一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置及其工作方法
【專利摘要】一種基于分離?富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置及其工作方法，其屬于藥物成分連續(xù)分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于中藥、植物、海洋藥物的研發(fā)、生產(chǎn)領(lǐng)域。裝置由3臺高壓泵，主分離柱，10?20個1級富集柱，3支2級分離柱和10?20支2級富集柱組成。兩級分離的色譜柱間以2位4通閥相連接，實現(xiàn)成分的分離、富集、解吸附與流路切換；主分離柱和2級分離柱后連接檢測器和混合器，以固相萃取富集天然藥物組分與純化合物。系統(tǒng)以PLC、單片機(jī)和上位計算機(jī)軟件控制，實現(xiàn)色譜分離過程的自動化，極大的提高了中藥等復(fù)雜體系分離制備的效率。
【專利說明】
一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置及其工作方法，其屬于連續(xù)分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于中藥、植物藥、海洋藥物及食品等研發(fā)、生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]來自植物、海洋生物、中藥及生物工程等的天然產(chǎn)物已經(jīng)成為創(chuàng)新藥物、功能食品、新型精細(xì)化學(xué)品創(chuàng)新的源泉。包括多肽、植物次生代謝物在內(nèi)的天然藥物化學(xué)成分分離制備技術(shù)是創(chuàng)新藥物研發(fā)的關(guān)鍵，也是創(chuàng)制現(xiàn)代中藥的重點和難點，規(guī)模化、可重復(fù)、系統(tǒng)性的分離制備天然產(chǎn)物中的活性成分是基于天然藥物創(chuàng)制新藥的關(guān)鍵。
[0003]色譜技術(shù)對分子量、結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)性質(zhì)近似的目標(biāo)化合物的分離制備有突出的優(yōu)勢，已成為分離和制備植物藥、海洋藥物等活性成分的重要方法和手段，也是現(xiàn)代中藥研究的關(guān)鍵技術(shù)。尤其適用于天然產(chǎn)物及中藥中有效成分的分離制備及規(guī)?；a(chǎn)。
[0004]天然藥物組成復(fù)雜，單次色譜分離效果有限，需要經(jīng)過多次分離，在分離過程中使用不同色譜分離模式才能達(dá)到滿意分離效果。在以往的天然產(chǎn)物研究過程中，雖然已積累了豐富的經(jīng)驗，但對于系統(tǒng)性研究中藥等天然藥物成分仍有缺乏系統(tǒng)性之嫌。近年來，二維色譜技術(shù)的發(fā)展，采用幾種模式填料的互補(bǔ)性分離無疑對于解決這一問題鋪平了道路。而將其實現(xiàn)自動化，在實現(xiàn)部位分離后，進(jìn)行在線富集后直接進(jìn)行純化合物制備可以簡化分離制備過程，最大限度的提高工作效率。邵平(CN101791491A)設(shè)計了一套在線低、中、高壓結(jié)合的二維制備色譜系統(tǒng)，通過六通閥和軟件將兩個制備色譜系統(tǒng)連接起來，第一維制備色譜分離中樣品過載上樣運(yùn)行，截取目標(biāo)餾分進(jìn)入第二維制備色譜進(jìn)行進(jìn)一步分離，適合于分離已知成分和用于解決過載進(jìn)樣和分離能力間的矛盾，提高色譜分離能力。張維冰設(shè)計了一種準(zhǔn)動態(tài)二維制備色譜系統(tǒng)及物質(zhì)分離方法(CN102914610A，CN202870047U)，通過三通閥將兩根制備色譜柱連接，通過閥切換將第一維制備色譜柱分離的組分轉(zhuǎn)移到第二維制備色譜柱進(jìn)行分離，同樣用于解決過載進(jìn)樣和分離能力間的矛盾。李賀然、肖紅斌公開了(CN102961892A、CN104713973A)采用2位10通閥和多個2位六通閥的在線富集色譜儀分離天然藥物成分的方法。