Rui Huang, Bo Xu
Søknads FoU-senter
Introduksjon
Ionebyttekromatografi (IEC) er en kromatografisk metode som vanligvis brukes for å separere og rense forbindelsene som presenteres i ionisk form i løsning.I henhold til de forskjellige ladningstilstandene til utskiftbare ioner, kan IEC deles inn i to typer, kationbytterkromatografi og anionbytterkromatografi.Ved kationbytterkromatografi er sure grupper bundet til overflaten av separasjonsmediet.For eksempel er sulfonsyre (-SO3H) en ofte brukt gruppe i sterk kationbytte (SCX), som dissosierer H+ og den negativt ladede gruppen -SO3- kan dermed adsorbere andre kationer i løsningen.Ved anionbytterkromatografi er alkaliske grupper bundet til overflaten av separasjonsmediet.For eksempel brukes kvaternært amin (-NR3OH, hvor R er hydrokarbongruppe) vanligvis i sterk anionbytte (SAX), som dissosierer OH- og den positivt ladede gruppen -N+R3 kan adsorbere andre anioner i løsningen, noe som resulterer i anion bytteeffekt.
Blant naturlige produkter har flavonoider tiltrukket seg oppmerksomheten til forskere på grunn av deres rolle i forebygging og behandling av hjerte- og karsykdommer.Siden flavonoidmolekylene er sure på grunn av tilstedeværelsen av fenoliske hydroksylgrupper, er ionebytterkromatografi et alternativ i tillegg til konvensjonell normalfase- eller reversfasekromatografi for separering og rensing av disse sure forbindelsene.I flashkromatografi er det vanlig brukte separasjonsmediet for ionebytting silikagelmatrise der ionebyttergrupper er bundet til overflaten.De mest brukte ionebyttermodusene i flashkromatografi er SCX (vanligvis sulfonsyregruppe) og SAX (vanligvis kvaternær amingruppe).I det tidligere publiserte søknadsnotatet med tittelen "The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds" av Santai Technologies, ble SCX-kolonner brukt for rensing av alkaliske forbindelser.I dette innlegget ble en blanding av nøytrale og sure standarder brukt som prøve for å utforske bruken av SAX-kolonner i rensing av sure forbindelser.
eksperimentell del
Figur 1. Det skjematiske diagrammet av den stasjonære fasen bundet til overflaten av SAX-separasjonsmedier.
I dette innlegget ble det brukt en SAX-kolonne ferdigpakket med kvartært aminbundet silika (som vist i figur 1).En blanding av kromon og 2,4-dihydroksybenzosyre ble brukt som prøven som skulle renses (som vist i figur 2).Blandingen ble oppløst i metanol og lastet på flash-patronen ved hjelp av en injektor.Det eksperimentelle oppsettet av flash-rensingen er oppført i tabell 1.
Figur 2. Den kjemiske strukturen til de to komponentene i prøveblandingen.
| Instrument | SepaBean™-maskin T | |||||
| Patroner | 4 g SepaFlash Standard Series-blitskassett (uregelmessig silika, 40 - 63 μm, 60 Å, bestillingsnummer: S-5101-0004) | 4 g SepaFlash Bonded Series SAX-blitskassett (uregelmessig silika, 40 - 63 μm, 60 Å, bestillingsnummer：SW-5001-004-IR) | ||||
| Bølgelengde | 254 nm (deteksjon), 280 nm (overvåking) | |||||
| Mobil fase | Løsningsmiddel A: N-heksan | |||||
| Løsningsmiddel B: Etylacetat | ||||||
| Strømningshastighet | 30 ml/min | 20 ml/min | ||||
| Prøvelasting | 20 mg (en blanding av komponent A og komponent B) | |||||
| Gradient | Tid (CV) | Løsemiddel B (%) | Tid (CV) | Løsemiddel B (%) | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
| 3.7 | 12 | / | / | |||
| 16 | 100 | / | / | |||
| 18 | 100 | / | / | |||
Resultater og diskusjon
For det første ble prøveblandingen separert med en normalfase flashpatron forhåndspakket med vanlig silika.Som vist i figur 3 ble de to komponentene i prøven eluert fra patronen etter hverandre.Deretter ble en SAX flash-patron brukt for rensing av prøven.Som vist i figur 4 ble den sure komponenten B fullstendig beholdt på SAX-kassetten.Den nøytrale komponent A ble gradvis eluert fra patronen med eluering av den mobile fasen.
