CN104614457A - 一套中压制备型电色谱分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一套中压制备型电色谱分离装置；所述中压制备型电色谱分离装置包括沿电色谱液流流路依次连接的缓冲液系统、中压液相泵、进样器、电色谱柱、在线检测器、增压器、在线收集器；缓冲液系统通过梯度混合器与中压液相泵相连；进样器与电色谱柱间连接有安全电路；入口电极和出口电极分别连接在电色谱柱的入口端和出口端，高压电源通过入口电极和出口电极与电色谱柱并联。其中利用中压液相泵作为主要驱动力驱动流动相流过色谱柱，确保可以稳定地控制流动相的流速，增加稳定性；入口电极接高压电源的正极或负极，并在入口电极前方，设计加入可防止装置漏电的安全电路；在线检测器后方增加增压器，减小电解气泡体积，增加系统稳定性。

Description

一套中压制备型电色谱分离装置

技术领域

本发明属于生物及化学领域，涉及一套中压制备型电色谱分离装置。

背景技术

在新药研发领域，越来越多的活性小分子极性物质被发现，例如，活性小肽、寡糖、小分子核苷酸、有机酸，然而，这些物质的制备分离存在技术难点。这些物质都具有极性基团，不能在反相色谱柱上有效保留，因而不能被常规反相液相色谱分离纯化(StregeMA.Hydrophilic interaction chromatography-electrospray mass spectrometryanalysis of polar compounds for natural product drug discovery[J])。通常采用的离子交换色谱可以满足离子型化合物的分离，但不能同时分离非极性化合物，高盐洗脱液还增加除盐负担(Jones IL,Carta G.Ion exchange of amino acids anddipeptides on cation resins with varying degree of crosslinking.1.Equilibrium[J].Ind Eng Chem Res 1993,32:107-117)。高效毛细管电色谱技术兼备高效、稳定、自动化等优点，分离效率高，选择性强，可同时分离离子型、极性和非极性物质。但毛细管电色谱只能分析纳升级微量样品，甚至不能满足微克级样品的制备需求(Yan C.Dadoo R,Zhao H,et al.Capillary electrochromatography analysis of polycyclicaromatic-hydrocarbons[J].Anal Chem 1995,67:2026-2029)。

目前的毛细管电色谱仪主要由微流液相泵、高压电源、电极、进样器、填充毛细管、柱上检测器组成。一般采用微流液相泵驱动液体，泵驱动和电渗作用共同驱动流动相流过毛细管色谱柱；入口电极接地，以保护进样器等装置；出口电极可以接高压电源正极或负极，并且可以将出口电极和毛细管出口同时插入电色谱流出液收集瓶，实现通电。(颜流水,姚珈,王义明,罗国安等.智能化多功能毛细管电色谱仪的研制[J].现代科学仪器2001,6:39-43)。

要满足制备或半制备样品，色谱柱尺寸必须远大于毛细管柱；色谱柱的放大导致流量发生巨大变化，液流泵、高压电源、电极的添加方式、增加在线检测与收集装置等都具有新的特点和技术指标。