在一定程度上解決了問題，但在可重復(fù)獲得有效部位、有效部位的系統(tǒng)性分離及分離過程的自動化控制上仍存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置及其工作方法，該裝置是對植物藥、海洋藥物及食品等復(fù)雜物質(zhì)體系進(jìn)行系統(tǒng)性、規(guī)?；斑B續(xù)性分離制備的自動化系統(tǒng)，既有利于縮短分離所用時間，提高工作效率，同時，可重復(fù)獲得的有效部位、有效成分單體，對于諸如中藥新藥開發(fā)，藥理活性研究具有重要意義。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，它包括液路系統(tǒng)、分離柱、富集柱、檢測器和自動化控制系統(tǒng)。所述自動化控制系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端及運(yùn)行控制軟件;所述PLC系統(tǒng)包括布爾量輸入模塊、布爾量輸出模塊和模擬量輸入模塊，該裝置包括一級分離與富集系統(tǒng)和二級分離與富集系統(tǒng)，所述一級分離與富集系統(tǒng)采用第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐經(jīng)第二溶劑栗連接至第一混合器組成梯度分離流體供給系統(tǒng)；第一混合器經(jīng)第一混合器輸出管、上樣柱閥連接至上樣柱;上樣柱經(jīng)上樣柱輸出管至一級分離柱，一級分離柱經(jīng)一級分離柱選擇閥、第一一級分離柱支管、檢測器、第二混合器閥、混合器第一支管連接至一級富集柱群，一級富集柱群中串聯(lián)有10-20個一級富集柱，每個一級富集柱上設(shè)有I個二位四通閥；稀釋液罐經(jīng)稀釋液栗連接至第二混合器，提供稀釋液將一級分離組分在一級富集柱上的富集;樣品富集后的流出廢液經(jīng)二級分離柱的二級分離柱選擇閥、二級分離閥、二級富集柱輸入管、二級富集柱閥進(jìn)入餾分收集器的廢液口排出。所述二級分離與富集液路系統(tǒng)包括第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐經(jīng)第二溶劑栗連接至第一混合器組成梯度分離流體供給系統(tǒng)經(jīng)第一混合器輸出管、上樣柱選擇閥、混合器第一支管、經(jīng)二位四通閥中的任意一個閥切換，將一級富集柱中的樣品依次作為上樣柱，經(jīng)一級富集柱選擇閥的選擇，連接一級富集柱的任意一個切換到合適的I個二級分離柱上進(jìn)行分離，分離后的液體經(jīng)二級分離閥、第二一級分離柱支管、一級分離柱選擇閥、第一一級分離柱支管、檢測器、第二混合器閥、混合器第二支管、二級富集柱輸入管連接至二級富集柱群，二級富集柱群中串聯(lián)有10-20個富集柱，每個二級富集柱上設(shè)有I個二級富集柱閥，同時、稀釋液罐經(jīng)稀釋液栗連接在第二混合器，提供稀釋液體以實現(xiàn)二級分離組分在二級富集柱上的富集;二級富集后的廢液經(jīng)二級富集柱閥切換進(jìn)入餾分收集器的廢液口排出；一級富集柱中組分的收集流路由第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐經(jīng)第二溶劑栗連接至第一混合器組成梯度收集流體供給系統(tǒng)提供，收集流路是經(jīng)第一混合器的液體經(jīng)上樣柱閥進(jìn)入一級富集柱選擇閥的切換，將20個富集柱中的樣品依次洗脫，經(jīng)一級富集柱輸出管、二級分離柱選擇閥、二級分離閥、二級富集柱輸入管、二級富集柱閥的切換進(jìn)入餾分收集器;二級富集柱樣品的收集由稀釋液罐經(jīng)稀釋液栗連接在第二混合器、第二混合器閥、混合器第二支管、二級富集柱輸入管和二級富集柱閥的選擇排出樣品進(jìn)入餾分收集器。所述PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端與第一溶劑栗、第二溶劑栗、第三溶劑栗、上樣柱閥、一級分離柱閥、二級分離閥、二級分離柱選擇閥、第二混合器閥、一級富集柱閥、二級富集柱閥進(jìn)行電連接，PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端及軟件控制第一溶劑栗、第二溶劑栗、第三溶劑栗、上樣柱閥、一級分離柱閥、二級分離柱閥、二級分離柱選擇閥、第二混合器閥、一級富集柱閥、二級富集柱閥的通斷轉(zhuǎn)換、分離運(yùn)轉(zhuǎn)與停止。
