專利名稱：含串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種分離制備色譜儀器，特別涉及連續使用二個或多個預裝分離制 備柱組合成的分離制備色譜儀器。
背景技術：
天然活性化合物或先導化合物的研究，離不開提取分離，隨著高通量生物活性 篩選技術(HTS)的發展；天然化合物的分離成為研究瓶頸。制備色譜作為高效分離技 術，其分離模式包括沖洗、置換和前沿三種模式；色譜系統包括所有液液色譜、液固色 譜、反相色譜和超臨界流體色譜；分離機理涉及吸附、分配、離子交換、分子排阻、疏 水作用、親和和電動膠束等。特別是隨著色譜技術的發展，使制備色譜技術應用日趨廣 泛，其分離能力在醫藥、生物技術、材料、食品、精細化工等產業中高技術領域，特別 是在純度要求高、附加值高而一般分離技術難以實現的產品生產應用領域，在醫藥特別 是源于天然資源的醫藥產品如中藥注射劑、植物藥、海洋藥物等領域優勢尤為突出，如 (1)分子質量相差不大、結構近似、物理化學性質接近的化合物，如同分異構體、光學 異構體或系列結構類似物的分離；(2)在較高溫度下易于分解、縮聚或失活的熱敏性物 質、生物活性物質、蛋白、酶等的分離；以及(3)天然或合成高聚物的分級分離等。它 的成長與醫藥、生命科學和生物技術的發展呈同步增長，近10年來制備色譜以每年高于 15%的增長率迅速發展，工業上應用十分廣泛，特別是活性單體或化合物產品的制備上 幾乎無處不在；但是在天然產物研究的系統分離中應用較少，主要原因是藥用植物中的 化學成分過于復雜，制備色譜在研究中應用，操作繁雜，費時費力費事，其應用受到限 制。我國擁有最為龐大的中藥化學成分和天然藥物結構研究隊伍，主要從事天然產 物的提取分離和結構鑒定研究，幾乎80%以上的工作都是在進行天然化合物的分離，這 一研究領域似乎成為勞動力密集型的體力勞動，天然化合物的分離純化成為天然藥物創 制或先導化合物發現的瓶頸，大量的時間和精力浪費在分離純化；而快速高效的現代自 動化分離技術設備仍然是突破瓶頸的關鍵。因此組合應用色譜新技術，設計各種快速 分離裝置設備的競爭也就十分激烈，出現許多設備和技術方法有很多，但對完整解決一 種藥用植物中各種成分的高效快速分離制備純化設備，并不多見，而且面對中藥成分結 構的復雜多樣，效果理想的就更少。自動分離天然化合物的應用設備中，最為有名的 是德國Sepiatec GmbH公司的全自動高通量制備型分離系統，其中較大的型號為Sepbox 2D-5000，該設備主要特點是能在24小時之內將0.5-5克天然植物提取物全自動分離成 300個化合物的餾分，是高通量藥物篩選中較為有效的設備。但該設備主要應用高速逆流 色譜(HSCCC)，經過大量的高速逆流色譜分離柱，分離效率有限，餾分中某一天然化合 物含量有所提高，分離為高純單一化合物的較少，大多是一些混合化合物餾分。目前2D-HPLC分析設備已經有了很大進展，理論上已經有比較充分的研究和探 討，但在實際應用中還有待突破；制備色譜由于化合物組分餾分量非常大，技術難度上與分析設備不可同日而語，因而在大量化合物的分離純化制備上應用串聯色譜技術，目 前模擬移動床色譜方法能夠解決工業制備化合物單體的需求，但要高效快速分離純化許 多化合物單體，仍然不能作為有效解決方法。
發明內容
本發明的目的旨在應用預裝制備色譜柱的簡單切換，實現預裝制備色譜柱之間 的連續串聯，通過一個制備色譜柱與其他一個到幾個制備色譜柱的連續反復分離，達到 分離純化化合物單體的目的。以解決天然產物或中藥化學成分分離純化制備純品化合物 的技術瓶頸。為了實現本發明的上述目的，本發明提供了如下的技術方案含串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3 二位三通電磁 閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色 譜分離柱1 ； C22 二級色譜分離柱2 ； C23 二級色譜分離柱3 ； C2n 二級色譜分離柱η ； MI手動進樣器；PC預柱；ΡΑ，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續利用一級色譜分 離柱Cl分離餾分Fl-Fn，分別進樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n,分離純 化化合物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯，而二級色譜分離柱組間 并聯形式，獨立分離純化化合物單體；BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥； BV-4 二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。所述的分離制備色譜儀器，其二位三通電磁閥BV-3和預柱PC先后位置能互換。所述的分離制備色譜儀器，采用三支分離柱一級色譜分離柱Cl，二級色譜分 離柱C21，C22 一級色譜分離柱Cl分量得到的不同極性餾分，極性小的餾分比如F1， F2，F3，均用二級色譜分離柱C21依次分離；一級色譜分離柱Cl分量得到極性較大的餾 分比如F4，F5，F6，均用二級色譜分離柱C22依次分離。