[实用新型]基于圆台形腔体的低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于圆台形腔体的低压离子交换液相色谱柱，尤其适用于分离糖化血红蛋白的低压离子交换液相色谱短柱。

技术背景

液相色谱柱的结构对分离效能的影响极大。范弟姆特速率理论表明：待分离物质在在色谱柱分离过程中，峰展宽的原因是由于有限的传质速率和传质阻力的存在而引起的动力学效应的影响所致。传统的液相色谱柱采用进出口同宽的直通式圆柱腔体，该结构加工工艺较简单，但对于抑制色谱峰的展宽使峰型对称提升柱效并不是最佳的，尤其是对柱长不大的短柱而言。糖化血红蛋白的组成较为复杂，柱效的高低对分离效果非常敏感。一般的低压离子交换色谱短柱对糖化血红蛋白的亚型HbA1c以及未糖化的血红蛋白HbA0分离效果不够理想，因此亟需进一步探索能提高分离效能的色谱柱。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能有效提高分离效能的基于圆台形腔体的低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

一种基于圆台形腔体的低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱，包括柱帽和柱体，该糖化血红蛋白液相色谱柱腔体为圆台型，腔体截面呈倒梯形，腔体的斜边与底边垂线的夹角≤30°，优选夹角为5°-15°。

腔体底端和顶端各设有一个筛板，筛板厚度为0.5-5mm，优选1-2mm，筛板孔径为5–100nm，优选20–50nm。

本实用新型糖化血红蛋白液相色谱柱的柱长(为有效长度)为0.5–30cm，优选1-5cm。

腔体的进口端(最大处)内径为1-15mm。腔体的出口端(最小处)内径为0.1-5mm。腔体内表面采用抛光处理，为光滑面。

柱体和柱帽均采用耐腐蚀硬质材料，包括不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)、有机玻璃等。

本实用新型色谱柱的腔体为进口内径大，出口内径比进口内径小的圆台形，在应用时，能抑制由于内壁对液相的粘滞作用而形成的流体前端“子弹头”效应，使流动相在柱内的分布更加理想，趋近于“平头塞状”，抑制色谱峰的展宽，显著提升色谱柱的分离效能。

本实用新型基于圆台形腔体的低压离子交换液相色谱柱，适用于低压液相色谱系统，尤其适用于分离糖化血红蛋白的低压离子交换液相色谱短柱。

本实用新型使用时，流体在圆台形空间内由进口向出口流动的过程中，柱径渐小(见图2)，流体的流速从轴心x至边沿a,a’处也逐渐变快,有效地提高了靠壁液体的流速，一定程度上可以克服柱壳内壁对流体的粘滞作用，使液流前沿的整体流速趋于一致，接近平面而不是中间快侧壁慢的抛物面状，使流出的色谱峰峰形更窄，更对称，柱效得到明显提高。

附图说明

图1为本实用新型基于圆台形腔体的低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱的结构示意图。

图中，为完成装柱后的实用新型状态，1为筛板，2为腔体，3为斜边与底边垂线的夹角，4为柱帽，5为柱体。

图2为本实用新型圆台形腔体的剖面图。

图中，x为轴心，a,a’，b,b’,c,c’指示腔体内壁的各不同位置。

图3为圆台形色谱柱和圆柱形离子色谱柱在分离血红蛋白时的流出曲线。图中，1-圆台形色谱柱的流出曲线，2-传统圆柱形色谱柱的流出曲线。

图4为本实用新型低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱剖面图。图中，1为筛板，2为腔体，3为斜边与底边垂线的夹角，4为柱帽，5为柱体。

具体实施方式

本实用新型的实施方案结合附图描述如下：

如图1所示，一种基于圆台形腔体的低压离子交换糖化血红蛋白液相色谱柱，包括柱帽4和柱体5，该糖化血红蛋白液相色谱柱腔体2为圆台型，腔体2截面呈倒梯形(即柱体5中的腔体2为进口粗、出口细的圆台形)，腔体2的斜边与底边垂线的夹角≤30°。腔体内填充用于分离的填料。

腔体底端和顶端各设有一个筛板1，筛板1的厚度为0.5-5mm，筛板1的孔径为5–100nm。

本实用新型糖化血红蛋白液相色谱柱的柱长为0.5–30cm。

圆台形腔体2的进口端(最大处)内径为1-15mm。腔体2的出口端(最小处)内径为0.1-5mm。腔体内表面采用抛光处理，为光滑面。

柱体5和柱帽4均采用不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)或有机玻璃耐腐蚀等硬质材料。

具体操作实例：称取1.5g弱酸性阳离子交换树脂，用清水浸泡润湿后装入按图1用聚醚醚酮加工制作色谱柱柱壳内，进口端内径4.6mm，出口端内径1mm，圆台形腔体斜边与底边垂线的夹角为6.84°，柱长(有效长度)为1.5cm。在超声波震荡的条件下，将树脂颗粒装入色谱柱，色谱柱腔体顶端和底端各置一片筛板，筛板厚度为2mm，筛板孔径50nm，封装。同时称取2.5g弱酸性阳离子交换树脂装入用聚醚醚酮为材料加工的传统圆柱形色谱柱壳内，内径4.6mm，柱长(有效长度)为1.5cm。封装方法同圆台形色谱柱。将制得的圆台形离子色谱柱和圆柱形离子色谱柱，均以磷酸盐缓冲液为流动相，用KH 101型糖化血红蛋白分析仪对全血样品进行分离检测，三种类型的糖化血红蛋白分离效果如图3所示。其中，每个曲线由左至右的第一峰均为糖化血红蛋白亚型HbA1ab，第二峰均为糖化血红蛋白亚型HbA1c，第三峰均为未糖化血红蛋白HbA0，圆台形色谱柱的流出曲线中各峰峰型的对称性及分离度均优于圆柱形色谱柱的流出曲线中各峰峰型。表明本实用新型的结构在用于对糖化血红蛋白的分离时显著优于传统的圆柱形色谱柱结构。