经检索，现有技术中，多用加压电色谱装置(CN99206093.1)、多通道加压毛细管电色谱生物样品分析仪(CN01219840.4)、一种多用加压毛细管电色谱装置(CN200610024107.5)、一种新型加压毛细管电色谱装置(CN200720071407.9)等都是关于高效加压毛细管电色谱装置的设计，经过设计微流控制器等不断改进的方法，仪器更适合准确、高效、稳定、微量的分析，甚至不能进行样品的微量制备。另外，制备型电层析分离化学物质和生物物质的仪器(CN200410084557.4)，可以实现收集电色谱分离的样品，属于低压制备型电色谱系统。由于系统压力小，电解产生的气泡只能依靠敞口电极室的设计来排除；而敞口设计造成分离系统不密闭，实际不能耐受较高压力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一套可以实现在线检测与收集样品的中压制备型电色谱装置，具体为一套中压制备型电色谱分离装置。本发明包括一套具有高压电源、缓冲液系统、梯度混合器、中压液相泵、进样器、安全电路、入口电极、电色谱柱、出口电极、在线检测器、增压器、在线收集器等部件的中压制备型电色谱装置。其中利用中压液相泵作为主要驱动力驱动流动相流过色谱柱，确保可以稳定地控制流动相的流速，增加稳定性；入口电极接高压电源的正极或负极，并在入口电极前方，设计加入可以防止装置漏电的安全电路，安全电路接地；出口电极接高压电源的零极，因此，可以直接连接在线检测与收集器；在在线检测器后方增加增压器，减小电解气泡体积，增加系统稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一套中压制备型电色谱分离装置；所述中压制备型电色谱分离装置包括沿电色谱液流流路依次连接的缓冲液系统、中压液相泵、进样器、电色谱柱、在线检测器、增压器、在线收集器；缓冲液系统通过梯度混合器与中压液相泵相连；进样器与电色谱柱之间连接有安全电路；入口电极和出口电极分别连接在电色谱柱的入口端和出口端，高压电源通过入口电极和出口电极与电色谱柱并联。

优选地，所述缓冲液系统为具有一定缓冲能力的溶液，包括酸、碱、盐、水溶性有机溶剂等成分。

优选地，所述中压液相泵包括一元泵、二元泵或四元泵；所述中压液相泵的液体驱动力为0.5～10MPa，流速为0.1～10mL/min。

优选地，所述进样器包括液相色谱用六通阀进样器；通过0.1～5毫升的进样环定量进样或采用5～100毫升非进样环的泵吸入方式进样。

优选地，所述电色谱柱为填充色谱固定相的色谱柱；所述固定相包括反相C18、硅胶、聚苯乙烯树脂、离子交换树脂、体积排阻树脂等；所述电色谱柱柱管材质为绝缘材质，如聚醚醚酮材质、耐压玻璃材质等类似绝缘耐压材质；所述电色谱柱内径为0.1～4厘米、高度为1～100厘米；所述电色谱柱具有冷却夹套。

优选地，所述在线检测器包括紫外检测器、示差检测器、pH值检测器、溶液电导检测器；所述在线检测器可以实现自动在线收集，也可以进行人工手动收集。

优选地，所述增压器为内径10～500微米的管线；所述增压器的增压范围为0.5～10MPa；所增加的压力的大小由管线的长度决定；所述增压器通过管线接头连接在在线检测器之后。

优选地，所述高压电源的直流电压为0.1～20千伏，电流为0～50mA，功率为0～500瓦；所述高压电源包括两种输出模式，即正极与零极输出模式、负极与零极输出模式。

优选地，所述入口电极和出口电极为惰性电极；进一步地，所述入口电极和出口电极的材质为铂金属；所述入口电极连接高压电源正极或负极，所述出口电极连接高压电源零极。

优选地，所述安全电路通过三通与电色谱液流流路连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明可以实现极性样品，包括小分子和大分子样品的电色谱分离与制备；

(2)电色谱技术是电泳技术与色谱技术的耦合，带电分子在电色谱柱中可以受到电泳迁移和色谱分配两种机制的作用，分离效率更高，可以同时分离离子型、极性和非极性的组分；

(3)中压液相泵的加入，增强了分离过程的可控性和重复性，可以为研究中压电色谱耦合机理提供必要的硬件支持，发展相关理论；

(4)该装置可以制备微克～克级样品，可以满足实验室研发阶段的样品需求量，提高研发效率，解决相关难点，尤其极性小分子物质的制备分离；

(5)该装置设计了增压器，可以大大增加电色谱过程的稳定性；

(6)该装置为制备型电色谱提供了必要的硬件支撑，可以此为基础，开发各种模式的电泳或电色谱技术，因此具有重要价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中压制备型电色谱装置各部件组成及连接顺序示意图；

