CN114217001A - 一种填装液相色谱柱的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种填装液相色谱柱的装置及其使用方法，所述填装液相色谱柱的装置包括计算机控制单元、供液单元、压力单元和废液回收单元；所述供液单元包括切换阀和至少一个顶替罐；所述压力单元包括压力泵、匀浆罐和液相色谱柱。本发明提供的填装液相色谱柱的装置通过精准控制顶替液流速、装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度，实现了装柱全过程自动化，极大程度地保证了装柱质量和柱间一致性；本发明提供的填装液相色谱柱的装置可以实现装柱过程中顶替液的自由切换，为装柱方法开发提供了灵活性；采用本发明提供的填装液相色谱柱的装置，可以使得填装的液相色谱柱具有较好的重复性、较高的分离效果。
Description
技术领域
本发明属于色谱柱的填装方法技术领域，具体涉及一种填装液相色谱柱的装置及其使用方法。
背景技术
液相色谱是一种重要的定性和定量分析手段，具有样品适用范围广、分离效率高、检测灵敏度高、分析速度快、样品回收方便等特点，适用于分离蛋白质、核酸等不易气化或稳定性低的大分子物质，在制药、食品、环境、石化、农林、医疗卫生等领域有广泛的应用。色谱分离的原理是：溶于流动相(mobile phase)中的各组分经过固定相时，由于与固定相(stationary phase)发生作用(吸附、分配、排阻、亲和)的大小、强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出。
液相色谱分离的“心脏”是色谱柱。色谱柱是由色谱柱管、筛板、柱头和色谱填料构成。液相色谱柱的关键技术环节包含色谱填料技术和色谱柱装柱技术。色谱填料根据色谱分离机理可分为反相、正相、亲水作用、离子交换、体积排阻、亲和作用等等，它决定了液相色谱分离模式、分离选择性、色谱峰对称性以及色谱柱化学稳定性。另一方面，色谱柱装柱技术决定了色谱柱的柱床稳定性、柱效(理论塔板数)和使用寿命。
CN101776668A公开了一种C18高效液相色谱柱的填充方法，所述C18高效液相色谱柱的填充方法包括以下步骤：取环己醇和三氯甲烷以9:11-13:7的体积比混合，加入粒径为5μm的C18硅胶制备成浓度为14.5％的匀浆液，将溶液充分搅拌混合，在超声波振荡器中振荡5-10min，匀浆液呈无色透明液体；甲醇和异丙醇以1:1混合作为顶替液；把制备的匀浆液倒入已连接好色谱柱管的匀浆罐中；将顶替液加入到顶替罐中，开动装柱机，在6000psi压力下，将顶替液输入匀浆罐中，经匀浆罐进入到色谱柱中，待色谱柱中流出顶替液70-100mL为止，关闭装柱机，停止加压，至系统压力降至常压时，静置20-40min，卸下色谱柱。但是该专利所述的C18高效液相色谱柱的填充方法，在液相色谱柱的填装过程中，无法改变顶替液的种类，而且无法精准控制装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度。
因此，如何提供一种可以提供一种包含多通道顶替液分配系统的填装液相色谱柱的装置，并且搭配计算机控制单元，使其可以精准控制装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种填装液相色谱柱的装置及其使用方法。本发明提供的填装液相色谱柱的装置，包含多通道顶替液分配系统，并且搭配计算机控制单元，可以精准控制顶替液流速、装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种填装液相色谱柱的装置，所述填装液相色谱柱的装置包括计算机控制单元、供液单元、压力单元和废液回收单元；所述供液单元包括切换阀和至少一个顶替罐；所述压力单元包括压力泵、匀浆罐和色谱柱柱管。
在本发明中，通过精准控制顶替液流速、装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度，可以使得填装的液相色谱柱具有较好的重复性、较高的分离效果，并且出峰峰型好。
在本发明中，所述计算机控制单元通过色谱软件控制供液单元中的切换阀和压力单元中的压力泵。
在本发明中，切换阀与顶替罐分别连接，通过色谱软件控制供液单元中的切换阀打开对应的与顶替罐连接的通道，使得切换阀对应的罐中的顶替液能够被压力单元中的压力泵抽提。
其中，顶替罐至少为1个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等，每个顶替罐中盛装的顶替液相同或者不同，在填装液相色谱柱的过程中，可以根据需要，通过调节切换阀改变顶替液。
优选地，所述色谱控制软件包括LabSolutions LCSolution、OpenLabsChemStation、Empower或Chromeleon中的任意一种，优选为Chromeleon。
其中，LabSolutions LCSolution为岛津色谱控制软件，OpenLabs ChemStation为安捷伦色谱控制软件，Empower为沃特世色谱控制软件，Chromeleon为赛默飞色谱控制软件。
在本发明中，所述计算机控制单元装载Chromeleon软件，可以更加精确地控制装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度。
在本发明中，所述顶替罐的数量为1-10个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等。
