Rui Huang, Bo Xu
Center za raziskave in razvoj aplikacij
Uvod
Ionska izmenjevalna kromatografija (IEC) je kromatografska metoda, ki se običajno uporablja za ločevanje in čiščenje spojin, ki so v raztopini v ionski obliki.Glede na različna stanja naboja izmenljivih ionov lahko IEC razdelimo na dve vrsti, kationsko izmenjevalno kromatografijo in anionsko izmenjevalno kromatografijo.Pri kationski izmenjevalni kromatografiji so kisle skupine vezane na površino ločevalnega medija.Na primer, sulfonska kislina (-SO3H) je običajno uporabljena skupina v močni kationski izmenjavi (SCX), ki disociira H+ in negativno nabita skupina -SO3- lahko tako adsorbira druge katione v raztopini.Pri anionski izmenjevalni kromatografiji so alkalne skupine vezane na površino ločevalnega medija.Na primer, kvaternarni amin (-NR3OH, kjer je R ogljikovodikova skupina) se običajno uporablja v močni anionski izmenjavi (SAX), ki disociira OH- in pozitivno nabita skupina -N+R3 lahko adsorbira druge anione v raztopini, kar povzroči anion menjalni učinek.
Med naravnimi proizvodi so flavonoidi pritegnili pozornost raziskovalcev zaradi svoje vloge pri preprečevanju in zdravljenju srčno-žilnih bolezni.Ker so molekule flavonoidov kisle zaradi prisotnosti fenolnih hidroksilnih skupin, je ionsko izmenjevalna kromatografija alternativna možnost poleg običajne normalne fazne kromatografije ali kromatografije z reverzno fazo za ločevanje in čiščenje teh kislih spojin.V bliskovni kromatografiji je običajno uporabljen ločevalni medij za ionsko izmenjavo matrica iz silikagela, kjer so ionske izmenjevalne skupine vezane na njeno površino.Najpogosteje uporabljena načina ionske izmenjave v bliskovni kromatografiji sta SCX (običajno skupina sulfonske kisline) in SAX (običajno kvaternarna aminska skupina).V predhodno objavljeni opombi o uporabi z naslovom »Uporaba kolon za močno kationsko izmenjevalno kromatografijo SepaFlash pri čiščenju alkalnih spojin« družbe Santai Technologies so bile za čiščenje alkalnih spojin uporabljene kolone SCX.V tej objavi je bila kot vzorec uporabljena mešanica nevtralnih in kislih standardov za raziskovanje uporabe kolon SAX pri čiščenju kislih spojin.
Eksperimentalni oddelek
Slika 1. Shematski diagram stacionarne faze, vezane na površino medija za ločevanje SAX.
V tej objavi je bila uporabljena kolona SAX, ki je bila predhodno pakirana s silicijevim dioksidom, vezanim s kvarternim aminom (kot je prikazano na sliki 1).Kot vzorec za čiščenje smo uporabili mešanico kromona in 2,4-dihidroksibenzojske kisline (kot je prikazano na sliki 2).Zmes smo raztopili v metanolu in z injektorjem naložili na bliskovno kartušo.Eksperimentalna postavitev bliskovnega čiščenja je navedena v tabeli 1.
Slika 2. Kemijska struktura obeh komponent v mešanici vzorca.
Instrument | SepaBean™ aparat T | |||||
Kartuše | 4 g bliskovni vložek SepaFlash Standard Series (nepravilen silicijev dioksid, 40–63 μm, 60 Å, številka naročila: S-5101-0004) | 4 g bliskovni vložek SepaFlash Bonded Series SAX (nepravilen silicijev dioksid, 40–63 μm, 60 Å, številka naročila: SW-5001-004-IR) | ||||
Valovna dolžina | 254 nm (zaznavanje), 280 nm (nadzor) | |||||
Mobilna faza | Topilo A: N-heksan | |||||
Topilo B: Etil acetat | ||||||
Pretok | 30 ml/min | 20 ml/min | ||||
Nalaganje vzorca | 20 mg (mešanica komponente A in komponente B) | |||||
Gradient | Čas (CV) | Topilo B (%) | Čas (CV) | Topilo B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Rezultati in razprava
Najprej je bila zmes vzorca ločena z normalnim faznim flash vložkom, predpakiranim z običajnim silicijevim dioksidom.Kot je prikazano na sliki 3, sta bili dve komponenti v vzorcu eluirani iz vložka ena za drugo.Nato je bila za čiščenje vzorca uporabljena flash kartuša SAX.Kot je prikazano na sliki 4, je bila kisla komponenta B v celoti ohranjena na kartuši SAX.Nevtralno komponento A smo postopoma eluirali iz vložka z eluacijo mobilne faze.
