：色谱柱Inertsil HPLC CN色谱(5μm，1.0mm×250mm)，A相为水，B相为乙腈。梯度条件：开始15％B，保持5分钟，第8分钟为40％B，40分钟为50％B。流速为100μL/min，检测器检测波长为210nm。分离色谱图见.图3。

第二维色谱分离条件：色谱柱Poroshell 120 C18色谱柱(2.7μm，4.6mm×50mm)，A相为水，B相为乙腈。梯度条件：开始20％B保持5分钟，8分钟后为40％B，12分钟为45％B，20分钟为60％B，30分钟为82％B，35分钟为90％B，40分钟为93％B。流速为3.5mL/min。检测器检测波长为210nm。

定量环的定量体积为100μL，切换周期为1min。

第二维分离色谱图见图4。通过sigmaplot软件转换之后的二维色谱图见图5。

Claims

1.一种全二维超高压高效液相色谱分离系统，包括液相色谱溶剂输送泵、液相色谱柱和定量环、超高压二位十通阀、检测器及进样器构成，其特征在于：液相色谱溶剂输送泵有两个：一个为常规高压液相色谱溶剂二元泵，另一个为超高压液相色谱溶剂二元泵；液相色谱柱有两个：一个为常规高压液相色谱柱，该常规高压液相色谱柱为第一维色谱柱，可以是正相色谱柱或反相色谱柱中的任意一种，为内径1mm，柱长25cm的窄径长柱；另一个为超高压液相色谱柱，该超高压液相色谱柱为第二维色谱柱，是反相色谱柱，粒径为1.8μm或2.7μm，柱长为50mm的短柱；常规高压液相色谱溶剂二元泵输出端通过进样器与二位十通阀的④位相连，超高压液相色谱溶剂二元泵输出端与二位十通阀的②位相连，超高压液相色谱柱输入端连接于二位十通阀的⑦位，输出端与检测器相连；在二位十通阀的⑤位和⑧位之间、③位和⑩位之间分别连接有定量环，二位十通阀的①位和⑥位之间通过管线连通，二位十通阀的⑨位为废液口。