Types de colonnes de chromatographie HPLC
2. colonne chromatographique (type de rotation)
3. colonne chromatographique (manuel)
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Description
Paramètres techniques
Colonnes de chromatographie HPLCsont des composants essentiels de la chromatographie liquide haute performance, conçus pour séparer les mélanges complexes basés sur les interactions entre la phase stationnaire et la phase mobile. Il existe plusieurs types de colonnes, chacune adaptée à des applications spécifiques. Les colonnes en phase inverse (RP) sont les plus courantes, en utilisant une phase stationnaire non polaire comme C18 ou C8, idéale pour séparer les composés organiques polaires et non polaires. Les colonnes en phase normale (NP) utilisent une phase stationnaire polaire et une phase mobile non polaire, adaptée aux analytes polaires tels que les sucres et les stéroïdes. Les colonnes d'échange d'ions séparent les ions en fonction de leur charge, en utilisant des phases stationnaires chargées pour conserver et éluer les analytes à travers des interactions ioniques; Ils sont largement utilisés dans les applications biochimiques. Les colonnes de chromatographie d'exclusion de taille (SEC) séparent les molécules par taille, avec des molécules plus grandes éluant plus rapidement en raison de l'accès limité aux phases stationnaires poreuses, ce qui les rend précieuses pour l'analyse des polymères et des protéines. Les colonnes chirales présentent des phases stationnaires chirales pour séparer les énantiomères, cruciaux dans les produits pharmaceutiques où les stéréoisomères peuvent avoir des activités biologiques différentes. De plus, des colonnes de chromatographie d'interaction hydrophile (HILIC) sont utilisées pour les composés polaires qui ne sont pas bien retraités dans les colonnes RP, offrant un autre mécanisme de séparation. Chaque type de colonne répond aux besoins analytiques distincts, assurant des séparations précises et efficaces dans diverses industries.
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Paramètres
Introduction
Principe de base
Les colonnes chirales jouent un rôle pivot dans la séparation des énantiomères, qui sont des stéréoisomères qui sont des images miroir les uns des autres mais pas superposables. Ces colonnes utilisent des phases stationnaires chirales (CSP), généralement construites en immobilisant des monomères optiquement actifs sur du gel de silice ou des supports polymères. Les CSP créent un environnement chiral dans la colonne, permettant la différenciation des énantiomères en fonction de leurs interactions physiques distinctes avec cet environnement. Le mécanisme derrière la résolution chirale réside dans les multiples types d'interactions qui peuvent se produire entre les molécules d'analyte chiral et le CSP. Ces interactions comprennent la liaison hydrogène, les interactions dipol-dipole, l'empilement π-π, les forces électrostatiques, les effets hydrophobes et les interactions stériques ou spatiales. La combinaison de ces interactions permet à chaque énantiomère d'interagir différemment avec le CSP, entraînant des temps de rétention variables et facilitant ainsi leur séparation. Cette capacité est cruciale dans des domaines tels que les produits pharmaceutiques, où les énantiomères peuvent présenter différentes activités pharmacologiques ou toxicités, nécessitant des méthodes analytiques précises pour leur séparation et leur analyse.
types
Selon le principe de conception et la phase stationnaire, les colonnes chirales peuvent être divisées en de nombreux types, notamment la colonne chirale de pinceau, la colonne chirale de cellulose, la colonne chirale cyclodextrine, etc.
Brosser la colonne chirale
Une colonne chirale de pinceau est un type de colonne de chromatographie chirale conçue pour la séparation des énantiomères. Il dispose d'une phase stationnaire composée de polymères chiraux ou d'oligomères attachés de manière covalente à un support, créant une structure "en forme de pinceau". Cette disposition offre une surface élevée et plusieurs sites d'interaction chirale, améliorant la capacité de la colonne à se différencier entre les énantiomères à travers diverses forces intermoléculaires. Les colonnes chirales de pinceau sont évaluées à leur polyvalence, permettant à la personnalisation de cibler efficacement les séparations chirales spécifiques.
- Sur la base de la conception du motif de reconnaissance à trois points, la phase stationnaire est divisée en deux types: type de réception d'électrons π et type de fourniture d'électrons π.
- π-électron acceptant la phase stationnaire telle que (r) -n -3, 5- Dinitrobenzoylphenylglycine liée au gel de silice de -aminopropyle est plus fréquente.
- Ce type de colonne est facile à synthétiser et a un facteur de capacité et un facteur de sélection élevé, mais n'est généralement efficace que pour les composés aromatiques.
