專利名稱：一種分離純化用半固定配位色譜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)制備色譜，特別涉及分離純化用配位色譜，確切地說是一種分離純化用半固定配位色譜。
背景技術(shù)：
色譜在是一種廣為使用的現(xiàn)代分離技術(shù)，它在分離、分析領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。色譜根據(jù)其作用機(jī)理通常分類為吸附色譜、分配色譜、親和色譜、離子交換色譜、空間排阻色譜。近年發(fā)展迅速的是配位色譜。
色譜分離的關(guān)鍵在于根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物與背景成分的物性差距，選擇適當(dāng)?shù)纳V條件，進(jìn)行分離。擴(kuò)大目標(biāo)產(chǎn)物與背景成分的物性差距是提高色譜分離效率的一種有效方法。擴(kuò)大差距的辦法之一是讓目標(biāo)產(chǎn)物與分離介質(zhì)間形成配位相互作用，增大目標(biāo)物質(zhì)與雜質(zhì)在空間形態(tài)或物理化學(xué)性質(zhì)上的差異，提高色譜的選擇性。
配位色譜是根據(jù)待分離對象具有配位吸附或交換、立體選擇、可逆結(jié)合而設(shè)計(jì)的一種新穎的分離方法。配位色譜集成了吸附、分配、包合、親和、荷電轉(zhuǎn)移、空間位阻、配體交換等選擇性分離功能。它除具有一般色譜技術(shù)的特點(diǎn)外，還有分離條件溫和、選擇性高、不易損傷分離對象活性、分離效率高、柱容量大、活性中心多等特點(diǎn)。
簡言之，配位色譜就是在常規(guī)色譜的填料中添加配位劑組合成分離介質(zhì)，利用配位劑與目標(biāo)產(chǎn)物的配位特異性結(jié)合，或配位劑與雜質(zhì)間產(chǎn)生特異性結(jié)合，或配位劑與目標(biāo)產(chǎn)物和雜質(zhì)均產(chǎn)生特異性結(jié)合但有明顯的選擇性差異，從而進(jìn)一步提高色譜的分離度。配位劑是根據(jù)待分離物質(zhì)中目標(biāo)產(chǎn)物或雜質(zhì)的特性選定的。
按配合物形成的先后或場所可將配位色譜分成柱前衍生型、柱上配位型兩大類。
柱前衍生型是在上色譜柱之前，將樣品配位衍生化，即讓目標(biāo)產(chǎn)物或雜質(zhì)與配位劑結(jié)合，形成不同的配合物，擴(kuò)大兩者之間的物性差距，再用普通色譜柱分離。
柱上配位型是讓樣品的部分組分在色譜柱中形成配合物，擴(kuò)大目標(biāo)產(chǎn)物與雜質(zhì)之間的保留時(shí)間差異，隨流動相移動而同步洗脫或改變流動相分步順序分離。
柱上配位的配位劑可以放在流動相中，也可以放在固定相中。由于流動相對配位劑的溶解度有限，配位時(shí)間短暫，通常效果沒有固定相配位劑分離純化效果好。
以下的討論集中于具有固定相配位劑的液相配位色譜。
配位色譜中的配位劑與常規(guī)分離填料之間的結(jié)合方式有多種，如共價(jià)結(jié)合、非共價(jià)結(jié)合、機(jī)械分散等。
共價(jià)結(jié)合是將配位劑與基體用共價(jià)鍵合，此時(shí)可以將填料顆粒與配位劑看作一個(gè)有機(jī)的整體，一般情況下兩者的結(jié)合強(qiáng)度非常大，在分離過程中極少離解。共價(jià)結(jié)合的配位色譜分離介質(zhì)性能穩(wěn)定，使用耐久。由于共價(jià)鍵合過程通常較復(fù)雜，成本亦高，一般用于分析色譜。
機(jī)械分散型配位色譜是將配位劑與填料簡單的機(jī)械混合，裝填成色譜柱。由于填料與配位劑間僅為隨機(jī)分散，缺乏固定，色譜的分離通常是在兩相間的相對運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)的，因此，在使用中配位劑經(jīng)常會流失或沉淀或聚集，性能非常不穩(wěn)定，但其制作方便，價(jià)格低廉，通常用于要求不高的實(shí)驗(yàn)分析中。
若能設(shè)計(jì)和制備出一種既簡便易得，又具有較高的穩(wěn)定性和分離效率的分離介質(zhì)，則自然會受分離工程界的歡迎。

