多维超临界流体色谱仪的研制及分离纯化中药化学成分方法学研究

The study on the new methods, new techniques and new equipments for separation and purification of active ingredients in traditional Chinese medicine is of great significance for promoting the innovative drug research of traditional Chinese Medicine. This project intends to develop a new type of supercritical fluid chromatograph instrument based on multidimensional separation mode, and to carry out the methodological research on separation and purification of chemical constituents of traditional Chinese medicine by this device. By using pre-separation column - multi trapping column - multi separation column multidimensional separation mode, multi detector online detection and control, constant pressure operation of supercritical carbon dioxide and modifier concentration gradient operation mode, the key technology of equipment design, operation, detection, control and the system integration could be achieved. The methodological study on the separation and purification of flavonoids, coumarins, alkaloids and other representative ingredients of Chinese medicinal herbs by multidimensional supercritical fluid chromatography will be carried out systematically. The physicochemical characteristics of chemical components of traditional Chinese medicine in supercritical carbon dioxide - modifier system, such as solubility properties, thermodynamics and kinetics of chromatographic separation process, will be studied. The chromatographic separation characteristics and separation mechanism of different categories or polarity of the ingredients of Chinese medicine will be clarified and new separation and purification method of high efficiency, high selectivity will be established. Finally, the integrated new technique and equipment of high efficiency, low consumption, clean and security will be developed for preparative scale separation and purification of chemical components of traditional Chinese medicine.

开展中药化学成分分离纯化新技术、新方法与新设备的研究，对促进中药新药研发具有重要意义。本课题拟研制基于多维分离模式的多维超临界流体色谱仪器，并利用该仪器进一步开展分离纯化中药化学成分的方法学研究。通过采用预分离柱-捕集柱-分离柱组合的多维分离模式，超临界二氧化碳恒压操作与改性剂浓度梯度操作模式，以及采用多检测器联用检测与控制，解决多维超临界流体色谱仪器设计、操作、检测控制与系统集成的关键技术问题。系统开展多维超临界流体色谱分离纯化黄酮类、香豆素类、生物碱类等代表性中药成分的方法学研究，研究不同类别中药化学成分在超临界二氧化碳-改性剂体系中的溶解特性、色谱分离过程热力学和动力学等物理化学特性，阐明不同类别或极性中药成分的分离特性和分离机理，探索建立高效、高选择性分离纯化中药化学成分的新方法，为建立制备规模的分离纯化中药化学成分的高效、低耗、清洁、安全的集成化新技术与装置奠定基础。

中药是典型的复杂体系，阐明中药的药效物质基础，是中药研究的技术难点和关键所在。开展现代化的分离纯化中药化学成分的先进技术方法与装置研究，对推进中药创新药物的研究与开发和中药产业的全方位发展和创新具有重要意义。.本项目开展了现代化的分离纯化中药化学成分的先进技术方法与装置研究，对SFC仪器包括超临界流体输送系统、进样系统、分离系统、检测系统、组分收集系统等的组合配置、流路设计、分离模式、系统控制等进行了研究。选择丹参、前胡、槐角、大豆提取物等中药中成分的纯化为研究对象，对研制的设备进行了验证。开展了中药成分分离纯化方法学研究，探索建立了中药化学成分的高效、高选择性分离纯化新方法。对部分化学成分进行了结构修饰研究，研究了构效关系及活性作用机理。.（1）设计研制了基于预分离柱-多捕集柱-多主分离柱组合的全新的多维分离模式的多维超临界流体色谱装置，实现了超临界流体色谱的分离模式创新。.（2）成功研制了全新的多功能阀色谱切换阀，使得柱选择切换、在线富集、二维分离、模拟移动床等多种色谱分离新技术更易于实现，可应用于化学、化工、石化、医药等众多领域复杂样品的分离。.（3）成功研制了基于多功能色谱切换阀的全二维色谱仪和多通道全二维色谱仪。各通道流动相组成独立控制，可以保证分离过程精确控制；多个二维色谱柱进行二维分离，有充足的时间进行二维分离，分离效果更好。.（4）以丹参中丹参酮、前胡中香豆素、槐角中黄酮类化合物、大豆提取物中异黄酮等中药单体成分的纯化为研究对象，对多维色谱分离纯化相关中药的化学成分的方法学进行了研究，建立了新的纯化方法。.（5）对部分化学成分进行结构修饰，合成并筛选出了一系列具有较好活性的化合物，并研究了构效关系及活性作用机理。