优选地，所述填装液相色谱柱的装置还包括匀浆罐转接头，所述匀浆罐转接头的一端通过连接管线与压力泵连接，另一端直接与所述匀浆罐的进液端连接。
优选地，所述压力泵通过连接管线与供液单元的切换阀连接；所述切换阀通过连接管线与顶替罐相连。
优选地，所述填装液相色谱柱的装置还包括色谱柱适配器，所述色谱柱适配器连接所述匀浆罐的出液端和色谱柱柱管的进液端。
优选地，所述废液回收单元接收从所述色谱柱柱管的出液端流出的液体。
在本发明中，所述匀浆罐中的匀浆液和顶替罐中的顶替液各自独立地选自有机溶剂、纯水、含酸水溶液、含碱水溶液或含盐水溶液中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述有机溶剂包括二氯甲烷、氯仿、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈或环己醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述含酸水溶液中的酸包括甲酸、乙酸、盐酸、硫酸或磷酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述含酸水溶液中酸的质量百分含量为0.01-20％，例如可以是0.01％、0.1％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等。
优选地，所述含碱水溶液中的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或三乙胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述含碱水溶液中碱的摩尔浓度为0.001-10mol/L，例如可以还0.001mol/L、0.1mol/L、1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L、6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L等。
在本发明中，所述填装液相色谱柱的装置适配的液相色谱柱包括反相色谱柱、正相色谱柱、亲水作用色谱柱、疏水作用色谱柱、离子交换色谱柱、体积排阻色谱柱、电荷排阻色谱柱或亲和色谱柱中的任意一种。
优选地，所述液相色谱柱的填料包括硅胶微球、有机聚合物微球或杂化微球中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述硅胶微球微球包括全多孔硅胶微球(totally porous silicaparticles)、表面多孔硅胶微球(superficially porous silica particles)、实心硅胶微球(nonporous silica particles)中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述有机聚合物微球包括聚苯乙烯微球、羧基-聚苯乙烯微球、聚乳酸微球、壳聚糖微球或聚偏氟乙烯微球中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述杂化微球包括有机物/硅胶全杂化多孔微球、有机物/硅胶全杂化实心微球、有机物/硅胶表面杂化多孔微球或有机物/硅胶表面杂化实心微球中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述填料的粒径为1–100μm，例如可以是1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、2.7μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、6μm、8μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、75μm、100μm等。
在本发明中，所述填料的孔径为70–4000A，例如可以是70A、80A、90A、100A、120A、150A、200A、300A、500A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A等。
优选地，所述液相色谱柱的内径为0.05-30mm，例如可以是0.05mm、0.1mm、1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mm、19mm、21mm、23mm、25mm、30mm等；液相色谱柱的柱长为10-1000mm，例如可以是10mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：分别在所述匀浆罐中填装匀浆配置液，在所述顶替罐中填装顶替液；通过所述计算机控制单元控制压力泵和切换阀，将所述顶替罐中的顶替液输送到匀浆罐中，并经所述匀浆罐进入到所述色谱柱柱管中，完成液相色谱柱的填装。
在本发明中，所述完成液相色谱柱的填装的标准为：所述色谱柱柱管流出的液体的体积为匀浆罐内匀浆配置液体积的1-20倍，例如可以是1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、20倍等。
优选地，所述填装液相色谱柱过程中温度为20-90℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等。