[0007]—種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置的工作方法，包括以下步驟:
(I)天然藥物成分一級分離過程
由PLC系統(tǒng)啟動第一溶劑栗、第二溶劑栗、第一混合器組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，并開啟上樣柱閥將處于上樣柱中的混合物樣品帶入一級分離柱中進(jìn)行色譜分離，檢測器檢測色譜分離后流入第二混合器；同時，啟動稀釋液栗注入稀釋液于第二混合器中改變流出液的特性，通過一級富集柱閥按照時間切換的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別固相萃取富集于一級富集柱中，得到有效成分部位;樣品富集后的流出的廢液經(jīng)二級分離柱的二級分離柱選擇閥、二級分離閥、二級富集柱輸入管、二級富集柱閥進(jìn)入餾分收集器的廢液口排出；；
一級分離過程的目標(biāo)是將復(fù)雜的天然藥物成分依據(jù)化合物極性或類別特性分離成20份可重復(fù)獲得的有效成分部位，用于藥物活性系統(tǒng)研究；
(2)天然藥物成分二級分離過程
PLC系統(tǒng)通過控制一級富集柱閥以一個一級富集柱為進(jìn)樣柱，第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐第二溶劑栗連接至第一混合器組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，經(jīng)第一混合器輸出管、上樣柱選擇閥、混合器第一支管，控制一級富集柱閥的切換以一個一級富集柱為進(jìn)樣柱;經(jīng)二級分離柱選擇閥在二級分離柱上進(jìn)行分離，分離后的液體經(jīng)二級分離閥、二級分離柱支管、一級分離柱閥、一級分離柱支管、檢測器、第二混合器、第二混合器閥、混合器第二支管、二級富集柱輸入管連接至二級富集柱群；同時，啟動稀釋液栗注入稀釋液于第二混合器中改變流出液的特性，通過二級富集柱閥按照色譜峰收集、固相萃取的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別富集于二級富集柱中，得到天然藥物純的有效成分，廢液通過二級富集柱閥排出；
二級分離的目標(biāo)是將一級分離的有效成分部位分別分離成單體化合物；
(3 )有效部位和純化合物的解吸附
每個天然藥物的一級分離或部位的二級分離完成后，用強(qiáng)解析溶劑自動進(jìn)行部位或純化合物的解吸附。
[0008]所述一級分離柱、二級分離柱采用動態(tài)軸向壓縮色譜柱或靜態(tài)軸向壓縮柱;所述上樣柱、一級富集柱、二級富集柱采用靜態(tài)軸向壓縮色譜柱或普通高效液相色譜柱;所述一級分離柱、一級富集柱、二級分離柱、二級富集色譜柱的填料選自硅膠、氧化鋁、鍵合相硅膠、大孔吸附樹脂、離子交換樹脂或聚酰胺。
[0009]所述檢測器選自制備型紫外檢測器、蒸發(fā)光散射檢測器或示差折光檢測器。
[0010]所述上樣柱閥、一級分離柱選擇閥、二級分離閥、第二混合器閥、一級富集柱閥、二級富集柱閥采用二位四通閥。
[0011]該分離裝置由3臺高效液相色譜栗、I個上樣柱或進(jìn)樣器、I個主分離柱、10-20個一級富集柱、3個可供選擇的二級分離柱、10-20個2級富集柱、紫外檢測器和自動化控制系統(tǒng)組成。
[0012]該裝置以自動化控制運(yùn)行系統(tǒng)的方式實現(xiàn)分離過程自動運(yùn)行。分離裝置的2臺高效液相色譜栗提供色譜分離流動相、I臺富集稀釋液栗、紫外檢測器檢測色譜分離、閥切換實現(xiàn)色譜分離、富集與流路切換等均由以PLC、HMI和上位機(jī)計算機(jī)軟件進(jìn)行自動化控制來實現(xiàn)。
[0013]該裝置實現(xiàn)天然藥物成分的系統(tǒng)性、可重復(fù)獲得的工作方法主要包括以下步驟:
(I)在分析型液相色譜儀上，采用與主分離柱相同的色譜填料建立和優(yōu)化天然藥物成分梯度色譜分離方法的流動相體系與方法程序。
[0014](2)將建立的分離程序置入裝置內(nèi)，在計算機(jī)控制下，對天然藥物成分進(jìn)行1、2級自動化色譜分離。