發(fā)明內(nèi)容
色譜的分離特性取決于分離介質(zhì)，配位色譜的分離特性一方面取決于配位劑的選擇，另一方面與配位劑在填料的分散均勻性密切相關(guān)。配位劑與填料只經(jīng)過簡單的機(jī)械混合的分散均勻性會被兩相間的相對運(yùn)動所破壞，因此這類配位色譜不適應(yīng)工業(yè)制備的需要。將配位劑與填料相對固定以滿足工業(yè)制備的要求是完全必要的。
本發(fā)明所提供的半固定配位色譜與常規(guī)的配位色譜相比，其區(qū)別在于在分離介質(zhì)中添加偶聯(lián)劑，使配位劑與填料半固定。之所以稱半固定，是因?yàn)榕湮粍┡c填料之間的結(jié)合并非共價(jià)鍵合，亦非簡單的物理混合，而是通過離子鍵、氫鍵、范德華爾力等將配位劑、偶聯(lián)劑與填料結(jié)合在一起形成一個(gè)超分子體系的整體。
所述的偶聯(lián)劑選自天然膠類化合物、半合成或合成的膠類化合物、通過交聯(lián)聚合得到的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子中的一種或兩種以上偶聯(lián)劑。
所述的天然膠類化合物選自海藻酸鈉、阿拉伯膠、果膠、魔芋膠、黃原膠、結(jié)冷膠、明膠、殼聚糖、酪蛋白、酪蛋白酸鈉、葡聚糖、酶母多糖等中的一種或兩種以上混合膠。
所述的半合成或合成的膠類化合物選自羧甲基纖維素、微晶纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、三醋酸甘油酯等中的一種或兩種以上混合膠。
所述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子選自交聯(lián)聚合的聚乙烯醇、聚乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚酰胺、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙酰胺、有機(jī)硅中的一種或兩種以上高分子。
本偶聯(lián)劑與配位劑和填料三者之間要求分散均勻，使填料與配位劑處處分散均勻、性能一致穩(wěn)定。這種均勻性可通過機(jī)械攪拌或超聲波分散等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。分散均勻后既可輔以適當(dāng)?shù)木酆匣蚬袒?，形成粒徑均勻的微粒，裝入柱中；也可將配位劑與填料混合后均勻分散，裝入柱中，再緩緩灌注偶聯(lián)劑，使配位劑與基體偶聯(lián)固化；從而構(gòu)成半固定配位色譜。
偶聯(lián)劑的加入量應(yīng)不少于配位劑的用量。但網(wǎng)絡(luò)高分子應(yīng)該少加，最好同其他偶聯(lián)劑復(fù)配使用，少量添加網(wǎng)絡(luò)高分子可在一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)形成空間網(wǎng)絡(luò)固定，以提高分散介質(zhì)的穩(wěn)定性。
本偶聯(lián)劑的加入并不影響配位劑的配位選擇特性，或者與目標(biāo)產(chǎn)物配位結(jié)合，或者與雜質(zhì)配位結(jié)合，或者兩者兼有。常用的配位劑如硝酸銀、硼酸鹽、硫酸銅、硫酸鋅、氯化鈣等能形成配離子的化合物，或者蛋白質(zhì)、酶、抗體或抗原、糖類大分子，或者環(huán)糊精、杯芳烴、冠醚等包合物，或者手性有機(jī)化合物等均可根據(jù)待分離物質(zhì)中目標(biāo)產(chǎn)物或雜質(zhì)的特性匹配選擇。選擇的要點(diǎn)是擴(kuò)大不同配合物之間的特性差異，以提高選擇性。
本偶聯(lián)劑的加入也不影響填料的性質(zhì)，一些常用的填料為如硅膠、氧化鋁、聚酰胺、微孔玻璃、葡聚糖凝膠、瓊脂等仍可與配位劑正常配對使用。
配位劑與填料共價(jià)結(jié)合的分離介質(zhì)分離精度高，但分離量小，只適用于分析色譜中使用，而且需要專業(yè)工廠專門制造，價(jià)格昂貴。本發(fā)明提供的半固定配位色譜兼具了共價(jià)結(jié)合和機(jī)械分散配位色譜的優(yōu)點(diǎn)，適合于工業(yè)制備中的分離純化。因?yàn)楣I(yè)制備中的分離純化雖然精度要求不高，但分離量大，分離介質(zhì)使用壽命短，是易損耗的配件，需頻繁更換，本分離介質(zhì)可現(xiàn)場配制、灌裝后及時(shí)更換，配位劑的選擇配對也更加靈活，可及時(shí)變換、調(diào)整。