优选地，所述顶替液的流速为0.001-500mL/min，例如可以是0.001mL/min、1mL/min、3mL/min、5mL/min、7mL/min、9mL/min、11mL/min、13mL/min、15mL/min、17mL/min、19mL/min、20mL/min、24mL/min、50mL/min、100mL/min、150mL/min、250mL/min、500mL/min等。
优选地，所述匀浆配置液包括质量比为1:(5-150)的填料和匀浆液，质量比可以为1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:130、1:140、1:150等。
在本发明中，所述计算机控制单元的装柱控制程序逻辑依次包括升压阶段、至少一个装柱阶段和降压阶段。
在本发明中，所述计算机控制单元的装柱控制程序逻辑依次包括一个升压阶段、至少一个装柱阶段和一个降压阶段。
其中，“升压阶段”指的是：选择初始顶替液通道；选择升压速度，升压速度影响柱床形成，从而影响装柱质量；选择此阶段的顶替液流速；设置此阶段压力上限；设置此阶段运行时间；
其中，“装柱阶段”指的是：选择此装柱阶段顶替液，此阶段顶替液可与上阶段相同，也可根据需要不同；选择此阶段顶替液流速，顶替液流速影响柱床形成速度，从而影响装柱质量；设置此阶段压力上限，此压力上限可与上阶段相同，也可根据需要不同；选择此阶段装柱时间，装柱时间影响柱床稳定性均匀性；其可为多个装柱阶段，每个阶段顶替液的选择、顶替液流速、压力上限、装柱时间均可以相同或不同；
其中，“降压阶段”指的是：选择此装柱阶段顶替液；此顶替液可与上阶段相同，也可根据需要不同；选择降压速度；设置此阶段运行时间。
优选地，所述升压阶段中目标压力为500-25000psi，例如可以是500psi、1000psi、2000psi、3000psi、4000psi、5000psi、6000psi、7000psi、8000psi、9000psi、10000psi、11000psi、12000psi、13000psi、14000psi、15000psi、16000psi、17000psi、18000psi、19000psi、20000psi、21000psi、22000psi、23000psi、24000psi、25000psi等。
在本发明中，psi为压强单位，1psi＝6.895kPa＝0.0689476bar＝0.006895MPa。
优选地，所述升压阶段中目标压力的保持时间为0.01-20min，例如可以是0.01min、1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min等。
优选地，所述升压阶段中流速的提升速率为0.001-9999.999mL/min2，例如可以是0.001mL/min2、1mL/min2、100mL/min2、500mL/min2、1000mL/min2、1500mL/min2、2000mL/min2、2500mL/min2、3000mL/min2、3500mL/min2、4000mL/min2、4500mL/min2、5000mL/min2、5500mL/min2、6000mL/min2、6500mL/min2、7000mL/min2、7500mL/min2、8000mL/min2、8500mL/min2、9000mL/min2、9500mL/min2、9999.999mL/min2等。
优选地，每个装柱阶段中目标压力各自独立地为500-25000psi，例如可以是500psi、1000psi、2000psi、3000psi、4000psi、5000psi、6000psi、7000psi、8000psi、9000psi、10000psi、11000psi、12000psi、13000psi、14000psi、15000psi、16000psi、17000psi、18000psi、19000psi、20000psi、21000psi、22000psi、23000psi、24000psi、25000psi等。
优选地，每个装柱阶段中目标压力的保持时间各自独立地为1-2000min，例如可以是1min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、200min、300min、400min、500min、600min、700min、800min、900min、1000min、1100min、1200min、1300min、1400min、1500、1600min、1700min、1800min、1900min、2000min等。
优选地，每个装柱阶段中流速的变化速率各自独立地为0.001-9999.999psi/min2，例如可以是0.001mL/min2、1mL/min2、100mL/min2、500mL/min2、1000mL/min2、1500mL/min2、2000mL/min2、2500mL/min2、3000mL/min2、3500mL/min2、4000mL/min2、4500mL/min2、5000mL/min2、5500mL/min2、6000mL/min2、6500mL/min2、7000mL/min2、7500mL/min2、8000mL/min2、8500mL/min2、9000mL/min2、9500mL/min2、9999.999mL/min2等。
