ルイ・ファン、ボー・シュー
アプリケーション研究開発センター
導入
イオン交換クロマトグラフィー (IEC) は、溶液中でイオンの形で存在する化合物を分離および精製するために一般的に使用されるクロマトグラフィー方法です。交換可能なイオンの異なる電荷状態に応じて、IEC は陽イオン交換クロマトグラフィーと陰イオン交換クロマトグラフィーの 2 つのタイプに分類できます。陽イオン交換クロマトグラフィーでは、酸性基が分離媒体の表面に結合します。たとえば、スルホン酸 (-SO3H) は強陽イオン交換 (SCX) で一般的に使用される基であり、H+ を解離し、負に帯電した基 -SO3- は溶液中の他の陽イオンを吸着することができます。陰イオン交換クロマトグラフィーでは、アルカリ基が分離媒体の表面に結合します。たとえば、第 4 級アミン (-NR3OH、R は炭化水素基) は通常、OH- を解離する強陰イオン交換 (SAX) で使用され、正に帯電した基 -N+R3 が溶液中の他の陰イオンを吸着し、陰イオンが生成します。交換効果。
天然物の中でも、フラボノイドは心血管疾患の予防と治療における役割により研究者の注目を集めています。フラボノイド分子はフェノール性水酸基の存在により酸性であるため、これらの酸性化合物の分離および精製には、従来の順相または逆相クロマトグラフィーに加えて、イオン交換クロマトグラフィーが代替オプションとなります。フラッシュクロマトグラフィーでは、イオン交換に一般的に使用される分離媒体は、表面にイオン交換基が結合したシリカゲルマトリックスです。フラッシュクロマトグラフィーで最も一般的に使用されるイオン交換モードは、SCX (通常はスルホン酸基) と SAX (通常は第 4 級アミン基) です。Santai Technologies が以前に公開した「アルカリ化合物の精製における SepaFlash 強陽イオン交換クロマトグラフィー カラムのアプリケーション」というタイトルのアプリケーション ノートでは、アルカリ化合物の精製に SCX カラムが使用されています。この投稿では、酸性化合物の精製における SAX カラムのアプリケーションを検討するために、中性標準と酸性標準の混合物をサンプルとして使用しました。
実験セクション
図 1. SAX 分離媒体の表面に結合した固定相の模式図。
この記事では、第 4 級アミン結合シリカがあらかじめ充填された SAX カラムを使用しました (図 1 を参照)。クロモンと 2,4-ジヒドロキシ安息香酸の混合物を精製するサンプルとして使用しました (図 2 を参照)。混合物をメタノールに溶解し、インジェクターによってフラッシュカートリッジにロードしました。フラッシュ精製の実験設定を表 1 に示します。
図 2. サンプル混合物中の 2 つの成分の化学構造。
楽器 | SepaBean™ マシン T | |||||
カートリッジ | 4 g SepaFlash スタンダード シリーズ フラッシュ カートリッジ (不規則シリカ、40 ~ 63 μm、60 Å、注文番号: S-5101-0004) | 4 g SepaFlash Bonded シリーズ SAX フラッシュ カートリッジ (不規則シリカ、40 ~ 63 μm、60 Å、注文番号:SW-5001-004-IR) | ||||
波長 | 254 nm (検出)、280 nm (モニタリング) | |||||
移動相 | 溶媒A:N-ヘキサン | |||||
溶媒B:酢酸エチル | ||||||
流量 | 30mL/分 | 20mL/分 | ||||
サンプルのロード | 20mg(成分Aと成分Bの混合物) | |||||
勾配 | 時間(CV) | 溶剤B (%) | 時間(CV) | 溶剤B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
結果と考察
まず、サンプル混合物は、通常のシリカがあらかじめ充填された順相フラッシュカートリッジによって分離されました。図 3 に示すように、サンプル中の 2 つの成分がカートリッジから次々に溶出しました。次に、SAX フラッシュ カートリッジを使用してサンプルを精製しました。図 4 に示すように、酸性成分 B は SAX カートリッジ上に完全に保持されました。中性成分 A は移動相の溶出に伴ってカートリッジから徐々に溶出しました。
