[发明专利]一种超声强化柱层析装置及改善洗脱效果的方法

说明书

本发明公开了一种超声强化柱层析装置及改善洗脱效果的方法，属于化工、食品、制药等领域中洗脱吸附物的柱层析装置。该装置包括1组超声换能器及其一一对应的超声波发生器、玻璃层析柱、吸附剂、支撑板。本发明还公开了一种超声强化柱层析改善洗脱效果的方法。即在柱层析的脱附过程中，利用超声波的空化振动作用，强化传质，改善吸附物的洗脱效果。本发明的超声强化柱层析装置操作简单，工作稳定，将本发明应用层析柱脱附过程中，利用超声波的空化振动作用，强化传质，能够改善吸附物的洗脱效果。为层析柱传统试剂脱附提供一种新的方法。

技术领域

本发明属于化工、食品、制药等领域中洗脱吸附物的柱层析装置，具体涉及一种超声强化柱层析装置及改善洗脱效果的方法。

背景技术

柱层析是一直以来受到广泛应用的现代分离纯化技术之一，是一种基于样品组分在互不相溶的两相之间分配系数、带电性质或分子大小不同而实现组分分离的色谱技术。柱层析利用吸附剂的选择性吸附功能，可以从进样液中分离精制有效成分或有效部位。吸附剂完成吸附后将吸附剂所吸附的物质释放出来重新转入溶液的过程成为洗脱。一般洗脱液为酸、碱、盐等。洗脱液旨在改变吸附物的电荷、活性基团的解离状态，以消除静电结合力，迫使目的物释放出来。目前存在的问题，吸附剂中吸附的成分用常规的洗脱剂难以洗脱下来，从而残留在吸附剂孔径中，造成收集的有效成分较少，吸附剂再生效果不佳。例如，雷燕妮等人研究了大孔吸附树脂对大豆异黄酮脱附率，得出DM21大孔树脂对大豆异黄酮的脱附率60.5％(雷燕妮,彭晓邦,张小斌.四种大孔吸附树脂对大豆异黄酮吸附量和脱附率的比较研究[J].陕西农业科学,2015,61(4):31-33)。陈丛瑾等人对大孔吸附树脂分离纯化白英果红色素的研究，得出D-3520大孔树脂对白英果红色素脱附率为84.12％(陈丛瑾,蒋冬华,杨国恩,等.大孔吸附树脂分离纯化白英果红色素的研究.食品研究与开发,2008,29(12):181-184)。为了提高脱附效果，目前，研究者试图引入超声场改善脱附效果。例如，于淑娟等人通过引入超声场提高色素的脱附效果(于淑娟,高大维.超声脱附--离子交换树脂再生新技术的研究.甘蔗糖业,1999(6):25-29)。吴丽等人通过超声脱附总黄酮，得出超声场可以提高脱附率(吴丽,龚受基.大孔吸附树脂-超声波法纯化大田基黄总黄酮.今日药学,2016(3):172-174.)。但是仅局限于静态脱附，目前未见报道将超声场引入柱层析动态脱附过程。

超声波在传质分离方面已经有许多文献报道。超声波的众多应用主要基于超声波产生的空化作用。超声空化是指向液体中辐射超声波时，在一定声强下，液体中出现微小气泡，这些微小气泡随着声压的变化作脉动、振荡，或伴随有生长、收缩以至破灭的现象。空化气泡崩塌瞬间在液体中极小空间内产生5 000K以上的高温、5×10⁷Pa高压、高达10⁹K/s的温度变化率以及伴随产生的时速达400km的微射流等极端条件。这些极端条件可以显著强化传质过程，在脱附过程中加入超声可以增强洗脱过程。目前，涉及超声场和柱层析装置的专利，在专利201020523850.7提出柱层析装填的超声波辅助装置。该发明主要的用途是在干法装柱时利用超声波振动使得柱床更加紧密，不是解决柱层析脱附过程中存在效率低的问题。在装备的结构上，该发明只在柱顶部安装一个换能器，装柱时借助柱子的振动将超声能传递给填料压实柱床；无法使得整个柱中吸附剂全部得到超声波的作用，无法在洗脱时借助洗脱液传递超声能，改善传质效果，促进吸附物的扩散溶出。

综上所述，本发明的超声强化柱层析装置旨通过在柱层析脱附过程加入超声，改善层析分离时的洗脱效果。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种超声强化柱层析装置，目的之二是提供一种利用超声波改善洗脱效果的方法，即在柱层析的脱附过程中，利用超声波的空化振动作用，强化传质，改善吸附物的洗脱效果。

为了解决上述技术问题，本发明装置采用的技术方案如下：