Rui Huang, Bo Xu
Application R&D Center
Introduktion
Ionbytterkromatografi (IEC) er en kromatografisk metode, der almindeligvis anvendes til at adskille og oprense de forbindelser, der præsenteres i ionisk form i opløsning.I henhold til de forskellige ladningstilstande for udskiftelige ioner kan IEC opdeles i to typer, kationbytterkromatografi og anionbytterkromatografi.Ved kationbytterkromatografi er sure grupper bundet til overfladen af separationsmediet.Eksempelvis er sulfonsyre (-SO3H) en almindeligt anvendt gruppe i stærk kationbytning (SCX), som dissocierer H+ og den negativt ladede gruppe -SO3- kan således adsorbere andre kationer i opløsningen.Ved anionbytterkromatografi er alkaliske grupper bundet til overfladen af separationsmediet.For eksempel bruges kvaternær amin (-NR3OH, hvor R er carbonhydridgruppe) normalt i stærk anionbytning (SAX), som dissocierer OH- og den positivt ladede gruppe -N+R3 kan adsorbere andre anioner i opløsningen, hvilket resulterer i anion bytteeffekt.
Blandt naturlige produkter har flavonoider tiltrukket sig forskernes opmærksomhed på grund af deres rolle i forebyggelsen og behandlingen af hjerte-kar-sygdomme.Da flavonoidmolekylerne er sure på grund af tilstedeværelsen af phenoliske hydroxylgrupper, er ionbytterkromatografi en alternativ mulighed ud over konventionel normalfase- eller omvendtfasekromatografi til adskillelse og oprensning af disse sure forbindelser.I flashkromatografi er det almindeligt anvendte separationsmedie til ionbytning silicagelmatrix, hvor ionbyttergrupper er bundet til dens overflade.De mest almindeligt anvendte ionbyttertilstande i flashkromatografi er SCX (sædvanligvis sulfonsyregruppe) og SAX (normalt kvaternær amingruppe).I den tidligere offentliggjorte ansøgningsnotat med titlen "The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds" af Santai Technologies, blev SCX-søjler anvendt til oprensning af alkaliske forbindelser.I dette indlæg blev en blanding af neutrale og sure standarder brugt som prøven til at udforske anvendelsen af SAX-søjler til oprensning af sure forbindelser.
forsøgssektionen
Figur 1. Det skematiske diagram af den stationære fase bundet til overfladen af SAX-separationsmedier.
I dette indlæg blev der brugt en SAX-søjle færdigpakket med kvartær aminbundet silica (som vist i figur 1).En blanding af chromon og 2,4-dihydroxybenzoesyre blev anvendt som prøven, der skulle renses (som vist i figur 2).Blandingen blev opløst i methanol og fyldt på flashpatronen ved hjælp af en injektor.Den eksperimentelle opsætning af flash-rensningen er angivet i tabel 1.
Figur 2. Den kemiske struktur af de to komponenter i prøveblandingen.
| Instrument | SepaBean™-maskine T | |||||
| Patroner | 4 g SepaFlash Standard Series flash-patron (uregelmæssig silica, 40 - 63 μm, 60 Å, ordrenummer: S-5101-0004) | 4 g SepaFlash Bonded Series SAX flash-patron (uregelmæssig silica, 40 - 63 μm, 60 Å, ordrenummer:SW-5001-004-IR) | ||||
| Bølgelængde | 254 nm (detektion), 280 nm (overvågning) | |||||
| Mobil fase | Opløsningsmiddel A: N-hexan | |||||
| Opløsningsmiddel B: Ethylacetat | ||||||
| Strømningshastighed | 30 ml/min | 20 ml/min | ||||
| Indlæsning af prøve | 20 mg (en blanding af komponent A og komponent B) | |||||
| Gradient | Tid (CV) | Opløsningsmiddel B (%) | Tid (CV) | Opløsningsmiddel B (%) | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
| 3.7 | 12 | / | / | |||
| 16 | 100 | / | / | |||
| 18 | 100 | / | / | |||
Resultater og diskussion
For det første blev prøveblandingen adskilt af en normalfase flash-patron, der var færdigpakket med almindelig silica.Som vist i figur 3 blev de to komponenter i prøven elueret fra patronen efter hinanden.Dernæst blev en SAX flash-patron brugt til oprensning af prøven.Som vist i figur 4 blev den sure komponent B fuldstændig tilbageholdt på SAX-patronen.Den neutrale komponent A blev gradvist elueret fra patronen med elueringen af den mobile fase.