具體實(shí)施例方式
將填料、配位劑與偶聯(lián)劑以機(jī)械攪拌分散混勻、混勻后裝柱為例，非限定實(shí)施例敘述如下。
實(shí)施例1以層析用硅膠為基體，硼酸鈉為配體，硼酸鈉含量≤5％，以甲基纖維素偶聯(lián)固定，用于分離柴胡皂苷類物質(zhì)，其分離效率提高5％以上。
實(shí)施例2將200～400目氧化鋁與硫酸鋅混合，硫酸鋅含量≤10％，以明膠固定，用于分離葛根素，其分離效率提高3～10％。
實(shí)施例3將聚酰胺與硫酸銅混合，以微量聚乙烯吡咯烷酮固定，用于分離黃酮類物質(zhì)，分離效率可提高5％～10％。
實(shí)施例4將微孔玻璃珠與糊精、硝酸銀混合，硝酸銀含量≤5％，環(huán)糊精含量≤20％，用于番茄紅素分離，分離效率提高8％。
實(shí)施例5將層析用硅膠與海藻酸鈉水溶液混合，溶液中海藻酸鈉含量0.1％～10％，以硝酸銀等金屬離子為配位劑，可用于銀杏酚和銀杏酸類物質(zhì)的分離純化，分離效率提高10％以上。
實(shí)施例6以層析用硅膠為基體，以硫酸銨、醋酸鉛等為配位劑，與聚丙酰胺偶聯(lián)固化，聚丙酰胺用量0.1％～10％，可用于三萜皂苷類的分離純化。
實(shí)施例7以10～40μm硅膠為基體，Al3+為配體，用磺酸化高分子偶聯(lián)固化，偶聯(lián)劑加入量0.1％～10％，可提高DNA的分離純化效率。
實(shí)施例8以層析用氧化鋁為基體，以Cu2+或Fe3+為配體，以聚醋酸乙烯偶聯(lián)固化，可用于分離多元醇和糖。
實(shí)施例9以層析用氧化鋁為基體，以Ni2+為配體，以聚醋酸乙烯酯偶聯(lián)固化，可用于分離乙醇胺。
實(shí)施例10以層析用氧化鋁為基體，以Cu2+或Fe3+為配體，以聚丙烯酸偶聯(lián)固化，可用于分離硫化物和安非他明(藥物)。
實(shí)施例11以層析用硅膠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以阿拉伯膠偶聯(lián)固化，可用于分離異鼠里素等黃酮類化合物，分離效率提高5％～10％。
實(shí)施例12以層析用硅膠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以聚苯乙烯偶聯(lián)固化，可用于分離手性氨基酸(例如田七氨酸、南瓜子氨酸)。
實(shí)施例13以層析用硅膠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以聚酰胺偶聯(lián)固化，可用于分離山奈酚等黃酮類化合物。
實(shí)施例14以玻璃微珠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以果膠偶聯(lián)固化，可用于分離純化果汁中多酚類化合物。
實(shí)施例15
以玻璃微珠為基體，以環(huán)化糊精為配體，以殼聚糖偶聯(lián)固化，可用于分離純化脂溶性化合物。
實(shí)施例16以玻璃微珠為基體，以Cu2+為配體，以羧甲基纖維素偶聯(lián)固化，可用于分離純化核苷酸。
實(shí)施例17以玻璃微珠為基體，以Cr3+為配體，以羥丙基纖維素偶聯(lián)固化，可用于分離純化檸檬酸。
實(shí)施例18以玻璃微珠為基體，以Ni2+為配體，以酵母多糖偶聯(lián)固化，可用于分離純化脂肪酸。
實(shí)施例19以玻璃微珠為基體，以Ni2+為配體，以羥丙基纖維素偶聯(lián)固化，可用于分離純化苯丙胺類藥物。
實(shí)施例20以醋酸纖維為基體，以Cu2+為配體，以三醋酸甘油酯偶聯(lián)固化，可用于分離純化多糖。
實(shí)施例21以醋酸纖維為基體，以Co2+為配體，以黃原膠偶聯(lián)固化，可用于分離純化花粉素。
實(shí)施例22以纖維素為基體，以Cu2+為配體，以酪蛋白酸鈉偶聯(lián)固化，可用于分離純化多糖。
實(shí)施例23以纖維素為基體，以Fe3+為配體，以聚丙烯酸鈉偶聯(lián)固化，可用于分離純化水果多酚。
