高效液相制备色谱的设备进展及应用课件
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2021/3/12
制备HPLC的色谱柱系统
柱结构： 空管柱、轴向压缩柱和径向压缩柱
柱尺寸： 柱短、内径大、呈圆饼状
在制备型HPLC分离过程中,在满足分离度要求的前提下,可以采用增加制备 柱内径的方法提高制备量。
柱型： 锥型柱与圆柱型柱
锥型柱优于圆柱型柱,锥型柱的样品容量约为圆柱型柱的2倍,柱效比圆柱型柱 高36%,色谱流出曲线峰值高于圆柱型柱12%。
对填装的要求： 填料的种类 、装填技术
2021/3/12
柱结构
1.空管柱与分析柱相同，常用柱内径为10～100 mm，采用匀浆填充技术填装色谱填料。
2.轴向压缩柱是采用活塞压缩床层，以使色谱柱内填料均匀、密实，得到更高的柱效。其 原理是通过活塞的上下移动来装柱、维持柱压和卸柱，活塞周边配置了特殊设计的密封圈， 能容许活塞上下自由移动，同时又能保持高的密封性。在柱内的两端均配有多孔不锈钢滤板 和能使样品及洗脱液在柱截面上均匀分布的分散器。液流分散器保证了大量样品尽可能地瞬 时分散在柱截面上，进而快速均匀进入柱床，克服了柱中心样品局部过浓的现象，保证了色 谱柱的高效。
制备高效色谱柱按柱型可分为锥型柱与圆柱型柱两大类。锥型柱优于圆 柱型柱，锥型柱的样品容量约为圆柱型柱的2倍，柱效比圆柱型柱高36% ，色谱流出曲线峰值高于圆林型林12%。
2021/3/12
制备色谱中对填料的要求
一般来说，分析型色谱柱填料也可以用于制备型色谱柱中，但是制备色谱中使用 的量大，而且需要反复装柱，因此对于制备色谱填料有一些特殊的要求：
根据在分离制备过程中提供给活塞的压力是否持续，可将轴向压缩柱分为静态和动态两种 ，静态轴向压缩柱的效果比动态的差，但是设备比动态便宜。采用动态轴向压缩柱工艺装填 的色谱柱现已基本上主宰了整个制备型色谱柱市场，国内已有动态轴向压缩柱制备色谱系统 产品。
2021/3/12
聊城万合工业制造有限公司自主研发了高效液相轴向加压（自振）制备层析柱系统，配
套高压输液泵和检测器，通过计算机自动控制，成功开发了高效液相层析中药提取装备 。图2012为1/3高/1效2 液相轴向加压（自振）制备色谱柱（HPLC-C200型）系统的示意图。
2021/3/12
• 径向压缩柱使用双管的色谱柱，填料装在管壁可压缩 的高聚物柱管内制成柱芯，再将装有填料的柱芯放入 不锈钢外套中，利用气体或液体施压于柱芯外壁和不 锈钢外套之间，压紧柱芯内的填料，使色谱柱得到径 向压缩。该技术目的是消除颗粒间及颗粒与管壁间的 空隙。径向色谱柱的结构如图4所示，图中表明进入到 径向色谱柱的样品和流动相并非如传统的轴向色谱柱 从柱的一端流向另一端，而是沿径向流动，即样品和 流动相是从色谱柱的周围流向柱圆心。
2021/3/12
色谱柱是核心部件，色谱填 料的填装是其操作的关键技 术。制备型HPLC由于采用细 的填料、高压操作，所以色 谱柱多用不锈钢制作。
制备HPLC的色谱柱系统
在此处主要提出色谱柱系统，因为相对于分析型色谱,制备色谱的核心就是色谱柱。为提供既稳定又 高效的色谱柱,并用小尺寸颗粒进行填充,最常用也是最易实现的效果较为理想的是动态轴向压缩柱 (DACTM)技术。DAC技术为使用者提供了用任一种填料自己装填色谱柱、方便快速地调整柱长度的可 能性。在制备型HPLC中,色谱柱的内径可在100～500mm之间。一般增大色谱柱的直径意味着可以承 载更多的样品,从而增加产量。增加色谱柱的长度则意味着可加入的样品量和分辨率的增大,但同时也 增加了柱压。研究表明对于难分离物系,可以采用直径较小的色谱填料,以提高分离效率,但在分离度 可以满足分离要求的前提下,使用较大直径的色谱填料将更为有利。色谱填料的填装是其操作的关键 技术。制备型HPLC由于采用细的填料、高压操作，所以色谱柱多用不锈钢制作。
高压输液泵 在线脱气装置
2021/3/12
分类
低压制备色谱
两种模式，一种是在 柱上方加压，另一种是 在柱下方减压。在低压 制备色谱中使用的是颗 粒较大的填料，因此其 分辨率是有限的。
