CN105758976A - 一种样品在线浓缩装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种样品在线浓缩装置及其使用方法，样品在线浓缩装置由浓缩池、加热元件、温度传感器、温度控制器、超声波振子、超声波发生器、真空泵、液相色谱六通进样阀等部件组成。样品浓缩处理时，温度传感器和加热元件组成的温度模块能将浓缩池温度保持恒定，在真空泵作用下气流从浓缩池上的进气口流入浓缩池、带有溶剂的气体从浓缩池上的出气口被抽出，在加热和超声波振子的辅助作用下，溶剂快速挥发，浓缩后的样品汇集在浓缩池底部，通过底部的出液管转移进入色谱仪进行分析工序。本发明结构简单、技术成熟、自动化程度高、省去了大量繁琐人工操作，特别适用于药物及常规有机化合物的二维色谱分离。

Description

一种样品在线浓缩装置及其使用方法

技术领域

本发明属于有机物染或药品分析领域，主要涉及有机目标有机物或药物样品的分析前处理，是一种实验室规模(500mg内)高纯度分析化学标准品的纯化精制过程，可将低纯度原料精制为高纯度分析标准品，特别是采用二维色谱法分离分析有机化合物所用的一种装置及使用方法。

背景技术

高纯度的标准品是进行各种定性定量分析的重要物质保障。高效制备色谱当前广泛被使用的一种纯化技术。相对于重结晶等常规纯化方法，高效制备色谱具有分离度好、速度快等优点。为进一步提升液相色谱的分离效力，二维色谱技术成为色谱领域的研究热点，近来分析型二维液相色谱已经出现并取得了良好的应用效果。在此背景下，研制制备型二维液相色谱成为分离纯化技术发展的趋势之一。目前自动化程度较高的制备型二维液相色谱装置在国内外还未见报道。

二维液相色谱的建立需要解决下面两个技术问题：1两维色谱间的溶剂无法兼容,，严重影响第二维的分离效果；2第一维分离带来的稀释效应使第二维分离的载样量及灵敏度严重下降。接口是解决上述问题的关键技术装置。目前常见的接口有如下几种：离线旋转蒸发；捕集预柱、直接进样等几种。旋转蒸发虽然能较好解决溶剂兼容问题及稀释效应，但其体积大、结构复杂且自动化程度低，需要较多手工操作步骤。捕集柱虽然可改善稀释效应，但使用成本很高，载样量小不适合制备级分离。直接进样通过大大减少第一维色谱分离的上样量及溶剂量来改善溶剂兼容性问题，这会使载样量大大减少，也不适合用于制备级二维色谱分离。

为此提出了本发明装置及其使用方法，在第二维色谱分离前可以彻底去除第一维的正相溶剂，并以合适的反相溶剂溶解目标化合物。本发明可以较好地解决二维色谱中普遍存在的溶剂兼容问题及样品稀释问题，有助于充分发挥二维色谱的分离潜力，提高目标产物的纯度及产量。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种样品在线浓缩装置及其使用方法。本发明属于有机物染或药品分析领域，主要涉及药物及常规有机化合物的二维色谱分离。

本发明提供的样品在线浓缩装置结构如下：

组成部分包括浓缩器，温度控制器，超声波发生器；其中浓缩器组成部分包括浓缩池、加热元件、温度传感器、超声波振子和出液管；

所述浓缩池为中空密闭的筒状结构，筒状结构的下部为中空的倒锥体形，筒状结构的顶部设有进液口和出气口，倒锥体尖端设有开口，其内壁光滑平整，随着溶剂体积变少，样品能够在浓缩池底部汇集；

浓缩池下部的四周侧壁上镶嵌有加热元件和温度传感器，浓缩池底部外壁面上设有超声波振子；

于浓缩池底部开口处设有出液管，出液管上端与浓缩池底部的开口相连；

温度传感器与温度控制器连接，加热元件经温度控制器与电源连接，超声波振子与超声波发生器连接。

浓缩池的上端开口，开口端设有上盖，上盖上带有四个孔口，分别为进液口，视窗口，出气口，进气口；视窗口是石英或高硼玻璃固定在孔口位置上所得，从视窗口可以看见浓缩池内部；进液口是在孔口位置安装螺母或橡胶塞的孔口。

出液管外径与浓缩池底部小孔内径紧密配合，出液管外部依次套有密封环和螺母，螺母通过其外壁面上设有的外螺纹与浓缩池底端开口处壳体内壁上的内螺纹螺合，将浓缩池与出液管固定，螺母将密封环挤压于浓缩池底端开口处壳体内壁面与出液管外壁面之间，通过密封环将浓缩池与出液管间密封。

