Rui Huang, Bo Xu
Centro de P&D de aplicações
Introdução
A cromatografia de troca iônica (IEC) é um método cromatográfico comumente usado para separar e purificar os compostos que se apresentam na forma iônica em solução.De acordo com os diferentes estados de carga dos íons trocáveis, o IEC pode ser dividido em dois tipos, cromatografia de troca catiônica e cromatografia de troca aniônica.Na cromatografia de troca catiônica, grupos ácidos são ligados à superfície do meio de separação.Por exemplo, o ácido sulfônico (-SO3H) é um grupo comumente usado na troca catiônica forte (SCX), que dissocia o H+ e o grupo carregado negativamente -SO3- pode assim adsorver outros cátions na solução.Na cromatografia de troca aniônica, grupos alcalinos são ligados à superfície do meio de separação.Por exemplo, a amina quaternária (-NR3OH, onde R é um grupo hidrocarboneto) é geralmente usada em troca aniônica forte (SAX), que dissocia OH- e o grupo carregado positivamente -N+R3 pode adsorver outros ânions na solução, resultando em ânion efeito de troca.
Dentre os produtos naturais, os flavonóides têm atraído a atenção de pesquisadores devido ao seu papel na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares.Como as moléculas de flavonóides são ácidas devido à presença de grupos hidroxila fenólicos, a cromatografia de troca iônica é uma opção alternativa além da cromatografia convencional de fase normal ou de fase reversa para a separação e purificação desses compostos ácidos.Na cromatografia flash, o meio de separação comumente usado para troca iônica é a matriz de sílica gel, onde grupos de troca iônica estão ligados à sua superfície.Os modos de troca iônica mais comumente usados em cromatografia flash são SCX (geralmente grupo ácido sulfônico) e SAX (geralmente grupo amina quaternária).Na nota de aplicação publicada anteriormente com o título “A aplicação de colunas de cromatografia de troca catiônica forte SepaFlash na purificação de compostos alcalinos” pela Santai Technologies, colunas SCX foram empregadas para a purificação de compostos alcalinos.Neste post, uma mistura de padrões neutros e ácidos foi utilizada como amostra para explorar a aplicação de colunas SAX na purificação de compostos ácidos.
Secção experimental
Figura 1. Diagrama esquemático da fase estacionária ligada à superfície do meio de separação SAX.
Neste post, foi utilizada uma coluna SAX pré-embalada com sílica ligada a amina quaternária (conforme mostrado na Figura 1).Uma mistura de cromona e ácido 2,4-dihidroxibenzóico foi usada como amostra a ser purificada (conforme mostrado na Figura 2).A mistura foi dissolvida em metanol e carregada no cartucho flash por um injetor.A configuração experimental da purificação flash está listada na Tabela 1.
Figura 2. A estrutura química dos dois componentes da mistura da amostra.
Instrumento | Máquina SepaBean™ T | |||||
Cartuchos | Cartucho flash SepaFlash Standard Series de 4 g (sílica irregular, 40 - 63 μm, 60 Å, número de pedido: S-5101-0004) | Cartucho flash SepaFlash Bonded Series SAX de 4 g (sílica irregular, 40 - 63 μm, 60 Å, número de pedido:SW-5001-004-IR) | ||||
Comprimento de onda | 254 nm (detecção), 280 nm (monitoramento) | |||||
Na fase móvel | Solvente A: N-hexano | |||||
Solvente B: acetato de etila | ||||||
Quociente de vazão | 30 mL/min | 20 mL/min | ||||
Carregamento de amostra | 20 mg (uma mistura de Componente A e Componente B) | |||||
Gradiente | Tempo (CV) | Solvente B (%) | Tempo (CV) | Solvente B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Resultados e discussão
Primeiramente, a mistura da amostra foi separada por um cartucho flash de fase normal pré-embalado com sílica regular.Conforme mostrado na Figura 3, os dois componentes da amostra foram eluídos do cartucho um após o outro.Em seguida, um cartucho flash SAX foi utilizado para a purificação da amostra.Como mostra a Figura 4, o Componente ácido B ficou completamente retido no cartucho SAX.O Componente A neutro foi gradualmente eluído do cartucho com a eluição da fase móvel.
