Banner ειδήσεων

Νέα

Η εφαρμογή των στηλών χρωματογραφίας ανταλλαγής ανιόντων SepaFlash Strong στον καθαρισμό όξινων ενώσεων

Η εφαρμογή του SepaFlash Strong

Rui Huang, Bo Xu
Κέντρο Ε&Α εφαρμογών

Εισαγωγή
Η χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων (IEC) είναι μια χρωματογραφική μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως για τον διαχωρισμό και τον καθαρισμό των ενώσεων που παρουσιάζονται σε ιοντική μορφή σε διάλυμα.Σύμφωνα με τις διαφορετικές καταστάσεις φορτίου των ανταλλάξιμων ιόντων, το IEC μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους, τη χρωματογραφία ανταλλαγής κατιόντων και τη χρωματογραφία ανταλλαγής ανιόντων.Στη χρωματογραφία ανταλλαγής κατιόντων, οι όξινες ομάδες συνδέονται με την επιφάνεια των μέσων διαχωρισμού.Για παράδειγμα, το σουλφονικό οξύ (-SO3H) είναι μια ομάδα που χρησιμοποιείται συνήθως στην ανταλλαγή ισχυρών κατιόντων (SCX), η οποία διασπά το Η+ και η αρνητικά φορτισμένη ομάδα -SO3- μπορεί έτσι να προσροφήσει άλλα κατιόντα στο διάλυμα.Στη χρωματογραφία ανταλλαγής ανιόντων, οι αλκαλικές ομάδες συνδέονται με την επιφάνεια των μέσων διαχωρισμού.Για παράδειγμα, η τεταρτοταγής αμίνη (-NR3OH, όπου το R είναι ομάδα υδρογονάνθρακα) χρησιμοποιείται συνήθως σε ανταλλαγή ισχυρών ανιόντων (SAX), η οποία διασπά το OH- και η θετικά φορτισμένη ομάδα -N+R3 μπορεί να προσροφήσει άλλα ανιόντα στο διάλυμα, με αποτέλεσμα ανιόν εφέ ανταλλαγής.

Μεταξύ των φυσικών προϊόντων, τα φλαβονοειδή έχουν προσελκύσει την προσοχή των ερευνητών λόγω του ρόλου τους στην πρόληψη και τη θεραπεία των καρδιαγγειακών παθήσεων.Δεδομένου ότι τα μόρια φλαβονοειδών είναι όξινα λόγω της παρουσίας φαινολικών υδροξυλομάδων, η ιοντοανταλλακτική χρωματογραφία είναι μια εναλλακτική επιλογή επιπλέον της συμβατικής χρωματογραφίας κανονικής φάσης ή αντίστροφης φάσης για τον διαχωρισμό και τον καθαρισμό αυτών των όξινων ενώσεων.Στη χρωματογραφία flash, το μέσο διαχωρισμού που χρησιμοποιείται συνήθως για την ανταλλαγή ιόντων είναι η μήτρα πυριτικής πηκτής όπου οι ομάδες ανταλλαγής ιόντων συνδέονται με την επιφάνειά της.Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι τρόποι ανταλλαγής ιόντων στη χρωματογραφία flash είναι ο SCX (συνήθως ομάδα σουλφονικού οξέος) και ο SAX (συνήθως ομάδα τεταρτοταγούς αμίνης).Στο προηγουμένως δημοσιευμένο σημείωμα εφαρμογής με τίτλο «The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds» της Santai Technologies, χρησιμοποιήθηκαν στήλες SCX για τον καθαρισμό αλκαλικών ενώσεων.Σε αυτήν την ανάρτηση, ένα μείγμα ουδέτερων και όξινων προτύπων χρησιμοποιήθηκε ως δείγμα για τη διερεύνηση της εφαρμογής στηλών SAX στον καθαρισμό όξινων ενώσεων.

Πειραματικό Τμήμα

Σχήμα 1. Το σχηματικό διάγραμμα της στατικής φάσης που συνδέεται με την επιφάνεια του μέσου διαχωρισμού SAX.

Σε αυτήν την ανάρτηση, χρησιμοποιήθηκε μια στήλη SAX προ-συσκευασμένη με κολλημένο πυρίτιο τεταρτοταγούς αμίνης (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1).Ένα μίγμα Χρωμόνης και 2,4-διυδροξυβενζοϊκού οξέος χρησιμοποιήθηκε ως δείγμα προς καθαρισμό (όπως φαίνεται στο Σχήμα 2).Το μίγμα διαλύθηκε σε μεθανόλη και φορτώθηκε στο φυσίγγιο flash με έναν εγχυτήρα.Η πειραματική ρύθμιση του καθαρισμού flash παρατίθεται στον Πίνακα 1.