這樣既擴展了二級色譜分離 柱可以虛擬達到C21-C26，節省了二級色譜分離柱，采用不同特性的填料，易于達到分 離純化化合物單體的目的。所述的分離制備色譜儀器，其一級色譜分離柱和二級色譜分離柱中柱色譜管材 料采用玻璃管或有機玻璃管或不銹鋼管或聚四氟乙烯管或鈦合金管；一級色譜分離柱和 二級色譜分離柱采用相同的材料，規格大小相同或不同；柱色譜分離填料采用各種正向 硅膠、C18、RP2-18、氨基硅膠、硝基硅膠、醇基硅膠，各種葡聚糖凝膠、聚乙烯、聚 苯乙烯的衍生物樹脂；分離色譜柱壓力采用低壓或中壓或高壓。所述的分離制備色譜儀器，一級色譜分離柱Cl在洗脫餾分Fl，F2，F3過程 中，洗脫液的組成比例相同或不同；二級色譜分離柱C21，C22，C23在分離純化化合物 單體過程中，洗脫液的組成比例相同或不同，采用甲醇或/和氯仿或/和乙腈或/和乙酸 乙酯或/和水，比例從0-100%，根據分離對象來調整和控制洗脫液的組成和比例。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C21進樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分Fl 二位三通電磁閥BV-3—預柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C21柱餾分Fl進樣過程。2) 二級分離柱C21色譜柱分離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22進樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F2 二位三通電磁閥BV-3—預柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C22柱餾分F2進樣過程。2) 二級分離柱C22色譜柱分離二位三通 電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C23進樣和分離過程中洗脫液流 動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F3 二位三通電磁閥BV-3—預柱PC—— 級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測 器一廢液流出；為C23柱餾分F3進樣過程。2) 二級分離柱C23色譜柱分離二位三通 電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C23 —二位四通電磁閥BV_4 —檢測 器一餾分收集化合物單體。所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22-C23進樣和分離過程中洗脫 液流動過程類似，能擴展到二級色譜分離柱C2n。本發明設計了上述的以串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器裝置(以下簡稱 PAI)，并以該設備的設計思路為核心技術，提出一種解決分離純化化合物單體的思路。 該設備PAI的設計和應用方法為應用電磁閥控制，實現串聯制備色譜柱的簡單切換， 作為分離制備色譜儀器裝置核心技術的解決分離純化化合物單體的思路，以推進解決天 然產物或中藥化學成分分離純化制備純品化合物的技術瓶頸。
圖1 為本發明串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器裝置(PAI)的設備組合連接 示意圖；圖2 為圖1中二位三通電磁閥BV-3和預柱PC位置互換的示意圖；圖中BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV_4 二位四通電磁 閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色譜分離柱1; C22 二級色譜分離柱2; C23 二級色譜 分離柱3; C2n 二級色譜分離柱n; MI手動進樣器；PC預柱；PA，PB輸液泵。
權利要求
1.含串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3二位三通電磁閥； BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥；Cl 一級色譜分離柱；C21 二級色譜分 離柱1 ； C22 二級色譜分離柱2 ； C23 二級色譜分離柱3 ； C2n 二級色譜分離柱η ； MI手 動進樣器；PC預柱；PA，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續利用一級色譜分離柱 Cl分離餾分Fl-Fn，分別進樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n,分離純化化合 物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯，而二級色譜分離柱組間并聯形 式，獨立分離純化化合物單體；BV-3 二位三通電磁閥；BV-6 二位六通電磁閥；BV-4 二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。
