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高速逆流色谱技术是无需任何固态载体的液-液分配色谱技术,近年来已经广泛应用于天然产物的分离制备。与传统色谱分离技术相比,该技术无需固体填料,因而避免了样品的不可逆吸附、变性和失活。本论文包括J型高速逆流色谱在维吾尔医用药材中的应用和新型逆流色谱柱的设计和性能研究两个方面内容。
1.J型高速逆流色谱在维吾尔医用药材中的应用
本论文引入高速逆流色谱技术,应用于维吾尔医用药材中的有效成分的分离制备,分别从棉花花中分离了Kaempferol-3-O-β-D-(6"-O-p-coumaroyl)-glucoside、8-甲氧基-山萘酚-7-O-β-D-鼠李糖苷、紫云英苷、4-甲氧基-槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、金丝桃苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷和槲皮素,从沙生蜡菊中分离了柚皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷和紫云英苷,从鹰嘴豆中分离了鹰嘴豆芽素-A7-O-β-D-葡萄糖苷、鹰嘴豆芽素A、芒柄花素和芒柄花苷,从翠雀花中分离了高飞燕草碱和甲基牛扁碱,从白喉乌头中分离了高乌甲素,从苦豆子中的3-叔丁氧羰基-2,3-二羟基4-对羟基苯丁酸,从新疆一枝蒿中分离了一枝蒿酮酸、金腰素乙和一枝蒿碱,从黑种草籽中分离了salfredin B11,5,7-二羟基-6-异戊二烯基-异苯并呋喃-1-酮,纯度均在95%左右。这些化合物包括了黄酮类、生物碱类、有机酸类、倍半萜类和异苯并呋喃酮类化合物,其中包含了一个新型有机酸类化合物。
在实际应用中总结了高速逆流色谱在正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水反相系统分离黄酮类化合物的规律,包括:1.黄酮醇结构中羟基越多,逆流色谱保留时间越短;2.黄酮醇结构中含糖基越多,逆流色谱保留时间越短;3.黄酮醇结构中,当羟基变为甲氧基,逆流色谱保留时间延长;4.相同的母核结构的黄酮醇类化合物,连有相同的糖基,只是连接位置不同时,3-连有糖基的黄酮醇保留最强,其次是7-位糖基的黄酮醇,最弱的是3-位糖基的黄酮醇。
双向逆流色谱有助于提高分离水平,尤其是性质相近的目标化合物的分离。我们通过一个10通阀与逆流色谱结合实现了双向逆流色谱的间歇式自动切换,并通过控制软件实现了该色谱方法的在线自动控制,同时对双向间歇式逆流色谱的数学模型进行了研究,推导了目标化合物色谱保留时间的计算公式,实现了对样品出峰时间的提前预测。我们还设计了特殊的Flat-twisted柱实现了J型高速逆流色谱分离性能的提高。
2.新型逆流色谱柱的设计和性能研究
通过改造离心式逆流色谱柱,在传统螺旋柱、三角螺旋柱的基础上,设计了Zigzag、Saw tooth、Figure-8和Ellipsoid柱,分离性能得到了逐步提高。并通过分离管柱的几何结构的改造、色谱柱与离心力夹角方向的研究,最终得到了与离心力平行固定的Ellipsoid柱,使离心式逆流色谱的分离性能得到了大幅度提高,并成功的应用于生物大分子(蛋白质)的分离。
将传统的Ⅰ型CCC50cm的旋转半径和37cm的转轴长度分别缩短至10cm和5cm,形成了简化的Ⅰ型逆流色谱仪,提高了转速,从而使其应用范围得以扩大。通过固定相保留、分离度、理论塔板数、保留时间等参数对色谱分离性能进行了评价,证明系统具有很强的分离效果。然后,又对其色谱柱与水平方向的夹角、固定方式和特殊几何形状的螺旋柱进行了研究,揭示了其中的规律。