Rui Huang, Bo Xu
Centro di ricerca e sviluppo applicativo
introduzione
La cromatografia a scambio ionico (IEC) è un metodo cromatografico comunemente utilizzato per separare e purificare i composti che si presentano in forma ionica in soluzione.In base ai diversi stati di carica degli ioni scambiabili, la IEC può essere divisa in due tipi: cromatografia a scambio cationico e cromatografia a scambio anionico.Nella cromatografia a scambio cationico, i gruppi acidi sono legati alla superficie del mezzo di separazione.Ad esempio, l'acido solfonico (-SO3H) è un gruppo comunemente usato nello scambio cationico forte (SCX), che dissocia H+ e il gruppo caricato negativamente -SO3- può quindi adsorbire altri cationi nella soluzione.Nella cromatografia a scambio anionico, i gruppi alcalini sono legati alla superficie del mezzo di separazione.Ad esempio, l'ammina quaternaria (-NR3OH, dove R è il gruppo idrocarburico) viene solitamente utilizzata nello scambio anionico forte (SAX), che dissocia OH- e il gruppo caricato positivamente -N+R3 può adsorbire altri anioni nella soluzione, risultando in anione effetto di scambio.
Tra i prodotti naturali, i flavonoidi hanno attirato l'attenzione dei ricercatori per il loro ruolo nella prevenzione e nel trattamento delle malattie cardiovascolari.Poiché le molecole di flavonoidi sono acide a causa della presenza di gruppi idrossilici fenolici, la cromatografia a scambio ionico è un'opzione alternativa oltre alla cromatografia convenzionale in fase normale o in fase inversa per la separazione e la purificazione di questi composti acidi.Nella cromatografia flash, il mezzo di separazione comunemente utilizzato per lo scambio ionico è la matrice di gel di silice sulla cui superficie sono legati i gruppi di scambio ionico.Le modalità di scambio ionico più comunemente utilizzate nella cromatografia flash sono SCX (solitamente gruppo acido solfonico) e SAX (solitamente gruppo amminico quaternario).Nella nota applicativa precedentemente pubblicata con il titolo "The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds" di Santai Technologies, le colonne SCX sono state utilizzate per la purificazione di composti alcalini.In questo post, come campione è stata utilizzata una miscela di standard neutri e acidi per esplorare l'applicazione delle colonne SAX nella purificazione dei composti acidi.
sezione sperimentale
Figura 1. Il diagramma schematico della fase stazionaria legata alla superficie del mezzo di separazione SAX.
In questo post è stata utilizzata una colonna SAX pre-impaccata con silice legata con ammina quaternaria (come mostrato nella Figura 1).Come campione da purificare è stata utilizzata una miscela di cromone e acido 2,4-diidrossibenzoico (come mostrato nella Figura 2).La miscela è stata sciolta in metanolo e caricata sulla cartuccia flash tramite un iniettore.L'impostazione sperimentale della purificazione flash è elencata nella Tabella 1.
Figura 2. La struttura chimica dei due componenti nella miscela campione.
Strumento | Macchina SepaBean™ T | |||||
Cartucce | Cartuccia flash SepaFlash Standard Series da 4 g (silice irregolare, 40 - 63 μm, 60 Å, numero ordine: S-5101-0004) | Cartuccia flash SAX SepaFlash Bonded Series da 4 g (silice irregolare, 40 - 63 μm, 60 Å, numero ordine: SW-5001-004-IR) | ||||
Lunghezza d'onda | 254 nm (rilevamento), 280 nm (monitoraggio) | |||||
Fase mobile | Solvente A: N-esano | |||||
Solvente B: acetato di etile | ||||||
Portata | 30 ml/minuto | 20 ml/min | ||||
Caricamento del campione | 20 mg (una miscela del Componente A e del Componente B) | |||||
Pendenza | Tempo (CV) | Solvente B (%) | Tempo (CV) | Solvente B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Risultati e discussione
Innanzitutto, la miscela campione è stata separata da una cartuccia flash a fase normale preconfezionata con silice normale.Come mostrato nella Figura 3, i due componenti del campione sono stati eluiti dalla cartuccia uno dopo l'altro.Successivamente, è stata utilizzata una cartuccia flash SAX per la purificazione del campione.Come mostrato nella Figura 4, il componente acido B è stato completamente trattenuto sulla cartuccia SAX.Il Componente A neutro è stato eluito gradualmente dalla cartuccia con l'eluizione della fase mobile.
