高速逆流色谱

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。

高速逆流色谱操作步骤高速逆流色谱（High-Performance Counter-Current Chromatography，HPCCC）是一种液-液色谱技术，通过在两种不同的不溶溶剂相之间的弯曲螺旋柱中建立逆流运动，实现分离和纯化化合物。

以下是一般的高速逆流色谱的操作步骤：1.系统准备：•确保逆流色谱系统（HPCCC系统）处于良好状态，所有连接都紧固，管路无泄漏。

•根据实验需要选择合适的溶剂相，并准备好两相的溶液。

2.填充柱体：•将两相的溶液分别注入到弯曲螺旋柱的两个相对侧。

柱内建立液-液平衡。

3.样品加载：•在逆流色谱系统中加入待分离的混合物样品。

4.逆流运行：•开始逆流运行，通过外部离心力或其他手段，让两相的流动方向相反。

这样，溶液就会在弯曲螺旋柱中形成逆流。

5.分离：•样品成分在两相中根据其在两相之间的分配系数进行分离。

相对溶剂流动的方向，样品在柱内依次进入高和低浓度的相中，实现分离。

6.收集分离产物：•根据需要，通过调整逆流色谱系统的操作参数，收集某个时间点或某个分离峰的产物。

7.监测：•监测分离过程，可以使用检测器如紫外可见光谱仪（UV-Vis）等进行在线监测。

8.系统维护：•在实验过程中，注意监测溶剂消耗情况，必要时进行补充。

对于柱体的维护和清洗也需要定期进行，以保证仪器的正常运行。

需要注意，高速逆流色谱是一种相对复杂的色谱技术，具体的操作步骤可能会因为使用的设备和实验条件而有所不同。

在进行高速逆流色谱实验时，建议参考具体的仪器操作手册和相关文献，确保按照正确的步骤进行操作。

高速逆流色谱技术目录介绍 (1)高速逆流色谱的原理 (1)1.系统描述 (2)1.1主机 (2)1.2恒流泵 (2)1.3紫外检测器 (3)1.4恒温循环器 (3)1.5色谱工作站 (3)2.主机描述 (3)2.1操作 (4)2.1.1传感器控制面板 (4)2.1.2电源开关 (4)2.1.3样品进样口及样品出样口 (4)2.1.4进口 (4)2.1.5出口 (4)2.2六通阀 (4)2.3进样步骤 (8)2.4控制面板 (9)2.4.1功能键介绍 (9)2.4.2控制面板的操作 (9)2.5TBE-300B高速逆流色谱的工作流程 (10)3.安装 (10)3.1检查包裹 (10)3.2安装环境 (10)3.3连接管 (10)3.4连接保温系统的管路 (11)3.5连接信号线 (12)4.操作 (12)4.1准备 (12)4.2操作程序 (12)4.3系统平衡 (13)4.3.1单泵平衡 (13)4.3.2双泵平衡 (14)4.4样品分离 (14)5.维护 (14)5.1清洗系统 (14)5.2警告 (15)6.系统特性及工作参数 (15)附录A (15)附录B (16)附录C (17)同田生物介绍逆流色谱（CCC）是一种无固体载体支持的液-液分配色谱技术。

与其他柱色谱相比，逆流色谱不会导致不可逆吸附，样品，变性，污染及等问题。

除此之外，它能够分离分子量从小变到大的化合物，甚至一些生物大分子。

高速逆流色谱（HSCCC）是逆流色谱中的最新的发展。

高速逆流色谱不仅减少的分离时间，而且也极大地提高了分离度和制备能力。

高速逆流色谱的应用：1、制备性地分离毫克到克规模的样品；2、从粗样品中分离目标化合物；3、分离放射性同位素。

高速逆流色谱在分离天然产物中的优势：1、更加方便和迅速；2、不需要对样品进行前处理；3、液-液分配容积系统的选择广泛；4、因为没有固体载体，所以无死吸附，无污染；5、高的重现性及重复性。

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。

高速逆流色谱法的概况及应用高速逆流色谱( High-Speed Countercurrent Chromatography，HSCCC) 是Yoichiro Ito 博士于二十世纪八十年代首先研发、应用并发展起来的一种新型液-液分配色谱技术；HSCCC运用同步多层螺旋管进行行星式离心运动，使得在互不相溶的两相溶剂系统中可以实现样品在短时间内的高效分离，从而制备样品[1,2]。

高速逆流色谱技术不需要固体支撑物，主要根据样品在两相中所具有的不同分配系数进而对样品进行分离，相对于其他色谱技术如高效液相色谱、柱色谱等来说，具有高回收率、无吸附损耗、无峰拖尾等优点。

1、HSCCC法概况1.1 HSCCC法的基本原理HSCCC属于液 -液分配色谱，所以其基本分离原理与其他同类色谱技术相同，即利用物质在两相间分配系数的差别进行分配。

而 HSCCC将两溶剂的分配体系置于高速旋转的螺旋管内 ,建立起一种单向性流体动力平衡体系。

螺旋管的运动形式，是在自身自转的基础上，同时绕一公转轴旋转，成行星运动[3]。

这样 ,加在分配体系上的离心力场不断发生变化，使两相溶剂充分的混合和分配，从而达到洗脱分离目的。

HSCCC技术已经广泛应用于天然产物的分离。

1.2 溶剂系统的选择利用 HSCCC分离物质的关键是溶剂系统的选择。

经查阅多篇文献，总结要点如下。

对用于 HSCCC分离的溶剂体系，应该满足这几方面的要求：1)不造成样品的分解与变性；2)足够高的样品溶解度；3)样品在系统中有合适的分配系数值；4)固定相能实现足够高的保留[4]。

