高速逆流色谱的应用与发展

l 高速逆流色谱是液相色谱的一种新技术，无需载体，从几种色谱原理方法可以清晰说明。

大约50年前，根据对两种液体进行分配的理念，产生了两种相似的方法：逆流分配技术和液-液色谱分配技术，即：逆流色谱和液相色谱。

30年前，日本Sanki Engineering Ltd.利用前一种技术开发出了高性能的逆流色谱仪（HPCPC），它结合了液相色谱中的快速、高效和先进技术。

HPCPC尤其在利用色谱技术进行半制备和全制备的应用中倍受瞩目，它和采用色谱柱技术的液相色谱在四个方面具有显著优势：● 无样品损失：因为流动相和固定相都是液体，样品可以全部回收。

● 大容量和高的分离能力：流动相和固定相的体积比明显很高，从而无需更大的理论塔板数，就可以获得更大的容量和更高的分离能力。

● 十分灵活的两相系统：（两种、三种、四种溶剂混合）为了获得一种纯的化合物，实验中需要比较灵活的更改流动相，HPCPC可以很方便地调整两相的极性。

● 溶剂消耗少：相对于色谱柱制备系统，对于同样的制备量，HPCPC的溶剂消耗量只有十分之一，使用逆流色谱在实验室完成分离后，可以直接放大到生产规模。

● 固定相价格低：另一个显著优点是逆流色谱的固定相是溶剂，相比色谱柱中的填充材料价格低很多；而且固定相可以很容易再生，一些添加的物质如手性选择剂或复杂的配位体可以无损失地回收，国际上出版的论文可以提供十分有用的信息和应用参考。

新型的高速逆流色谱仪HPCPC广泛地应用于化学领域的纯化，如抗生素、缩氨酸、丹宁酸、皂角苷、油脂、药品等，将来的发展可以预见更大规模和产量的HPCPC设备出现，在化学领域将更加广泛地应用，如手性药物分离等。

与传统制备液相的优势● 逆流色谱仪HPCPC十分快速由于固定相溶剂通过离心力保留在分配通道中，可以不用顾及分离精度的高低要求而让流动相的流速保持很高。

● 明显优于传统制备液相由于逆流色谱仪HPCPC不需要固定相，不会出现对十分昂贵的样品产生不可逆转的保留，而在传统色谱柱的液相色谱中，经常出现的变性和分解现象在逆流色谱不会产生，同时保留了原来的生物活性。

高速逆流色谱及其应用高速逆流色谱(high-speed counter-current chromatography，HSCCC)是由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health，NIH)的Yoichiro Ito 博士于上世纪80年代发明的一种基于液液分配机理的新型色谱分离纯化技术。

