Руй Хуан, Бо Сюй
Дослідницький центр застосування
вступ
Іонообмінна хроматографія (IEC) - це хроматографічний метод, який зазвичай використовується для розділення та очищення сполук, які представлені в іонній формі в розчині.Відповідно до різних зарядових станів обмінних іонів IEC можна розділити на два типи: катіонообмінну хроматографію та аніонообмінну хроматографію.У катіонообмінній хроматографії кислотні групи зв'язуються з поверхнею розділового середовища.Наприклад, сульфонова кислота (-SO3H) є широко використовуваною групою в сильному катіонному обміні (SCX), яка дисоціює H+, і негативно заряджена група -SO3- може таким чином адсорбувати інші катіони в розчині.В аніонообмінній хроматографії лужні групи зв'язуються з поверхнею розділового середовища.Наприклад, четвертинний амін (-NR3OH, де R — вуглеводнева група) зазвичай використовується в сильному аніонному обміні (SAX), який дисоціює OH-, а позитивно заряджена група -N+R3 може адсорбувати інші аніони в розчині, в результаті чого утворюється аніон обмінний ефект.
Серед натуральних продуктів увагу дослідників привернули флавоноїди через їх роль у профілактиці та лікуванні серцево-судинних захворювань.Оскільки молекули флавоноїдів є кислими через наявність фенольних гідроксильних груп, іонообмінна хроматографія є альтернативним варіантом на додаток до звичайної нормально-фазової або обернено-фазової хроматографії для розділення та очищення цих кислотних сполук.У флеш-хроматографії зазвичай використовуваним середовищем розділення для іонного обміну є матриця силікагелю, де іонообмінні групи зв’язані з її поверхнею.У флеш-хроматографії найчастіше використовуються режими іонного обміну SCX (зазвичай група сульфонової кислоти) і SAX (зазвичай група четвертинного аміну).У раніше опублікованій примітці до заявки під назвою «Застосування сильних катіонообмінних хроматографічних колонок SepaFlash для очищення лужних сполук» Santai Technologies колонки SCX використовувалися для очищення лужних сполук.У цій публікації суміш нейтральних і кислих стандартів використовувалася як зразок для дослідження застосування колон SAX для очищення кислотних сполук.
Експериментальний відділ
Рисунок 1. Схематична діаграма нерухомої фази, зв’язаної з поверхнею розділового середовища SAX.
У цій публікації використовувалася колонка SAX, попередньо наповнена діоксидом кремнію, зв’язаним четвертинним аміном (як показано на малюнку 1).Суміш хромону та 2,4-дигідроксибензойної кислоти використовували як зразок для очищення (як показано на малюнку 2).Суміш розчиняли в метанолі та завантажували на флеш-картридж за допомогою інжектора.Експериментальна установка флеш-очищення наведена в таблиці 1.
Рисунок 2. Хімічна структура двох компонентів у зразковій суміші.
| Інструмент | Машина SepaBean™ T | |||||
| Картриджі | 4 г флеш-картриджа SepaFlash Standard Series (нерегулярний кремнезем, 40–63 мкм, 60 Å, номер замовлення: S-5101-0004) | 4 г SepaFlash Bonded Series SAX флеш-картридж (нерегулярний кремнезем, 40–63 мкм, 60 Å, номер замовлення: SW-5001-004-IR) | ||||
| Довжина хвилі | 254 нм (виявлення), 280 нм (моніторинг) | |||||
| Рухома фаза | Розчинник А: N-гексан | |||||
| Розчинник B: етилацетат | ||||||
| Швидкість потоку | 30 мл/хв | 20 мл/хв | ||||
| Завантаження зразка | 20 мг (суміш компонента А і компонента В) | |||||
| Градієнт | Час (CV) | Розчинник B (%) | Час (CV) | Розчинник B (%) | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
| 3.7 | 12 | / | / | |||
| 16 | 100 | / | / | |||
| 18 | 100 | / | / | |||
Результати і обговорення
По-перше, суміш зразків була розділена флеш-картриджем нормальної фази, попередньо наповненим звичайним кремнеземом.Як показано на малюнку 3, два компоненти в зразку були елюйовані з картриджа один за одним.Потім для очищення зразка використовували флеш-картридж SAX.Як показано на малюнку 4, кислотний компонент В повністю зберігся на картриджі SAX.Нейтральний компонент А поступово елюювався з картриджа з елююванням рухомої фази.
