
Rui Huang, Bo Xu
Κέντρο Ε & Α της Εφαρμογής
Εισαγωγή
Η χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων (IEC) είναι μια χρωματογραφική μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως για τον διαχωρισμό και τον καθαρισμό των ενώσεων που παρουσιάζονται σε ιοντική μορφή σε διάλυμα. Σύμφωνα με τις διαφορετικές καταστάσεις φόρτισης των ανταλλάξιμων ιόντων, το IEC μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους, χρωματογραφία ανταλλαγής κατιόντων και χρωματογραφία ανταλλαγής ανιόντων. Στη χρωματογραφία ανταλλαγής κατιόντων, οι όξινες ομάδες συνδέονται με την επιφάνεια των μέσων διαχωρισμού. Για παράδειγμα, το σουλφονικό οξύ (-SO3H) είναι μια κοινά χρησιμοποιούμενη ομάδα σε ισχυρή ανταλλαγή κατιόντων (SCX), η οποία διαχωρίζει την Η+ και η αρνητικά φορτισμένη ομάδα -SO3- μπορεί έτσι να προσροφήσει άλλα κατιόντα στο διάλυμα. Σε χρωματογραφία ανταλλαγής ανιόντων, οι αλκαλικές ομάδες συνδέονται με την επιφάνεια των μέσων διαχωρισμού. Για παράδειγμα, η τεταρτοταγμένη αμίνη (-nr3OH, όπου η ομάδα R είναι υδρογονανθράκων) χρησιμοποιείται συνήθως σε ισχυρή ανταλλαγή ανιόντων (SAX), η οποία διαχωρίζει την ΟΗ- και η θετικά φορτισμένη ομάδα -n+R3 μπορεί να προσροφήσει άλλα ανιόντα στο διάλυμα, με αποτέλεσμα την επίδραση ανταλλαγής ανιόντων.
Μεταξύ των φυσικών προϊόντων, τα φλαβονοειδή έχουν προσελκύσει την προσοχή των ερευνητών λόγω του ρόλου τους στην πρόληψη και τη θεραπεία καρδιαγγειακών παθήσεων. Δεδομένου ότι τα μόρια των φλαβονοειδών είναι όξινα λόγω της παρουσίας φαινολικών υδροξυλομάδων, η χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων είναι μια εναλλακτική επιλογή εκτός από τη συμβατική φυσιολογική φάση ή την αντιστροφή της χρωματογραφίας φάσης για τον διαχωρισμό και τον καθαρισμό αυτών των όξινων ενώσεων. Στη χρωματογραφία Flash, τα μέσα που χρησιμοποιούνται συνήθως μέσα διαχωρισμού για την ανταλλαγή ιόντων είναι η μήτρα πηκτής πυριτίας όπου οι ομάδες ανταλλαγής ιόντων συνδέονται με την επιφάνεια του. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες λειτουργίες ανταλλαγής ιόντων στη χρωματογραφία Flash είναι SCX (συνήθως ομάδα σουλφονικού οξέος) και Sax (συνήθως τετραγωνική αμίνη). Στο προηγούμενο δημοσιευμένο σημείωμα εφαρμογής με τον τίτλο "Η εφαρμογή των στήλες χρωματογραφίας SepaFlash Strong Cation Exchange στον καθαρισμό των αλκαλικών ενώσεων" από τις τεχνολογίες Santai, οι στήλες SCX χρησιμοποιήθηκαν για τον καθαρισμό των αλκαλικών ενώσεων. Σε αυτή την ανάρτηση χρησιμοποιήθηκε ένα μείγμα ουδέτερων και όξινων προτύπων ως δείγμα για να διερευνηθεί η εφαρμογή των κολώνων Sax στον καθαρισμό όξινων ενώσεων.
Πειραματικό τμήμα
Εικόνα 1. Το σχηματικό διάγραμμα της στατικής φάσης συνδέεται με την επιφάνεια των μέσων διαχωρισμού του σαξίου.