2.根據權利要求1所述的分離制備色譜儀器，其二位三通電磁閥BV-3和預柱PC先 后位置能互換。
3.根據權利要求1所述的分離制備色譜儀器，采用三支分離柱一級色譜分離柱 Cl，二級色譜分離柱C21，C22 一級色譜分離柱Cl分量得到的不同極性餾分，極性小 的餾分比如Fl，F2，F3，均用二級色譜分離柱C21依次分離；一級色譜分離柱Cl分量 得到極性較大的餾分比如F4，F5，F6，均用二級色譜分離柱C22依次分離。
4.根據權利要求1所述的分離制備色譜儀器，其一級色譜分離柱和二級色譜分離柱中 柱色譜管材料采用玻璃管或有機玻璃管或不銹鋼管或聚四氟乙烯管或鈦合金管；一級色 譜分離柱和二級色譜分離柱采用相同的材料，規格大小相同或不同；柱色譜分離填料采 用各種正向硅膠、C18、RP2-18、氨基硅膠、硝基硅膠、醇基硅膠，各種葡聚糖凝膠、 聚乙烯、聚苯乙烯的衍生物樹脂；分離色譜柱壓力采用低壓或中壓或高壓。
5.根據權利要求1所述的分離制備色譜儀器，一級色譜分離柱Cl在洗脫餾分F1， F2，F3過程中，洗脫液的組成比例相同或不同；二級色譜分離柱C21，C22，C23在分 離純化化合物單體過程中，洗脫液的組成比例相同或不同，采用甲醇或/和氯仿或/和乙 腈或/和乙酸乙酯或/和水，比例從0-100%，根據分離對象來調整和控制洗脫液的組成 和比例。
6.根據權利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C21進樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分Fl: 二位三通電磁閥BV-3 — 預柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一廢液流出；為C21柱餾分Fl進樣過程。2) 二級分離柱C21色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C21 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
7.根據權利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22進樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F2: 二位三通電磁閥BV-3 — 預柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一廢液流出；為C22柱餾分F2進樣過程。2) 二級分離柱C22色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
8.根據權利要求1-5所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C23進樣和分離過 程中洗脫液流動過程為1) 一級分離柱Cl色譜柱分離餾分F3: 二位三通電磁閥BV-3 — 預柱PC ——級分離柱Cl —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C22 —二位四通電磁閥BV-4 —檢測器一廢液流出；為C23柱餾分F3進樣過程。2) 二級分離柱C23色譜柱分 離二位三通電磁閥BV-3 —二位六通電磁閥BV-6 —二級分離柱C23 —二位四通電磁閥 BV-4 —檢測器一餾分收集化合物單體。
9.根據權利要求6-8所述的分離制備色譜儀器，其二級色譜分離柱C22-C23進樣和 分離過程中洗脫液流動過程類似，能擴展到二級色譜分離柱C2n。
全文摘要
含串聯制備色譜柱的分離制備色譜儀器，主要部件包括BV-3二位三通電磁閥；BV-6二位六通電磁閥；BV-4二位四通電磁閥；C1一級色譜分離柱；C21二級色譜分離柱1；C22二級色譜分離柱2；C23二級色譜分離柱3；C2n二級色譜分離柱n；MI手動進樣器；PC預柱；PA，PB輸液泵；檢測器，餾分收集儀；連續利用一級色譜分離柱C1分離餾分F1-Fn，分別進樣二級色譜分離柱一組C21，C22，C23...C2n，分離純化化合物單體；形成一級色譜分離柱與二級色譜分離柱組串聯，而二級色譜分離柱組間并聯形式，獨立分離純化化合物單體；BV-3二位三通電磁閥；BV-6二位六通電磁閥；BV-4二位四通電磁閥由色譜工作站控制程序。
文檔編號B01D15/22GK102008837SQ201010297548
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者吳海燕, 周琳, 李忠榮, 邱明華 申請人:中國科學院昆明植物研究所