高速逆流色譜及其在天然產(chǎn)物分離中的應(yīng)用

前言

　　逆流色譜（COunter-current Chromatography）是一種不用固態(tài)支撐體或載體的液液分配色譜技術(shù)，是一種能實(shí)現(xiàn)連續(xù)有效的分配分離的實(shí)用分離技術(shù)。逆流色譜技術(shù)的創(chuàng)始人Yoiehiro Ito對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。在20世紀(jì)七八十年代，Ito教授為了在行星式運(yùn)動(dòng)模式和螺旋管柱在支持體上的幾何位置之間尋求一種理想的結(jié)合狀態(tài)，展開(kāi)了一系列的研究。經(jīng)過(guò)近10年的潛心研究，終于研制出一種高效的逆流色譜系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在所稱(chēng)的“高速逆流色譜”（high speed counter-current chromatography，HSCCC）。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，隨著其理論與技術(shù)的日益發(fā)展與完善，HSCCC已在生物、醫(yī)藥、食品、材料、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是在中藥有效成分的分離純化領(lǐng)域已成為最有優(yōu)勢(shì)的分離分析方法之一?！　「咚倌媪魃V（HSCCC）是一種基于樣品在兩個(gè)互不混溶的溶劑之間分配作用的分離技術(shù)，是當(dāng)今國(guó)際分離科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新分支。由于HSCCC不使用固態(tài)支撐體，與其他色譜技術(shù)相比，HSCCC能夠完全排除支撐體導(dǎo)致的樣品的不可逆吸附和對(duì)樣品的沾染、失活、變性等影響，能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜混合物中各組分的高純度制備量分離。與制備高效液相色譜相比，HSCCC具有制備量大、運(yùn)行費(fèi)用低、可直接分離粗提物等優(yōu)點(diǎn)。HSCCC所有的優(yōu)點(diǎn)都源于其不用固體固定相，有廣泛的溶劑體系可供選擇，概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)：　　（1）避免了樣品在分離過(guò)程的不可逆吸附、分解等可能的樣品變性問(wèn)題。　?。?）滯留在柱中的樣品可以通過(guò)多種洗脫方式予以完全回收?！　。?）粗品可以直接上樣且不會(huì)對(duì)柱子造成任何損害。　?。?）柱子可以用合適的溶劑（如甲醇）很容易地清洗，用空氣或氮?dú)飧稍?，然后注入新的溶劑后?gòu)成新的柱體，可重復(fù)使用?！　。?）通過(guò)改變?nèi)軇w系，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同極性物質(zhì)的分離?！　。?）被分離組分在柱中保留時(shí)間或保留體積，可以通過(guò)其分配系數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。　?。?）HSCCC的制備量可以比高效液相色譜（HPLC）大，而且費(fèi)用低，因?yàn)槠洳恍枰嘿F的色譜柱。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)主要介紹了高速逆流色譜的原理與技術(shù)及其在天然產(chǎn)物分離中的應(yīng)用。全書(shū)共分8章，第1章就逆流色譜的發(fā)展淵源及逆流分溶法進(jìn)行概述，第2～6章主要介紹高速逆流色譜分離機(jī)理、工作方法以及溶劑系統(tǒng)的選擇策略，第7章重點(diǎn)介紹在HSCCC發(fā)展過(guò)程中形成的新技術(shù)，第8章著重介紹HSCCC在分離純化天然中草藥活性成分中的應(yīng)用，并對(duì)其具體的提取分離方法及分離結(jié)果進(jìn)行了概述。　　