液滴逆流色谱DCCC示意图
液滴逆流色谱dccc示意图

天然产物提取分离案例
中草药有效成分提取
利用DCCC技术可从中草药中提取和分离出多种有效成分,为中 药现代化和国际化提供有力支持。
天然色素分离
DCCC技术可用于天然色素的提取和纯化,为食品、化妆品和染料 等行业提供高质量的天然色素。
生物碱类化合物提取
通过DCCC技术可从植物中提取和分离生物碱类化合物,为新药研 发和药物质量控制提供重要支持。
增加了物质与固定相和流动相之间的接触面积和 接触时间。
3
提高了分离效率和分辨率,尤其适用于复杂样品 的分离。
DCCC操作原理
01 样品溶液以液滴形式进入色谱柱,与固定相 形成动态平衡。
02
通过控制流动相的流速和组成,调节液滴在 色谱柱中的移动速度和分离效果。
03
检测器监测流出液的信号变化,记录色谱图 和峰信息。
药物研发中的应用案例
01
药物筛选
利用DCCC技术可对药物候选物进行高效筛选,提高药物研发效率和成
功率。
02
药物代谢研究
DCCC技术可用于药物代谢产物的分离和鉴定,为药物作用机制和药代
动力学研究提供重要信息。
03
质量控制
通过DCCC技术可对药物原料、中间体和成品进行质量控制,确保药品
的安全性和有效性。同时,该技术也可用于药物杂质的分析和鉴定,为
据。
05
02
柱塞泵设置
根据实验需求设置柱塞泵的流量和压力参数。
04
色谱分离
启动柱塞泵,推动液滴进入色谱柱进 行分离。同时开启检测器,实时监测 液滴中各组分的浓度变化。
06
关机与清洗
实验结束后关闭柱塞泵和检测器,拆卸色谱柱 进行清洗和保养。同时清洗进样器和连接管路, 确保设备清洁卫生。
1绪论

实验室用小型超声仪
工 业 生 产 用 超 声 仪
第四节 提取分离方法
5). 微波提取法(microwave extraction)
• 具有穿透力强、选择 性高、加热效率高等 显著特点,而且其操 作简便、快速、节能、 高效。
P18
分。
浸渍法 (Maceration)
渗漉法装置图
渗漉法(Percolation)
工业生产用的渗漉装置
第四节 提取分离方法
2)加热提取:煎煮法(Decoction) P18 回流(Refluxing) 连续回流(Continuous Refluxing)
Simple refluxing assembly
常用CO2, N2O、 乙烷、丙烷等,无色、 无毒、无味,不易燃,化学惰性,价廉。
优点:提取效率高;成分不被破坏(不需 加热);无残留溶剂;可选择性分离
超临界萃取实验装置与实验方法
实验装置-小型实验装置
超临界CO2萃取实验装置示意图
原 料
玻 璃 珠
脱 萃取柱 脂
棉
CO2 钢 瓶
冷温槽
P
高压泵
恒
温
箱
体生命活动不可缺少的物质。
P6
•二次代谢过程:并非在所有的植物中都能发生,不是维 持植物生命活动必须过程,称之为二次代谢过程。 P6
•二次代谢产物:生物碱、萜、香豆素、黄酮、醌类等对
维持植物生命活动不起重要作用,且并非在
由一次代谢产物产生,常为有效成分。
P6
第三节 生物合成
二、天然化合物的主要生物合成途径如下:
逆流色谱ppt课件

22
手性分离和分析的重要性
★ 获取单一对映体化合物 ★ 对于涉及分子手性分析的领域要采用高对映 体选择性的分析方法
手性分离的特殊性
在非手性环境中,对映体的物理化学性质(如熔点、 沸点、折射率、蒸气压、溶解度、红外、核磁谱和质 谱等)大都相同,这就造成对映体分离的困难。
手性添加剂法拆分苯基琥珀酸
O
OH OH O
(±)-PSA可采用光 活性的番木鳖碱或
(-)-脯氨酸拆分
15 mmol/Lβ-CD + 3% CH3CN + 0.05 %CF3COOH
0.30 mmol/L TM-β-CD +16%CH3CN +0.05%CF3COOH
Nova-pak C18色谱柱
31
CH3
+3.82o , mp 25.8oC -3.82 o , mp 25.8oC
右旋乳酸 , d-或(+)-
左旋乳酸 , l-或(-)-
图1 乳酸分子的镜像关系
20
沙利度胺(Thalidomide)
--------天使还是魔鬼?