优选地，每个装柱阶段中顶替液相同或不同。
优选地，所述装柱阶段的数量为1-10个，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等。
优选地，所述降压阶段包括以下步骤：通过计算机控制单元控制压力泵，降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
优选地，所述减压阶段中流速的降低速率为0.001-9999.999psi/min2，例如可以是0.001mL/min2、1mL/min2、100mL/min2、500mL/min2、1000mL/min2、1500mL/min2、2000mL/min2、2500mL/min2、3000mL/min2、3500mL/min2、4000mL/min2、4500mL/min2、5000mL/min2、5500mL/min2、6000mL/min2、6500mL/min2、7000mL/min2、7500mL/min2、8000mL/min2、8500mL/min2、9000mL/min2、9500mL/min2、9999.999mL/min2等。
在本发明中，装柱前还包括装柱准备阶段，所述装柱准备阶段包括以下步骤：用顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；在顶替罐中填装顶替液；在匀浆罐中填装匀浆配置液；组装色谱柱柱管的出液端，将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器连接到匀浆罐的出液端。
在本发明中，组装色谱柱柱管的出液端是指将筛板和柱帽组装到色谱柱柱管的出液端。
优选地，所述顶替液的温度为20-90℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等。
优选地，所述匀浆配置液的温度为20-90℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等。
作为本发明优选的技术方案，所述填装液相色谱柱的装置的使用方法包括以下步骤：
(1)用顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将质量比为1:(5-150)的填料和匀浆液混合，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)启动装柱控制程序开始装柱，至所述色谱柱柱管流出液体的体积为匀浆罐内匀浆配置液体积的1-20倍，完成液相色谱柱的填装；其中，所述装柱控制程序依次包括升压阶段、至少一个装柱阶段和降压阶段。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的填装液相色谱柱的装置通过精准控制顶替液流速、装柱压力、装柱时间、升压和降压的速度，实现了装柱全过程自动化，极大程度地保证了装柱质量柱间一致性；
(2)本发明提供的填装液相色谱柱的装置可以实现装柱过程中顶替液的自由切换，为装柱方法开发提供了灵活性；
(3)采用本发明提供的填装液相色谱柱的装置，可以使得填装的液相色谱柱具有较好的重复性、较高的分离效果，并且待测组分出峰的峰型好。
附图说明
图1为实施例1提供的填装液相色谱柱的装置的示意图；
其中，1为废液回收单元，2为色谱柱柱管，3为色谱柱适配器，4为均浆罐，5为匀浆罐转接头，6为压力泵，7为切换阀，8为计算机控制单元，A为顶替罐，B为顶替罐，C为顶替罐，D为顶替罐，E为顶替罐，F为顶替罐。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种填装液相色谱柱的装置，如图1所示，所述填装液相色谱柱的装置包括计算机控制单元8、供液单元、压力单元和废液回收单元1；所述供液单元包括切换阀7和顶替罐A-F；所述压力单元包括压力泵6、匀浆罐4和色谱柱柱管2；
所述计算机控制单元8通过Chromeleon控制供液单元中的切换阀7和压力单元中的压力泵6；所述填装液相色谱柱的装置还包括匀浆罐转接头5，所述匀浆罐转接头5的一端通过连接管线与压力泵6连接，另一端直接与所述匀浆罐4的进液端连接；所述压力泵6通过连接管线与供液单元的切换阀7连接；所述切换阀7通过连接管线与顶替罐A-F相连；所述填装液相色谱柱的装置还包括色谱柱适配器3，所述色谱柱适配器3连接所述匀浆罐4的出液端和色谱柱柱管2的进液端；所述废液回收单元1接收从所述色谱柱柱管2的出液端流出的液体；
其中，所述顶替罐A-F包括顶替罐A、顶替罐B、顶替罐C、顶替罐D、顶替罐E和顶替罐F；顶替罐A中填装的顶替液为甲醇，顶替罐B填装的顶替液为异丙醇，顶替罐C填装的顶替液为乙醇，顶替罐D填装的顶替液为纯水，顶替罐E填装的顶替液为质量含量10％的甲酸溶液，顶替罐F填装的顶替液为丙酮。
实施例2
本实施例提供一种填装反相液相色谱柱(ChromCore C18 3um 2.1×100mm)的装置的使用方法，采用实施例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为2.1mm，色谱柱柱管的柱长为100mm，所述使用方法包括以下步骤：
(1)用顶替罐A中的甲醇顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将0.30克ChromCore C18 3um填料均匀地分散到30mL四氢呋喃中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，启动装柱控制程序开始装柱，所述装柱控制程序依次包括升压阶段、两个装柱阶段和降压阶段；