Slika 3. Flash kromatogram vzorca na kartuši običajne normalne faze.
Slika 4. Flash kromatogram vzorca na kartuši SAX.
Če primerjamo sliki 3 in sliki 4, ima komponenta A nedosledno obliko vrha na dveh različnih bliskovnih kartušah.Za potrditev, ali elucijski vrh ustreza komponenti, lahko uporabimo funkcijo skeniranja celotne valovne dolžine, ki je vgrajena v krmilno programsko opremo naprave SepaBean™.Odprite eksperimentalne podatke obeh ločitev, povlecite na indikatorsko črto na časovni osi (CV) v kromatogramu do najvišje točke in druge najvišje točke elucijskega vrha, ki ustreza komponenti A, in celotnega spektra valovnih dolžin teh dveh točke bodo samodejno prikazane pod kromatogramom (kot je prikazano na sliki 5 in sliki 6).Če primerjamo podatke celotnega spektra valovnih dolžin teh dveh ločitev, ima komponenta A dosleden absorpcijski spekter v dveh poskusih.Ker ima komponenta A nedosledno obliko vrha na dveh različnih bliskovnih kartušah, se špekulira, da je v komponenti A posebna nečistoča, ki ima različno zadrževanje na kartuši z normalno fazo in kartuši SAX.Zato je zaporedje eluiranja drugačno za komponento A in nečistoče na teh dveh bliskovnih kartušah, kar povzroči nedosledno obliko vrhov na kromatogramih.
Slika 5. Celoten spekter valovne dolžine komponente A in nečistoče, ločene s kartušo normalne faze.
Slika 6. Celoten spekter valovne dolžine komponente A in nečistoče, ločene s kartušo SAX.
Če je ciljni produkt, ki ga je treba zbrati, nevtralna komponenta A, je nalogo čiščenja enostavno dokončati z neposredno uporabo kartuše SAX za elucijo po nalaganju vzorca.Po drugi strani pa, če je ciljni produkt, ki ga je treba zbrati, kisla komponenta B, bi lahko način zajemanja in sproščanja sprejeli le z rahlo prilagoditvijo v eksperimentalnih korakih: ko je bil vzorec naložen na kartušo SAX in nevtralno komponento A je bila popolnoma eluirana z organskimi topili normalne faze, mobilno fazo zamenjajte z raztopino metanola, ki vsebuje 5 % ocetne kisline.Acetatni ioni v mobilni fazi bodo tekmovali s komponento B za vezavo na ionske skupine kvarternega amina na stacionarni fazi vložka SAX, s čimer bodo eluirali komponento B iz vložka, da dobimo ciljni produkt.Kromatogram vzorca, ločenega v načinu ionske izmenjave, je prikazan na sliki 7.
Slika 7. Flash kromatogram komponente B, eluirane v načinu ionske izmenjave na kartuši SAX.
Skratka, kisel ali nevtralen vzorec je mogoče hitro prečistiti s kartušo SAX v kombinaciji s kartušo normalne faze z uporabo različnih strategij čiščenja.Poleg tega je bilo mogoče s pomočjo funkcije skeniranja celotne valovne dolžine, vgrajene v krmilno programsko opremo stroja SepaBean™, zlahka primerjati in potrditi značilni absorpcijski spekter eluiranih frakcij, kar raziskovalcem pomaga hitro določiti sestavo in čistost eluiranih frakcij in tako izboljšati delovna učinkovitost.
Številka artikla | Velikost stolpca | Pretok (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
|
Tabela 2. SepaFlash Bonded Series SAX bliskovne kartuše.Embalažni materiali: ultra čist nepravilen silicijev dioksid, 40–63 μm, 60 Å.
Za nadaljnje informacije o podrobnih specifikacijah SepaBean™napravo ali informacije o naročanju bliskovnih kartuš serije SepaFlash obiščite našo spletno stran.
Čas objave: Nov-09-2018