俗名“反应停”,早期作为 怀孕妇女的止呕药使用
50年代末,在欧洲出现数千例短肢 畸胎新生儿,一度震惊全世界
12
逆流色谱技术的特点
1.逆流色谱不用固态支撑体; 2.两相处于离心力场中,成液滴装、样品在
其表面分配; 3.无死体积,柱子体积大,制备量大; 4.分离过程不是淋洗或洗脱过程,而是对流
穿透过程。
13
基本操作
• 溶剂系统的选择: • 样品溶解:等量的预先平衡的上下相; • 溶剂分离:如线圈为300ml,则实验一次要
中药化学第四章中药化学成分的分离技术

K=CU/CL CU:上层浓度,CL:下层浓度。 若有两种成份时(A,B),则A,B各有其分
配系数KA,KB,则两者差别越大,分离效果越 好。
如,KA=10说明振摇一次平衡后,A则有90 %以上溶于上层溶液中。
而KB=0.l时,振摇一次平衡后,B则有90% 以上溶于下层中,过样A和B两成份就有较大程 度分离,连续分离萃取几次,就可能达到A,B 的全部分离。
仪器装置
该装置有3个部分组成。 输液部分。包括微型泵、移动相溶剂储槽和试样
液注射器。 萃取部分。由300~500根内径约2 mm、长度为
20~40 cm的萃取管连接而成。 收集检出部分。包括检出器及分步自动收集仪。
适用范围
目前DCCC法广泛用于皂苷、生物碱、酸性成分、蛋 白质、糖类等天然产物的分离和精制,特别是用于 皂苷类的分离,并取得良好效果。
三、铅盐沉淀法
原理 此法是利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水和 稀醇溶液中能与许多天然药物化学成分生成 难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质,使有 效成分和杂质分离。此法既可使杂质生成铅 盐沉淀除去,又可以使有效成分生成铅盐沉 淀。
铅盐沉淀法适用范围
中性醋酸盐(Pb(Ac)2)可用于沉淀天然药物成 分中的有机酸、蛋白质、氨基酸、黏液质、 鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷、蒽醌 苷、香豆素苷和某些色素等具有羧基、邻二 酚羟基的酸性或酚性物质。
氯仿:乙醚 由 某些苷类,如强心苷
乙酸乙酯
小 某些苷类,如黄酮苷
正丁醇
到 某些苷类,如皂苷,黄酮苷
丙酮、乙醇 大 极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物
碱盐
水
蛋白质、黏液质、果胶、糖类、无机盐
(强亲水性)
二、适用范围
此法是早年研究天然药物有效成分的一种最重要的 方法,主要用于分离提纯含有极性不同的各种化 学成分的中药提取液。目前仍是最常用的方法,
逆流色谱技术

逆流色谱起源于最简单的液液分配装置-实验室里常用 的分液漏斗。二十世纪30年代初,Jantzen对工业上的 混合分离单元首先使用了逆流分配术语,并发展了实 验室规模的逆流分配装置。1941年,Martin和Synge设 计了一种级联型萃取装置,他们使用多孔固态载体支 撑一种液体,而让另一种不互溶的液体通过载体,从 而产生了分配色谱。逆流分配法的创始人Craig发明了 非连续式的逆流分配(countercurrent distribution,CCD)装置,并设计了几种CCD仪器用于 多种类型物质的分离,这一设计很快被接受,用于天 然产物、多肽和其它生物大分子。此法设备复杂,溶 剂消耗大、易乳化,分离操作时间长。此后出现的几 种液液分配分离装置和仪器都没有根本上的突破,因 此均未得到推广用于。
螺旋管行星式离心色谱 螺旋形逆流色谱仪 液滴逆流色谱仪 旋转和回旋腔室逆流色谱 流通型行星式逆流色谱仪 连续洗脱型逆流色谱仪 倾斜角转子逆流色谱仪 慢旋转螺旋管制备型逆流色谱仪 水平流通式逆流色谱仪 非同步逆流色谱仪 高速逆流色谱仪 离心液滴逆流色谱仪 双向逆流色谱仪 多螺旋管逆流色谱仪
逆流色谱原理
日本学者Ito等首先在日本,随后在美国的国家 医学科学研究院发现了一种有趣的现象:不互 溶的两相溶剂在绕成螺旋形的小口径管子里能 在重力场的作用下实现物质在两相溶剂间的连 续分配。而当螺旋管柱在一离心力场内转动时, 随着转速的增加,两相溶剂的混合程度,分配 效率,管柱的利用率及物质在固定相的保留值 也随之增加。如果把待分离样品从管子的入口 引入,连续分配传递过程就会在管柱里进行, 从而实现连续的液一液分配分离,并由此设计 制造了多种逆流色谱仪。
物体在旋转螺旋管里的运动状态示意图
1.首端;2.玻璃珠;3.铅粒; 4.气泡;5尾端.