Εικόνα 2. Η χημική δομή των δύο συστατικών στο μείγμα του δείγματος.

Οργανο

Μηχάνημα SepaBean™ Τ

Φυσίγγια

Κασέτα φλας 4 g SepaFlash Standard Series (ακανόνιστο πυρίτιο, 40 - 63 μm, 60 Å, Αριθμός παραγγελίας: S-5101-0004)

Κασέτα flash SAX SepaFlash Bonded Series 4 g (ακανόνιστο πυρίτιο, 40 - 63 μm, 60 Å, αριθμός παραγγελίας: SW-5001-004-IR)

Μήκος κύματος

254 nm (ανίχνευση), 280 nm (παρακολούθηση)

Κινητή φάση

Διαλύτης Α: Ν-εξάνιο

Διαλύτης Β: Οξεικός αιθυλεστέρας

Ρυθμός ροής

30 mL/min

20 mL/min

Φόρτωση δείγματος

20 mg (ένα μείγμα συστατικού Α και συστατικού Β)

Βαθμίδα

Χρόνος (Βιογραφικό)

Διαλύτης Β (%)

Χρόνος (Βιογραφικό)

Διαλύτης Β (%)

0

0

0

0

1.7

12

14

100

3.7

12

/

/

16

100

/

/

18

100

/

/

Αποτελέσματα και συζήτηση

Πρώτον, το μίγμα του δείγματος διαχωρίστηκε με ένα φυσίγγιο φλας κανονικής φάσης προσυσκευασμένο με κανονικό πυρίτιο.Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, τα δύο συστατικά στο δείγμα εκλούστηκαν από το φυσίγγιο το ένα μετά το άλλο.Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε ένα φυσίγγιο flash SAX για τον καθαρισμό του δείγματος.Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, το όξινο συστατικό Β διατηρήθηκε πλήρως στο φυσίγγιο SAX.Το ουδέτερο συστατικό Α εκλούστηκε σταδιακά από το φυσίγγιο με την έκλουση της κινητής φάσης.

Εικόνα 3. Το χρωματογράφημα flash του δείγματος σε φυσίγγιο κανονικής φάσης.

Εικόνα 4. Το χρωματογράφημα flash του δείγματος σε φυσίγγιο SAX.
Συγκρίνοντας το Σχήμα 3 και το Σχήμα 4, το στοιχείο Α έχει ασυνεπές σχήμα κορυφής στις δύο διαφορετικές κασέτες φλας.Για να επιβεβαιώσουμε εάν η κορυφή έκλουσης αντιστοιχεί στο εξάρτημα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη λειτουργία σάρωσης πλήρους μήκους κύματος που είναι ενσωματωμένη στο λογισμικό ελέγχου της μηχανής SepaBean™.Ανοίξτε τα πειραματικά δεδομένα των δύο διαχωρισμών, σύρετε στη γραμμή δείκτη στον άξονα χρόνου (CV) στο χρωματογράφημα στο υψηλότερο σημείο και στο δεύτερο υψηλότερο σημείο της κορυφής έκλουσης που αντιστοιχεί στο στοιχείο Α και το πλήρες φάσμα μήκους κύματος αυτών των δύο Τα σημεία θα εμφανίζονται αυτόματα κάτω από το χρωματογράφημα (όπως φαίνεται στο Σχήμα 5 και στο Σχήμα 6).Συγκρίνοντας τα δεδομένα πλήρους φάσματος μήκους κύματος αυτών των δύο διαχωρισμών, το συστατικό Α έχει σταθερό φάσμα απορρόφησης σε δύο πειράματα.Λόγω του ότι το Εξάρτημα Α έχει ασυνεπές σχήμα κορυφής σε δύο διαφορετικά φυσίγγια φλας, εικάζεται ότι υπάρχει ειδική ακαθαρσία στο Εξάρτημα Α που έχει διαφορετική συγκράτηση στο φυσίγγιο κανονικής φάσης και στο φυσίγγιο SAX.Επομένως, η αλληλουχία έκλουσης είναι διαφορετική για το συστατικό Α και την ακαθαρσία σε αυτά τα δύο φυσίγγια φλας, με αποτέλεσμα το ασυνεπές σχήμα κορυφής στα χρωματογραφήματα.

