Thụy Hoàng, Bạc Xu
Trung tâm R&D ứng dụng
Giới thiệu
Sắc ký trao đổi ion (IEC) là một phương pháp sắc ký thường được sử dụng để tách và tinh chế các hợp chất được trình bày ở dạng ion trong dung dịch.Theo các trạng thái điện tích khác nhau của các ion có thể trao đổi, IEC có thể được chia thành hai loại, sắc ký trao đổi cation và sắc ký trao đổi anion.Trong sắc ký trao đổi cation, các nhóm axit được liên kết với bề mặt của môi trường phân tách.Ví dụ, axit sulfonic (-SO3H) là nhóm thường được sử dụng trong trao đổi cation mạnh (SCX), nhóm này phân ly H+ và nhóm mang điện tích âm -SO3- do đó có thể hấp phụ các cation khác trong dung dịch.Trong sắc ký trao đổi anion, các nhóm kiềm được liên kết với bề mặt của môi trường phân tách.Ví dụ, amin bậc bốn (-NR3OH, trong đó R là nhóm hydrocacbon) thường được sử dụng trong trao đổi anion mạnh (SAX), phân ly OH- và nhóm tích điện dương -N+R3 có thể hấp phụ các anion khác trong dung dịch, tạo ra anion hiệu ứng trao đổi.
Trong số các sản phẩm tự nhiên, flavonoid đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu vì vai trò của chúng trong việc phòng ngừa và điều trị các bệnh tim mạch.Vì các phân tử flavonoid có tính axit do sự có mặt của các nhóm phenolic hydroxyl, sắc ký trao đổi ion là một lựa chọn thay thế ngoài sắc ký pha thường hoặc pha đảo ngược thông thường để tách và tinh chế các hợp chất có tính axit này.Trong sắc ký nhanh, môi trường tách thường được sử dụng để trao đổi ion là ma trận silica gel nơi các nhóm trao đổi ion được liên kết với bề mặt của nó.Các chế độ trao đổi ion được sử dụng phổ biến nhất trong sắc ký nhanh là SCX (thường là nhóm axit sulfonic) và SAX (thường là nhóm amin bậc bốn).Trong ghi chú ứng dụng được xuất bản trước đây với tiêu đề “Ứng dụng của các cột sắc ký trao đổi cation mạnh SepaFlash trong quá trình tinh chế các hợp chất kiềm” của Santai Technologies, các cột SCX đã được sử dụng để tinh chế các hợp chất kiềm.Trong bài đăng này, một hỗn hợp các tiêu chuẩn trung tính và axit đã được sử dụng làm mẫu để khám phá ứng dụng của cột SAX trong quá trình tinh chế các hợp chất axit.
Phần thực nghiệm
Hình 1. Sơ đồ của pha tĩnh liên kết với bề mặt của môi trường phân tách SAX.
Trong bài đăng này, một cột SAX được đóng gói sẵn bằng silica liên kết amin bậc bốn đã được sử dụng (như trong Hình 1).Một hỗn hợp của Chromone và axit 2,4-dihydroxybenzoic được sử dụng làm mẫu để tinh chế (như thể hiện trong Hình 2).Hỗn hợp này được hòa tan trong metanol và được nạp vào hộp flash bằng kim phun.Thiết lập thử nghiệm của thanh lọc flash được liệt kê trong Bảng 1.
Hình 2. Cấu trúc hóa học của hai thành phần trong hỗn hợp mẫu.
Dụng cụ | Máy SepaBean™ T | |||||
hộp mực | 4 g hộp flash Dòng tiêu chuẩn SepaFlash (silica không đều, 40 - 63 μm, 60 Å, Số đặt hàng: S-5101-0004) | Hộp đèn flash SAX dòng ngoại quan 4 g SepaFlash (silica không đều, 40 - 63 μm, 60 Å, Số đặt hàng:SW-5001-004-IR) | ||||
bước sóng | 254 nm (phát hiện), 280 nm (giám sát) | |||||
Pha động | Dung môi A: N-hexan | |||||
Dung môi B: Etyl axetat | ||||||
Lưu lượng dòng chảy | 30 mL/phút | 20 mL/phút | ||||
tải mẫu | 20 mg (hỗn hợp của Thành phần A và Thành phần B) | |||||
Dốc | Thời gian (CV) | Dung môi B (%) | Thời gian (CV) | Dung môi B (%) | ||
0 | 0 | 0 | 0 | |||
1.7 | 12 | 14 | 100 | |||
3.7 | 12 | / | / | |||
16 | 100 | / | / | |||
18 | 100 | / | / |
Kết quả và thảo luận
Đầu tiên, hỗn hợp mẫu được phân tách bằng hộp flash pha thông thường được đóng gói sẵn bằng silica thông thường.Như thể hiện trong Hình 3, hai thành phần trong mẫu lần lượt được rửa giải khỏi hộp mực.Tiếp theo, hộp flash SAX được sử dụng để tinh chế mẫu.Như thể hiện trong Hình 4, Thành phần B có tính axit được giữ lại hoàn toàn trên hộp SAX.Thành phần trung tính A dần dần được rửa giải khỏi hộp bằng quá trình rửa giải của pha động.