高速逆流色谱仪

高速逆流色谱仪原理高速逆流色谱(high-speed countercurrent chromatography ,HSCCC )是20 世纪80 年代发展起来的一种连续高效的液—液分配色谱分离技术,它不用任何固态的支撑物或载体。
它利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡,当其中一相作为固定相,另一相作为流动相,在连续洗脱的过程中能保留大量固定相。
由于不需要固体支撑体,物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现,因而避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等,不仅使样品能够全部回收,回收的样品更能反映其本来的特性,特别适合于天然生物活性成分的分离。
而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触,使得样品的制备量大大提高,是一种理想的制备分离手段。
它相对于传统的固—液柱色谱技术,具有适用范围广、操作灵活、高效、快速、制备量大、费用低等优点。
目前HSCCC 技术正在发展成为一种备受关注的新型分离纯化技术,已经广泛应用于生物医药、天然产物、食品和化妆品等领域,特别在天然产物行业中已被认为是一种有效的新型分离技术;适合于中小分子类物质的分离纯化。
我国是继美国、日本之后最早开展逆流色谱应用的国家,俄罗斯、法国、英国、瑞士等国也都开展了此项研究。
美国FDA 及世界卫生组织(WHO )都引用此项技术作为抗生素成分的分离检定,90 年代以来,高速逆流色谱被广泛地应用于天然药物成分的分离制备和分析检定中。
1.逆流色谱是20世纪50年代源于多极萃取技术(非连续性)但是多极萃取设备庞大复杂、易碎、溶剂体系容易乳化,溶剂耗量大,分离时间长。
2.20世纪70年代,出现了液滴逆流色谱(DCCC)特点:(1)流体静力学原理(Hydrostatic equilibrium system,HSES)(2)分离时间过长、连接处容易出现渗漏等3.20世纪70年代出现了离心分配色谱仪(Centrifugal partition chromatography,CPC)特点:(1)基于流体静力学原理(Hydrostatic equilibrium system,HSES),利用公转产生的单一力场(2)连接处较多而且容易出现渗漏,清洗维护复杂4.20世纪80年开始出现了现在的高速逆流色谱,可称为最先进的逆流色谱特点:(1)基于流体动力学原理(Hydrodynamic equilibrium system,HDES)(2)通过公转、自转(同步行星式运动)产生的二维力场,保留两相中的其中一相作为固定相程5.HSCCC分离流程图举例1.高速逆流色谱分离黄柏中的小檗碱和巴马亭1实验部分1. 1仪器与试剂HSCCC2TBE300 型高速逆流色谱仪, 深圳同田生化有限公司;HD2212C2B 核酸蛋白检测仪, 上海康华生化仪器厂;R2201 旋转蒸发器, 上海申胜生物技术有限公司;LC210A T 高效液相色谱仪, 日本岛津色谱仪器公司;氯仿、甲醇、正丁醇、乙酸均为国产分析纯, 水为重蒸水, 黄柏购于杭州胡庆余堂, 为川黄柏。
高速逆流色谱分离技术

生药
HPLC法测定分配系数
AUi 2 VL AUi 2 VL Ki Ki A A V Ui 1 Ui 2 U A A V
Ui1 Ui 2 U
生药
溶剂系统选择的基本步骤
(1)首先预测要分离物质的极性, 溶解性特点,粗 选几个溶剂体系。 (2)建立目标化合物的TLC、HPLC分析条件。 (3)利用HPLC测定K,并计算容量因子a,2>K>0.5, a>2,能够获得理想的分离。 (4)制备性分离。
利用一种特殊的流体动力学现象使互不混溶的两相溶剂(固定
相和流动相)在螺旋管中高效地接触、混合、分配和传递
其中固定相以一种相对均匀的方式分布在一根聚四氟乙烯管 绕成的螺旋管中 流动相以一定的速度通过固定相,并按照被分离物质分配系 数的不同依次洗脱而获得分离
特殊的流体动力学
生药
固定相的保留
缺点:流动相流速低,每小时只有十几毫升;分离过程 长,需要几十小时才能完成一次几个组分的分离.