升压阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐A，计算机控制单元控制压力泵，使得甲醇顶替液在0.1s流速升高至10mL/min，压力在2min内升高至4000psi；
第一装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀仍然连通到顶替罐A，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在2min内升高至6000psi，并在6000psi压力下维持18min，甲醇顶替液的流速维持在5mL/min；
第二装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐B，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在2min内升高至8000psi，并在8000psi压力下维持16min，异丙醇顶替液的流速为4mL/min；
降压阶段：色谱柱柱管流出液体的体积达到120mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在15min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
实施例3
本实施例提供一种填装正相液相色谱柱(ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm)的装置的使用方法，采用实施例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为4.6mm，色谱柱柱管的柱长为250mm，所述使用方法包括以下步骤：
(1)用顶替罐C中的乙醇顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将2.7克ChromCore HILIC-Amide 5um填料均匀地分散到40mL乙醇中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，启动装柱控制程序开始装柱，所述装柱控制程序依次包括升压阶段、两个装柱阶段和降压阶段；
升压阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐C，计算机控制单元控制压力泵，使得乙醇顶替液在0.1s流速升高至10mL/min，压力在2min内升高至3000psi；
第一装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐C，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在1.5min内升高至4500psi，并在4500psi压力下维持15min，乙醇顶替液的流速维持在5mL/min；
第二装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐A，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在2min内升高至6000psi，并在6000psi压力下维持10min，甲醇顶替液的流速为10mL/min；
降压阶段：色谱柱柱管流出液体的体积达到150mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在15min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
实施例4
本实施例提供一种填装体积排阻液相色谱柱(BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm)的装置的使用方法，采用实施例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为7.8mm，色谱柱柱管的柱长为300mm，所述使用方法包括以下步骤：
(1)用顶替罐E中的质量含量10％的甲酸溶液顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将10克BioCore SEC-300 5um填料均匀地分散到80mL质量含量10％的甲酸溶液中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，启动装柱控制程序开始装柱，所述装柱控制程序依次包括升压阶段、两个装柱阶段和降压阶段；
升压阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐E，计算机控制单元控制压力泵，使得质量含量10％的甲酸溶液顶替液在0.1s流速升高至5mL/min，压力在20min内升高至2500psi；
第一装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐D，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在1.5min内升高至3000psi，并在3000psi压力下维持20min，纯水顶替液的流速维持在5mL/min；