经过几十年的实验研究，特别是近十多年高速逆流色谱的发展，使得它在生物医药、生化、植化、农业、化工、环境、海洋科学、无机化学等广泛领域显现出越来越高的实用价值。

目前国际上有数十个国家和地区的著名研究机构和大学在从事逆流色谱(CCC）技术的研究及在各个领域的应用工作。

其中包括美国国立研究院（NIH），英国的Brunel大学，瑞士洛桑大学，法国里昂大学等。

由于此项新颖技术的迅猛发展和不断成熟，加之其影响不断扩大，自2000年9月起国际逆流研究领域每隔2年举行一次世界逆流色谱学术会议。

每年一度的美国匹兹堡国际分析化学与应用光谱学学术会议上，都设有CCC的专题组[1]。

我国高速逆流技术起步较早，目前也有多家高等院校和科研机构从事该技术的研究推广，并与逆流设备生产企业共同成功举办过多次学术交流活动。

高速逆流色谱用于天然药物化学成分的分离始于1985年，到1988年、1989年达到一个高潮，期间发表了大量的文章。

目前处于平稳发展阶段，在总的论文数量上我国学者已经占有相当大的比例[2]。

1 HSCCC原理及特点1. 1 原理流体动力学中有一种特殊的动力学平衡现象,即单向流体动力学平衡现象。

HSCCC就是利用了这种现象来实现高速分离的。

在这样的动力平衡体系中,两种互不混溶的溶剂相在转动螺旋管中单向地分布。

高速逆流色谱仪工作时,色谱仪中的螺旋管做行星运动,由于重力及螺旋管力的作用,固定相移向螺旋管的入端,使得固定相得以保留,同时两相溶剂在螺旋管中得以混合。

由于不同溶质在两相中的分配系数不同,溶质在两相溶剂中进行分配平衡,从而使不同成分得以分离。

高速逆流色谱仪原理特点及应用一、简介高速逆流色谱（HPLC）是一种高效、精准的分析技术，它广泛应用于化学、制药、环保、食品等领域。

高速逆流色谱仪是高速逆流色谱技术的核心设备，能够对各种化合物进行分离和检测。

在本文中，我们将介绍高速逆流色谱仪的原理、特点及应用。

二、原理高速逆流色谱仪使用液相色谱技术，其基本原理是将待测样品溶液经过一定的处理后，注入色谱柱，通过色谱柱内液相的物理化学作用，将各种组分分离出来，并用检测器检测分离出来的化合物。

高速逆流色谱仪相较于其他色谱仪的优势在于可以在极短的时间内完成大量的分离、检测等操作。

高速逆流色谱仪的原理是基于其内部的色谱柱，其内部结构可以细分为装载柱、色谱柱和联接管。

样品通过色谱柱时，每种组分将被一步一步地分离出来，直到达到检测器，最后数据将被转换为电子信号，并通过数据处理软件进行分析和处理。

三、特点1. 高效HPLC技术的一大优势在于其高效性，使用HPLC技术可以在更短的时间内分离出更多的物质成分，从而提高分析效率。

2. 精准由于高速逆流色谱仪的高分辨率和灵敏度，其能够分离出复杂物质的成分，从而提供更加准确的结论。

3. 多种检测方式高速逆流色谱仪可使用不同类型的检测器，如紫外检测器、荧光检测器等，可以检测多种类型的化合物成分。

4. 适用范围广高速逆流色谱仪不仅适用于小分子化合物的分离和检测，也可以用于生物大分子、天然产物、有机和无机化合物等物质的分离和检测。

四、应用高速逆流色谱仪广泛应用于化学、生命科学、环境科学、食品科学等领域，其准确性和高效性为这些领域的研究和实践提供了重要的技术支持。

1. 化学在化学领域中，高速逆流色谱仪通常在合成新药物、分离小分子化合物、分析毒物、研究反应机理等方面有着广泛的应用。

2. 生命科学高速逆流色谱仪在生命科学领域可以用于分析蛋白质、氨基酸、核酸和多糖等生物大分子，可以检测蛋白质含量和组成，研究生物大分子的三维结构，为分子生物学、细胞生物学和基因工程研究提供技术支持。

应用高速逆流色谱分离中药中有效成分及质谱结构研究I. 研究背景在中医药学的发展过程中，中药已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