本書(shū)可作為在天然中草藥活性成分的分離純化及中藥現(xiàn)代化等領(lǐng)域從事逆流色譜技術(shù)研究和應(yīng)用的研究人員參考書(shū)，也可作為分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生及化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專(zhuān)業(yè)本科生的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 逆流色譜技術(shù)基礎(chǔ)　1.1 逆流色譜的起源與發(fā)展　1.2 逆流分溶法簡(jiǎn)介　參考文獻(xiàn)第2章 逆流色譜儀器的工作原理　2.1 流體靜力學(xué)平衡體系　2.2 流體動(dòng)力學(xué)平衡體系HDES　　2.2.1 基本模型　　2.2.2 單向性流體動(dòng)力學(xué)平衡體系　　2.2.3 以HDES為基礎(chǔ)的逆流色譜儀　2.3 小結(jié)　參考文獻(xiàn)第3章 非螺旋管式逆流色譜儀　3.1 液滴逆流色譜儀　3.2 旋轉(zhuǎn)腔室逆流色譜儀　3.3 回旋腔室逆流色譜儀　3.4 環(huán)繞螺旋管離心分離儀　3.5 整體集成流通回路　參考文獻(xiàn)第4章 螺旋管行星式逆流色譜儀　4.1 Ⅰ型同步螺旋管行星式逆流色譜儀　4.2 Ⅲ型同步螺旋管行星式逆流色譜儀　4.3 Ⅱ型同步螺旋管行星式逆流色譜儀　4.4 Ⅳ型同步螺旋管行星式逆流色譜儀　4.5 Ⅵ型非同步螺旋管行星式逆流色譜儀　參考文獻(xiàn)第5章 高速逆流色譜法原理　5.1 高速逆流色譜儀器系統(tǒng)　　5.1.1 液體輸送系統(tǒng)　　5.1.2 分離系統(tǒng)　　5.1.3 檢測(cè)系統(tǒng)　　5.1.4 國(guó)內(nèi)儀器研究與生產(chǎn)單位及常見(jiàn)儀器介紹　5.2 高速逆流色譜的單向流體動(dòng)力平衡機(jī)理　5.3 相分布圖及影響相分布的因素　　5.3.1 相分布圖　　5.3.2 影響相分布的因素　參考文獻(xiàn)第6章 高速逆流色譜實(shí)驗(yàn)方法　6.1 溶劑體系的選擇原則　6.2 多元溶劑體系的選擇方法　　6.2.1 Ito方法　　6.2.2 HBAW方法　　6.2.3 ARIZONA方法　6.3 HPLC法測(cè)定分配系數(shù)　　6.3.1 HPLC法測(cè)定分配系數(shù)的理論基礎(chǔ)　　6.3.2 分配系數(shù)與分離度之間的關(guān)系研究　參考文獻(xiàn)第7章 高速逆流色譜新技術(shù)　7.1 非平衡溶劑系統(tǒng)的應(yīng)用　7.2 pH-區(qū)帶精制逆流色譜　　7.2.1 pH-區(qū)帶精制逆流色譜的發(fā)展　　7.2.2 pH-區(qū)帶精制逆流色譜的理論機(jī)理　　7.2.3 pH-區(qū)帶精制逆流色譜分離的有關(guān)技巧　　7.2.4 pH-區(qū)帶精制逆流色譜的優(yōu)點(diǎn)和局限性　7.3 雙向逆流色譜　　7.3.1 雙向逆流色譜的原理和機(jī)制　　7.3.2 雙向逆流色譜的應(yīng)用　　7.3.3 泡沫逆流色譜及其應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第8章 天然植物有效成分的分離　8.1 生物堿類(lèi)　　8.1.1 概述　　8.1.2 小蔓長(zhǎng)春花　　8.1.3 峨眉千里光　　8.1.4 三尖杉　　8.1.5 文殊蘭　　8.1.6 苦參　　8.1.7 黃連　　8.1.8 高烏頭　　8.1.9 青葉膽　　8.1.10 黃柏　　8.1.11 蓮子心　　8.1.12 川芎　　8.1.13 附子　　8.1.14 吳茱萸　　8.1.15 延胡索　　8.1.16 浙貝母　　8.1.17 夏天無(wú)　　8.1.18 黃花烏頭　　8.1.19 雷公藤　　8.1.20 太子參　　8.1.21 雁來(lái)紅　8.2 黃酮類(lèi)　　8.2.1 概述　　8.2.2 白花敗醬草　　8.2.3 長(zhǎng)瓣金蓮花　　8.2.4 淫羊藿　　8.2.5 黃芪　　8.2.6 黃芩　　8.2.7 顯齒蛇葡萄　　8.2.8 木蝴蝶　　8.2.9 野葛　　8.2.10 銀杏葉　　8.2.11 沙棘　　8.2.12 藤黃　　8.2.13 柳葉菜　　8.2.14 知母　　8.2.15 青蒿　　8.2.16 大豆　　8.2.17 毛葉黃牛木　　8.2.18 驅(qū)蟲(chóng)斑鳩菊　　8.2.19 越橘　　8.2.20 茯苓　　8.2.21 牡丹花　　8.2.22 白花蛇舌草　　8.2.23 甘草　8.3 多酚類(lèi)　　8.3.1 概述　　8.3.2 知母　　8.3.3 金銀花　　8.3.4 虎杖　　8.3.5 茶　　8.3.6 花青素　　8.3.7 蘋(píng)果　　8.3.8 山茱萸　　8.3.9 紅景天　　8.3.10 元寶楓　　8.3.11 紫錐菊　　8.3.12 丁香　　8.3.13 石榴皮　　8.3.14 丹參　　8.3.15 葡萄　　8.3.16 肉蓯蓉　　8.3.17 Paepalanthus microphyllus　　8.3.18 何首烏　8.4 醌類(lèi)　　8.4.1 概述　　8.4.2.