2021/3/12
中压制备色谱
利用恒流泵抽送流动 相，带着样品流经色谱 柱，实现对样品的分离 。其色谱柱一般是由耐 压的强化玻璃制成，填 料颗粒大小比低压制备 色谱所用填料小，分离 效率更高。
高效液相制备色谱的设备进展及应用
2021/3/12
2021/3/12
液体制备色谱
Biblioteka Baidu应用
2021/3/12
高效液相制备色 谱柱设备
目录
展望
1 液体制备色谱
液相色谱是将分离填料填装在色谱柱 内，以液体流动相进行洗脱，利用药 物不同活性成分与填料相互作用力 的差异进行分离。
输液系统 进样系统 分离系统 检测系统 数据处理系统
2021/3/12
柱尺寸
现代高效制备液相色谱柱具有柱短、内径大、呈圆饼状(pancake)的特征 。目前高效制备柱的柱长与常规分析柱相仿，一般为20~50cm远短于传 统柱1m甚至1m以上的制备柱，在制备型HPLC分离过程中，在满足分离 度要求的前提下，可以采用增加制备柱内径的方注提高制备量。
柱型
• 径向压缩柱的主要缺点是柱芯长度固定，不如轴向压缩柱可以任意调节。此外 直径较大的色谱柱中径向经常出现粒度梯度，造成流动相径向流速分布不均匀 。由于径向扩散太慢，不能抵消柱截面积流速差异所产生的浓度梯度，所以径 向流速是峰展宽的一个重要来源。径向压缩柱主要是由Waters公司生产，并已 有预制柱出售。
柱尺寸 柱型 对填装的要求
数据采集与处理系统
1.与分析型HPLC的区别
• 目的不同 • 流速不同 • 进样模式不同 • 上样量不同 • 色谱柱不同 • 理论基础不同 • 检测池不同
2021/3/12
2.PHPLC装置
• 输液泵 • 进样系统 • 色谱柱系统 • 检测器 • 馏分收集器 • 数据采集与处理系统
高压液相色谱
利用更细的高效填料 进行分离的，具有高柱 效、高流速、分离时间 短的特点。与经典液相 色谱相比高效液相色谱 有很大不同。
2021/3/12
2 制备型液相色谱
1.制备型HPLC与分析型HPLC的区别
制备型液相色谱
2.PHPLC的装置
2021/3/12
输液泵
进样系统
柱结构
色谱柱系统 检测器 馏分收集器
制备HPLC的色谱柱系统
柱结构： 空管柱、轴向压缩柱和径向压缩柱
柱尺寸： 柱短、内径大、呈圆饼状
在制备型HPLC分离过程中,在满足分离度要求的前提下,可以采用增加制备 柱内径的方法提高制备量。
柱型： 锥型柱与圆柱型柱
锥型柱优于圆柱型柱,锥型柱的样品容量约为圆柱型柱的2倍,柱效比圆柱型柱 高36%,色谱流出曲线峰值高于圆柱型柱12%。
对填装的要求： 填料的种类 、装填技术
2021/3/12
柱结构
1.空管柱与分析柱相同，常用柱内径为10～100 mm，采用匀浆填充技术填装色谱填料。
2.轴向压缩柱是采用活塞压缩床层，以使色谱柱内填料均匀、密实，得到更高的柱效。其 原理是通过活塞的上下移动来装柱、维持柱压和卸柱，活塞周边配置了特殊设计的密封圈， 能容许活塞上下自由移动，同时又能保持高的密封性。在柱内的两端均配有多孔不锈钢滤板 和能使样品及洗脱液在柱截面上均匀分布的分散器。液流分散器保证了大量样品尽可能地瞬 时分散在柱截面上，进而快速均匀进入柱床，克服了柱中心样品局部过浓的现象，保证了色 谱柱的高效。
制备高效色谱柱按柱型可分为锥型柱与圆柱型柱两大类。锥型柱优于圆 柱型柱，锥型柱的样品容量约为圆柱型柱的2倍，柱效比圆柱型柱高36% ，色谱流出曲线峰值高于圆林型林12%。
2021/3/12
制备色谱中对填料的要求
一般来说，分析型色谱柱填料也可以用于制备型色谱柱中，但是制备色谱中使用 的量大，而且需要反复装柱，因此对于制备色谱填料有一些特殊的要求：
根据在分离制备过程中提供给活塞的压力是否持续，可将轴向压缩柱分为静态和动态两种 ，静态轴向压缩柱的效果比动态的差，但是设备比动态便宜。采用动态轴向压缩柱工艺装填 的色谱柱现已基本上主宰了整个制备型色谱柱市场，国内已有动态轴向压缩柱制备色谱系统 产品。
2021/3/12
聊城万合工业制造有限公司自主研发了高效液相轴向加压（自振）制备层析柱系统，配
