| 新型高速逆流色谱柱的研制及固定相保留行为研究 | |
| Alternative Title | 无 |
全凯军
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| Thesis Advisor | 邸多隆 |
| 2018-11-28 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学博士 |
| Degree Discipline | 分析化学 |
| Keyword | 高速逆流色谱 二维色谱 分离机理 固定相保留率 多肽分离 High speed counter-current chromatography Two-dimension chromatography Stationary phase retention Separation mechanism Polypeptide separation |
| Abstract | 高速逆流色谱(High-SpeedCounter-CurrentChromatography,HSCCC)是美国国立卫生院Ito博士于20世纪80年代在液液萃取的基础上建立一种连续高效的分离技术。它是使用互不相溶两相溶剂中的一相在仪器高速旋转产生的阿基米德力的作用下保留在色谱柱内作为固定相，另一相由恒流泵持续输入不断穿过固定相由尾端流出作为流动相。在此基础上，根据被分离物质在固定相和流动相中分配系数的差异在分离过程以每秒近百次的频率发生多级萃取而实现分离。因此，基于上述原理的HSCCC技术具有众多的优点如避免样品在固体载体上的变性失活和不可逆吸附、样品前处理简单、进样量大、操作简单和便于宏量制备等优点，已广泛应用于天然产物中目标物质的分离制备。然而，基于目标化合物在互不相溶的两相溶剂系统中分配系数的差异实现目标化合物的分离的HSCCC技术存在分离模式单一，分离塔板数较低的问题，因此现有HSCCC技术对大极性或结构相近的目标化合物实现高效分离存在一定的困难。针对此现状，本文围绕影响HSCCC技术分离制备目标化合物的3个关键因素：分离模式、固定相保留率和溶剂系统选择开展研究工作，取得系列研究成果。具体研究内容如下： 1.为解决HSCCC技术分离模式单一问题，本研究通过在构成HSCCC色谱柱的聚四氟乙烯管(Polytetrafluoroeteylene，PTFE)内壁通过物理和化学修饰引入不同的功能基，利用其与目标化合物之间的作用力的不同，实现兼具分配色谱和吸附色谱协同作用的分离机理，提高对极性或结构相近的目标化合物的分离效果。首先以多巴胺的自氧化聚合为基础，在PTFE柱内壁通过层层自组装技术修饰上多层聚多巴胺，以聚多巴胺上的活性反应基团为位点，将氧化石墨烯修饰到PTFE柱内壁作为辅助固定相首次成功制备了一种兼具分配和吸附机理的新型HSCCC柱。由3个生物碱分子包括异紫堇碱、盐酸青藤碱、异紫堇二酮组成的混标做为目标分子来考察改性柱分离机理。结果显示，因为改性柱在分离过程中一方面引入了改性层和目标分子之间的分子间作用力，另一方面提高了固定相保留率10%，使3个目标分子获得更好分离结果，其中异紫堇碱与盐酸青藤碱的分离度由原来0.85提高到1.2。 2.以戊二醛和聚多巴胺为交联剂，富含氨基的三聚氰胺分子为改性剂制备了一种三聚氰胺改性的新型HSCCC氨基柱。以在所选择溶剂系统中具有相同的分配系数的甜菊糖苷和莱鲍迪苷A为目标分子对三聚氰胺改性柱进行评价。结果表明，在固定相保留率的提升对分离度无影响的情况下，HSCCC氨基柱依然成功分离了在传统HSCCC上难以实现分离的甜菊糖苷和莱鲍迪苷A，且分离度与三聚氰胺的涂覆量之间存在一定的量效应关系，最高时分离度接近1.5。此结果进一步证实了通过HSCCC柱内壁的改性可以在分离过程中引入与被分离物质间的相互作用力，且此分子间作用力在分离过程中发挥着重要的作用力。 3.首次将速度梯度法引入到HSCCC平衡阶段，建立了一种简单的梯度平衡法，使固定相保留率提高约5—8%，解决了传统逆流色谱通过对仪器内部结构进行改性优化或者牺牲分离流速来获得高固定相保留率的问题。以漆黄素、槲皮素和木犀草素为目标分子，以理论塔板数N、分离度、保留时间和峰宽为指标对新方法的分离效率进行评估。结果表明，使用梯度平衡法可以显著提高HSCCC分离效率。此外，结合流动相层流理论和实时压力曲线表明梯度平衡法能够减弱平衡过程中流动相对固定相产生的作用力从而提高固定相保留率。 4.基于罗氏极性公式对HSCCC技术中常用的HEMWat溶剂体系中28种常用溶剂系统极性分布规律及其对分离效果影响系统分析，研究了无法用常规HSCCC实现对大极性化合物实现有效分离的原因。根据分析结果建立了一种以分离物质理化性质为依据，以样品在溶剂系统上相中的溶解度为判断指标进行快速筛选适合大极性物质分离的溶剂系统改性剂的方法。并将此方法用于对大极性海参多肽样品进行系统分段研究，得到乙酸为第一步分离改性剂，三乙胺为第二步分离改性剂，促进了海参多肽样品在由水/正丁醇/乙酸乙酯/乙酸（5:4:1:0.5）构成的溶剂系统上相中的分布。最终通过酸碱洗脱两步共分离得到8个随极性分布的海参多肽片段，为海参多肽最佳活性物质的追踪和筛选提供了技术支持。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/26339 |
| Collection | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 全凯军. 新型高速逆流色谱柱的研制及固定相保留行为研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018. |
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