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。

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。