第二装柱阶段：计算机控制单元控制切换阀切换到顶替罐F，计算机控制单元控制压力泵，使得压力在2min内升高至3500psi，并在3500psi压力下维持30min，丙酮顶替液的流速为8mL/min；
降压阶段：色谱柱柱管流出液体的体积达到240mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在20min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
对比例1
本对比例提供一种传统填装液相色谱柱的装置，所述填装液相色谱柱的装置包括供液单元、压力单元和废液回收单元；所述供液单元包括1个顶替罐；所述压力单元包括压力泵、匀浆罐和色谱柱柱管；
所述填装液相色谱柱的装置还包括匀浆罐转接头，所述匀浆罐转接头的一端通过连接管线与压力泵连接，另一端直接与所述匀浆罐的进液端连接；所述压力泵通过连接管线与顶替罐相连；所述填装液相色谱柱的装置还包括色谱柱适配器，所述色谱柱适配器连接所述匀浆罐的出液端和色谱柱柱管的进液端；所述废液回收单元接收从所述色谱柱柱管的出液端流出的液体。
对比例2
本对比例提供一种填装反相液相色谱柱的装置的使用方法，采用对比例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为2.1mm，色谱柱柱管的柱长为100mm，所述使用方法包括以下步骤：
(1)在顶替罐中填装甲醇，用顶替罐中的甲醇顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将0.30克ChromCore C18 3um填料均匀地分散到30mL四氢呋喃中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，人工控制压力泵2min内将压力升至8000psi，在8000psi压力下装柱20min；
(6)色谱柱柱管流出液体的体积达到120mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在10min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
对比例3
本对比例提供一种填装正相液相色谱柱(ChromCore HILIC-Amide 5um4.6×250mm)的装置的使用方法，采用对比例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为4.6mm，色谱柱柱管的柱长为250mm。所述使用方法包括以下步骤：
(1)在顶替罐中填装乙醇，用顶替罐中的乙醇顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将2.7克ChromCore HILIC-Amide 5um填料均匀地分散到40mL乙醇中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，人工控制压力泵2min内将压力升至6000psi，在6000psi压力下装柱20min；
(6)色谱柱柱管流出液体的体积达到150mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在15min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
对比例4
本对比例提供一种填装体积排阻液相色谱柱(BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm)的装置的使用方法，采用对比例1提供的填装液相色谱柱的装置，其中，所述色谱柱柱管的内径为7.8mm，色谱柱柱管的柱长为300mm，所述使用方法包括以下步骤：
(1)在顶替罐中填装质量含量10％的甲酸溶液，用顶替罐中的质量含量10％的甲酸溶液顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，在色谱柱柱管的出液端安装筛板和柱帽；并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将10克BioCore SEC-300 5um填料均匀地分散到80mL质量含量10％的甲酸溶液中，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)控制装柱过程中的温度为25℃，人工控制压力泵2min内将压力升至3500psi，在3500psi压力下装柱70min；
(6)色谱柱柱管流出液体的体积达到240mL，完成液相色谱柱的填装；通过计算机控制单元控制压力泵，在20min内降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程。
测试例1
反相色谱柱(ChromCore C18 3um 2.1×100mm)性能评价
测试样本：实施例2和对比例2提供的ChromCore C18 3um 2.1×100mm色谱柱各10根；
测试方法：采用测试样本提供的色谱柱分别测试萘的出峰时间、对称性、柱效和反压；色谱条件为：流动相70/30(v/v)甲醇/水，流速0.21mL/min，检测器紫外检测器，检测波长254nm，柱温30℃，进样量1μL。
实施例2提供的ChromCore C18 3um 2.1×100mm测试结果如表1所示：
表1
