[发明专利]一种从混合物中分离与富集目标组分的色谱分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从混合物中分离与富集目标组分的色谱分离方法。

背景技术

色谱分离方法是常用的一种从混合物中分离目标组分的方法，在诸如药物分离、天然产物分离纯化等许多领域有着广泛应用。一般地，单纯的色谱分离工艺得到的只是产品溶液，故还需辅以回收操作，如蒸发或结晶等，才能从中得到纯的目标组分。显然，产品溶液浓度越高，则越有利于回收操作。

然而，由于存在传质阻力和轴向弥散等非理想因素，在大多数的色谱分离过程中，目标组分总是被稀释，其在产品溶液中的浓度要低于其在原料液中的浓度。回收操作负担因此而被加重，使得其在总分离成本中占有很大的比重。在某些分离工艺中，如天然产物分离纯化，因目标组分的含量很低，回收操作可能决定整个分离过程的成本。以从红豆杉树叶中提取和分离紫杉醇为例，由于紫杉醇含量很低，仅为万分之三左右，经溶剂浸提后也只能将含量提高到千分之三左右，此时如采用色谱分离，将浸膏配制成原料液，假设浓度50mg/mL，则原料液中紫杉醇浓度仅约0.15mg/mL。因产品在获得分离纯化的同时往往伴随着产品溶液的稀释，色谱分离获得的产品溶液中紫杉醇浓度将远小于0.15mg/mL，从如此稀的溶液中回收紫杉醇成本很大，故先采取多个前处理操作，将紫杉醇富集到一定程度后再用色谱分离精制，这种方法并未从根本上解决问题，只是将回收操作的负担部分转移前处理操作中。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够在分离纯化目标组分的同时，将目标组分浓缩和富集，即同步实现从混合物中分离与富集目标组分的色谱分离方法。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个技术解决方案是这样实现的：

一种从混合物中分离与富集目标组分的色谱分离方法，包括由色谱柱和两种洗脱剂组成的分离系统；色谱柱内装填有能吸附目标组分的吸附剂；

所述洗脱剂包括洗脱剂1和洗脱剂2；所述洗脱剂2中具有强洗脱能力的溶剂的体积百分含量高于洗脱剂1中具有强洗脱能力的溶剂的体积百分含量；

所述吸附剂为硅胶、聚酰胺树脂、吸附树脂或离子交换树脂。

假设原料中目标组分在色谱柱上的保留最强，具体分离和富集过程为由多个操作周期构成的循环操作过程，第一个操作周期包括以下两个步骤：

（1）吸附目标组分：将原料溶于洗脱剂1配制成原料液，注入色谱柱，在色谱柱尾部收集得到洗脱液1。此步操作的目的在于选择性地将原料液中的目标组分吸附到色谱柱上，而保留时间比目标组分短的弱保留组分则流出色谱柱。

（2）脱附目标组分：将洗脱剂2注入色谱柱，洗脱色谱柱内的目标组分，目标组分从色谱柱尾部流出，收集得到洗脱液2。

从第二个操作周期开始，在每一个操作周期的步骤(1)中，将原料液与在上一个操作周期内所收集的洗脱液2合并注入色谱柱，其余同第一个操作周期；

分离过程中，弱保留组分在每一个操作周期的步骤(1)中都会流出色谱柱而进入洗脱液1中，故其能与目标组分得到分离；而目标组分则在每一个操作周期的步骤(2)中都被脱附至洗脱液2中，然后与新补充原料液中的目标组分合并，于下一个操作周期的步骤(1)中被一同吸附至色谱柱。故目标组分被逐步浓缩至洗脱液2中或富集至色谱柱内，意即在第1个到第n个操作周期内加入的所有原料液中的目标组分被洗脱至第n个操作周期内的洗脱液2中，或被吸附到第n个操作周期内的色谱柱中。若假设每一个操作周期内添加的原料液体积相同，均为V₁，使用洗脱剂2体积亦相同，均为V₂，则上述分离过程相当于将总体积为n·V₁的原料液中的目标组分浓缩到一个体积为V₂的洗脱液2中，或将总体积为n·V₁的原料液中的目标组分富集到一个色谱柱中，从而实现从混合物中分离与富集目标组分的目的。显然，操作周期数越多，则浓缩和富集程度越高。通常，将先于目标组分出峰的组分统称为弱保留组分，将晚于目标组分出峰的组分称为强保留组分，即保留时间比目标组分短的组分为弱保留组分，保留时间比目标组分长的组分为强保留组分。

作为上述分离方法的改进，可在每一个操作周期的步骤(2)之后为步骤(3)，即用洗脱剂1平衡色谱柱，具体过程为将洗脱剂1注入色谱柱，直至色谱柱出口流出液组成与洗脱剂1的组成相同为止；则当原料中目标组分的保留最强时，三个步骤循环进行：步骤(1)吸附目标组分→步骤(2)脱附目标组分→步骤(3)平衡色谱柱→……。

上述分离技术方案的要点在于：