Σε αυτή την ανάρτηση χρησιμοποιήθηκε μια Σαξή στήλη προ-συσκευασμένη με τεταρτοταγική σίλικα δεσμευμένου αμίνης (όπως φαίνεται στο σχήμα 1). Χρησιμοποιήθηκε ένα μείγμα χρωμόνης και 2,4-διυδροξυβενζοϊκού οξέος ως δείγμα που πρόκειται να καθαριστεί (όπως φαίνεται στο σχήμα 2). Το μείγμα διαλύθηκε σε μεθανόλη και φορτώθηκε πάνω στο φυσίγγιο flash από ένα εγχυτήρα. Η πειραματική ρύθμιση του καθαρισμού φλας παρατίθεται στον Πίνακα 1.
Εικόνα 2. Η χημική δομή των δύο συστατικών στο μείγμα δείγματος.
Οργανο | Sepabean ™ Machine T | |||||
Κασέτες | 4 G Cartridge Flash SepaFlash Standard Series (Ακρεμή πυρίτιο, 40-63 μm, 60 Α, Αριθμός παραγγελίας: S-5101-0004) | 4 G SEPAFLASH BONDED SERIES SAX FLASH CARTRIDGE (ακανόνιστο διοξείδιο του πυριτίου, 40-63 μm, 60 Α, Αριθμός παραγγελίας: SW-5001-004-IR) | ||||
Μήκος κύματος | 254 nm (ανίχνευση), 280 nm (παρακολούθηση) | |||||
Κινητής φάσης | Διαλύτης Α: Ν-εξάνιο | |||||
Διαλύτης Β: οξικό αιθυλεστέρα | ||||||
Ρυθμός ροής | 30 ml/λεπτό | 20 ml/λεπτό | ||||
Δειγμάτων φόρτωσης | 20 mg (μίγμα συστατικού Α και συστατικού Β) | |||||
Κλίση | Χρόνος (βιογραφικό) | Διαλύτης Β (%) | Χρόνος (βιογραφικό) | Διαλύτης Β (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Αποτελέσματα και συζήτηση
Πρώτον, το μείγμα δείγματος διαχωρίστηκε με μια κανονική φλόγα φάσης προ-συσκευασμένο με κανονικό πυρίτιο. Όπως δείχνει στο σχήμα 3, τα δύο συστατικά του δείγματος εκλούστηκαν από το φυσίγγιο το ένα μετά το άλλο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε μια κασέτα flash sax για τον καθαρισμό του δείγματος. Όπως δείχνει στο Σχήμα 4, το όξινο συστατικό Β διατηρήθηκε πλήρως στο φυσίγγιο Sax. Το ουδέτερο συστατικό Α σταδιακά εκλούστηκε από το φυσίγγιο με την έκλουση της κινητής φάσης.
Εικόνα 3. Το χρωματογράφημα φλας του δείγματος σε κανονική φυσιολογική φυσιγγίου φάσης.
Εικόνα 4. Το χρωματογράφημα φλας του δείγματος σε ένα φυσίγγιο Sax.
Συγκρίνοντας το Σχήμα 3 και το Σχήμα 4, το συστατικό Α έχει ασυνεπές σχήμα αιχμής στα δύο διαφορετικά φυσίγγια flash. Για να επιβεβαιωθεί εάν η κορυφή έκλουσης αντιστοιχεί στο στοιχείο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το πλήρες χαρακτηριστικό σάρωσης μήκους κύματος που είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό ελέγχου της μηχανής Sepabean ™. Ανοίξτε τα πειραματικά δεδομένα των δύο διαχωρισμών, η οπισθέλκουσα στη γραμμή δείκτη στον άξονα χρόνου (CV) στο χρωματογράφημα στο υψηλότερο σημείο και το δεύτερο υψηλότερο σημείο της κορυφής έκλουσης που αντιστοιχεί στο συστατικό Α και το φάσμα πλήρους μήκους κύματος αυτών των δύο σημείων θα εμφανίζεται αυτόματα κάτω από το χρωματογράφημα (όπως φαίνεται στο σχήμα 5 και Εικόνα 6). Συγκρίνοντας τα δεδομένα φάσματος πλήρους μήκους κύματος αυτών των δύο διαχωρισμών, το συστατικό Α έχει σταθερό φάσμα απορρόφησης σε δύο πειράματα. Διότι το συστατικό Α έχει ασυνεπές σχήμα αιχμής σε δύο διαφορετικά φυσίγγια φλας, θεωρείται ότι υπάρχει συγκεκριμένη ακαθαρσία στο συστατικό Α, το οποίο έχει διαφορετική διατήρηση στο φυσιολογικό φυσίγγιο φάσης και το φυσίγγιο Sax. Ως εκ τούτου, η αλληλουχία εκλούσεως είναι διαφορετική για το συστατικό Α και την ακαθαρσία σε αυτά τα δύο φυσίγγια flash, με αποτέλεσμα το ασυνεπές σχήμα κορυφής στα χρωματογραφήματα.