Figura 3. O cromatograma flash da amostra em um cartucho regular de fase normal.
Figura 4. O cromatograma flash da amostra em um cartucho SAX.
Comparando a Figura 3 e a Figura 4, o Componente A tem formato de pico inconsistente nos dois cartuchos flash diferentes.Para confirmar se o pico de eluição corresponde ao componente, podemos utilizar o recurso de varredura de comprimento de onda completo que está integrado no software de controle da máquina SepaBean™.Abra os dados experimentais das duas separações, arraste para a linha indicadora no eixo do tempo (CV) no cromatograma até o ponto mais alto e o segundo ponto mais alto do pico de eluição correspondente ao Componente A, e o espectro completo de comprimento de onda destes dois os pontos serão mostrados automaticamente abaixo do cromatograma (conforme mostrado na Figura 5 e Figura 6).Comparando os dados do espectro de comprimento de onda completo destas duas separações, o Componente A tem espectro de absorção consistente em dois experimentos.Como o Componente A tem formato de pico inconsistente em dois cartuchos flash diferentes, especula-se que haja impureza específica no Componente A que tem retenção diferente no cartucho de fase normal e no cartucho SAX.Portanto, a sequência de eluição é diferente para o Componente A e a impureza nestes dois cartuchos flash, resultando em formato de pico inconsistente nos cromatogramas.
Figura 5. O espectro completo de comprimento de onda do Componente A e a impureza separada pelo cartucho de fase normal.
Figura 6. O espectro completo de comprimento de onda do Componente A e a impureza separada pelo cartucho SAX.
Se o produto alvo a ser coletado for o Componente A neutro, a tarefa de purificação pode ser facilmente concluída usando diretamente o cartucho SAX para eluição após o carregamento da amostra.Por outro lado, se o produto alvo a ser coletado for o Componente B ácido, a forma de captura-liberação poderia ser adotada com apenas um leve ajuste nas etapas experimentais: quando a amostra foi carregada no cartucho SAX e o Componente A neutro foi completamente eluído com solventes orgânicos de fase normal, troque a fase móvel para solução de metanol contendo ácido acético a 5%.Os íons acetato na fase móvel competirão com o Componente B pela ligação aos grupos de íons amina quaternários na fase estacionária do cartucho SAX, eluindo assim o Componente B do cartucho para obter o produto alvo.O cromatograma da amostra separada em modo de troca iônica foi mostrado na Figura 7.
Figura 7. O cromatograma flash do Componente B eluído no modo de troca iônica em um cartucho SAX.
Em conclusão, a amostra ácida ou neutra pode ser rapidamente purificada pelo cartucho SAX combinado com o cartucho de fase normal utilizando diferentes estratégias de purificação.Além disso, com a ajuda do recurso de varredura de comprimento de onda completo incorporado no software de controle da máquina SepaBean™, o espectro de absorção característico das frações eluídas pode ser facilmente comparado e confirmado, ajudando os pesquisadores a determinar rapidamente a composição e a pureza das frações eluídas e, assim, melhorando eficiência do trabalho.
Número de item | Tamanho da coluna | Quociente de vazão (mL/min) | Pressão Máx. (psi/bar) |
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
|
Tabela 2. Cartuchos flash SepaFlash Bonded Series SAX.Materiais de embalagem: Sílica irregular ultrapura ligada por SAX, 40 - 63 μm, 60 Å.
Para obter mais informações sobre especificações detalhadas do SepaBean™máquina ou informações sobre pedidos de cartuchos flash da série SepaFlash, visite nosso website.
Horário da postagem: 09 de novembro de 2018