Figura 3. Cromatogramma flash del campione su una normale cartuccia a fase normale.
Figura 4. Il cromatogramma flash del campione su una cartuccia SAX.
Confrontando la Figura 3 e la Figura 4, il Componente A ha una forma del picco incoerente sulle due diverse cartucce flash.Per confermare se il picco di eluizione corrisponde al componente, possiamo utilizzare la funzione di scansione dell'intera lunghezza d'onda integrata nel software di controllo della macchina SepaBean™.Aprire i dati sperimentali delle due separazioni, trascinare sulla linea dell'indicatore sull'asse del tempo (CV) nel cromatogramma fino al punto più alto e al secondo punto più alto del picco di eluizione corrispondente al Componente A, e lo spettro completo di lunghezze d'onda di questi due i punti verranno visualizzati automaticamente sotto il cromatogramma (come mostrato nella Figura 5 e nella Figura 6).Confrontando i dati dello spettro di lunghezza d'onda completo di queste due separazioni, il Componente A ha uno spettro di assorbimento coerente in due esperimenti.Poiché il Componente A ha una forma del picco incoerente su due diverse cartucce flash, si ipotizza che vi sia un'impurità specifica nel Componente A che ha una ritenzione diversa sulla cartuccia a fase normale e sulla cartuccia SAX.Pertanto, la sequenza di eluizione è diversa per il componente A e per le impurità su queste due cartucce flash, determinando una forma dei picchi incoerente sui cromatogrammi.
Figura 5. Lo spettro completo della lunghezza d'onda del componente A e l'impurezza separata dalla cartuccia a fase normale.
Figura 6. Lo spettro completo della lunghezza d'onda del Componente A e dell'impurezza separati dalla cartuccia SAX.
Se il prodotto target da raccogliere è il Componente A neutro, l'attività di purificazione può essere facilmente completata utilizzando direttamente la cartuccia SAX per l'eluizione dopo il caricamento del campione.D'altra parte, se il prodotto target da raccogliere è il Componente B acido, la modalità cattura-rilascio potrebbe essere adottata con solo un leggero aggiustamento nelle fasi sperimentali: quando il campione è stato caricato sulla cartuccia SAX e il Componente A neutro è stato completamente eluito con solventi organici in fase normale, passare la fase mobile ad una soluzione metanolo contenente acido acetico al 5%.Gli ioni acetato nella fase mobile competeranno con il Componente B per legarsi ai gruppi ionici amminici quaternari sulla fase stazionaria della cartuccia SAX, eluendo così il Componente B dalla cartuccia per ottenere il prodotto target.Il cromatogramma del campione separato in modalità scambio ionico è stato mostrato nella Figura 7.
Figura 7. Il cromatogramma flash del Componente B eluito in modalità scambio ionico su una cartuccia SAX.
In conclusione, il campione acido o neutro potrebbe essere rapidamente purificato mediante la cartuccia SAX combinata con la cartuccia in fase normale utilizzando diverse strategie di purificazione.Inoltre, con l'aiuto della funzione di scansione dell'intera lunghezza d'onda integrata nel software di controllo della macchina SepaBean™, lo spettro di assorbimento caratteristico delle frazioni eluite può essere facilmente confrontato e confermato, aiutando i ricercatori a determinare rapidamente la composizione e la purezza delle frazioni eluite e migliorando così efficienza lavorativa.
Codice articolo | Dimensione colonna | Portata (ml/min) | Pressione massima (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
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Tabella 2. Cartucce flash SAX SepaFlash Bonded Series.Materiali di riempimento: silice ultrapura irregolare legata con SAX, 40 - 63 μm, 60 Å.
Per ulteriori informazioni sulle specifiche dettagliate di SepaBean™macchina o per informazioni sull'ordinazione delle cartucce flash della serie SepaFlash, visitare il nostro sito web.
Orario di pubblicazione: 09-nov-2018