[0015](3)1級色譜將天然藥物混合物分離成可重復(fù)獲得的10-20個有效部位，解析后可用于中藥的活性成分系統(tǒng)研究。
[0016](5)改變?nèi)軇〢和B的比例，將20個可重復(fù)獲得的有效部位或單體化合物混合物通過2位4通閥的切換，自動洗脫置于餾分收集器內(nèi)，得到有效部位或單體化合物。
[0017](6)重復(fù)上樣，進(jìn)行I級分離后，再進(jìn)行2級分離可獲得每個部位的單體化合物。
[0018]該裝置的主分離柱、2級分離柱可采用動態(tài)軸向壓縮色譜柱、靜態(tài)軸向壓縮柱;上樣柱、I級富集柱、2級富集柱采用靜態(tài)軸向壓縮色譜柱或普通高效液相色譜柱;主分離柱、I級富集柱、2級分離柱、2級富集色譜柱的填料可選自硅膠、氧化鋁、鍵合相硅膠、C18、C8、大孔吸附樹脂、離子交換樹脂或聚酰胺。
[0019]裝置的分離樣品富集方法為在線的固相萃取方法，一級分離柱、一級富集柱、二級分離柱、二級富集柱可采用相同或不同類型的填料配合，實現(xiàn)天然藥物有效成分的二維色譜系統(tǒng)性分離制備。
[0020]該分離裝置實現(xiàn)天然藥物有效成分系統(tǒng)性分離的I級、2級分離、餾分與部位及單體化合物的收集等過程中，其分離及樣品收集模式的切換均有以計算機(jī)控制的上樣柱閥、一級分離柱選擇閥、二級分離閥和第二混合器閥這些2位4通閥的切換自動實現(xiàn)，同時，上樣柱閥、一級分離柱選擇閥、二級分離閥和第二混合器閥的切換也實現(xiàn)兩級柱色譜分離共用I臺紫外檢測器檢測的目標(biāo)。
[0021]該設(shè)備的控制系統(tǒng)由PLC、單片機(jī)和上位機(jī)計算機(jī)軟件進(jìn)行自動化控制，顯示、設(shè)置由PLC+HMI +PC構(gòu)成。模塊化PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的控制要求;各種性能的模塊可以滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù);簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和通用的網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活；布爾量輸入模塊(I):采集系統(tǒng)分散布置，對外部信號進(jìn)行檢測和匯集處理;布爾量輸出模塊(O):用于控制系統(tǒng)外部驅(qū)動元?dú)饧?，?zhí)行相應(yīng)控制要求，實現(xiàn)系統(tǒng)的無人操作;模擬量輸入模塊(AN):對色譜工作系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，負(fù)責(zé)過程變量的有效采集工作?？梢愿鶕?jù)工藝要求，設(shè)定不同的工作時間，工作方式，液相栗的流量，最大工作壓力;可以有效直觀的顯示色譜圖，并可根據(jù)色譜圖進(jìn)行有效操作。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:該裝置采用兩級分離-富集模式實現(xiàn)天然藥物成分的系統(tǒng)性分離，樣品通過固體上樣柱上樣，經(jīng)過一級分離柱分離，將樣品按照極性大小分離成20組可重復(fù)獲得的餾分，富集在一級富集柱內(nèi)，完成一級分離，富集的餾分可根據(jù)需要進(jìn)行生物活性研究或進(jìn)一步分離單體化合物;二級分離時的一級富集柱即作為二級分離的上樣柱，根據(jù)化合物性質(zhì)差異，選擇適合的填料在二級分離柱上進(jìn)行臺階梯度洗脫分離，檢測器跟蹤檢測，分離得到的單體或簡單組分富集在二級富集柱上，用強(qiáng)洗脫性液體沖洗到餾分收集器內(nèi)，實現(xiàn)化合物的系統(tǒng)性分離。
【附圖說明】
[0023]圖1一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置的工藝流程圖。
[0024]圖中:1、第一溶劑罐，2、第二溶劑罐，3、稀釋液罐，4、第一溶劑栗，5、第二溶劑栗，