由表1数据可知，采用实施例2提供的ChromCore C18 3um 2.1×100mm，萘的平均出峰时间为4.63min，RSD值为1.07％；峰的平均对称因子为1.079，RSD值为1.66；液相色谱柱的平均柱效为13450，RSD值为2.90％；液相色谱柱的反压为142bar，RSD值为1.52％。
对比例2提供的ChromCore C18 3um 2.1×100mm测试结果如表2所示：
表2
由表2数据可知，采用对比例2提供的ChromCore C18 3um 2.1×100mm，萘的平均出峰时间为4.65min，RSD值为1.42％；峰的平均对称因子为1.086，RSD值为3.81％；液相色谱柱的平均柱效为13314.5，RSD值为7.69％；液相色谱柱的反压为144.1bar，RSD值为3.30％。
通过表1和表2的对比可知，采用实施例2提供的反向色谱柱(ChromCore C18 3um2.1×100mm)，萘色谱峰的对称性更好，柱效更高，反压更低；且无论针对萘的出峰时间、对称因子、柱效还是反压测试，实施例2所提供的10支色谱柱间的测量结果差异性较小。表明实施例2提供的液相色谱柱的重复性好、分离效果好、出峰峰型好、柱间一致性好。
测试例2
正相色谱柱(ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm)性能评价
测试样本：实施例3和对比例3提供的ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm各10根；
测试方法：采用测试样本提供的色谱柱分别测试胞嘧啶的出峰时间、对称性、柱效和反压；色谱条件为：流动相90/10(v/v)乙腈/0.1M乙酸铵缓冲液(pH＝5.2)，流速1mL/min，检测器紫外检测器，检测波长254nm，柱温30℃，进样量5μL。
实施例3提供的ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm测试结果如表3所示：
表3
对比例3提供的ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm测试结果如表4所示：
表4
通过表3和表4的对比可知，采用实施例3提供的正相色谱柱(ChromCore HILIC-Amide 5um 4.6×250mm)，胞嘧啶色谱峰的对称性更好，柱效更高，反压更低；且无论针对胞嘧啶的出峰时间、对称因子、柱效还是反压测试，实施例3所提供的10支色谱柱间的测量结果差异性较小。表明实施例3提供的液相色谱柱的重复性好、分离效果好、出峰峰型好、柱间一致性好。
测试例3
体积排阻液相色谱柱(BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm)性能评价
测试样本：实施例4和对比例4提供的BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm色谱柱各10根；
测试方法：采用测试样本提供的色谱柱分别测试尿嘧啶的出峰时间、对称性、柱效和反压；色谱条件为：流动相0.1M乙酸铵缓冲液(pH＝5.2)，流速1mL/min，检测器紫外检测器，检测波长254nm，柱温30℃，进样量5μL。
实施例4提供的BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm的测试结果如表5所示：
表5
对比例4提供的BioCore SEC-300 5um 7.8×300mm色谱柱测试结果如表6所示：
表6
通过表5和表6的对比可知，采用实施例4提供的色谱柱，尿嘧啶色谱峰的对称性更好，柱效更高，反压更低；且无论针对尿嘧啶的出峰时间、对称因子、柱效还是反压测试，实施例4所提供的10支色谱柱间的测量结果差异性较小。表明实施例4提供的液相色谱柱的重复性好、分离效果好、出峰峰型好、柱间一致性好。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种填装液相色谱柱的装置，其特征在于，所述填装液相色谱柱的装置包括计算机控制单元、供液单元、压力单元和废液回收单元；所述供液单元包括切换阀和至少一个顶替罐；所述压力单元包括压力泵、匀浆罐和色谱柱柱管。
2.根据权利要求1所述的填装液相色谱柱的装置，其特征在于，所述计算机控制单元通过色谱软件控制供液单元中的切换阀和压力单元中的压力泵；
优选地，所述色谱控制软件包括LabSolutions LCSolution、OpenLabs ChemStation、Empower或Chromeleon中的任意一种，优选为Chromeleon。
3.根据权利要求1或2所述的填装液相色谱柱的装置，其特征在于，所述顶替罐的数量为1-10个；
优选地，所述填装液相色谱柱的装置还包括匀浆罐转接头，所述匀浆罐转接头的一端通过连接管线与压力泵连接，另一端直接与所述匀浆罐的进液端连接；
优选地，所述压力泵通过连接管线与供液单元的切换阀连接；所述切换阀通过连接管线与顶替罐相连；
优选地，所述填装液相色谱柱的装置还包括色谱柱适配器，所述色谱柱适配器连接所述匀浆罐的出液端和色谱柱柱管的进液端；