生药
3.高速逆流色谱的原理
利用螺旋柱在行星运动时产生的离心力,使互不 相溶的两相不断混合,同时保留其中的一相,利用恒 流泵连续输入另一相,溶质在两相之间反复分配,按 分配系数的次序,被依次洗脱。
生药
液-液分配色谱
利用螺旋管的方向性和同步行星式运动产生的二维 离心力场形成的单向性流体动力学平衡(HDES) 从而实现流动相高速移动时固定相的保留
生药
混合区:在靠近离心轴
心大约有四分之一的区 域,两相的激烈混合
静置区:两相溶剂分成
两层,重相在外部,轻 相在内部来自以1000转/分的速率进行旋 转,在二维力场的作用下 分离管柱内混合和传递的 频率可达到17次/S,从而 实现高效的分离
逆流色谱

20世纪90年代后,许多国家规定,凡结 构中具有不对称因素的药物,即“手性药 物”,必须拆分其相应的立体异构体,并分 别研究其药理、毒理和药物代谢性质。对已 上市的消旋体药物,要重新评价其光学异构 体的性质。对新申报的药品,一开始就要合 成其光学异构体。
.
如果设法把手性试剂引入固定相,外消
手性色谱 旋体样品流过柱子是否会形成非对映体?
手性色谱的原理是通过待拆分对映体与手性 固定相之间的瞬间可逆相互作用,根据形成瞬 间缔合物的难易程度和稳定程度,经过多次质 量交换后,达到对映体间的分离。
近年来,高效手性分离技术的发展,导致与有机立体化学相 关的手性药物学、分子生物学、材料化学、地球化学、天然有 机化学等前沿领域取得许多突破性的发现和发展。
美国Illinois大学的W H Pirkle 研究组研制,因此又称Pirkle 型或多种作用(multiple-interaction)手性固定相,其商品以 Brush-Type ( 刷 性 ) 著 称 。 在 手 性 液 相 色 谱 领 域 , Pirkle 型 CSP是目前使用量大、适用面广、对手性识别机理揭示较深刻 的一类重要CSP。它们具有确定化学结构,其共同结构特征是 在手性中心附近至少含有下列基团之一: (1)π-酸或π-碱芳基,具有给体-受体相互作用能力(电子转 移络合)。 (2) 极性氢键给体/受体。 (3) 形成偶极相互作用的极性基团。 (4)大体积非极性基团,提供立体位阻、范德华作用或构型 控制作用。
阿基米德螺线力
.
固定相的保留是在两个力的平衡 状态下实现的
• 阿基米德螺线力——固定相移 向移动相引入端
• 流动相的推力——固定相推向 移动相流出端
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性PbAc2,形成沉淀。
第三节 提取分离方法
2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
2.1 影响分离的因素 ①分配系数 K P20
K=CU/CL (CU, CL被分离物质在上相和下相中浓度) ②分离因子β P21 β= KA/ KB KA>KB, 根据β值的大小可决定分离采用的方法: β≥100,简单的一次萃取,可基本分离. 100>β≥10,约10次以上萃取。 β≤2,约100次以上萃取。
pH值的进一步应用—pH-梯度萃取法
按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质,
改变pH值使酸碱成分呈不同状态。
四、提取分离方法
液-液萃取分离常用方法:
1. 逆流分溶法(CCD): 是一种多次连续的液-液萃取分离过 程。特点:条件温和,样品易回收,适用于中等极性、不 稳定物质的分离。 P22
0
1
2
3
• 超 临 界 流 体 ( SF):
处 于 临 界 温 度 ( Tc) 和 临 界 压 力 ( Pc) 以 上,介于气体和液体 之间的流体.