Εικόνα 5. Το φάσμα πλήρους μήκους κύματος του συστατικού Α και η ακαθαρσία που διαχωρίζεται από την φυσιολογική κασέτα φάσης.
Εικόνα 6. Το φάσμα πλήρους μήκους κύματος του συστατικού Α και η ακαθαρσία που διαχωρίζεται από το φυσίγγιο sax.
Εάν το προϊόν στόχου που πρέπει να συλλεχθεί είναι το ουδέτερο συστατικό Α, η εργασία καθαρισμού μπορεί εύκολα να ολοκληρωθεί χρησιμοποιώντας άμεσα το φυσίγγιο Sax για έκλουση μετά τη φόρτωση δείγματος. Από την άλλη πλευρά, εάν το προϊόν στόχου που συλλέγεται είναι το όξινο συστατικό Β, ο τρόπος απελευθέρωσης σύλληψης θα μπορούσε να υιοθετηθεί με μόνο μια ελαφρά ρύθμιση στα πειραματικά βήματα: όταν το δείγμα φορτώθηκε στο φυσίγγιο Sax και το ουδέτερο συστατικό Α ήταν εντελώς εκλούστηκε με κανονικούς οργανικούς διαλύτες φάσης, μεταβιβάζοντας την κινητή φάση σε διάλυμα μεθανόλης που περιέχει 5% οξικό οξύ. Τα οξικά ιόντα στην κινητή φάση θα ανταγωνίζονται με το συστατικό Β για δέσμευση στις ομάδες τεταρτοταγών ιόντων αμίνης στη στατική φάση της κασέτας Sax, εκδίδοντας έτσι το συστατικό Β από το φυσίγγιο για να ληφθεί το προϊόν στόχου. Το χρωματογράφημα του δείγματος που χωρίστηκε σε λειτουργία ανταλλαγής ιόντων παρουσιάστηκε στο σχήμα 7.
Εικόνα 7. Το χρωματογράφημα φλας του συστατικού Β που εκτίθεται σε λειτουργία ανταλλαγής ιόντων σε κασέτα σαξής.
Συμπερασματικά, το όξινο ή το ουδέτερο δείγμα θα μπορούσε να καθαριστεί γρήγορα με κασέτα σαξοειδούς σε συνδυασμό με φυσιολογική κασέτα φάσης χρησιμοποιώντας διαφορετικές στρατηγικές καθαρισμού. Επιπλέον, με τη βοήθεια του χαρακτηριστικού σάρωσης πλήρους μήκους κύματος ενσωματωμένο στο λογισμικό ελέγχου της μηχανής Sepabean ™, το χαρακτηριστικό φάσμα απορρόφησης των εκλούσματος κλάσματα θα μπορούσε εύκολα να συγκριθεί και να επιβεβαιωθεί, βοηθώντας τους ερευνητές να καθορίσουν γρήγορα τη σύνθεση και την καθαρότητα των εκλούσματος κλάσματα και έτσι τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της εργασίας.
Αριθμός αντικειμένου | Μέγεθος στήλης | Ρυθμός ροής (ml/min) | Max.pressure (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
|
Πίνακας 2. SEPAFLASH BONDED SARES SAX FLASH CARTRIDGES. Υλικά συσκευασίας: εξαιρετικά έντονο σίλικα-δεσμευμένο σίλικα, 40-63 μm, 60 Α.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις λεπτομερείς προδιαγραφές του Sepabean ™Μηχανή ή οι πληροφορίες παραγγελίας σχετικά με τα κασέτες Flash Series Series SepaFlash, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα μας.
Χρόνος δημοσίευσης: Νοέμβριος-09-2018