Hình 3. Sắc ký đồ nhanh của mẫu trên hộp pha chuẩn thông thường.
Hình 4. Sắc ký đồ nhanh của mẫu trên hộp SAX.
So sánh Hình 3 và Hình 4, Thành phần A có hình dạng đỉnh không nhất quán trên hai hộp đèn nháy khác nhau.Để xác nhận xem đỉnh rửa giải có tương ứng với thành phần hay không, chúng ta có thể sử dụng tính năng quét toàn bộ bước sóng được tích hợp trong phần mềm điều khiển của máy SepaBean™.Mở dữ liệu thực nghiệm của hai lần tách, kéo đến vạch chỉ thị trên trục thời gian (CV) trong sắc ký đồ đến điểm cao nhất và điểm cao thứ hai của pic rửa giải tương ứng với Thành phần A và toàn bộ phổ bước sóng của hai lần tách này. các điểm sẽ được tự động hiển thị bên dưới biểu đồ sắc ký (như trong Hình 5 và Hình 6).So sánh dữ liệu phổ bước sóng đầy đủ của hai lần phân tách này, Thành phần A có phổ hấp thụ nhất quán trong hai thí nghiệm.Vì lý do Thành phần A có hình dạng đỉnh không nhất quán trên hai hộp mực flash khác nhau, người ta suy đoán rằng có tạp chất cụ thể trong Thành phần A có khả năng lưu giữ khác nhau trên hộp mực pha thông thường và hộp mực SAX.Do đó, trình tự rửa giải là khác nhau đối với Thành phần A và tạp chất trên hai hộp nhanh này, dẫn đến hình dạng cực đại không nhất quán trên sắc ký đồ.
Hình 5. Phổ bước sóng đầy đủ của Thành phần A và tạp chất được phân tách bằng hộp mực pha thông thường.
Hình 6. Phổ bước sóng đầy đủ của Thành phần A và tạp chất được phân tách bằng hộp SAX.
Nếu sản phẩm mục tiêu được thu thập là Thành phần A trung tính, thì có thể dễ dàng hoàn thành nhiệm vụ tinh chế bằng cách sử dụng trực tiếp hộp SAX để rửa giải sau khi nạp mẫu.Mặt khác, nếu sản phẩm mục tiêu được thu thập là Thành phần B có tính axit, thì có thể áp dụng cách thu giữ-giải phóng chỉ với một chút điều chỉnh trong các bước thử nghiệm: khi mẫu được nạp vào hộp SAX và Thành phần A trung tính được rửa giải hoàn toàn bằng dung môi hữu cơ pha thường, chuyển pha động sang dung dịch metanol chứa 5% axit axetic.Các ion axetat trong pha động sẽ cạnh tranh với Thành phần B để liên kết với các nhóm ion amin bậc bốn trên pha tĩnh của hộp SAX, do đó rửa giải Thành phần B khỏi hộp để thu được sản phẩm mục tiêu.Sắc ký đồ của mẫu được tách ở chế độ trao đổi ion được thể hiện trong Hình 7.
Hình 7. Sắc ký đồ nhanh của Thành phần B rửa giải ở chế độ trao đổi ion trên hộp SAX.
Tóm lại, mẫu có tính axit hoặc trung tính có thể được tinh chế nhanh chóng bằng hộp SAX kết hợp với hộp pha thông thường sử dụng các chiến lược tinh chế khác nhau.Hơn nữa, với sự trợ giúp của tính năng quét bước sóng đầy đủ được tích hợp trong phần mềm điều khiển của máy SepaBean™, phổ hấp thụ đặc trưng của các phân đoạn rửa giải có thể dễ dàng so sánh và xác nhận, giúp các nhà nghiên cứu nhanh chóng xác định thành phần và độ tinh khiết của các phân đoạn rửa giải, từ đó cải thiện hiệu quả công việc.
Số mặt hàng | Kích thước cột | Lưu lượng dòng chảy (mL/phút) | Áp lực tối đa (psi/thanh) |
SW-5001-004-IR | 5,9 gam | 10-20 | 400/27,5 |
SW-5001-012-IR | 23g | 15-30 | 400/27,5 |
SW-5001-025-IR | 38 gam | 15-30 | 400/27,5 |
SW-5001-040-IR | 55 g | 20-40 | 400/27,5 |
SW-5001-080-IR | 122 gam | 30-60 | 350/24.0 |
SW-5001-120-IR | 180 gam | 40-80 | 300/20.7 |
SW-5001-220-IR | 340 gam | 50-100 | 300/20.7 |
SW-5001-330-IR | 475 gam | 50-100 | 250/17.2
|
Bảng 2. Hộp flash SAX dòng ngoại quan SepaFlash.Vật liệu đóng gói: Silica liên kết SAX không đều siêu tinh khiết, 40 - 63 μm, 60 Å.
Để biết thêm thông tin về thông số kỹ thuật chi tiết của SepaBean™máy hoặc thông tin đặt hàng trên hộp đèn flash sê-ri SepaFlash, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi.
Thời gian đăng: Nov-09-2018