CN104034831B - 带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统 - Google Patents
带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统，支架被固定在外壳的中部；填充好的毛细管液相色谱柱被盘绕在支架上，其柱两端分别从外壳的边缘预留的小孔中伸出；毛细管装好后，在毛细管柱和外壳之间填充保温材料；控制面板被固定在外壳的中部，并与置于毛细管柱圈内并靠近柱的热电偶，被固定在毛细管柱圈内的控温模块及作为柱系统外壳一部分的半导体热电制冷片连接。本发明的系统制作简单，价格低廉。将超长毛细管柱与控温系统结合，升高柱温，可以有效降低流动相黏度，减小反压，加快两相间传质速率，便捷、高效实现样品分离。
Description
【技术领域】
本发明涉及色谱柱技术领域，具体地说，是一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统。
【背景技术】
液相色谱仪是科学研究和工农业生产控制中应用最广泛的分析仪器。利用较高的压力提供液相色谱的高效性一直是其主要手段，而温度作为液相色谱分离的一项重要参数一直没有得到人们的足够重视[文献1.CuiruZhu，DavidM.Goodall，StephenA.C.Wren..LCGC，2005,23(1)：54-72.]。常规液相色谱在室温附近操作，由于溶质分子在液相中的传质阻力比在气相中高很多，所能够使用的实际柱长度受反压限制，因而液相色谱的整体绝对柱效较低，分析时间更长。升高柱温是提高液相色谱分离效率的重要手段[文献2.AntiaFD，HorvathC.Chromatogra，1988,435(1)：1-15]，已有诸多高温液相色谱装置及方法被发展。
由于较长的填充柱，尤其采用小粒径固定相填充的色谱柱反压非常大[文献3GreibrokkT，AndersenT，J.Chromatogr.，2003，1000：743-755].对于长柱而言，为了提高其柱效，可以采用毛细管电色谱的方法以电渗流为推动力解决反压过大的问题[文献4.PretoriusV，HopkinsBJ，SchiekeJD.，JChromatogr.，1974(99)：23-30]，但因场强的限制也不能采用过长的柱子。
在气相色谱中，温度是调节选择性的最有效方法，其采用的毛细管柱甚至可以达到100m以上。液相色谱中，通常温度对分离选择性的调节不敏感，且可能由于样品的纵向扩散导致柱效降低。
温度对液相色谱分离的作用包括诸多方面。蛋白质、多肽分子较大，温度对其纵向扩散的影响较小，且蛋白质组学研究样品复杂，所需的峰容量和分离柱效较大，升高柱温，可以有效降低流动相黏度，减小反压，加快两相间传质速率，有利于分离。目前所使用的液相色谱柱恒温箱长度一般小于50cm，对于超长毛细管并不适用，而且不能很好的固定毛细管柱。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统，其包含超长的毛细管液相色谱柱，支架，外壳，控温模块，保温层，半导体热电制冷片，热电偶，控制面板和外接电源；其特征在于，支架被固定在外壳的中部；填充好的毛细管液相色谱柱被盘绕在支架上，其柱两端分别从外壳的边缘预留的小孔中伸出；毛细管装好后，在毛细管柱和外壳之间填充保温材料；控制面板被固定在外壳的中部，并与置于毛细管柱圈内并靠近柱的热电偶，被固定在毛细管柱圈内的控温模块及作为柱系统外壳一部分的半导体热电制冷片连接。
所述的超长的毛细管液相色谱柱的长度为50～1000cm、盘绕直径为3～10cm；外壳的材质为金属或塑料，直径较毛细管柱为1～2cm；
所述的半导体热电制冷片使毛细管柱温达到40～800C，通过反向接通电源，也可以使色谱柱快速降温。
所述的系统由外接电源供电，并由开关控制，指示灯显示电路通断；热电偶检测到的温度会在数字温度显示器中显示，并把测得的温度传送到温度控制器，与设定的温度进行比较；若高于设定温度，则温度控制器，向继电器输入高电平，使通过半导体热电制冷片的电流由n极流向p即，半导体吸收热量，对系统进行冷却；若低于设定温度，则控制器向继电器输入低电平，使通过半导体热电制冷片的电流由p极流向n极，半导体放出热量，对系统进行加热。
一种自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统具体制备及使用方法如下：
1)支架被固定在外壳的中部；填充好的长度为50cm-1000cm超长毛细管柱被盘绕在支架上，盘绕直径为3cm-10cm，其柱两端分别从外壳边缘预留的小孔中伸出，分别连接流动相以及检测装置；毛细管装好后，在毛细管柱和外壳之间填充保温材料；控制面板被固定在外壳的中部，并与置于毛细管柱圈内并靠近柱的热电偶、被固定在毛细管柱圈内的控温模块及作为柱系统外壳一部分的半导体热电制冷片连接。
