[发明专利]一种台锥型高效液相色谱制备柱的柱头结构

说明书

技术领域

本发明涉及台锥型高效液相色谱制备柱，具体地说是提供一种用于台锥型高效液相色谱制备柱的柱头结构，适用于入口内径＞35mm台锥型高效液相色谱制备柱，能有效提高柱效和色谱峰的对称性。

背景技术

高效制备液相色谱具有条件温和，选择性高，批处理量大和操作简便等优点。早期的制备液相色谱主要用于有机化合物和石油产品的分离提纯，对产品的纯度要求不高，人们更为关心单位时间的产量，认为柱效不是主要问题。但是，近年来制药和生物技术的发展，要求药品、蛋白质、核酸等样品具有95％以上、甚至99.9％的纯度，其制备量不仅要满足于结构、活性、物性测定和毒理实验等毫克至克级，而且要达到克至千克级工业化生产以满足临床应用的需求。因此，如何提高柱效，从而减少分离循环次数，降低生产成本成为研究的主要问题。

制备色谱柱的样品载样量、分离能力和流动相用量是使色谱分离纯化过程达到最佳经济效益的关键因素，因此色谱柱的设计极为重要。台锥型柱入口处截面积较大，可以避免溶质饱和，因此单位填料体积的上样量就比常规的高。另外，10°张角的台锥型柱的色谱带流型为平头流，可以改善谱带的抛物线流型，不仅提高了色谱柱的柱效15％～25％，而且使分离度提高20％左右。此外，台锥型柱末端为渐变的锥形结构，可以克服柱与连接管连接时截面积突然变化造成流路死角，从而减小柱外效应。因此，使用台锥型制备色谱柱技术可以将单位重量填料的上样量提高50％～100％。

制备色谱柱多采用截面进样，柱头设计的好坏在很大程度上决定了色谱柱的柱效。在制备色谱中，柱头的设计如果不合理，样品不能在柱头平均、平行分配，那么样品经过柱头后的谱带流型就不是塞子型，无论床层填充的多么均匀，由于样品进入柱床时分配的不均匀，柱效也不会高，分离度也差。一般内径大于20mm的常规制备色谱柱柱头的结构如图2所示，主要由锥形液流导向槽601、分配盘602和筛板603组成。其中分配盘要保证样品平均分配在整个柱截面，充分利用柱头截面，防止样品局部过浓，因此它的设计尤为重要，通常有专利保护。目前，大连化学物理研究所的关亚风等(专利公开号CN 1366380A)设计了一种用于台锥型制备色谱柱柱头结构，我们的进一步实验表明，对于入口内径＞40mm的台锥型制备色谱柱，这种结构并不合理，样品分配不均匀，导致柱效低而且色谱峰拖尾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于入口内径＞35mm台锥型制备色谱柱的柱头结构，使之最大限度地减少色谱柱填充床以外所存在的死体积，改善样品分配的均匀性，使样品谱带平面以垂直于色谱柱轴心线的方式进入色谱柱中，以获得更高的样品负载量、色谱柱效和分离度，同时所发明的结构还具有制作和装配简单的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

入口内径＞35mm台锥型制备色谱柱的柱头结构包括带有进样口的上盖、密封垫圈、分配盘、多孔筛板，所述的色谱制备柱柱体的入口部分设有环形内止口，如图1所示。分配盘置于多孔筛板上方，分配盘和多孔筛板嵌入密封垫圈内；密封垫圈带有环形外止口，密封垫圈嵌入到柱体内止口中，密封垫圈外止口置于柱体入口处上方，圆形分配盘和多孔筛板的直径相同、且略大于锥型柱体柱体的入口内径、与密封垫圈内径相匹配；上盖与制备柱柱体通过法兰连接。

本发明的上盖的底面为突起的圆台体结构，其直径等于或略小于分配盘直径，下压时保证分配盘不变形、多孔筛板不受应力、圆台体与分配盘完全贴合，并且与密封垫圈的轴心同轴。

本发明的上盖下方设置有锥型液流导向槽，锥型液流导向槽与进样口通过液体导入孔相连通，锥型液流导向槽的锥角为120°～175°，底部张口处直径为液体导入孔直径的2-10倍，其作用在于当大量样品经过液流导孔进入时，避免样品在狭窄的进样口内形成喷射流，而是经过分配盘迅速分散到整个多孔筛板上，经过筛板的进一步分配，使样品均匀地分配到色谱柱入口的横截面上。张口直径不能过大，以能够完全压住分配盘、不对分配盘产生上翘变形应力为好。分配盘和多孔筛板同时还分配进入的流动相，使它均匀地经过整个色谱柱截面，避免因样品局部过浓而引起柱局部超载和谱带加宽。上述组件的另一个作用是容易排除柱头气泡，避免气泡破坏样品在柱头的分配。

本发明的密封垫圈的外径与柱体内止口处的直径相同，靠上盖下压、色谱柱填料支撑和密封垫圈变形向内挤压，使分配盘、多孔筛板嵌入密封垫圈而形成一个整体部件，因此最大限度地减少了缝隙和死体积，保证了进样谱带平行并且与色谱柱轴线垂直。