大黃　　8.4.3 虎杖　　8.4.4 茜草　　8.4.5 決明子　　8.4.6 丹參 　　8.4.7 蘆薈　　8.4.8 何首烏　　8.4.9 紫草　8.5 萜類(lèi)和揮發(fā)油　　8.5.1 萜類(lèi)概述　　8.5.2 紫杉醇半合成前體　　8.5.3 白果內(nèi)酯　　8.5.4 番茄紅素　　8.5.5 蝦青素　　8.5.6 葉黃素　　8.5.7 穿心蓮　　8.5.8 角鯊烯　　8.5.9 南蛇藤　　8.5.10 白芍　　8.5.11 木香　　8.5.12 冬凌草　　8.5.13 鐵線蓮　　8.5.14 揮發(fā)油　8.6 木脂素類(lèi)　　8.6.1 概述　　8.6.2 當(dāng)歸　　8.6.3 刺五加　　8.6.4 丹參　　8.6.5 亞麻籽　　8.6.6 厚樸　　8.6.7 牛蒡子　　8.6.8 五味子　　8.6.9 維基尼亞木蘭　　8.6.10 石炭酸灌木　　8.6.11 連翹　　8.6.12 板藍(lán)根　8.7 香豆素　　8.7.1 香豆素類(lèi)概述　　8.7.2 Lomatium dissecturn　　8.7.3 羌活　　8.7.4 蛇床子　　8.7.5 脹果甘草　　8.7.6 白芷　　8.7.7 補(bǔ)骨脂　　8.7.8 白花前胡　　8.7.9 紫花前胡　　8.7.10 秦皮　　8.7.11 瑞香狼毒　　8.7.12 百里香　　8.7.13 盤(pán)龍參　8.8 皂苷類(lèi)　　8.8.1 概述　　8.8.2 洋地黃　　8.8.3 三七　　8.8.4 甘草　　8.8.5 結(jié)香　　8.8.6 天麻　　8.8.7 車(chē)前草　　8.8.8 菝葜　　8.8.9 人參　　8.8.10 石榴皮　　8.8.11 梔子　8.9 其他　　8.9.1 概述　　8.9.2 甾醇　　8.9.3 珍珠草　　8.9.4 葡萄籽　　8.9.5 蓽菝參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1 逆流色譜的起源與發(fā)展　　逆流色譜起源于最簡(jiǎn)單的液-液分配裝置——實(shí)驗(yàn)室里常用的液-液分配萃取。1891年，Nernst首先提出分配定律，認(rèn)為當(dāng)溶質(zhì)溶解在平衡的互不相溶的兩相溶劑系統(tǒng)中的一相中時(shí)，溶質(zhì)會(huì)自動(dòng)在兩相中分配，在一定的溫度下，溶質(zhì)在兩相中濃度之比是一個(gè)常數(shù)，可用下列方程表示：　　K=c1／c2（1-1）　　式中，c1和c2分別代表溶質(zhì)分子在第一相和第二相中的濃度，K為分配常數(shù)。待分離的樣品置于盛有互不相溶兩相溶劑的分液漏斗中，經(jīng)振蕩后靜置。樣品會(huì)在兩相中按照分配系數(shù)進(jìn)行分配。不同的溶質(zhì)在不同的溶劑系統(tǒng)中有著不同的分配系數(shù)，若兩種溶質(zhì)分子在兩相溶劑系統(tǒng)中的分配系數(shù)差別較大，在分液漏斗中經(jīng)過(guò)一次或數(shù)次萃取即可達(dá)到分離目的。但是實(shí)際需要分離的物質(zhì)經(jīng)常是性質(zhì)較為相似的復(fù)雜混合物，分配系數(shù)相差較小，需要進(jìn)行成百上千次萃取才能實(shí)現(xiàn)分離。這就給用分液漏斗來(lái)實(shí)現(xiàn)分離這樣的物質(zhì)帶來(lái)許多困難，既費(fèi)時(shí)（有時(shí)需數(shù)十天），又浪費(fèi)溶劑。　　20世紀(jì)30年代初，Jantzen[1]對(duì)工業(yè)上的混合分離單元首先使用了逆流分配術(shù)語(yǔ)，并發(fā)展了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的逆流分配裝置。1941年Martin和Synge[2]設(shè)計(jì)了一種級(jí)聯(lián)型萃取裝置，在研究這一裝置過(guò)程中，使用了多孔固態(tài)載體支撐一種液體，而讓另一不互溶的液體通過(guò)載體，從而產(chǎn)生了分配色譜。逆流分溶法的創(chuàng)始人Craig[3]，發(fā)明了非連續(xù)式的逆流分配（Countercurrent Distribution，簡(jiǎn)稱(chēng)CCD裝置），經(jīng)過(guò)廣泛研究，設(shè)計(jì)了幾種CCD儀器，他認(rèn)為逆流分溶不僅是色譜方法，而且適用多種類(lèi)型物質(zhì)的分離——這一設(shè)計(jì)很快被化學(xué)家所接受，用于分離極性較大的組分，如天然產(chǎn)物、多肽和其他生物大分子。craig發(fā)明的逆流分溶法是一種不連續(xù)過(guò)程，理論和操作都簡(jiǎn)單，與我們通常在實(shí)驗(yàn)室里用分液漏斗萃取相似。這種儀器的主要缺點(diǎn)是：儀器設(shè)備龐大復(fù)雜，溶劑系統(tǒng)易乳化，溶劑消耗量大和分離操作時(shí)間太長(zhǎng)等。此后，又出現(xiàn)過(guò)多種液-液分配分離裝置和儀器，但因沒(méi)有根本上的突破，因此均未得到推廣應(yīng)用。 　　……

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