高速逆流色譜儀

背景介紹

二十世紀六十年代，首先在日本，隨後在美國國家醫學研究院發現了一種有趣的現象：即互不相溶的兩相溶劑在繞成螺旋形的小孔徑管子裡分段割據，並能實現兩溶劑相之間的逆向對流。Ito及其後來者在此基礎上研究並設計製造出了一系列逆流色譜裝置，早期的是封閉型的螺旋管行星式離心分離儀CPC（coil planet centrifuge），用於分離染料，蛋白質和細胞粒子。數年後Ito把流通機制引入到螺旋管柱體系中，使逆流色譜和現代色譜一樣可以實現連續的的洗脫、分離、檢測和收集，並建立了兩個基本的流通體制。其中有在比較簡單的流體靜力學平衡體制HDES基礎上開發的作為分析分離的CCC、用作製備分離的DCCC以及移位腔室CCC等。另一方面，以流體動力學平衡體制HDES為基礎，研製出在重力場作用下的大製備量分離儀器和在離心力場作用下的分析型和半製備型分離儀器。

相關原理

1．高速逆流色譜技術的原理

高速逆流色譜法是建立在單向性流體動力平衡體系之上的一種逆流色譜分離方法，它是在研究旋轉管的流體動力平衡時偶然發現的。當螺旋管在慢速轉動時，螺旋管中的兩相都從一端分布到另一端。用某一相作移動相從一端向另一端洗脫時，另一相在螺旋管里的保留值大約50%，但這一保留量會隨著移動相流速的增大而減小，使分離效率降低。但使螺旋管的轉速加快時，兩相的分布發生變化。當轉速達到臨界範圍時，兩相就會沿螺旋管長度完全分開，其中一相全部占據首端的一段，我們稱這一相為首端相，另一段全部占據尾端的一段，稱為尾端相。高速逆流色譜正是利用了兩相的這種單向性分布特徵，在高的螺旋管轉動速下，如果從尾端送入首端相，它將穿過尾端相而移向首端，同樣，如果從首端相送入尾相，它將穿過首端相而移向螺旋管的尾端。分離時，在螺旋管內首先注入其中的一相(固定相)，然後從合適的一端泵入移動相，讓它載著樣品在螺旋管中無限次的分配。儀器轉速越快，固定相保留越多，分離效果越好，且大大地提高了分離速度，故稱高速逆流色譜。

2．高速逆流色譜色譜儀的基本配置

儀器的中心部分：(a) ITO多層線圈分離柱，它是由100-200米長、內徑為1.6mm左右的聚四氟乙烯管沿具有適當內徑的內軸共繞十多層而成，其管內總體積可達300mL左右。(b)平衡器，它可以調節重量，它的作用是讓(a)， (b)相對於中心軸兩邊重量平衡。當在旋轉控制器的控制下，在齒輪傳動裝置作用下，(a)，(b)同時繞中心軸作順時針或反時針的行星運動，即(a)- (b)本身既在自轉，但同時又在繞中心軸公轉，公轉轉速可從0-4000r/min。從線圈分離柱中通過中空的中心軸還同時牽引出了線圈的兩端，一端供泵入液用，一端輸出液體。儀器工作需要互不相溶的兩種液體，一相作固定相，一相作移動相。儀器工作前，先將作為固定相一相的液體通過恆流泵壓入線圈分離柱，然後用進樣器將待分離的樣品按如圖所示進樣，最後用恆流泵壓入移動相，同時啟動中心部分運轉直到轉速大於600r/min。此時，兩相線上圈分離柱中具有相對運動之勢。由於移動相源源不斷的壓入，阻止了固定相的流出，同時，移動相帶著樣品線上圈分離柱中進行無限次的分配而使複雜樣品得到分離。當移動相經過檢測器時，由於不同的樣品組分會產生不同大小的信號，用記錄儀就能得到逆流色譜圖譜，同時用餾分收集器分步收集移動相就會得到複雜樣品被分開的組分。較大的製備型HSCCC，柱容積可達530m1，一次最多進樣可達20g粗品；較小的分析型的HSCCC柱容積為8m1，進樣量為幾十微克，最大轉速可達4000r/min，分析能力堪與HPLC相媲美。

被分離物質種類	基本兩相溶劑體系	輔助溶劑
非極性或弱極性物質	正庚（己）烷-甲醇	氯烷烴
	正庚（己）烷-乙睛	氯烷烴
	正庚己烷-甲醇（或乙睛）-水	氯烷烴
中等極性物質	氯仿-水	甲醇、正丙醇、異丙醇
	乙酸乙酯-水	正己烷、甲醇、正丁醇
極性物質	正丁醇-水	甲醇、乙酸

高速逆流色譜儀

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