加热元件为加热棒、加热丝或PTC加热片中的一种，温度传感器为热电偶或热电阻中的一种。

上述装置中还包括有真空泵、调速阀和液相色谱六通进样阀；

出气口通过管路与真空泵相连；进气口处设有气体调速阀；进液口处连接有一进液管，液相色谱六通进样阀上的二个接口分别与进液管、出液管相连。

上述的样品在线浓缩装置的使用方法，其特征在于：进液口处连接有一进液管，出气口通过管路与真空泵相连；进气口处设有气体调速阀；液相色谱六通进样阀分别与进液管、出液管相连；需浓缩的组分经进液管通过进液口进入浓缩池，或直接打开上盖加入浓缩池，加热元件和温度传感器、温度控制器组成的温度模块能将浓缩池温度保持恒定，在真空泵作用下气流从上进气口流入浓缩池、带有溶剂的气体从出气口被真空泵抽出，在加热元件和超声波振子的辅助作用下，溶剂快速挥发，浓缩后的样品汇集在浓缩池底部，通过底部的出液管转移进入液相色谱六通进样阀，经过液相色谱六通进样阀(8)后进入下一步分析工序。

另外，浓缩池外可以加设外壳、底盖用于保温和保护内部结构，底盖中央有孔，可供出液管穿过。外壳和底盖可以由不锈钢材料加工而成。

具体操作方法为：

(1)在程序控制下，通过控制器液相色谱六通进样阀控制第一维正相分离得到的目标组分从上盖上的进样口被加入浓缩池，注入体积根据分离的具体情况确定，一般为20-70毫升。

(2)在程序控制下，启动超声震动，启动真空泵，在温度控制单元中设定合适温度值(25-50℃)，调节进气口速度阀，使得溶剂快速蒸发的同时不发生爆沸，在真空泵抽取下，溶剂蒸汽从出气口被带离浓缩池。

(3)经过一段时间后(比如10-30min)，样品溶液总量减小至3-8ml(比如5ml)，在程序控制下，停止超声震动，继续抽真空一段时间直至正相溶剂被完全抽干。

(4)在程序控制下，从加样口加入合适体积的反相溶剂，启动超声2-3min使样品完全溶解于反相溶剂。

(5)在程序控制下，将浓缩装置中的适量体积样品分多次注入下一级色谱系统进行分离，注入的体积由实际分离情况确定，一般为每次5-10mL。

超声波振子工作状态下在浓缩池侧面和底面施加震动，使溶剂和样品均匀混合且防止溶剂爆沸。

本发明的有益效果是：本发明提出的一种样品在线浓缩装置实现在线自动制样，代替了实验室旋转蒸发仪等传统手段浓缩制样的繁琐人工操作；便于程序自动控制实现与色谱仪联用，完成样品浓缩后自动进样进行下一步分析工序；该样品在线浓缩装置的浓缩池集成了温度控制模块、超声震动模块和真空泵抽气模块实现样品的快速浓缩提纯。本发明结构简单、技术成熟，特别适合于药物样品和有机化合物的二维色谱分离分析中。

附图说明

图1为本发明的样品在线浓缩装置的示意图。

其中，其中1为浓缩器，2为真空泵，3为温度控制器，4为超声波发生器，5为气体调速阀，6为出液管，7为进液管，8为液相色谱六通进样阀。

图2为样品在线浓缩装置浓缩器的结构示意图，其中a为上盖；b为浓缩池；c为外壳、d为加热元件、e为温度传感器、f为超声波振子，g为密封环，h为螺母，i为底盖，j为出液管。

图3为样品在线浓缩装置上盖的结构示意图，其中a1为进液口，a2为视窗口，a3为抽气口，a4为进气口。

图4为本发明的样品在线浓缩装置的使用方法示意图，其中1为浓缩器，2为真空泵，3为温度控制器，4为超声波发生器，5为出液管2，6为气体调速阀，7为进液管，8为液相色谱六通进样阀，9为色谱系统。

具体实施方式

以下为本专利的具体实施方式的举例说明。

实施例1

按图1所示结构组装样品在线浓缩装置：浓缩池为上段圆柱体、下段倒圆锥体的中空结构，上端面为分离、可与池体螺合的不锈钢上盖，加热元件为PTC加热片；加热元件与温度传感器、超声波振子安装固定于浓缩池底部周围，与浓缩池池体紧密接触，密封环，螺母，出液管配合固定于浓缩池底部；出液管上端与浓缩池底部的开口相连；温度传感器连接温度控制器，加热元件经温度控制器与电源连接，超声波振子连接超声波发生器。

