高速逆流色谱原理及应用

高速逆流色谱仪的优势高速逆流色谱（high-speed countercurrent chromatography，简称HSCCC）是一种较新型的液—液分配色谱,由美国国立健康研究院（National Institute of Health, U.S.A.）Ito博土最先研制开发后由北京市新技术应用研究所在国内开展研发和推广工作。

其原理是基于样品在旋转螺旋管内的互不混溶的两相溶剂间分配不同而获得分离，因而无须任何固体载体或支撑体，能达到在短时间内实现高效分离和制备，并且可以达到几千个理论塔板数。

与其他柱色谱相比较，它克服了固定相载体带来的样品吸附、损失、污染和峰形施尾等缺点[3]。

目前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[5]。

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。

1. 高速逆流色谱仪原理及特点HSCCC利用了一种特殊的流体动力学（单向流体动力学平衡）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高效的接触、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。

2. HSCCC的优点HSCCC主要具有以下几个方面的优点。

2.1 应用范围广，适应性好。

由于溶剂系统的组成与配比可以是无限多的，因而从理论上讲HSCCC适用于任何极性范围的样品的分离，所以在分离天然化合物方面具有其独到之处。

并因不需固体载体，而消除了气液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象，特别适用于分离极性物质和其它具有生物活性的物质。

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。

四川大学硕士研究生课程考试试卷姓名唐昌云学号 2012224050107 学院华西药学院专业生药学任课教师王曙教授课程名称高等生药学课程成绩考试时间 2012.12.31.四川大学高速逆流色谱分离技术的运用1 发展历史高速逆流色谱(HSCCC)是在1982年，美国国立卫生院的一个教授首先研究和发展起来的一种不同于传统液相色谱法的现代色谱分离制备技术。

作为一种新的色谱技术，HSCCC分离系统可以理解为以螺旋管式离心分离仪代替HPLC的柱色谱系统。

HSCCC不使用固相载体作固定相, 克服了固相载体带来的样品吸附、损失、污染和峰形拖尾等缺点。

由于不需要固定相，HSCCC技术具有进样量大、无不可逆吸附等优于其他色谱技术的优点，此项技术已经被广泛地应用于医药、环境、化工等领域。

2 原理2.1 色谱分离原理高速逆流色谱分离原理结合了液液萃取和分配色谱的优点，是一种不需任何固态载体或支撑的液-液分配色谱技术，其基本分离原理与其他同类色谱技术相同，主要是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，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，形成行星运动。

由此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。

因为样品中各组分在两相中分配系数不同，导致组分在螺旋柱中的移动速度不同，因而能使样品组分按分配系数的大小次序被依次洗脱下来的一种色谱分离技术。

在流动相中分配比例大的先被洗脱, 在固定相中分配比例大的后被洗脱。

2.2 固定相的保留在高速逆流色谱仪设计方面，其有两个轴，其中一个为公转轴，一个为自转轴，两个轴由一个电动机带动。

仪器的公转轴呈水平方向，圆柱形的螺旋管支持件围绕此轴进行行星式运转，同时围绕自转轴进行自转。

由于螺旋管柱的行星式运动产生了一个在强度和方向上变化的离心力场，使在螺旋柱中互不相溶的两相不断混合从而达到稳定的流体动力学平衡，两相分离成两层，重相占据螺旋管的每一段的外部，轻相占据每一段的内部，并且两相沿螺旋管形成一个清晰的线性界面。

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。

高速逆流色谱技术（Ｈｉｇｈ－Ｓｐｅｅｄ　Ｃｏｕｎｔｅｒ　ｃｕｒｒｅｎｔＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ＨＳＣＣＣ）是当前国际上较新型无固体载体的液－液分配技术，最初由美国国立健康研究院Ｉｔｏ教授研究开发［１］。

ＨＳＣＣＣ技术主要有离子对逆流色谱（Ｉｏｎ－ｐａｉｒ　Ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）、ｐＨ区带逆流色谱（ｐＨ－ｚｏｎｅ－ｒｅｆｉｎｉｎｇ　Ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）及多维逆流色谱（Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ＣｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）。

由于该色谱无需固相载体支持，避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、变性等问题，特别适用于分离极性物质和用其他分离方法易引起结构变化的物质。

目前在食品、生物、医药、天然产物化学、环境分析等领域有广泛的应用。

现对近几年来ＨＳＣＣＣ技术在食品与天然产物中的应用作一综述。

１高速逆流色谱的原理及特点１．１高速逆流色谱原理ＨＳＣＣＣ技术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，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的固定相，物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现。

它同其他各种色谱分离技术的根本差别在于它不采用任何固态的支撑体（如柱填料、吸附剂、亲和剂、板床、筛膜等），因此它完全排除了因不可逆吸附而引起的样品污染、变性、失活等，不仅使样品能够全部回收，回收的样品也能反映其本来的特性，特别适合于天然产物活性成分的分离。

作者简介：游辉（１９８１～），男，硕士研究生，主要研究方向：功能性食品及其安全性。

通讯作者：孙爱东高速逆流色谱在食品及天然产物中的应用游辉，孙爱东（北京林业大学生物科学与技术学院食品系，北京１０００８３）摘要：高速逆流色谱（ＨＳＣＣＣ）技术是一种较新型的无需固态支撑体的液——液分配色谱技术，本文介绍了高速逆流色谱的原理、特点，并对其在食品、天然产物成分分离纯化制备方面的应用进行了综述。