實(shí)施例24以纖維素為基體，以凝集素為配體，以結(jié)冷膠偶聯(lián)固化，可用于分離純化特定蛋白質(zhì)。
實(shí)施例25以硅膠為基體，以硝酸銀為配體，以微晶纖維素偶聯(lián)固化，可用于分離純化萜類化合物。
實(shí)施例26以氧化鋯為基體，以膽甾醇為配體，以酪蛋白偶聯(lián)固化，可用于分離純化甾體皂苷。
實(shí)施例27以氧化鋯為基體，以豆甾醇或麥角甾醇為配體，以酪蛋白酸鈉偶聯(lián)固化，可用于分離純化薯蕷皂苷、劍麻皂苷等甾體苷類。
實(shí)施例28
以層析用氧化鋁為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以聚丙烯腈偶聯(lián)固化，可用于分離二胺和多胺類化合物。
實(shí)施例29以層析用硅膠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以葡聚糖偶聯(lián)固化，可用于分離蘇氨酸、苯丙氨酸等氨基酸。
實(shí)施例30以層析用硅膠為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以聚丙酰胺偶聯(lián)固化，可用于分離異鼠李素等黃酮類化合物。
實(shí)施例31以氨基樹脂為基體，以Cu2+或Zn2+為配體，以聚醋酸乙烯偶聯(lián)固化，可用于分離胡椒堿莨菪堿等生物堿類化合物。
權(quán)利要求
1.一種分離純化用半固定配位色譜，其特征在于在分離介質(zhì)中添加有使配位劑和填料半固定的偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑選自天然膠類化合物、半合成或合成膠類化合物，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子中的一種或兩種以上偶聯(lián)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜，其特征在于所述的天然膠類化合物選自海藻酸鈉、阿拉伯膠、果膠、魔芋膠、黃原膠、結(jié)冷膠、明膠、殼聚糖、酪蛋白、酪蛋白酸鈉、葡聚糖、酶母多糖中的一種或兩種以上混合膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜，其特征在于所述的半合成或合成的膠類化合物選自羧甲基纖維素、微晶纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、三醋酸甘油酯中的一種或兩種以上混合膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色譜，其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子選自交聯(lián)聚合的聚乙烯醇、聚乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚酰胺、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙酰胺、有機(jī)硅中的一種或兩種以上高分子。
全文摘要
一種分離純化用半固定配位色譜，是在分離介質(zhì)中添加偶聯(lián)劑，使配位劑與填料半固定，即通過離子鍵、氫鍵、范德華爾力等將配位劑、偶聯(lián)劑與填料結(jié)合在一起形成一個(gè)超高分子體系的整體。所述的偶聯(lián)劑選自天然膠類化合物、半合成或合成膠類化合物、通過交聯(lián)聚合得到的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子中一種或兩種以上偶聯(lián)劑。本半固定配位色譜適合于工業(yè)制備中的分離純化，因?yàn)楸痉蛛x介質(zhì)可現(xiàn)場配制、灌裝后及時(shí)更換，配位劑的選擇配對也更加靈活，可及時(shí)變換、調(diào)整。
文檔編號B01D15/26GK1820815SQ200610038060
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者潘見, 謝慧明 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)