• 密度与液体相近,粘
度与气体相近,扩散 系数比液体大 100 倍对
常用CO2, N2O、 乙烷、丙烷等,无色、
许多物质有很强的溶
解能力。
无毒、无味,不易燃,化学惰性,价廉。
n
CCD法的分离过程示意图
第三节 提取分离方法 2.纸色谱法(PC):也叫纸分配色谱(PPC, Paper Partition Chromatography)。 P23 固定相:滤纸纤维中含有的5-7%水 流动相:有机溶剂
h1 h2
补
注意:如果流动相为缓冲盐溶液,则PC 为非极性吸附色谱(纤维素色谱)
中 小 型 SFE 装 置 图
第三节 提取分离方法
4) .超声提取法(ultrasonic extraction) 为物理过程,无化 学反应,生物活性不 减。大能量的超声波 产生的极大压力造成 植物物细胞壁及整个 生物体破裂,胞内物 质的释放、扩散及溶 解。
P19
实验室用小型超声仪
工 业 生 产 用 超 声 仪
P18
(supercritical fluid extraction SFE)
利用溶剂在超临界条件下特殊的流体性能对样品进行提 取,为20世纪80年代迅速发展起来的一种提取方法。
稳定的纯物质都可以有超临界状态(化学性质稳定,在
达到临界温度不会分解)。 用这种技术提取芳香挥发油,具有防止氧化、热解及提 高品质的突出优点。
第三节 提取分离方法
5). 微波提取法(microwave extraction)
• 具有穿透力强、选择 性高、加热效率高等 显著特点,而且其操 作简便、快速、节能、 高效。 • 缺点:工业化设备少、 成分变化、生物活性 变化。
工业生产用微波提取罐
第三节 提取分离方法
2.水蒸气蒸馏法
P19
(water-steam distillation )
提取具有挥发性,能随水蒸气
蒸馏而不被破坏的成分,如挥发油。
Simple water-steam distillation refluxing assembly
第三节 提取分离方法
3.升华法( sublimation )
P19
用于具有升华性的成分提取,如部分香豆素, 蒽醌,樟脑等。
药材原料
提取
提 取 液
P18
渗漉法装置图
工业生产用Байду номын сангаас渗漉装置
第三节 提取分离方法
2)热提:煎煮法(Decoction)
P18
回流(Refluxing) 连续回流(Continuous Refluxing)
Simple refluxing assembly
Assembly of Soxhlet extractor
3) 超临界流体萃取法
原理:相似相溶 常用提取溶剂极性顺序:
补
P17
环己烷、甲苯<石油醚(30~60℃、60~90℃)<乙醚<氯仿 (CHCl3,常用二氯甲烷代替)<乙酸乙酯(EtOAc)<正丁醇
(BuOH)<丙酮<乙醇(EtOH)<甲醇(MeOH)<水
理想溶剂(ideal solvents ): (1)对有效成分溶解度大;
浓缩
回收溶剂
提 取 物
( 浸 膏 )
分 离
单体化合物
第三节 提取分离方法
二、分离方法
1. 根据溶解度差别进行分离 1.1 结晶法(纯化时常用) 条件:浓度;合适的溶剂;
P20
1.2 沉淀法:
a 溶剂沉淀法:改变极性,如水提醇沉法
b
c
酸碱沉淀法:改变pH,处理酸、碱、两性成分;
沉淀试剂:如铅盐沉淀法,酸性、酚性成分加中
优点:提取效率高;成分不被破坏(不需 加热);无残留溶剂;可选择性分离
超临界萃取实验装置与实验方法
实验装置-小试实验装置
超临界CO2萃取实验装置示意图
萃取柱 原 料
玻 璃 珠
脱 脂 棉
CO2 钢 瓶 冷温槽
恒 温 箱
接 收 瓶
流量计
CO
2
P
高压泵 控温面板
小试实验装置图
• 上世纪50年代初进入试验阶段,如从石油中脱沥青 • 70、80年代,SFE越来越多的用于食品、香料的提取 • 90 年代,开始从植物药中提取成分,如蛇床子、茵陈蒿、桑 白皮中提取成分。
卫生部规划教材
天然药物化学
Chemistry of Natural Medicines
Chemistry of Natural Products
第一章
总
论
(Generation)
本 章 内 容
第一节 第二节 绪论 生物合成
第三节
第四节
提取分离方法
结构研究方法
第三节 提取分离方法
一、提取法:
1.溶剂提取法(extraction with solvent)
(2)对无效成分溶解度小; (3)与有效成分不起化学反应; (4)安全,成本低,易得。
注意: 多种成分之间存在助溶作用,常用小极 性溶剂脱脂,然后再使用溶剂法提取。如: 脱叶绿素等
第三节 提取分离方法
1)冷提:适用于受热不稳定的成分。 浸渍法 (Maceration) 渗漉法(Percolation)
第三节 提取分离方法 2.1 影响分离的因素 ③pH值 P21
对于酸性、碱性、两性化合物, pH 值可改变它们的 存在状态(游离型和解离型),分配比受 pH 值的影响, 因为
HA达到99%解离时,pH ≈ pKa + 2 HA达到99%游离时,pH ≈ pKa - 2
第三节 提取分离方法(Methods of Extraction and Isolation)