Figur 3. Flashkromatogrammet af prøven på en normal fasepatron.
Figur 4. Flashkromatogrammet af prøven på en SAX-patron.
Ved at sammenligne figur 3 og figur 4 har komponent A en inkonsekvent topform på de to forskellige flash-patroner.For at bekræfte, om elueringsspidsen svarer til komponenten, kan vi bruge fuldbølgelængdescanningsfunktionen, som er indbygget i SepaBean™-maskinens kontrolsoftware.Åbn de eksperimentelle data for de to separationer, træk til indikatorlinjen på tidsaksen (CV) i kromatogrammet til det højeste punkt og det næsthøjeste punkt af elueringsspidsen svarende til komponent A, og hele bølgelængdespektret af disse to punkter vil automatisk blive vist under kromatogrammet (som vist i figur 5 og figur 6).Ved at sammenligne de fulde bølgelængdespektrumdata for disse to separationer har komponent A et konsistent absorptionsspektrum i to eksperimenter.På grund af, at komponent A har en inkonsekvent topform på to forskellige flash-patroner, spekuleres det i, at der er specifik urenhed i komponent A, som har forskellig tilbageholdelse på normalfase-patronen og SAX-patronen.Derfor er elueringssekvensen forskellig for komponent A og urenheden på disse to flash-patroner, hvilket resulterer i inkonsekvent topform på kromatogrammerne.
Figur 5. Det fulde bølgelængdespektrum af komponent A og urenheden adskilt af normalfasepatron.
Figur 6. Det fulde bølgelængdespektrum af komponent A og urenheden adskilt af SAX-patron.
Hvis målproduktet, der skal opsamles, er den neutrale komponent A, kan oprensningsopgaven nemt fuldføres ved direkte at bruge SAX-patronen til eluering efter prøveladning.På den anden side, hvis målproduktet, der skal opsamles, er den sure komponent B, kunne opfangnings-frigivelsesmåden anvendes med kun en lille justering i de eksperimentelle trin: når prøven blev sat på SAX-patronen og den neutrale komponent A blev fuldstændigt elueret med normale fase organiske opløsningsmidler, skifte den mobile fase til methanolopløsning indeholdende 5% eddikesyre.Acetationerne i den mobile fase vil konkurrere med komponent B om binding til de kvaternære amin-iongrupper på den stationære fase af SAX-patronen og derved eluere komponent B fra patronen for at opnå målproduktet.Kromatogrammet af prøven separeret i ionbyttertilstand blev vist i figur 7.
Figur 7. Flashkromatogrammet af komponent B elueret i ionbyttertilstand på en SAX-patron.
Som konklusion kunne sur eller neutral prøve hurtigt oprenses med SAX-patron kombineret med normalfase-patron ved hjælp af forskellige oprensningsstrategier.Ydermere kunne det karakteristiske absorptionsspektrum for de eluerede fraktioner let sammenlignes og bekræftes ved hjælp af fuld bølgelængde scanningsfunktion indbygget i kontrolsoftwaren til SepaBean™ maskinen, hvilket hjælper forskere med hurtigt at bestemme sammensætningen og renheden af de eluerede fraktioner og dermed forbedre arbejdseffektivitet.
| Varenummer | Kolonnestørrelse | Strømningshastighed (ml/min) | Maks. Tryk (psi/bar) |
| SW-5001-004-IR | 5,9 g | 10-20 | 400/27,5 |
| SW-5001-012-IR | 23 g | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5001-025-IR | 38 g | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5001-040-IR | 55 g | 20-40 | 400/27,5 |
| SW-5001-080-IR | 122 g | 30-60 | 350/24,0 |
| SW-5001-120-IR | 180 g | 40-80 | 300/20,7 |
| SW-5001-220-IR | 340 g | 50-100 | 300/20,7 |
| SW-5001-330-IR | 475 g | 50-100 | 250/17,2
|
Tabel 2. SepaFlash Bonded Series SAX flash-patroner.Emballagematerialer: Ultraren uregelmæssig SAX-bundet silica, 40 - 63 μm, 60 Å.
For yderligere information om detaljerede specifikationer for SepaBean™maskine, eller bestillingsoplysningerne om SepaFlash-seriens flash-patroner, besøg venligst vores hjemmeside.
Indlægstid: Nov-09-2018