6、稀釋液栗，7、第一混合器，7a、第一混合器輸出管，8、上樣柱，8a、上樣柱閥、9、一級分離柱，9a、一級分離柱選擇閥，9b、第級分離柱支管，9c、第二一級分離柱支管，10、上樣柱輸出管，11、檢測器，12、第二混合器，12a、混合器第一支管，12b、混合器第二支管，13、一級富集柱，13a、一級富集柱選擇閥，13b、一級富集柱輸出管，14、第二混合器閥，15、二級分離柱、15a、二級分離閥，15b、二級分離柱選擇閥，16、二級富集柱，16a、二級富集柱輸入管，16b、二級富集柱閥，17、餾分收集器。
具體實施方案
[0025]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述:
一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，它包括液路系統(tǒng)、分離柱、富集柱、檢測器和自動化控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端及運(yùn)行控制軟件;PLC系統(tǒng)包括布爾量輸入模塊、布爾量輸出模塊和模擬量輸入模塊，該裝置包括一級分離與富集系統(tǒng)和二級分離與富集系統(tǒng)，一級分離與富集系統(tǒng)采用第一溶劑罐I經(jīng)第一溶劑栗4、第二溶劑罐2經(jīng)第二溶劑栗5連接至第一混合器7組成梯度分離流體供給系統(tǒng);第一混合器7經(jīng)第一混合器輸出管7a、上樣柱閥8a連接至上樣柱8;上樣柱8經(jīng)上樣柱輸出管10
至一級分離柱9，一級分離柱9經(jīng)一級分離柱選擇閥9a、第--級分離柱支管％、檢測器11、
第二混合器閥14、混合器第一支管12a連接至一級富集柱群，一級富集柱群中串聯(lián)有10-20個一級富集柱13，每個一級富集柱13上設(shè)有I個一級富集柱選擇閥13a;稀釋液罐3經(jīng)稀釋液栗6連接至第二混合器12，提供稀釋液將一級分離組分在一級富集柱上的富集;樣品富集后的流出廢液經(jīng)二級分離柱的二級分離柱選擇閥、二級分離閥、二級富集柱輸入管、二級富集柱閥進(jìn)入餾分收集器17的廢液口排出。二級分離與富集液路系統(tǒng)包括第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐經(jīng)第二溶劑栗連接至第一混合器7組成梯度分離流體供給系統(tǒng)經(jīng)第一混合器輸出管7a、上樣柱選擇閥8a、混合器第一支管12a、經(jīng)二位四通閥13a中的任意一個閥切換，將一級富集柱中的樣品依次作為上樣柱，經(jīng)一級富集柱選擇閥13a的選擇，連接一級富集柱13的任意一個切換到合適的I個二級分離柱15上進(jìn)行分離，分離后的液體經(jīng)二級分離閥15a、第二一級分離柱支管9c、一級分離柱選擇閥9a、第--級分離柱支管9b、檢測器11、
第二混合器閥14、混合器第二支管12b、二級富集柱輸入管16a連接至二級富集柱群，二級富集柱群中串聯(lián)有10-20個富集柱16，每個二級富集柱16上設(shè)有I個二級富集柱閥16b，同時、稀釋液罐3經(jīng)稀釋液栗6連接在第二混合器12，提供稀釋液體以實現(xiàn)二級分離組分在二級富集柱上的富集;二級富集后的廢液經(jīng)二級富集柱閥16b切換進(jìn)入餾分收集器17的廢液口排出；一級富集柱中組分的收集流路由第一溶劑罐經(jīng)第一溶劑栗、第二溶劑罐經(jīng)第二溶劑栗連接至第一混合器7組成梯度收集流體供給系統(tǒng)提供，收集流路是經(jīng)第一混合器7的液體經(jīng)上樣柱閥8a進(jìn)入一級富集柱選擇閥13a的切換，將20個富集柱中的樣品依次洗脫，經(jīng)一級富集柱輸出管13b、二級分離柱選擇閥15b、二級分離閥15a、二級富集柱輸入管16a、二級富集柱閥16b的切換進(jìn)入餾分收集器17; 二級富集柱樣品的收集由稀釋液罐3經(jīng)稀釋液栗6連接在第二混合器12、第二混合器閥14、混合器第二支管12b、二級富集柱輸入管16a和二級富集柱閥16b的選擇排出樣品進(jìn)入餾分收集器17。PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端與第一溶劑栗4、第二溶劑栗5、第三溶劑栗6、上樣柱閥8a、一級分離柱閥9a、二級分離閥15a、二級分離柱選擇閥15b、第二混合器閥14、一級富集柱閥13a、二級富集柱閥16b進(jìn)行電連接，PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端及軟件控制第一溶劑栗4、第二溶劑栗5、第三溶劑栗6、上樣柱閥8a、一級分離柱閥9a、二級分離柱閥15a、二級分離柱選擇閥15b、第二混合器閥14、一級富集柱閥13a、二級富集柱閥16b的通斷轉(zhuǎn)換、分離運(yùn)轉(zhuǎn)與停止。