随着科技的进步，人们对中药的研究也越来越深入，尤其是对中药中有效成分的提取和分离技术。

高速逆流色谱(HSLC)作为一种高效的分离技术，已经在中药研究领域得到了广泛应用。

本研究旨在通过HSLC技术分离中药中的有效成分，并利用质谱技术对其进行结构解析，以期为中药的现代化研究和开发提供理论依据和技术支撑。

在过去的几十年里，我国中医药事业取得了世界公认的辉煌成果。

然而随着现代医学的发展，中医药面临着前所未有的挑战。

为了更好地传承和发扬中医药文化，我们需要不断地对中药进行创新研究，提高其药效和安全性。

高速逆流色谱作为一种新兴的分离技术，具有操作简便、分离效率高、适用范围广等优点，为中药的有效成分提取和分离提供了有力保障。

质谱技术作为现代分析科学的重要手段，已经在生物医药领域取得了显著的应用成果。

通过对中药中有效成分的结构解析，我们可以更深入地了解其药理作用机制，为新药的研发提供理论依据。

此外质谱技术还可以用于中药的质量控制和评价，确保药品的安全性和有效性。

中药中有效成分的研究意义及现状在我们的日常生活中，中药已经成为了许多人的日常调理和疾病治疗的重要手段。

而其中最让人着迷的，莫过于中药中那些神奇的有效成分。

这些成分不仅能够治病救人，还能够为我们的生活带来诸多健康益处。

因此研究中药中有效成分的意义不言而喻。

然而尽管中药有着悠久的历史和丰富的经验，但在现代科学技术的发展下，我们对中药中有效成分的认识仍然有限。

这主要是因为中药中的有效成分种类繁多，分离提取难度较大，而且很多成分的结构性质尚不清楚。

因此如何高效、准确地从中药中提取出这些有效成分，成为了一个亟待解决的问题。

近年来随着高速逆流色谱等现代分离技术的不断发展，我们对中药中有效成分的研究取得了一定的进展。

通过对大量中药样品的分析，我们已经发现了许多具有潜在药用价值的化合物。

高速逆流色谱（high-speed countercurrent chromatography ，HSCCC ）是20 世纪80 年代发展起来的一种连续高效的液—液分配色谱分离技术，它不用任何固态的支撑物或载体。

它利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡，当其中一相作为固定相，另一相作为流动相，在连续洗脱的过程中能保留大量固定相。

由于不需要固体支撑体，物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现，因而避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等，不仅使样品能够全部回收，回收的样品更能反映其本来的特性，特别适合于天然生物活性成分的分离。

而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触，使得样品的制备量大大提高，是一种理想的制备分离手段。

它相对于传统的固—液柱色谱技术，具有适用范围广、操作灵活、高效、快速、制备量大、费用低等优点。

目前HSCCC 技术正在发展成为一种备受关注的新型分离纯化技术，已经广泛应用于生物医药、天然产物、食品和化妆品等领域，特别在天然产物行业中已被认为是一种有效的新型分离技术；适合于中小分子类物质的分离纯化。

我国是继美国、日本之后最早开展逆流色谱应用的国家，俄罗斯、法国、英国、瑞士等国也都开展了此项研究。

美国FDA 及世界卫生组织（WHO ）都引用此项技术作为抗生素成分的分离检定，90 年代以来，高速逆流色谱被广泛地应用于天然药物成分的分离制备和分析检定中。

逆流色谱原理：1.逆流色谱是20世纪50年代源于多极萃取技术（非连续性）但是多极萃取设备庞大复杂、易碎、溶剂体系容易乳化，溶剂耗量大，分离时间长。

2.20世纪70年代，出现了液滴逆流色谱（DCCC）特点：（1）流体静力学原理（Hydrostatic equilibrium system，HSES）（2）分离时间过长、连接处容易出现渗漏等3.20世纪70年代出现了离心分配色谱仪（Centrifugal partition chromatography，CPC）特点：（1）基于流体静力学原理（Hydrostatic equilibrium system，HSES），利用公转产生的单一力场（2）连接处较多而且容易出现渗漏，清洗维护复杂4．20世纪80年开始出现了现在的高速逆流色谱，可称为最先进的逆流色谱特点：（1）基于流体动力学原理（Hydrodynamic equilibrium system，HDES）（2）通过公转、自转（同步行星式运动）产生的二维力场，保留两相中的其中一相作为固定相（3）通过高速旋转提高两相溶剂的萃取频率，1000rpm旋转时可达到17次/s频率的萃取过程。

