具有在线富集功能的二维制备色谱仪器系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一套具有在线富集功能的二维制备色谱仪器系统。
【背景技术】
[0002]天然药物中的高活性化学成分是新药的重要来源之一，随着研究的不断深入，大量高含量成分已经被分离获得，科研工作者逐渐转向天然药物中微量化学成分的分离，寻找其中的新成分。与高含量成分相比，天然药物中的微量成分在分离过程更容易受到其他成分干扰影响，分离监测困难，传统分离技术使用原料用量大，分离效率低，因此需要高效分离工具。
[0003]制备色谱具有强大的分离能力，是天然药物分离的主要工具。天然产物组成复杂，单次色谱分离效果有限，需要经过多次分离，在分离过程中使用不同色谱分离模式才能达到满意分离效果。除了考虑不同色谱模式的互补性，制备色谱在分离过程中还要考虑制备规模问题，需要过载上样来保证制备通量。在线二维色谱将第一维制备色谱分离过的样品直接或经过特殊借口收集后进入第二维制备色谱进行分离，可以简化分离过程，提高工作效率。邵平(中国专利，CN101791491A)设计了一套在线低、中、高压结合的二维制备色谱系统，通过六通阀和软件将两个制备色谱系统连接起来，第一维制备色谱分离中样品过载上样运行，截取目标流分进入第二维制备色谱进行进一步分离，用于解决过载进样和分离能力间的矛盾，提高色谱分离能力。张维冰设计了一种准动态二维制备色谱系统及物质分离方法(中国专利，CN102914610A, CN202870047U)，通过三通阀将两根制备色谱柱连接，通过阀切换将第一维制备色谱柱分离的组分转移到第二维制备色谱柱进行分离，同样用于解决过载进样和分离能力间的矛盾。以上系统仅具有简单的流分转移功能，含有目标成分的大体积流分直接进入第二维制备色谱系统会严重影响其分离能力，同时以上系统不具有富集功能，需要提高第一维制备色谱上样量来保证制备通量，而微量成分在严重过载运行情况下，难以分离和监测，影响分离效果。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一套具有在线富集功能的二维制备色谱仪器系统。本系统由色谱流路切换阀(两位十通阀、两位六通阀或多路阀)，色谱柱(制备柱，保护柱和捕集柱)，溶剂泵(包括流动相泵和流动相调节泵)和检测器组成。其特征在于通过阀切换，流动相调节，以及捕集柱三者相结合的方式，实现了循环色谱接口和二维色谱的接口功能，从而完成二维和多维色谱分离，同时系统的分离效果不会随上样体积增大和分离过程的进行而下降。此外，本系统还具备对所分离最终产品的浓缩回收功能，从而简化了样品干燥过程，并有利于避免样品在加热干燥过程中的变性。
[0005]具有在线富集功能的二维制备色谱系统，包括一个流动相泵、三个三通截止阀、一个两位十通阀、一个定量环、一个保护柱、一个捕集柱、一个调节泵、两个两位六通阀、一个三通、色谱检测器、第一维制备柱a、第二维制备柱b和其他连接管线组成；
[0006]其中两位六通阀b、第一维制备柱a和第二维制备柱b组成柱选择系统；
[0007]上述各部件连接顺序如下所述:两位十通阀接口①依次与三通截止阀a、制备泵与制备泵流动相相连，三通截止阀a的第三个接口放空出口 ；两位十通阀接口②和接口③相连通；两位十通阀接口④与两位六通阀I的接口①相连；两位十通阀接口⑤依次经过通过三通截止阀b与两位六通阀II接口②相连，三通截止阀b的第三个接口为放空出口 ；两位十通阀接口⑥与保护柱柱头接口相连；两位十通阀接口⑦与⑩通过定量环相连；两位十通阀接口⑧为样品注入口，接口⑨放空；
[0008]两位六通阀II接口①与保护柱的柱尾接口相连；两位六通阀II接口②通过三通截止阀b与十通阀相连；两位六通阀II的接口③与捕集柱的柱尾接口相连；两位六通阀II的接口④与色谱检测器的入口相连；两位六通阀II的接口⑤与两位六通阀I的接口④相连；两位六通阀II的接口⑥通过三通与捕集柱的柱头接口相连，三通的另一端依次与三通截止阀C、调节泵和调节溶液相连，三通截止阀的第三个接口为放空出口 ；