[0026]該分離裝置按結(jié)構(gòu)由液路系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成。其中液路系統(tǒng)由3臺高效液相色譜栗、一個固態(tài)上樣柱、一個一級分離柱、三個二級分離柱、20個一級SPE富集柱、1個二級SPE富集柱組成。控制系統(tǒng)PLC采用西門子公司的S7系列產(chǎn)品。色譜監(jiān)測系統(tǒng)采用全波長UV230II紫外檢測器I臺在線監(jiān)測，波長范圍190 _600nm。
[0027]由PLC系統(tǒng)啟動第一溶劑栗、第二溶劑栗、第一混合器組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，并開啟上樣柱閥將處于上樣柱中的混合物樣品帶入一級分離柱中進(jìn)行色譜分離，檢測器檢測色譜分離后流入第二混合器；同時，啟動稀釋液栗注入稀釋液于第二混合器中改變流出液的特性，通過一級富集柱閥按照時間切換的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別固相萃取富集于一級富集柱中，得到有效成分部位，廢液通過一級富集柱閥排出；一級分離過程的目標(biāo)是將復(fù)雜的天然藥物成分依據(jù)化合物極性或類別特性分離成20份可重復(fù)獲得的有效成分部位，用于藥物活性系統(tǒng)研究。
[0028]PLC系統(tǒng)通過控制一級富集柱閥以一個一級富集柱為進(jìn)樣柱，啟動第一溶劑栗、第二溶劑栗和第一混合器組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，將處于一級富集柱中的混合物樣品帶入二級分離柱中進(jìn)行色譜分離，檢測器檢測色譜分離后流入第二混合器；同時，啟動稀釋液栗注入稀釋液于第二混合器中改變流出液的特性，通過二級富集柱閥按照色譜峰收集、固相萃取的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別富集于二級富集柱中，得到天然藥物純的有效成分，廢液通過二級富集柱閥排出；二級分離的目標(biāo)是將一級分離的有效成分部位分別分離成單體化合物。
[0029]每個天然藥物的一級分離或部位的二級分離完成后，用強(qiáng)解析溶劑自動進(jìn)行部位或純化合物的解吸附。該裝置以自動化控制運(yùn)行系統(tǒng)的方式實現(xiàn)分離過程自動運(yùn)行。
[0030]分離裝置的2臺高效液相色譜栗提供色譜分離流動相、I臺富集稀釋液栗、紫外檢測器檢測色譜分離、閥切換實現(xiàn)色譜分離、富集與流路切換等均由以PLC、單片機(jī)和上位機(jī)計算機(jī)軟件進(jìn)行自動化控制來實現(xiàn)，工藝師或操作員站(DCS)主要由電腦及相應(yīng)WCC上位機(jī)控制軟件和S7 V5.5自動化控制軟件組成，實現(xiàn)對系統(tǒng)的信號采集、處理及控制、參數(shù)的設(shè)定和修改、系統(tǒng)故障的檢測、觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。整個過程可在24-48小時內(nèi)實現(xiàn)。
[0031]應(yīng)用實施例1
選取藥食兩用菌物一茯苓作為分離對象，采取正相硅膠填料硅膠進(jìn)行梯度分離。稱取1kg茯苓藥材，甲醇回流提取后得到干粉0.184kg;干粉水溶后經(jīng)乙酸乙酯萃取，得到乙酸乙酯相34g。乙酸乙酯相溶解后直接栗上樣，用10:0-9:1……1:9-0:10氯仿-乙酸乙酯作為洗脫體系，經(jīng)一級分離柱進(jìn)行梯度洗脫，正己烷作為富集稀釋液，一級富集柱富集后得到20組不同餾分。同時每一個一級富集柱作為二級分離的上樣柱，根據(jù)不同組分化合物極性大小，選取氯仿-乙酸乙酯作為洗脫體系，采用不同比例在二級分離柱上進(jìn)行精細(xì)的梯度洗脫分離。同時用UV檢測器跟蹤檢測，分離得到的組分富集在二級富集柱上，用甲醇洗脫進(jìn)入餾分收集器中。經(jīng)TLC和HPLC同時檢測后濃縮，共得到47個組分，其中含量90%以上單體化合物27個，兩個化合物的簡單組分19個，3個化合物的多組分21個，分別為十幾毫克到幾克不等。