高速逆流色谱技术1.概述高速逆流色谱（high-speed counter current chromatography，简称 HSCCC），是20世纪70年代由美国国立卫生院（National Institute of Health，简称NIH）Ito博士首创，并且在最近10年之内发展迅速，是一种可在短时间内实现高效分离和制备的新型液-液分配色谱技术，这项技术可以达到几千个理论塔板数的。

它具有操作简单易行、应用范围很广、无需固体载体、产品纯度高、适用于制备型分离等特点。

自1982年第一台仪器问世，就开始了HSCCC的现代化进程。

HSCCC用于天然药物化学成分的分离始于1985年，到1989年达到一个高潮。

自2000年9月起国际逆流研究领域每隔2年举行一次世界逆流色谱学术会议。

近几年, 人们对健康的认识越来越深刻, 更多的人追求天然绿色的健康理念, 故HSCCC 作为一种对提取物污染小的制备技术, 它的应用越来越受到了人们的关注。

鉴于HSCCC的显著特点, 此项技术已被应用于生化、生物工程、医药、天然产物化学、有机合成、环境分析、食品、地质、材料等领域。

目前,HSCCC已从制备型发展到了分析型, 甚至是微量分析型, 应用范围也十分广泛[ 2]。

高速逆流色谱技术在我国的应用较早, 技术水平在国际领域也处于领先地位。

目前, 我国是世界上为数不多的高速逆流色谱仪生产国之一。

我国的深圳同田生化技术有限公司是全球第一家多分离柱高速逆流色谱仪专业生产企业。

公司拥有自主知识产权的高速逆流色谱专利技术, 现已研制并生产出TBE 系列分析型, 半制备型TBE 300，300A, 制备型TBE1000高速逆流色谱仪设备。

2.基本原理高速逆流色谱技术(HSCCC)是一种不用任何同态载体的液-液色谱技术，其分离原理是进行分离纯化时，首先选择预先平衡好的两相溶剂中的一相为固定相, 并将其充满螺旋管柱, 然后使螺旋管柱在一定的转速下高速旋转, 同时以一定的流速将流动相泵入柱内。

高速逆流色谱综述高速逆流色谱(High-speed Countercurrent Chromatography，简称HSCCC)，于1982年由美国国立卫生院Ito博士研制开发的一种新型的、连续高效的液液分配色谱技术。

该技术由于不需要固体支撑体，物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现，因而避免了因不可逆吸附引起的样品损失、失活、变性等问题，具有传统的液-固色谱所不具备的独特优势，特别适合于天然生物活性成分的分离。

而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触，使得样品的制备量大大提高，是一种理想的制备分离手段，因此此项技术己被广泛应用于中药成分分离、保健食品、生物化学、生物工程、天然产物化学、有机合成、环境分析等领域[1]。

1 高速逆流色谱原理[1-2]图.1高速逆流色谱仪利用螺旋管的自转和公转同步同向行星式运动所产生的变化离心力场将固定相保留在螺旋管中，允许流动相快速流过螺旋管并与固定相进行连续高效的混合和分配，达到一种特殊的流体动力学平衡——单向流体动力学平衡，此时在螺旋柱中任何一部分，两相溶剂都反复进行着混合和静置的分配过程，这一过程频率极高，在800rpm转速下时，混合和分配的频率可以达到13次/s。

大大提高了两相溶剂的混合效率，可以极大地缩短分离时间，这就是高速逆流色谱分离效率高的原因。

如图.1。

2 高速逆流色谱(HSCCC)的特点及与制备型高效液相色谱（prep-HPLC）的比较[3-4]目前制备出高纯度的天然产物的方法中，制备型高效液相色谱是使用最为广泛的。