其中，1是缓冲液系统，2是梯度混合器，3是中压液相泵，4是进样器，5是安全电路，6是电色谱柱，7是在线检测器，8是高压电源，8-1是正极或负极，8-2是零极，9是增压器，10是在线收集器，11是入口电极，12是出口电极，13是电色谱液流流路，14是冷却夹套；15是三通。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本发明提供一套安全稳定的中压制备型电色谱分离装置；所述中压制备型电色谱分离装置包括沿电色谱液流流路13依次连接的缓冲液系统1、中压液相泵3、进样器4、电色谱柱6、在线检测器7、增压器9、在线收集器10；缓冲液系统1通过梯度混合器2与中压液相泵3相连；进样器4与电色谱柱6之间连接有安全电路5；入口电极11和出口电极12分别连接在电色谱柱6的入口端和出口端，高压电源8通过入口电极11和出口电极12与电色谱柱6并联；

其中，缓冲液系统1为10％乙醇，10mM乙酸溶液(pH 3.5)；

所述中压液相泵3采用二元泵，液体驱动力为0.5MPa，流速为0.2mL/min；

所述进样器4为液相色谱用六通阀进样器，通过0.2毫升的进样环定量进样；

所述电色谱柱6的固定相为反相C18，柱管材质为聚醚醚酮，电色谱柱内径为1.0厘米、高度为10厘米，电色谱柱外设有冷却夹套14；

所述在线检测器7为紫外检测器；

所述在线收集器10是手动在线收集；

所述增压器9为内径75微米的管线；所述增压器9的增压范围为1.5～2.5MPa；

所述高压电源8采用正极8-1与零极8-2输出模式，电压8kV，电流1.0～1.2mA；

所述入口电极11和出口电极12材质为铂金属；所述入口电极11连接高压电源正极，所述出口电极12连接高压电源零极；

所述安全电路5通过三通15与电色谱液流流路13连接。

选用1mg尿嘧啶单磷酸核苷酸作为分离对象，采用本实施例提供的安全稳定的中压制备型电色谱分离装置进行分离，考察本装置的仪器稳定性，平行分离5次，得到的样品保留时间，峰面积的相对标准偏差分别为2.2％和0.7％。结果说明，电色谱仪器稳定，重复性好。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一套中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述中压制备型电色谱分离装置包括沿电色谱液流流路方向依次连接的缓冲液系统、中压液相泵、进样器、电色谱柱、在线检测器、增压器、在线收集器；缓冲液系统通过梯度混合器与中压液相泵相连；进样器与电色谱柱之间连接有安全电路；入口电极和出口电极分别连接在电色谱柱的入口端和出口端，高压电源通过入口电极和出口电极与电色谱柱并联。

2.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述缓冲液系统为具有缓冲能力的溶液，包括酸、碱、盐或水溶性有机溶剂。

3.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，

所述中压液相泵包括一元泵、二元泵或四元泵；所述中压液相泵的液体驱动力为0.5～10MPa，流速为0.1～10mL/min。

4.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述进样器包括液相色谱用六通阀进样器。

5.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述电色谱柱为填充色谱固定相的色谱柱，电色谱柱柱管材质为绝缘材质；所述电色谱柱内径为0.1～4厘米、高度为1～100厘米；电色谱柱具有冷却夹套。

6.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述在线检测器包括紫外检测器、示差检测器、pH值检测器或溶液电导检测器。

7.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，

所述增压器为内径10～500微米的管线；所述增压器的增压范围为0.5～10MPa。

8.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述高压电源的直流电压为0.1～20千伏，电流为0～50mA，功率为0～500瓦；所述高压电源包括两种输出模式，即正极与零极输出模式、负极与零极输出模式。

9.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述入口电极和出口电极为惰性电极。

10.根据权利要求1所述的中压制备型电色谱分离装置，其特征在于，所述安全电路通过接地三通与电色谱液流流路连接。