[0032]應(yīng)用實施例2
選取牡丹皮作為分離對象，采取一級正相填料硅膠和二級反相填料C18相結(jié)合的方法進(jìn)行臺階梯度分離。稱取2kg牡丹皮藥材，甲醇回流提取后得到干粉0.456kg。硅膠拌樣后上到固體上樣柱，用10:0-9:1……1:9-0:10氯仿-甲醇作為洗脫體系，經(jīng)一級硅膠分離柱進(jìn)行梯度洗脫，正己烷作為富集稀釋液，一級富集柱富集后得到15個不同極性的組分。根據(jù)化合物性質(zhì)的不同，1-8組組分繼續(xù)進(jìn)行二級硅膠柱分離，1-4組洗脫體系為正己烷-丙酮，5-8組洗脫體系為二氯甲烷-甲醇;9-15組組分用反相填料C18進(jìn)行二級分離，洗脫體系甲醇-水，
洗脫比例0%-10%......100%甲醇。經(jīng)TLC和HPLC同時檢測后，共得到65個組分，其中單體化合物16個(含量90%以上)，簡單組分21個，多組分28個，分別為幾十毫克到十幾克不等。
[0033]應(yīng)用實施例3
取丹參藥材1kg用70%乙醇水溶液提取，乙醇提取物經(jīng)一次醇沉處理后，依次用氯仿、乙酸乙酯萃取，分別得到氯仿萃取層(丹參脂溶性化合物)和乙酸乙酯萃取層。對乙酸乙酯萃取層進(jìn)行系統(tǒng)制備色譜分離。一級分離柱和二級分離柱均采用C18反相填料，以不同比例甲醇水進(jìn)行梯度洗脫，經(jīng)二級分離后共得到10種丹酚酸類化合物，含量大于95%，質(zhì)量在10-500mg之間;經(jīng)質(zhì)譜、核磁等鑒定，分別為丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸D、丹參素、原兒茶醛、紫草酸、7-甲基紫草酸、紫草酸C、迷迭香酸、4-(3，4_ 二羥苯基)-2-丁烯酸等。
【主權(quán)項】
1.一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，它包括液路系統(tǒng)、分離柱、富集柱、檢測器和自動化控制系統(tǒng)，所述自動化控制系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)、HMI界面和PC終端及運(yùn)行控制軟件;所述PLC系統(tǒng)包括布爾量輸入模塊、布爾量輸出模塊和模擬量輸入模塊，其特征在于:該裝置包括一級分離與富集系統(tǒng)和二級分離與富集系統(tǒng)，所述一級分離與富集系統(tǒng)采用第一溶劑罐(I)經(jīng)第一溶劑栗(4)、第二溶劑罐(2)經(jīng)第二溶劑栗(5)連接至第一混合器(7)組成梯度分離流體供給系統(tǒng)；第一混合器(7)經(jīng)第一混合器輸出管(7a)、上樣柱閥(Sa)連接至上樣柱(8);上樣柱(8)經(jīng)上樣柱輸出管(10)至一級分離柱(9)，一級分離柱(9)經(jīng)一級分離柱選擇閥(9a)、第一一級分離柱支管(％)、檢測器(11)、第二混合器閥(12)、第二混合器閥(14)、混合器第一支管(12a)連接至一級富集柱群，一級富集柱群中串聯(lián)有10-20個一級富集柱(13)，每個一級富集柱(13)上設(shè)有I個一級富集柱選擇閥(13a);稀釋液罐(3)經(jīng)稀釋液栗(6)連接至第二混合器(12);所述二級分離與富集系統(tǒng)采用一級富集柱群中的I個一級富集柱(13)作為上樣柱、經(jīng)一級富集柱輸出管(13b)連接至二級分離柱(15)，二級分離柱(15)經(jīng)二級分離閥(15a)、第二一級分離柱支管(9c)、一級分離柱選擇閥(9a)、檢測器(11)、第二混合器(12)、混合器第二支管(12b)、二級富集柱輸入管(16a)連接至二級富集柱群、餾分收集器(17)，二級富集柱群中串聯(lián)有10-20個二級富集柱(16)，二級富集柱(16)上設(shè)有二級富集柱閥(16b);所述PLC系統(tǒng)與第一溶劑栗(4)、第二溶劑栗(5)、稀釋液栗(6)、上樣柱閥(8a)、一級分離柱選擇閥(9a)、二級分離閥(15a)、二級分離柱選擇閥(15b)、第二混合器閥(14)、一級富集柱閥(13a)、二級富集柱閥(16b)進(jìn)行電連接，PLC系統(tǒng)控制上樣柱閥(8a)、一級分離柱選擇閥(9a)、二級分離閥(15a)、第二混合器閥(14)、一級富集柱閥(13a)、二級富集柱閥(16b)的通斷轉(zhuǎn)換，PLC系統(tǒng)控制第一溶劑栗(4)、第二溶劑栗(5)、稀釋液栗(6)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)天然藥物成分一級分離過程 