[0009]两位六通阀I接口①与两位十通阀接口④相连；两位六通阀I接口②和接口③分别与第二维制备柱b的进出口相连；两位六通阀I接口④与两位六通阀II的接口⑤相连；两位六通阀I接口④和接口⑤分别与第一维制备柱a的进出口相连。
[0010]二维液相色谱样品转移接口为一具有保留富集功能的捕集柱，调节通过捕集柱的流动相洗脱能力使目标成分吸附捕集或洗脱转移。
[0011 ] 单个捕集柱可被多捕集柱系统替换。
[0012]系统中连接两根制备柱的柱选择系统可以被多柱选择系统替换。
[0013]通过使用多捕集柱系统和多柱选择系统，可对多个目标成分进行富集，并分别进行多维的色谱分离制备。
[0014]本系统具体使用步骤如下:
[0015]I)上样
[0016]样品溶液注入样品定量环后，采用第一维制备色谱流动相将样品经保护柱后导入捕集柱，同时向捕集柱输入调节液，降低流动相洗脱强度，使样品保留在捕集柱中待分离；
[0017]2) —维分离
[0018]关闭流动相调节泵，应用第一维制备色谱流动相，将保留在捕集柱中样品洗脱至第一维制备柱进行分离；
[0019]3)目标成分捕集
[0020]通过阀切换将经过第一维制备柱分离后的目标成分转移至捕集柱，同时向捕集柱输入调节液，降低调节流动相强度，使目标峰富集于捕集柱中；
[0021]4) 二维分离
[0022]通过阀切换，将第二维制备柱连接到流路系统中，采用第二维制备色谱流动相将富集于捕集柱中样品洗脱至第二维制备柱，实现进一步分离；
[0023]5)样品回收
[0024]经过第二维制备柱分离的目标成份，即可以根据检测器所示分离情况进行收集，也可将目标成份重新捕集于捕集柱上，调节泵输入洗脱能力强，且挥发性强的流动相，使目标成分溶解在小体积流动相中，便于回收样品。
[0025]在所述I)上样和3)目标成分捕集过程中，调节液为与流动相互溶的弱洗脱强度溶剂；在样品回收过程中，调节液选择洗脱强度大、且挥发性高的溶剂。
[0026]所述调节液为有利于增强样品在捕集柱中保留的溶剂，包括甲醇、乙腈、丙酮、乙醇或其他洗脱强度大、且挥发性高的溶剂。
[0027]重复步骤(2)?(3)，可达到同维色谱循环分离的效果；多次重复(I)?(3)过程，可多次富集目标成分后再进行二维色谱分离。
[0028]采用本发明与传统方法相比具有以下优点:
[0029]I)本仪器系统可进行二维分离，在第一维制备色谱分离过程中，通过进行多次上样和捕集，目标成分被富集在捕集柱中，可提高二维制备的上样量，同时去除捕集到的非目标成分，降低了杂质在第二维色谱分离过程中对目标成分的干扰。捕集柱接口有效保留富集样品及一维分离组分，有效避免样品体积过载和溶剂效应问题，柱效损失小，保证二维分尚效果。
[0030]2)本仪器系统可扩展进行多次循环分离和多维分离，分离效果不会随样品体积增大和分离次数增加而下降。
[0031]3)本仪器系统还具备对所分离最终产品的浓缩回收功能，从而简化了样品干燥过程，有利于避免样品在加热干燥过程中的变性。
【附图说明】
[0032]图1为二维制备色谱系统结构图；
[0033]图2为多捕集柱系统结构图；
[0034]图3为多柱选择系统结构图；
[0035]图4为二维色谱系统运行示意图。
[0036]其中，1-流动相泵；2-三通截止阀a ;3_两位十通阀；4_三通截止阀b ；5~柱选择系统；6_定量环；7_保护柱；8_捕集柱；9_调节泵；10_两位六通阀I ;11_三通截止阀c ；12-三通；13_六通阀II ;14_色谱检测器；15_多捕集柱系统；16_多柱选择系统；a_第一维制备柱;b_第二维制备柱。
[0037]图1为由两位十通阀和两位六通阀构成的二维制备色谱系统；将图2替换图1中10，图3替换图1中12可构成可多维分离的制备色谱系统。
【具体实施方式】