套高压输液泵和检测器，通过计算机自动控制，成功开发了高效液相层析中药提取装备 。图2012为1/3高/1效2 液相轴向加压（自振）制备色谱柱（HPLC-C200型）系统的示意图。
2021/3/12
• 径向压缩柱使用双管的色谱柱，填料装在管壁可压缩 的高聚物柱管内制成柱芯，再将装有填料的柱芯放入 不锈钢外套中，利用气体或液体施压于柱芯外壁和不 锈钢外套之间，压紧柱芯内的填料，使色谱柱得到径 向压缩。该技术目的是消除颗粒间及颗粒与管壁间的 空隙。径向色谱柱的结构如图4所示，图中表明进入到 径向色谱柱的样品和流动相并非如传统的轴向色谱柱 从柱的一端流向另一端，而是沿径向流动，即样品和 流动相是从色谱柱的周围流向柱圆心。
2021/3/12
色谱柱是核心部件，色谱填 料的填装是其操作的关键技 术。制备型HPLC由于采用细 的填料、高压操作，所以色 谱柱多用不锈钢制作。
制备HPLC的色谱柱系统
在此处主要提出色谱柱系统，因为相对于分析型色谱,制备色谱的核心就是色谱柱。为提供既稳定又 高效的色谱柱,并用小尺寸颗粒进行填充,最常用也是最易实现的效果较为理想的是动态轴向压缩柱 (DACTM)技术。DAC技术为使用者提供了用任一种填料自己装填色谱柱、方便快速地调整柱长度的可 能性。在制备型HPLC中,色谱柱的内径可在100～500mm之间。一般增大色谱柱的直径意味着可以承 载更多的样品,从而增加产量。增加色谱柱的长度则意味着可加入的样品量和分辨率的增大,但同时也 增加了柱压。研究表明对于难分离物系,可以采用直径较小的色谱填料,以提高分离效率,但在分离度 可以满足分离要求的前提下,使用较大直径的色谱填料将更为有利。色谱填料的填装是其操作的关键 技术。制备型HPLC由于采用细的填料、高压操作，所以色谱柱多用不锈钢制作。
高压输液泵 在线脱气装置
2021/3/12
分类
低压制备色谱
两种模式，一种是在 柱上方加压，另一种是 在柱下方减压。在低压 制备色谱中使用的是颗 粒较大的填料，因此其 分辨率是有限的。
2021/3/12
中压制备色谱
利用恒流泵抽送流动 相，带着样品流经色谱 柱，实现对样品的分离 。其色谱柱一般是由耐 压的强化玻璃制成，填 料颗粒大小比低压制备 色谱所用填料小，分离 效率更高。
高效液相制备色谱的设备进展及应用
2021/3/12
2021/3/12
液体制备色谱
Biblioteka Baidu应用
2021/3/12
高效液相制备色 谱柱设备
目录
展望
1 液体制备色谱
液相色谱是将分离填料填装在色谱柱 内，以液体流动相进行洗脱，利用药 物不同活性成分与填料相互作用力 的差异进行分离。
输液系统 进样系统 分离系统 检测系统 数据处理系统
2021/3/12
柱尺寸
现代高效制备液相色谱柱具有柱短、内径大、呈圆饼状(pancake)的特征 。目前高效制备柱的柱长与常规分析柱相仿，一般为20~50cm远短于传 统柱1m甚至1m以上的制备柱，在制备型HPLC分离过程中，在满足分离 度要求的前提下，可以采用增加制备柱内径的方注提高制备量。
柱型
• 径向压缩柱的主要缺点是柱芯长度固定，不如轴向压缩柱可以任意调节。此外 直径较大的色谱柱中径向经常出现粒度梯度，造成流动相径向流速分布不均匀 。由于径向扩散太慢，不能抵消柱截面积流速差异所产生的浓度梯度，所以径 向流速是峰展宽的一个重要来源。径向压缩柱主要是由Waters公司生产，并已 有预制柱出售。
柱尺寸 柱型 对填装的要求
数据采集与处理系统
1.与分析型HPLC的区别
• 目的不同 • 流速不同 • 进样模式不同 • 上样量不同 • 色谱柱不同 • 理论基础不同 • 检测池不同
2021/3/12
2.PHPLC装置
• 输液泵 • 进样系统 • 色谱柱系统 • 检测器 • 馏分收集器 • 数据采集与处理系统
高压液相色谱
利用更细的高效填料 进行分离的，具有高柱 效、高流速、分离时间 短的特点。与经典液相 色谱相比高效液相色谱 有很大不同。
2021/3/12
2 制备型液相色谱
1.制备型HPLC与分析型HPLC的区别
制备型液相色谱
2.PHPLC的装置
2021/3/12
输液泵
进样系统
柱结构
色谱柱系统 检测器 馏分收集器