由PLC系統(tǒng)啟動第一溶劑栗(4)、第二溶劑栗(5)、第一混合器(7)組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，并開啟上樣柱閥(8a)將處于上樣柱(8 )中的混合物樣品帶入一級分離柱(9 )中進(jìn)行色譜分離，檢測器(11)檢測色譜分離后流入第二混合器(12);同時，啟動稀釋液栗(6)注入稀釋液于第二混合器(12)中改變流出液的特性，通過一級富集柱閥(13a)按照時間切換的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別固相萃取富集于一級富集柱(13)中，得到有效成分部位;樣品富集后的流出的廢液經(jīng)二級分離柱的二級分離柱選擇閥(15b)、二級分離閥(15a)、二級富集柱輸入管(16a)、二級富集柱閥(16b)進(jìn)入餾分收集器(17)的廢液口排出；； 一級分離過程的目標(biāo)是將復(fù)雜的天然藥物成分依據(jù)化合物極性或類別特性分離成10-20份可重復(fù)獲得的有效成分部位，用于藥物活性系統(tǒng)研究； (2)天然藥物成分二級分離過程 PLC系統(tǒng)通過控制一級富集柱閥(13a)以一個一級富集柱(13)為進(jìn)樣柱，第一溶劑罐(I)經(jīng)第一溶劑栗(4)、第二溶劑罐(2)第二溶劑栗(5)連接至第一混合器(7)組成的梯度液相色譜溶劑系統(tǒng)，經(jīng)第一混合器輸出管(7a)、上樣柱選擇閥(8a)、混合器第一支管(12a)，控制一級富集柱閥(13a)的切換以一個一級富集柱(13)為進(jìn)樣柱;經(jīng)二級分離柱選擇閥(15b)在二級分離柱(15)上進(jìn)行分離，分離后的液體經(jīng)二級分離閥(15a)、第二一級分離柱支管(9c)、一級分離柱閥(9a)、第一一級分離柱支管(％)、檢測器(11)、第二混合器(12)、第二混合器閥(14)、混合器第二支管(12b)、二級富集柱輸入管(16a)連接至二級富集柱群；同時，啟動稀釋液栗(6)注入稀釋液于第二混合器(12)中改變流出液的特性，通過二級富集柱閥(16b)按照色譜峰收集、固相萃取的方式，將混合物依據(jù)極性或化合物類別特性分別富集于二級富集柱(16 )中，得到天然藥物純的有效成分，廢液通過二級富集柱閥(16b )排出； 二級分離的目標(biāo)是將一級分離的有效成分部位分別分離成單體化合物； (3 )有效部位和純化合物的解吸附 每個天然藥物的一級分離或部位的二級分離完成后，用強(qiáng)解析溶劑自動進(jìn)行部位或純化合物的解吸附。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，其特征在于:所述一級分離柱(9)、二級分離柱(15)采用動態(tài)軸向壓縮色譜柱或靜態(tài)軸向壓縮柱;所述上樣柱(8)、一級富集柱(13)、二級富集柱(16)采用靜態(tài)軸向壓縮色譜柱或普通高效液相色譜柱;所述一級分離柱(9)、一級富集柱(13)、二級分離柱(15)、二級富集色譜柱(16)的填料選自硅膠、氧化鋁、鍵合相硅膠、大孔吸附樹脂、離子交換樹脂或聚酰胺。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，其特征在于:所述檢測器(11)選自制備型紫外檢測器、蒸發(fā)光散射檢測器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于分離-富集模式的天然藥物成分系統(tǒng)分離裝置，其特征在于:所述上樣柱閥(8a)、一級分離柱選擇閥(9a)、二級分離閥(15a)、第二混合器閥(14)、一級富集柱閥(13a)、二級富集柱閥(16b)采用二位四通閥。
【文檔編號】B01D15/42GK105999765SQ201610494265
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】朱靖博
【申請人】朱靖博