Rui Huang, Bo Xu
Applikations FoU-center
Introduktion
Jonbyteskromatografi (IEC) är en kromatografisk metod som vanligtvis används för att separera och rena föreningar som presenteras i jonform i lösning.Enligt de olika laddningstillstånden för utbytbara joner kan IEC delas in i två typer, katjonbyteskromatografi och anjonbyteskromatografi.Vid katjonbyteskromatografi är sura grupper bundna till ytan av separationsmediet.Till exempel är sulfonsyra (-SO3H) en vanligen använd grupp vid starkt katjonbyte (SCX), som dissocierar H+ och den negativt laddade gruppen -SO3- kan därmed adsorbera andra katjoner i lösningen.Vid anjonbyteskromatografi är alkaliska grupper bundna till ytan av separationsmediet.Till exempel används vanligen kvaternär amin (-NR3OH, där R är kolvätegrupp) vid starkt anjonbyte (SAX), vilket dissocierar OH- och den positivt laddade gruppen -N+R3 kan adsorbera andra anjoner i lösningen, vilket resulterar i anjon byteseffekt.
Bland naturliga produkter har flavonoider uppmärksammats av forskare på grund av deras roll i förebyggande och behandling av hjärt-kärlsjukdomar.Eftersom flavonoidmolekylerna är sura på grund av närvaron av fenoliska hydroxylgrupper är jonbyteskromatografi ett alternativ utöver konventionell normalfas- eller omvändfaskromatografi för separation och rening av dessa sura föreningar.I flashkromatografi är det vanligen använda separationsmediet för jonbyte silikagelmatris där jonbytargrupper är bundna till dess yta.De vanligaste jonbytarsätten vid flashkromatografi är SCX (vanligtvis sulfonsyragrupp) och SAX (vanligtvis kvartär amingrupp).I den tidigare publicerade ansökan med titeln "The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds" av Santai Technologies, användes SCX-kolonner för rening av alkaliska föreningar.I det här inlägget användes en blandning av neutrala och sura standarder som provet för att utforska tillämpningen av SAX-kolonner vid rening av sura föreningar.
Experimentell sektion
Figur 1. Det schematiska diagrammet över den stationära fasen bunden till ytan av SAX-separationsmedia.
I det här inlägget användes en SAX-kolonn förpackad med kvartär aminbunden kiseldioxid (som visas i figur 1).En blandning av kromon och 2,4-dihydroxibensoesyra användes som provet som skulle renas (såsom visas i figur 2).Blandningen löstes i metanol och laddades på flashpatronen med en injektor.Den experimentella uppställningen av blixtreningen anges i tabell 1.
Figur 2. Den kemiska strukturen av de två komponenterna i provblandningen.
Instrument | SepaBean™-maskin T | |||||
Patroner | 4 g SepaFlash Standard Series blixtpatron (oregelbunden kiseldioxid, 40 - 63 μm, 60 Å, beställningsnummer: S-5101-0004) | 4 g SepaFlash Bonded Series SAX-blixtkassett (oregelbunden kiseldioxid, 40 - 63 μm, 60 Å, beställningsnummer:SW-5001-004-IR) | ||||
Våglängd | 254 nm (detektion), 280 nm (övervakning) | |||||
Mobil fas | Lösningsmedel A: N-hexan | |||||
Lösningsmedel B: Etylacetat | ||||||
Flödeshastighet | 30 ml/min | 20 ml/min | ||||
Provladdning | 20 mg (en blandning av komponent A och komponent B) | |||||
Lutning | Tid (CV) | Lösningsmedel B (%) | Tid (CV) | Lösningsmedel B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Resultat och diskussion
Först separerades provblandningen med en normalfas flashpatron förpackad med vanlig kiseldioxid.Såsom visas i figur 3 eluerades de två komponenterna i provet från patronen en efter en.Därefter användes en SAX flash-patron för rening av provet.Som visas i figur 4 hölls den sura komponenten B fullständigt kvar på SAX-patronen.Den neutrala komponenten A eluerades gradvis från patronen med elueringen av den mobila fasen.
Figur 3. Flashkromatogrammet för provet på en vanlig normalfaspatron.
Figur 4. Flashkromatogrammet för provet på en SAX-patron.
Vid jämförelse av figur 3 och figur 4 har komponent A en inkonsekvent toppform på de två olika flashkassetterna.För att bekräfta om elueringstoppen motsvarar komponenten, kan vi använda fullvåglängdsskanningsfunktionen som är inbyggd i SepaBean™-maskinens kontrollprogramvara.Öppna experimentdata för de två separationerna, dra till indikatorlinjen på tidsaxeln (CV) i kromatogrammet till den högsta punkten och den näst högsta punkten för elueringstoppen som motsvarar komponent A, och hela våglängdsspektrumet för dessa två punkter kommer automatiskt att visas under kromatogrammet (som visas i figur 5 och figur 6).Genom att jämföra fullvåglängdsspektrumdata för dessa två separationer har komponent A ett konsekvent absorptionsspektrum i två experiment.På grund av att komponent A har inkonsekvent toppform på två olika flashkassetter, spekuleras det att det finns specifik förorening i komponent A som har olika retention på normalfaskassetten och SAX-kassetten.Därför är elueringssekvensen annorlunda för komponent A och föroreningen på dessa två flashpatroner, vilket resulterar i inkonsekvent toppform på kromatogrammen.
Figur 5. Hela våglängdsspektrumet för komponent A och föroreningen separerade av normalfaspatron.
Figur 6. Hela våglängdsspektrumet för komponent A och föroreningen separerade av SAX-kassetten.
Om målprodukten som ska samlas in är den neutrala komponent A, kan reningsuppgiften enkelt slutföras genom att direkt använda SAX-patronen för eluering efter provladdning.Å andra sidan, om målprodukten som ska samlas in är den sura komponent B, kan sättet för infångning och frisättning användas med endast en liten justering i experimentstegen: när provet laddades på SAX-patronen och den neutrala komponent A eluerades fullständigt med organiska lösningsmedel i normalfas, byt den mobila fasen till metanollösning innehållande 5 % ättiksyra.Acetatjonerna i den mobila fasen kommer att konkurrera med komponent B om att binda till de kvartära aminjongrupperna på den stationära fasen av SAX-patronen, och därigenom eluera komponent B från patronen för att erhålla målprodukten.Kromatogrammet för provet separerat i jonbytesläge visades i figur 7.
Figur 7. Flashkromatogrammet för komponent B eluerade i jonbytesläge på en SAX-kassett.
Sammanfattningsvis kan surt eller neutralt prov snabbt renas med SAX-kassett kombinerad med normalfaskassett med olika reningsstrategier.Dessutom, med hjälp av fullvåglängdsskanningsfunktion inbyggd i SepaBean™-maskinens kontrollprogramvara, kunde det karakteristiska absorptionsspektrumet för de eluerade fraktionerna enkelt jämföras och bekräftas, vilket hjälper forskare att snabbt fastställa sammansättningen och renheten hos de eluerade fraktionerna och därmed förbättra Arbetseffektivitet.
Artikelnummer | Kolumnstorlek | Flödeshastighet (ml/min) | Max.tryck (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-blixtpatroner.Förpackningsmaterial: Ultraren oregelbunden SAX-bunden kiseldioxid, 40 - 63 μm, 60 Å.
För ytterligare information om detaljerade specifikationer för SepaBean™maskin, eller beställningsinformation om SepaFlash-seriens flashkassetter, besök vår hemsida.
Posttid: 2018-nov-09