分离纯化高效集成系统 【技术领域】
本发明涉及一种多肽分离纯化高效集成系统。
背景技术
合成的多肽是一种纯度低的粗产品，必须经过纯化才能得到高纯度产品，一直以来，分离纯化问题是化学合成多肽中的最大障碍。化学合成多肽的常用分离方法有三种：凝胶过滤色谱、离子交换色谱、反相高效液相色谱。反相高效液相色谱是根据多肽及其类似物的亲疏水性差别，将它们分离开来。但是其不易规模化，分离成本较高。
液相色谱法是色谱法中重要分支，现有的液相色谱主要为分析型、半制备型及制备型几类，分析型用于样品的检测，其目的是准确地对微量样品进样准确定性或定量分析，而不获得分离产品，半制备型是利用分析型仪器，仅改用稍大一点的分离柱进行分析及获得微量产品，制备型则进一步增大分离柱，以获得少量分离产品。但是由于泵流量小、柱体积小等一系列问题，且在生产过程中，大都为人工或半自动控制，自动化程度不高，难以大规模生产。
申请号为200410066339.8的高效液相色谱系统，由输液系统、进样系统、分离系统、紫外检测器、光路系统、微机控制系统、数据处理系统等组成。高压恒流泵将液体流动相压至一定的高压，并以设定的恒定流量流经进样系统和分离柱，从而达到被分析物质的分离。紫外检测器采用氘灯作光源，全息凹面光栅衍射的单色光射到半透射反光镜，被分成两束光线，一束经流通池后照射到测量光电池上，另一束经参比池照射到参比光电池上，光电池把光能量转换成微小电流信号。样品组份经色谱柱分离后进入流通池，对特定波长的单色光具有选择性的吸收，光敏器件测出的光强降低了，根据分子对电磁能量的吸收来实现样品浓度的测定。
专利号为00133303.8的一种生化制备液相色谱仪，包括流动相贮罐、注入流动相的泵、阀、色谱柱、检测器、收集器以及控制数据采集和处理的色谱工作站等，其中，所述泵为常压色谱蠕动泵和中压色谱钛泵，所述色谱柱为钛合金色谱柱，所述收集器为自动馏分收集器，并配备十通道阀作为按峰收集，所述色谱工作站实现对泵、阀的控制。此设备能够很好用于生物工程产品的纯化，集常压和中压色谱分离于一身，体积较小、制备成本较低。
以上的液相色谱系统，均不能实现全自动化，且无法满足大批量的分离。
【发明内容】
本发明主要是解决现有技术所存在的自动化程度不够和不能大批量连续生产等的技术问题，提供一种分离速度较快，多通道在线检测，24小时无人自动操作能大批量生产的液相分离系统。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种分离纯化的高效集成系统，包括配液系统、进样系统、分离系统、清洗系统、连通系统、检测器、收集系统和相应的控制系统，分离系统为色谱柱，配液系统、进样系统和清洗系统到连通系统，连通系统连接到分离系统，分离系统连接到检测器和收集系统。
配液系统包括若干种洗脱剂，每一种洗脱剂的流路上相应地设有泵，泵共同连接到混合器，混合器连接到连通系统。洗脱剂按照一定的比例混合配制成洗脱液，洗脱剂的流量和流速是由泵进行控制。
进样系统包括两个进样通道，一个通道连接容量较大的样品试剂瓶，一个通道连接自动进样器，自动进样器可分开储放多种容量较小的样品，两个进样通道共同连接到多通道阀门，多通道阀门连接到泵，泵连接到连通系统。自动进样器可选择储放在内的样品，将所需要的种类的样品输出，多通道阀门选通试剂瓶内的样品或自动进样器内的样品，泵对样品进行流速和流量控制。
连通系统为一个多通道阀门，多通道阀门的流入通道分别为样品通道、洗脱液通道和两个洗柱液通道，多通道阀门的流出通道连接到色谱柱。连通系统选择连通样品或洗脱液或洗柱液，并将相应的溶液输入到相应地色谱柱内进行分离或进行清洗。