Малюнок 3. Флеш-хроматограма зразка на звичайному картриджі з нормальною фазою.
Малюнок 4. Флеш-хроматограма зразка на картриджі SAX.
Порівнюючи малюнок 3 і малюнок 4, компонент A має різну форму піку на двох різних флеш-картриджах.Щоб підтвердити, чи відповідає пік елюції компоненту, ми можемо використати функцію сканування повної довжини хвилі, вбудовану в керуюче програмне забезпечення машини SepaBean™.Відкрийте експериментальні дані двох поділів, перетягніть лінію індикатора на осі часу (CV) на хроматограмі до найвищої точки та другої найвищої точки піку елюювання, що відповідає Компоненту А, і повний спектр довжин хвиль цих двох точки будуть автоматично показані під хроматограмою (як показано на рисунках 5 і 6).Порівнюючи повні дані спектру довжини хвилі цих двох поділів, Компонент A має послідовний спектр поглинання у двох експериментах.Через те, що компонент A має різну форму піку на двох різних флеш-картриджах, існує припущення, що в компоненті A є специфічна домішка, яка по-різному утримується на картриджі з нормальною фазою та картриджі SAX.Таким чином, послідовність елюювання відрізняється для компонента А та домішки на цих двох флеш-картриджах, що призводить до непослідовної форми піку на хроматограмах.
Малюнок 5. Повний спектр довжини хвилі компонента А та домішок, розділених картриджем з нормальною фазою.
Малюнок 6. Повний спектр довжини хвилі компонента А та домішок, відокремлених картриджем SAX.
Якщо цільовим продуктом, який потрібно зібрати, є нейтральний компонент А, завдання очищення можна легко виконати, використовуючи безпосередньо картридж SAX для елюції після завантаження зразка.З іншого боку, якщо цільовим продуктом, який потрібно зібрати, є кислий компонент B, спосіб захоплення-вивільнення може бути прийнятий лише з невеликим коригуванням експериментальних етапів: коли зразок завантажується в картридж SAX і нейтральний компонент A повністю елюювався органічними розчинниками з нормальною фазою, переключіть рухому фазу на розчин метанолу, що містить 5% оцтової кислоти.Іони ацетату в рухомій фазі будуть конкурувати з Компонентом B за зв’язування з групами іонів четвертинного аміну на нерухомій фазі картриджа SAX, таким чином виділяючи Компонент B з картриджа для отримання цільового продукту.Хроматограма зразка, розділеного в режимі іонного обміну, показана на малюнку 7.
Малюнок 7. Флеш-хроматограма компонента B, елюованого в режимі іонного обміну на картриджі SAX.
Підсумовуючи, кислий або нейтральний зразок можна швидко очистити картриджем SAX у поєднанні з картриджем нормальної фази з використанням різних стратегій очищення.Крім того, за допомогою функції сканування повної довжини хвилі, вбудованої в керуюче програмне забезпечення машини SepaBean™, можна легко порівняти та підтвердити характерний спектр поглинання елюйованих фракцій, допомагаючи дослідникам швидко визначити склад і чистоту елюйованих фракцій і, таким чином, покращуючи ефективність роботи.
| Номер позиції | Розмір стовпця | Швидкість потоку (мл/хв) | Максимальний тиск (псі/бар) |
| SW-5001-004-IR | 5,9 г | 10-20 | 400/27,5 |
| SW-5001-012-IR | 23 г | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5001-025-IR | 38 г | 15-30 | 400/27,5 |
| SW-5001-040-IR | 55 г | 20-40 | 400/27,5 |
| SW-5001-080-IR | 122 г | 30-60 | 350/24,0 |
| SW-5001-120-IR | 180 г | 40-80 | 300/20,7 |
| SW-5001-220-IR | 340 г | 50-100 | 300/20,7 |
| SW-5001-330-IR | 475 г | 50-100 | 250/17,2
|
Таблиця 2. Флеш-картриджі SepaFlash Bonded Series SAX.Пакувальні матеріали: надзвичайно чистий нерегулярний кремнезем, 40–63 мкм, 60 Å.
Для отримання додаткової інформації щодо детальних специфікацій SepaBean™або інформацію про замовлення флеш-картриджів серії SepaFlash дивіться на нашому веб-сайті.
Час публікації: 09 листопада 2018 р