与其相比，高速逆流色谱具有以下一些突出的优点。

（1）HSCCC回收率高：由于HSCCC不需要固体支撑体，避免了样品在分离过程中的不可逆吸附、分解、变性等问题。

理论上，滞留在柱中的样品可以通过多种洗脱方式予以完全回收；实验中只要调整好分离条件，一般都有很高的回收率。

粗样可以直接上样而不会对柱内固定相造成任何损害。

而prep-HPLC在样品吸附过程中会出现死吸附的现象，在制备高纯品的过程中，必然会以牺牲得率为代价，这是prep-HPLC不可避免的。

高速逆流色谱技术名词解释
高速逆流色谱法（High Performance Reversed Phase，HPLC）是用于分离高分子物质的一种有效的分析技术。

其原理是利用两相溶液的相分离效应，将分子大小和组成的不同物质分离出来，以提高分析的灵敏度和准确度。

HPLC是一种高精密和快速的技术，在多学科领域有着广泛的应用，比如说化学、分析化学、药理、免疫学和生物学等。

高速逆流色谱法的关键是精确控制好柱温，使用色谱液和流速。

色谱液中含有目标分离物质，可以用弱酸或碱性溶液，以及选择性的表面活性剂进行改性，以形成两种不同的溶剂，用不同的流速进行分离。

扩散和摩擦力作用会导致分离物质在柱内停留不同时间，以达到分离目的。

使用高速逆流色谱分离物质时，必须使用高品质的过滤器和检测仪，以确保色谱柱中的溶液质量，并获得准确的分离结果。

这种技术不仅能用于分离物质，而且还能
快速检测滤失和含量，甚至可以检测目标物的性质。

HPLC在药物的研制和测试方面也有着重要的作用。

它能够准确地检测出药物制剂中不同原料之间的比例，从而保证制剂质量，同时也能快速测定药物的组分和结构含量等。

另外，高速逆流色谱法还可用于药物的发掘，通过检测不同地质环境中各类有用的生物活性物质，可以大大提高寻找新药的效率。

可以看出，高速逆流色谱法影响着一系列领域的分析方法，它可以提高分析的准确性，简化试验过程，还可以避免出现许多不必要的错误。

虽然HPLC有着一系列优良的性能，但是在使用时，仍然应该采用谨慎，确保滤失和污染等方面的控制，为科研和实验提供准确可靠的数据。

高速逆流色谱仪的知识点讲述
逆流色谱技术是一种应用在化学分离分析领域中的技术，其原理是用充满两相溶剂的螺旋管作为分离单元在离心力场中按一定规律运动，当被分离的混合物通过分离单元时，由于不同物质在两相溶剂中具有不同的分配特性将会产生物质的分离排列。

一般逆流色谱仪中，分离单元不仅围绕公转中心做公转运动，同时也做自转运动，呈行星式运动状态，分离柱数与流通管内径参数为固定不易改变，无法调节分离柱容积和更换分离柱，分离量受到严格限制。

高速逆流色谱仪是利用了一种流体动力学现象，具体表现为一根100多米长的螺旋空管，注入互不相溶的两相溶剂中的一相作为固定相，然后作行星运动；同时不断注入另一相（流动相），由于行星运动产生的离心力场使得固定相保留在螺旋管内，流动相则不断穿透固定相；这样两相溶剂在螺旋管中实现的接触、混合、分配和传递。

由于样品中各组分在两相中的分配比不同，因而能使样品中各组分得到分离。

高速逆流色谱仪取消了传统的贯通中心的中间轴。

而在自转轴上装设的螺旋管分离柱组件的β值即分离柱自转半径r与公转半径R的比值r/R可以从0.1到1之间选取，本产品β值≥0.85。

加之可通过齿轮传动比的变化实现不同转速，由此实现高效率的分配分离。

高速逆流色谱仪有四个容积相同的螺旋管分离柱分别安装在两个旋转柱上，每个旋转柱由两个容积相同的螺旋管分离柱单元组合而成，分离柱同引入、引出的流通管的接口都是可拆卸的活动接头。

两个螺旋管分离柱通过接头和引入、引出管，引至仪器外部的接点，可以用短管将多个分离柱单元串连或并连起来，形成不同的柱容积和柱长度的连接，以实现一机多用。