而对于溶剂体系选择的原则，Ito博士本人总结的几个要点是这样描的：1)待分析组分应易溶于溶剂系统 ,并不与之发生反应；2)溶剂体系的各组分应分成体积比例适合的两相，以免浪费溶剂；3)组分在溶剂系统中的分配系数 K应为适当的定值 (0.5≤K≤1)；4)固定相的保留值要满足一定要求 (保留值越大峰形越好 )。

⾼速逆流⾊谱分离技术是⼀种不⽤任何载体或⽀撑体的液-液分配⾊谱技术。

该技术分离效率⾼，产品纯度⾼，不存在载体对样品的吸附和污染，具有制备量⼤和溶剂⽔泵少等优点，可⼴泛应⽤于⽣物⼯程、医学、医药、化⼯、⾷品等领域。

上世纪80年代后期，⼴泛应⽤于天然药物成分的分离制备和分析中。

有报道⽤该技术研究⽣物碱、黄酮、蒽醌、⾹⾖素等成分的分离都取得了较好的效果。

⾼速逆流⾊谱分离法不仅适⽤于⾮极性化合物的分离，也适⽤于极性化合物的分离，还可以应⽤于进⾏中药粗提物中各组分的分离或进⼀步的纯化精制。

该技术有望成为中药有效成分质量标准研究、分析的⼀种新⽅法，也会成为中药制剂⽣产的⼀种新型分离技术。

高速逆流色谱High Speed Counter Current Chromatography(HSCCC)Outline1. Principle2. Properties3. Applications分配定律：Nernst, 1891 年，Ｋ＝Ｃ1／Ｃ2两组分K相差较大：较小：一次萃取可得到分离多次萃取•1941, Martin & Synge级联链型萃取，开创了分配色谱技术•1944，Craig 非连续式逆流分溶(countercurrent distribution, CCD)•1966，Ito 离心式螺旋管逆流色谱(countercurrent chromatography,CCC)•1981，Ito 高速逆流色谱High Speed Counter Current Chromatography (HSCCC)液液分配色谱的新纪元CCD法（Countercurrent distribution，反流分布法，逆流分溶法）：是一种多次连续的液-液萃取分离过程Principle 液－液分配色谱or 逆流色谱¾利用一种特殊的流体动力学现象使互不混溶的两相溶剂(固定相和流动相)在螺旋管中高效地接触、混合、分配和传递¾其中固定相以一种相对均匀的方式分布在一根聚四氟乙烯管绕成的螺旋管中¾流动相以一定的速度通过固定相，并按照被分离物质分配系数的不同依次洗脱而获得分离特殊的流体动力学？逆流色谱(CCC)的原理•流体静力平衡体系（hydrostatic equilibrium system,HSES)•流体动力平衡体系（hydrodynamic equilibrium system,HDES)HSES液滴逆流色谱(droplet CCC, DCCC)收集器进样器溶剂泵约300根管柱上行法收集器进样器溶剂泵约300根管柱下行法优点：DCCC仪器轻巧简便，能避免乳化或泡沫的产生。

高速逆流色谱属于逆流色谱的范畴，逆流色谱是一种新型的分离手段，它的主要分离原理是利用样品在固定相和流动相之间的差异也就是分配比不同而进行分离的，值得注意的是逆流色谱的固定相和流动相都是液体，其主要优点是没有传统色谱的死吸附，样品的回收率高等特点。

逆流色谱源于逆流分溶法，也就是用实验室经常使用的分液漏斗进行连续的液液萃取，根据样品在两种互不相溶的溶剂中分配比不同而进行分离。

逆流色谱早期发展的方法有液滴逆流色谱，旋转小室逆流色谱等。

但是作为一种分离手段，早期发展的逆流色谱不能满足高效快速的分离，分离的周期很长，效率很低。

在70年代，Ito 博士成功开发了一种能够高效快速分离的逆流色谱－高速逆流色谱。

但高速逆流色谱也有很多种设计，经过几十年的发展，现在的高速逆流色谱一般是采用同步行星式的设计，其主要是利用在高速旋转状态产生的二维离心力场的作用下使两种互不相溶的溶剂快速有效的对流或分割----或者说混合或分层，从而使样品能够在短时间内进行成千上万次萃取，根据样品中的物质分配系数的不同而进行分离的一种方法。

HSCCC 有几个突出优点：（1）无不可逆吸附。

聚四氟乙烯管中的固定相无需载体液-液色谱系统，故而消除了气- 液和固- 液色谱中因使用载体而带来的吸附现象，特别适于分离极性物质和生物活性物质；（2）高回收率。

由于流动相和固定相均为液体，样品可全部回收，分离纯化与制备可同步完成，故特别适于制备性分离；（3 ）操作简便。

因固定相为液体，体系更换与平衡方便、快捷。

与HPLC 相比，HSCCC 进样量较大，最多可达数克，是HPLC 的数百倍；与常压、低压色谱相比，HSCCC 的分离能力强，有些样品经一次分离即得到1个甚至多个单体，且分离时间短，数小时即可完成，纯度多在98％以上。

高速逆流色谱作为一种比较新颖的分离方法，影响因素主要有溶剂体系的选择，旋转速度，流动相的流速，温度等影响。

溶剂体系选择即条件的摸索，相当于传统色谱摸流动相的条件，不同的是高速逆流色谱条件的摸索主要是指样品在固定相和流动相两者之间的分配的比值，待分离的样品的K值最好在0.6-1.5范围之内，这样才会有一个好分离效果。