Εικόνα 5. Το πλήρες φάσμα μήκους κύματος του Συστατικού Α και η ακαθαρσία που διαχωρίζεται από φυσίγγιο κανονικής φάσης.

Εικόνα 6. Το πλήρες φάσμα μήκους κύματος του Συστατικού Α και η ακαθαρσία που διαχωρίζεται με φυσίγγιο SAX.

Εάν το προϊόν-στόχος που πρόκειται να συλλεχθεί είναι το ουδέτερο συστατικό Α, η εργασία καθαρισμού μπορεί εύκολα να ολοκληρωθεί με απευθείας χρήση του φυσιγγίου SAX για έκλουση μετά τη φόρτωση του δείγματος.Από την άλλη πλευρά, εάν το προϊόν στόχος που πρόκειται να συλλεχθεί είναι το όξινο συστατικό Β, ο τρόπος σύλληψης-απελευθέρωσης θα μπορούσε να υιοθετηθεί μόνο με μια μικρή προσαρμογή στα πειραματικά βήματα: όταν το δείγμα φορτώθηκε στο φυσίγγιο SAX και στο ουδέτερο συστατικό Α εκλούστηκε πλήρως με οργανικούς διαλύτες κανονικής φάσης, αλλάξτε την κινητή φάση σε διάλυμα μεθανόλης που περιέχει 5% οξικό οξύ.Τα οξικά ιόντα στην κινητή φάση θα ανταγωνίζονται το συστατικό Β για τη σύνδεση με τις ομάδες ιόντων τεταρτοταγούς αμίνης στη στατική φάση του φυσιγγίου SAX, εκλούοντας έτσι το συστατικό Β από το φυσίγγιο για να ληφθεί το προϊόν-στόχος.Το χρωματογράφημα του δείγματος που διαχωρίστηκε σε λειτουργία ανταλλαγής ιόντων φαίνεται στο Σχήμα 7.

Σχήμα 7. Το χρωματογράφημα flash του Συστατικού Β εκλούστηκε σε λειτουργία ανταλλαγής ιόντων σε φυσίγγιο SAX.

Συμπερασματικά, το όξινο ή ουδέτερο δείγμα θα μπορούσε να καθαριστεί γρήγορα με φυσίγγιο SAX σε συνδυασμό με φυσίγγιο κανονικής φάσης χρησιμοποιώντας διαφορετικές στρατηγικές καθαρισμού.Επιπλέον, με τη βοήθεια της δυνατότητας σάρωσης πλήρους μήκους κύματος που είναι ενσωματωμένη στο λογισμικό ελέγχου της μηχανής SepaBean™, το χαρακτηριστικό φάσμα απορρόφησης των εκλουόμενων κλασμάτων μπορούσε εύκολα να συγκριθεί και να επιβεβαιωθεί, βοηθώντας τους ερευνητές να προσδιορίσουν γρήγορα τη σύνθεση και την καθαρότητα των εκλουόμενων κλασμάτων και έτσι να βελτιώσουν αποδοτικότητα εργασίας.

Αριθμός αντικειμένου

Μέγεθος στήλης

Ρυθμός ροής

(mL/min)

Μέγιστη πίεση

(psi/bar)

SW-5001-004-IR

5,9 γρ

10-20

400/27,5

SW-5001-012-IR

23 γρ

15-30

400/27,5

SW-5001-025-IR

38 γρ

15-30

400/27,5

SW-5001-040-IR

55 γρ

20-40

400/27,5

SW-5001-080-IR

122 γρ

30-60

350/24,0

SW-5001-120-IR

180 γρ

40-80

300/20.7

SW-5001-220-IR

340 γρ

50-100

300/20.7

SW-5001-330-IR

475 γρ

50-100

250/17.2

 

Πίνακας 2. Κασέτες φλας SAX SepaFlash Bonded Series.Υλικά συσκευασίας: Εξαιρετικά καθαρό ακανόνιστο διοξείδιο του πυριτίου SAX, 40 - 63 μm, 60 Å.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις λεπτομερείς προδιαγραφές του SepaBean™μηχάνημα ή τις πληροφορίες παραγγελίας για τα δοχεία φλας της σειράς SepaFlash, επισκεφτείτε τον ιστότοπό μας.


Ώρα δημοσίευσης: Νοε-09-2018