Figur 3. Flashkromatogrammet til prøven på en vanlig normalfasepatron.
Figur 4. Flashkromatogrammet til prøven på en SAX-kassett.
Ved å sammenligne figur 3 og figur 4, har komponent A en inkonsekvent toppform på de to forskjellige flash-kassettene.For å bekrefte om elueringstoppen tilsvarer komponenten, kan vi bruke fullbølgelengdeskanningsfunksjonen som er innebygd i kontrollprogramvaren til SepaBean™-maskinen.Åpne de eksperimentelle dataene for de to separasjonene, dra til indikatorlinjen på tidsaksen (CV) i kromatogrammet til det høyeste punktet og det nest høyeste punktet på elueringstoppen som tilsvarer komponent A, og hele bølgelengdespekteret til disse to punkter vil automatisk vises under kromatogrammet (som vist i figur 5 og figur 6).Sammenligning av full bølgelengdespekterdata for disse to separasjonene, har komponent A konsistent absorpsjonsspektrum i to eksperimenter.På grunn av at komponent A har inkonsekvent toppform på to forskjellige flash-kassetter, spekuleres det i at det er spesifikk urenhet i komponent A som har forskjellig retensjon på normalfasekassetten og SAX-kassetten.Derfor er elueringssekvensen forskjellig for komponent A og urenheten på disse to flashkassettene, noe som resulterer i inkonsekvent toppform på kromatogrammene.
Figur 5. Det fulle bølgelengdespekteret til komponent A og urenheten atskilt med normalfasekassett.
Figur 6. Det fulle bølgelengdespekteret til komponent A og urenheten atskilt av SAX-kassetten.
Hvis målproduktet som skal samles inn er den nøytrale komponent A, kan renseoppgaven enkelt fullføres ved direkte å bruke SAX-kassetten for eluering etter prøvelasting.På den annen side, hvis målproduktet som skal samles inn er den sure komponent B, kan fangst-frigjøringsmåten brukes med bare en liten justering i de eksperimentelle trinnene: når prøven ble lastet på SAX-kassetten og den nøytrale komponent A ble fullstendig eluert ut med normalfase organiske løsningsmidler, bytte den mobile fasen til metanolløsning inneholdende 5 % eddiksyre.Acetationene i den mobile fasen vil konkurrere med komponent B om binding til de kvartære aminiongruppene på den stasjonære fasen av SAX-kassetten, og derved eluere komponent B fra kassetten for å oppnå målproduktet.Kromatogrammet til prøven separert i ionebyttermodus ble vist i figur 7.
Figur 7. Flashkromatogrammet til komponent B eluerte i ionebyttemodus på en SAX-kassett.
Som konklusjon kan en sur eller nøytral prøve raskt renses med SAX-kassett kombinert med normalfasekassett ved bruk av forskjellige rensestrategier.Videre, med hjelp av full bølgelengde skanningsfunksjon innebygd i kontrollprogramvaren til SepaBean™-maskinen, kan det karakteristiske absorpsjonsspekteret til de eluerte fraksjonene enkelt sammenlignes og bekreftes, noe som hjelper forskere raskt å bestemme sammensetningen og renheten til de eluerte fraksjonene og dermed forbedre arbeidseffektivitet.
| Artikkelnummer | Kolonnestørrelse | Strømningshastighet (ml/min) | Maks. trykk (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
|
Tabell 2. SepaFlash Bonded Series SAX-blitskassetter.Emballasjematerialer: Ultrarent uregelmessig SAX-bundet silika, 40 - 63 μm, 60 Å.
For ytterligere informasjon om detaljerte spesifikasjoner for SepaBean™maskinen, eller bestillingsinformasjonen om SepaFlash-seriens flash-kassetter, vennligst besøk vår nettside.
Innleggstid: Nov-09-2018