优选地，所述废液回收单元接收从所述色谱柱柱管的出液端流出的液体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的填装液相色谱柱的装置，其特征在于，所述匀浆罐中的匀浆液和顶替罐中的顶替液各自独立地选自有机溶剂、纯水、含酸水溶液、含碱水溶液或含盐水溶液中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述有机溶剂包括二氯甲烷、氯仿、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈或环己醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含酸水溶液中的酸包括甲酸、乙酸、盐酸、硫酸或磷酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含酸水溶液中酸的质量百分含量为0.01-20％；
优选地，所述含碱水溶液中的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或三乙胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含碱水溶液中碱的摩尔浓度为0.001-10mol/L。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的填装液相色谱柱的装置，其特征在于，所述填装液相色谱柱的装置适配的液相色谱柱包括反相色谱柱、正相色谱柱、亲水作用色谱柱、疏水作用色谱柱、离子交换色谱柱、体积排阻色谱柱、电荷排阻色谱柱或亲和色谱柱中的任意一种；
优选地，所述液相色谱柱的填料包括硅胶微球、有机聚合物微球或杂化微球中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述填料的粒径为1-100μm；
优选地，所述填料的孔径为70–4000A；
优选地，所述液相色谱柱的内径为0.05-30mm，液相色谱柱的柱长为10-1000mm。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：分别在所述匀浆罐中填装匀浆配置液，在所述顶替罐中填装顶替液；通过所述计算机控制单元控制压力泵和切换阀，将所述顶替罐中的顶替液输送到匀浆罐中，并经所述匀浆罐进入到所述色谱柱柱管中，完成液相色谱柱的填装。
7.根据权利要求6所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，其特征在于，所述完成液相色谱柱的填装的标准为：所述色谱柱柱管流出的液体的体积为匀浆罐内匀浆配置液体积的1-20倍；
优选地，所述填装液相色谱柱过程中温度为20-90℃；
优选地，所述顶替液的流速为0.001-500mL/min；
优选地，所述匀浆配置液包括质量比为1:(5-150)的填料和匀浆液。
8.根据权利要求6或7所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，其特征在于，所述计算机控制单元的装柱控制程序逻辑依次包括升压阶段、至少一个装柱阶段和降压阶段；
优选地，所述升压阶段中目标压力为500-25000psi；
优选地，所述升压阶段中目标压力的保持时间为0.01-20min；
优选地，所述升压阶段中流速的提升速率为0.001-9999.999mL/min2；
优选地，每个装柱阶段中目标压力各自独立地为500-25000psi；
优选地，每个装柱阶段中目标压力的保持时间各自独立地为1-2000min；
优选地，每个装柱阶段中流速的变化速率各自独立地为0.001-9999.999mL/min2；
优选地，每个装柱阶段中顶替液相同或不同；
优选地，所述装柱阶段的数量为1-10个；
优选地，所述降压阶段包括以下步骤：通过计算机控制单元控制压力泵，降压至常压；从色谱柱适配器下端卸下色谱柱柱管，在色谱柱柱管的进液端安装筛板和柱帽，完成液相色谱柱的装柱过程；
优选地，所述减压阶段中流速的降低速率为0.001-9999.999mL/min2。
9.根据权利要求6-8中任一项所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，其特征在于，装柱前还包括装柱准备阶段，所述装柱准备阶段包括以下步骤：用顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；在顶替罐中填装顶替液；在匀浆罐中填装匀浆配置液；组装色谱柱柱管的出液端，将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器连接到匀浆罐的出液端；
优选地，所述顶替液的温度为20-90℃；
优选地，所述匀浆配置液的温度为20-90℃。
10.根据权利要求6-9所述填装液相色谱柱的装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
(1)用顶替液润湿压力泵和所有的连接管线；
(2)组装色谱柱柱管的出液端，并将色谱柱柱管的进液端通过色谱柱适配器接到匀浆罐的出液端；
(3)将质量比为1:(5-150)的填料和匀浆液混合，得到匀浆配置液；
(4)将步骤(3)得到的匀浆配置液从所述匀浆罐的进液端装入匀浆罐，充满匀浆罐后旋紧匀浆罐罐帽，再通过连接管线连接压力泵；
(5)启动装柱控制程序开始装柱，至所述色谱柱柱管流出液体的体积为匀浆罐内匀浆配置液体积的1-20倍，完成液相色谱柱的填装；其中，所述装柱控制程序依次包括升压阶段、至少一个装柱阶段和降压阶段。
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