色谱柱连接到一个多通道阀门，该多通道阀门一流路连接废液缸，一流路连接检测器，检测器连接到一个多通道阀门，该多通道阀门连接废液缸和自动收集器。多通道阀门由控制系统进行控制，对色谱柱进行清洗后的溶液不需要检测就直接排入废液缸内，经过分离的样品经检测器检测，将所需要的组分输入自动收集器内收集，将杂质等排入废液缸。自动收集器可根据检测到的组分，将不同的组分分别收集到不同的空间内。
一种高通量多肽的液相分离方法，其步骤包括：(a)配液，配制洗脱液，洗脱液由不同洗脱剂按所需比例混合；(b)进样，选择所需要分离的样品，将样品输入连通系统；(c)分离，色谱柱内对样品进行分离；(d)清洗，对其用洗柱溶液进行清洗；(e)检测，对经分离后的样品进行在线检测，判断是否达到设定的参数；(f)收集，对符合设定参数的样品进行收集，将废液排入废液缸；(g)控制，控制整个系统按照需要自动有序运行。
步骤(a)配液，包括通过泵对洗脱剂的流速和流量进行控制，从而控制不同洗脱剂的比例，配制后的洗脱液经压力检测器检测，判断洗脱液的压力是否符合要求，以此来判断是否需要调整泵。
步骤(f)收集，还包括将在色谱柱运行间隙期间对其进行冲洗的的液体直接排入废液缸，将经分离后的液体流入检测器，检测器将符合设定参数的样品流入自动收集器进行收集，不符合设定参数地样品排入废液缸。
步骤(g)控制包括：通过控制泵来控制液体流过泵的流速和流量；通过控制多通道阀门对所需要连通的通道进行导通；还控制自动进样器和自动收集器，将所需要的样品进样，将分离后不同的样品收集到自动收集器的不同空间。
本发明带来的有益效果是：本发明采用多通道同时工作对样品进行分离，在整个系统中，对配液、进样、分离、清洗和收集均采用控制系统进行控制，使得整个系统能循环有序地进行工作，实现全自动化，本发明分离速度较块，能满足高通量的合成肽的分离。本发明还采用自动进样器和自动收集器，自动进样器内能储放多种样品，自动收集器能对样品进行识别和并收集在不同的空间。
【附图说明】
附图1是本发明的一种结构示意图；
1-自动进样器、2-洗脱液、3-平衡液、4-样品、5-多通道阀门一、6-进样管、7-进样系统、8-泵、9-层析柱、10-样品收集装置、11-控制工作站、12-紫外检测器、13-LC/MS、14-HPLC/MS、15-红外光谱或拉曼光谱、16-多通道阀门二
进样系统包括两个进样通道，一个通道连接容量较大的样品试剂瓶(4)、平衡液(3)以及洗脱试剂(2)，一个通道连接自动进样器(1)，自动进样器(1)可分开储放多种容量较小的样品，两个进样通道共同连接到多通道阀门一(5)，多通道阀门一(5)通过进样装置(7)连接到泵(8)，泵(8)连接到连通系统；多种检测器包括紫外检测器(12)、LC/MS(13)、HPLC/MS(14)、红外光谱或拉曼光谱(15)。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：高效集成系统纯化大批量21肽化合物
一种分离纯化高效集成系统，包括配液系统、进样系统、分离系统、清洗系统、连通系统、检测器和收集系统，其中配液系统、进样系统和清洗系统连接到连通系统，连通系统连接到分离系统。
将合成的21肽粗品溶解于30％乙腈溶液5L中，超声处理10分钟以上，将完全溶解的样品置于样品瓶(4)中；准备好平衡溶液(水+1％TFA溶液)5L，至于平衡液瓶(3)中；准备好洗脱液(乙腈+1％TFA溶液)5L，置于洗脱液瓶(2)中。并选择好合适的层析柱(9)C4反相柱，并正确地连接在系统上。