図 3. 通常の順相カートリッジ上のサンプルのフラッシュ クロマトグラム。
図 4. SAX カートリッジ上のサンプルのフラッシュ クロマトグラム。
図 3 と図 4 を比較すると、コンポーネント A は 2 つの異なるフラッシュ カートリッジで一貫性のないピーク形状を持っています。溶出ピークが成分に対応しているかどうかを確認するには、SepaBean™ マシンの制御ソフトウェアに組み込まれている全波長スキャン機能を利用できます。2 つの分離の実験データを開き、クロマトグラムの時間軸 (CV) 上のインジケーター ラインに、成分 A に対応する溶出ピークの最高点と 2 番目に高い点、およびこれら 2 つの全波長スペクトルまでドラッグします。ポイントはクロマトグラムの下に自動的に表示されます (図 5 および図 6 を参照)。これら 2 つの分離の全波長スペクトル データを比較すると、成分 A は 2 つの実験で一貫した吸収スペクトルを示しています。成分 A のピーク形状が 2 つの異なるフラッシュ カートリッジで一貫していないため、順相カートリッジと SAX カートリッジで保持力が異なる成分 A に特定の不純物が含まれていると推測されます。したがって、これら 2 つのフラッシュ カートリッジでは、成分 A と不純物の溶出順序が異なり、その結果、クロマトグラム上のピーク形状が不一致になります。
図 5. 順相カートリッジで分離された成分 A と不純物の全波長スペクトル。
図 6. SAX カートリッジによって分離された成分 A と不純物の全波長スペクトル。
回収対象物が中性成分 A の場合、サンプル導入後、直接 SAX カートリッジを使用して溶出することで簡単に精製作業を完了できます。一方、回収対象の生成物が酸性成分 B の場合、サンプルを SAX カートリッジにロードし、中性成分 A を添加する場合、実験手順をわずかに調整するだけで捕捉・放出方式を採用できます。順相有機溶媒で完全に溶出した後、移動相を 5% 酢酸を含むメタノール溶液に切り替えます。移動相中の酢酸イオンは、SAX カートリッジの固定相上の第 4 級アミンイオン基への結合をめぐって成分 B と競合し、それによってカートリッジから成分 B を溶出させて目的生成物を取得します。イオン交換モードで分離されたサンプルのクロマトグラムを図 7 に示します。
図 7. SAX カートリッジのイオン交換モードで溶出した成分 B のフラッシュ クロマトグラム。
結論として、酸性または中性のサンプルは、さまざまな精製戦略を利用した順相カートリッジと組み合わせた SAX カートリッジによって迅速に精製できます。さらに、SepaBean™ マシンの制御ソフトウェアに組み込まれた全波長スキャン機能の助けを借りて、溶出画分の特徴的な吸収スペクトルを簡単に比較および確認することができ、研究者が溶出画分の組成と純度を迅速に決定するのに役立ち、結果として溶出画分の品質を向上させることができます。作業効率。
商品番号 | 列のサイズ | 流量 (mL/分) | 最高圧力 (psi/バール) |
SW-5001-004-IR | 5.9g | 10-20 | 400/27.5 |
SW-5001-012-IR | 23g | 15-30 | 400/27.5 |
SW-5001-025-IR | 38g | 15-30 | 400/27.5 |
SW-5001-040-IR | 55g | 20-40 | 400/27.5 |
SW-5001-080-IR | 122g | 30-60 | 350/24.0 |
SW-5001-120-IR | 180g | 40-80 | 300/20.7 |
SW-5001-220-IR | 340g | 50-100 | 300/20.7 |
SW-5001-330-IR | 475g | 50-100 | 250/17.2
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表 2. SepaFlash Bonded シリーズ SAX フラッシュ カートリッジ。充填材: 超高純度不規則 SAX 結合シリカ、40 ~ 63 μm、60 Å。
SepaBean™の詳しい仕様についてはこちらマシン、または SepaFlash シリーズ フラッシュ カートリッジの注文情報については、当社 Web サイトをご覧ください。
投稿日時: 2018 年 11 月 9 日