2)首先，对该柱系统的温度进行预设；然后，热电偶把测得的温度传送到温度控制器，与设定的温度进行比较。若高于设定温度，则控制器向继电器输入高电平，使通过半导体的电流由n极流向p极，半导体吸收热量，对系统进行冷却；若低于设定温度，则控制器向继电器输入低电平，使通过半导体的电流由p极流向n极，半导体放出热量，对系统进行加热。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明带有自控温装置的柱系统制作简单，价格低廉。将超长毛细管柱与控温系统结合，升高柱温，可以有效降低流动相黏度，减小反压，加快两相间传质速率，便捷、高效实现样品分离。
【附图说明】
图1为本发明的俯视示意图；
图2为本发明的正视示意图；
图3为本发明的电路连接示意图。
附图中的标记为：1.毛细管液相色谱柱，2.毛细管柱的支架，3.外壳，4.控温模块，5.保温层，6.半导体热电制冷片，7.热电偶，8.控制面板，9.外接电源，10.温度控制器，11.数字温度显示器，12.继电器，13.指示灯，14.开关。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统的具体实施方式。
实施例1
如图1、图2、图3所示，自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统由超长毛细管液相色谱柱(1)、毛细管柱的支架(2)、外壳(3)、控温模块(4)、保温层(5)、半导体热电制冷片(6)、热电偶(7)，控制面板(8)和外接电源(9)组成。支架(2)被固定在外壳(3)的中部；填充好的超长毛细管柱(1)被盘绕在支架(2)上，其柱两端分别从外壳(2)边缘预留的小孔中伸出；毛细管装好后，在毛细管柱(1)和外壳(2)之间填充保温材料(5)；控制面板(8)被固定在外壳(2)的中部，并与置于毛细管柱圈内并靠近柱的热电偶(7)、被固定在毛细管柱圈内的控温模块(4)及作为柱系统外壳一部分的半导体热电制冷片(6)连接。
整个仪器由外接电源(9)供电，并由开关(13)控制、指示灯(14)显示电路通断。热电偶(7)检测到的温度会在控制面板(8)显示，并把测得的温度传送到温度控制器(10)，与设定的温度进行比较。若高于设定温度，则控制器向继电器(12)输入高电平，使通过半导体(6)的电流由n极流向p极，半导体吸收热量，对系统进行冷却；若低于设定温度，则控制器向继电器输入低电平，使通过半导体的电流由p极流向n极，半导体放出热量，对系统进行加热。
三个支架之间连线形成等边三角形，并使盘绕半径为10cm。采用100μmid×375μmod毛细管，烧制塞子后，把粒径为18μm的C18硅胶填料填充在毛细管柱中，有效柱长为1m。
配置0.5mg/ml的细胞色素C、牛血清白蛋白、肌红蛋白以及卵白蛋白的混合溶液，以含有50％ACN的磷酸二氢钾缓冲液为流动相(pH＝7,10mmol/L)，紫外检测波长为214nm，流动相流速为0.2μL/min，然后调节柱温为50℃，对蛋白质混合溶液进行分离。与未使用该装置的结果相比发现，柱子的理论塔板数提高48％，最佳线速度提高2.6倍，柱反压减少了3倍多。
这种柱系统结构简单使用方便，成本低廉，适用范围广。
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 (2)
1.一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统，其包含超长的毛细管液相色谱柱，支架，外壳，控温模块，保温层，半导体热电制冷片，热电偶，控制面板和外接电源；其特征在于，支架被固定在外壳的中部；填充好的毛细管液相色谱柱被盘绕在支架上，其柱两端分别从外壳的边缘预留的小孔中伸出；毛细管装好后，在毛细管柱和外壳之间填充保温材料；控制面板被固定在外壳的中部，并与置于毛细管柱圈内并靠近柱的热电偶，被固定在毛细管柱圈内的控温模块及作为柱系统外壳一部分的半导体热电制冷片连接；
所述的半导体热电制冷片使毛细管柱温达到40～80℃，通过反向接通电源，使色谱柱快速降温；
所述的系统由外接电源供电，并由开关控制，指示灯显示电路通断；热电偶检测到的温度会在数字温度显示器中显示，并把测得的温度传送到温度控制器，与设定的温度进行比较；
所述的超长的毛细管液相色谱柱的长度为50～1000cm、盘绕直径为3～10cm。
2.如权利要求1所述的一种带自控温的超长蛋白质、多肽分离毛细管液相色谱柱系统的应用方法，其特征在于，首先，对色谱柱系统的温度进行预设；然后，热电偶把测得的温度传送到温度控制器，与设定的温度进行比较；若高于设定温度，则控制器向继电器输入高电平，使通过半导体的电流由n极流向p极，半导体吸收热量，对系统进行冷却；若低于设定温度，则控制器向继电器输入低电平，使通过半导体的电流由p极流向n极，半导体放出热量，对系统进行加热。
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