按图4所示结构组装色谱系统：进液口连接进液管，通过液相色谱六通进样阀连接第一维色谱系统和溶剂瓶，出液管通过液相色谱六通进样阀连接第二位色谱系统和废液瓶，出气口通过管路与真空泵相连，进气口与气体调速阀相连，在真空泵作用下气流从上进气口流入浓缩池、带有溶剂的气体从出气口被真空泵抽出，通过调节调速阀与真空泵负压的匹配关系改变抽气速度；在加热元件和超声波振子的辅助作用下，溶剂快速挥发，浓缩后的样品汇集在浓缩池底部，通过底部的出液管转移进入下一步分析工序。

实施例2

在线浓缩装置的使用：

1.打开浓缩池上盖，向浓缩池内注入待浓缩物质：50mL(100mg)咖啡因的二氯甲烷溶液。

2.设定温度控制器为39℃，通过控制加热元件通断使浓缩池保持设定温度；在程序控制下依次开启超声振子、真空泵，25min后待溶剂抽干，依次关闭真空泵、超声振子；

3.在程序控制下于进液口加入20mL甲醇，开启超声振子超声2min溶解咖啡因残渣；

4.在程序控制下将20mL咖啡因的甲醇溶液分4次经液相色谱六通进样阀(8)注入反相色谱进行进行下一步分析工作，每次注入5mL。

Claims (6)

1.一种样品在线浓缩装置，其特征在于：组成部分包括浓缩器(1)，温度控制器(3)，超声波发生器(4)；其中浓缩器(1)组成部分包括浓缩池(b)、加热元件(d)、温度传感器(e)、超声波振子(f)和出液管(j)；

所述浓缩池(b)为中空密闭的筒状结构，筒状结构的下部为中空的倒锥体形，筒状结构的顶部设有进液口和出气口，倒锥体尖端设有开口；

浓缩池(b)下部的四周侧壁上镶嵌有加热元件(d)和温度传感器(e)，浓缩池(b)底部外壁面上设有超声波振子(f)；

于浓缩池(b)底部开口处设有出液管(j)，出液管(j)上端与浓缩池(b)底部的开口相连；

温度传感器(e)与温度控制器(3)连接，加热元件(d)经温度控制器(3)与电源连接，超声波振子(f)与超声波发生器(4)连接。

2.如权利要求1所述的样品在线浓缩装置，其特征在于：浓缩池的上端开口，开口端设有上盖(a)，上盖(a)上带有四个孔口，分别为进液口(a1)，视窗口(a2)，出气口(a3)，进气口(a4)；视窗口(a2)是透明零件石英或高硼玻璃固定孔口位置上所得，从视窗口(a2)可以看见浓缩池(b)内部；进液口(a1)是在孔口位置安装螺母或橡胶塞的孔口。

3.如权利要求1所述的样品在线浓缩装置，其特征在于：出液管(j)外径与浓缩池(b)底部小孔内径紧密配合，出液管(j)外部依次套有密封环(g)和螺母(h)，螺母(h)通过其外壁面上设有的外螺纹与浓缩池底端开口处壳体内壁上的内螺纹螺合，将浓缩池与出液管固定，螺母将密封环挤压于浓缩池底端开口处壳体内壁面与出液管外壁面之间，通过密封环将浓缩池与出液管间密封。

4.如权利要求1所述的样品在线浓缩装置，其特征在于：加热元件(d)为加热棒、加热丝或PTC加热片的任意一种，温度传感器(e)为热电偶或热电阻中的任意一种。

5.如权利要求2所述的样品在线浓缩装置，其特征在于：还包括有真空泵(2)、调速阀(5)和液相色谱六通进样阀(8)；

出气口(a3)通过管路与真空泵(2)相连；进气口(a4)处设有气体调速阀(5)；进液口(a1)处连接有一进液管(7)，液相色谱六通进样阀(8)上的二个接口分别与进液管(7)、出液管(j)相连。

6.一种权利要求1-5任一所述的样品在线浓缩装置的使用方法，其特征在于：进液口(a1)处连接有一进液管(7)，出气口(a3)通过管路与真空泵(2)相连；进气口(a4)处设有气体调速阀(5)；液相色谱六通进样阀(8)分别与进液管(7)、出液管相连；需浓缩的组分经进液管(7)通过进液口(a1)进入浓缩池，或直接打开上盖加入浓缩池，加热元件(d)和温度传感器(e)、温度控制器(3)组成的温度模块能将浓缩池(b)温度保持恒定，在真空泵(2)作用下气流从上进气口流入浓缩池(b)、带有溶剂的气体从出气口(a3)被真空泵(2)抽出，在加热元件(d)和超声波振子(f)的辅助作用下，溶剂快速挥发，浓缩后的样品汇集在浓缩池(b)底部，通过底部的出液管(j)转移进入液相色谱六通进样阀(8)，经过液相色谱六通进样阀(8)后进入下一步分析工序。