平衡柱子：通过工作站(11)设置好程序：包括进样顺序、进样量及进样。在多通道阀门一(5)的控制下，通过泵(8)连通平衡液(3)至进样系统(7)；平衡液在泵的作用下进入层析柱(9)，层析柱流出的溶液经过多通道连接到紫外检测器(12)，通过紫外检测器的基线来判断层析柱是否平衡好。从紫外检测器流出的样品直接到样品收集装置(10)中的废液瓶中。
进样：通过程序控制，当柱子平衡至基线平了后，通过多通道阀门一(5)切换至样品溶液(4)，通过泵(8)连通样品溶液(4)至进样系统(7)；平衡液在泵的作用下进入层析柱(9)，层析柱流出的溶液经过多通道连接到紫外检测器(12)、LC/MS(13)、红外光谱或拉曼光谱(15)，通过在线检测的结果判断目标产物是否流穿出来，并根据检测结果，如果目标产物流穿则收集样品至样品收集装置(10)。
洗脱：当上样程序完成后，通过多通道阀门一(5)，切换至洗脱液(2)，在洗脱液的作用下，目标产物和杂志分别被洗脱下来，洗脱下来的产物流经多通道在线检测器，通过在线检测结果，确定目标产物，通过样品收集装置分别收集样品、分为合格品、不合格品及废液。合格品可以直接流入下一步的生产，不合格品可以重新上柱再纯化，废液可以直接扔掉。
柱清洗：当收集完目标产物后，可以直接用洗脱液对柱进行清洗，确保柱子的再生。
通过该方法，可以实现大规模分离纯化的自动化进行，大大提高了效率，减少了试剂的浪费。
实施例2：高效集成系统纯化32肽化合物(少量样品)
一种分离纯化高效集成系统，包括配液系统、进样系统、分离系统、清洗系统、连通系统、检测器和收集系统，其中配液系统、进样系统和清洗系统连接到连通系统，连通系统连接到分离系统。
将合成的32肽粗品溶解于30％乙腈溶液100ml中，超声处理5分钟以上，将完全溶解的样品置于样品瓶(4)中；准备好平衡溶液(水+1％TFA溶液)1L，至于平衡液瓶(3)中；准备好洗脱液(乙腈+1％TFA溶液)1L，置于洗脱液瓶(2)中。并选择好合适的层析柱(9)C4反相柱，并正确地连接在系统上。
平衡柱子：通过工作站(11)设置好程序：包括进样顺序、进样量及进样。在多通道阀门一(5)的控制下，通过泵(8)连通平衡液(3)至进样系统(7)；平衡液在泵的作用下进入层析柱(9)，层析柱流出的溶液经过多通道连接到紫外检测器(12)，通过紫外检测器的基线来判断层析柱是否平衡好。从紫外检测器流出的样品直接到样品收集装置(10)中的废液瓶中。
进样：通过程序控制，当柱子平衡至基线平了后，通过多通道阀门一(5)切换至自动进样器(1)，通过泵(8)连通自动进样器(1)中的样品至进样系统(7)；平衡液在泵的作用下进入层析柱(9)，层析柱流出的溶液经过多通道连接到紫外检测器(12)、LC/MS(13)、红外光谱或拉曼光谱(15)，通过在线检测的结果判断目标产物是否流穿出来，并根据检测结果，如果目标产物流穿则收集样品至样品收集装置(10)。。
洗脱：当上样程序完成后，通过多通道阀门一(5)，切换至洗脱液(2)，在洗脱液的作用下，目标产物和杂志分别被洗脱下来，洗脱下来的产物流经多通道在线检测器，通过在线检测结果，确定目标产物，通过样品收集装置分别收集样品、分为合格品、不合格品及废液。合格品可以直接流入下一步的生产，不合格品可以重新上柱再纯化，废液可以直接扔掉。
柱清洗：当收集完目标产物后，可以直接用洗脱液对柱进行清洗，确保柱子的再生。
通过该方法纯化，可以大大提高多肽纯化的通量。