Colonne chirale de type cellulose
Une colonne chirale de cellulose utilise la cellulose, un polysaccharide chiral naturel, comme phase stationnaire. L'environnement chiral dans les colonnes de cellulose découle de sa structure moléculaire hélicoïdale, qui crée un arrangement tridimensionnel unique capable de différencier les énantiomères par des interactions stéréospécifiques. Ces colonnes sont très efficaces pour séparer un large éventail de composés chiraux, y compris les produits pharmaceutiques, les produits agrochimiques et les produits naturels. Leur capacité à fournir des séparations chirales fiables et efficaces en fait un choix populaire dans la chromatographie analytique et préparative.
- La phase stationnaire peut inclure un triacétate microcristallin, l'acide tribenzoïque, la cellulose salée à l'acide aminé triphényle, etc.
- Certains types de colonnes de cellulose, tels que les colonnes OD, montrent des séparations très élevées dans certaines conditions.
- La cellulose et l'amylose sont des polymères linéaires de d-glucose liés par -1, 4- glucoside ou -1, 4- liaisons glucoside. En raison de la chiralité des unités de glucose, chaque chaîne de polymère a une rainure hélicoïdale qui existe le long de la squelette de la cellulose. Les énantiomères entrent dans la rainure et les énantiomères sont séparés principalement par adsorption et inclusion.
Colonne chirale de type cyclodextrine
Une colonne chirale cyclodextrine utilise les cyclodextrines comme phase stationnaire pour les séparations chirales. Les cyclodextrines sont des oligosaccharides cycliques avec une cavité chirale, permettant des interactions stéréospécifiques avec les énantiomères. Ils forment des complexes d'inclusion où l'ajustement des énantiomères dans la cavité diffère, facilitant leur séparation. Ces colonnes sont très efficaces pour résoudre un large éventail de composés chiraux, y compris les produits pharmaceutiques, les saveurs et les parfums. Leur sélectivité et leur efficacité en font un choix populaire dans la chromatographie analytique et préparative pour atteindre la résolution optique des isomères.
- Les molécules de cyclodextrine forment un cône, formant une grotte dont la taille des pores est déterminée par le nombre d'unités de glucopyranose qui composent la cyclodextrine.
- Les types courants de cyclodextrines comprennent, et, qui contiennent respectivement des unités de glucopyranose 6, 7 et 8, parmi lesquelles la fixation chirale-Cyclodextrine est la plus utilisée.
- La structure spéciale de la cyclodextrine le rend différentes caractéristiques de séparation des colonnes chromatographiques chirales polysaccharides. Les molécules de cyclodextrine sont hydrophiles à l'extérieur et lipophiles à l'intérieur. Par conséquent, les molécules organiques lipophiles avec une taille et une forme appropriées, en particulier les composés aromatiques, peuvent pénétrer dans la cavité de la cyclodextrine et former une liaison non covalente avec le complexe d'inclusion hôte-invité pour la séparation chirale.
Applications
Analyse de l'activité biologique chirale
Dans les domaines de la biochimie et de la biomédecine, des colonnes de chromatographie chirale sont utilisées pour analyser les composés chiraux avec une activité biologique, tels que les médicaments, les pesticides, les produits naturels, etc.
Préparation chirale
Dans les industries pharmaceutiques, pesticides, cosmétiques et autres, des colonnes de chromatographie chirale sont utilisées pour séparer et purifier les composés chiraux afin d'améliorer la pureté et l'effet des produits. Par exemple, les médicaments chiraux de haute pureté peuvent être préparés par des colonnes de chromatographie chirale pour répondre aux besoins du traitement clinique et du développement de médicaments.
Polymères chiraux
Dans le domaine de la synthèse organique, de la catalyse chirale et d'autres domaines, les colonnes de chromatographie chirale jouent également un rôle important. Par exemple, les colonnes de chromatographie chirale peuvent être utilisées pour séparer et purifier les matériaux polymères avec une chiralité spécifique, ce qui fournit un fort soutien à la recherche et à l'application de matériaux en polymère.
Précautions
Sélectionnez la colonne de droite
Selon les propriétés chimiques et la structure moléculaire de l'échantillon à tester, sélectionnez le type de colonne chirale droite. Différents types de phases stationnaires ont des caractéristiques de séparation différentes et des plages d'application, elles doivent donc être sélectionnées en fonction de circonstances spécifiques.
Optimisation des conditions de séparation
Lorsque vous utilisez des colonnes chirales, il est nécessaire d'optimiser les conditions de séparation, telles que la composition de la phase mobile, de la valeur du pH, du débit, etc. La sélection de ces conditions affectera directement l'effet de séparation et le degré de séparation.
Faites attention à l'entretien et à l'entretien de la colonne
Afin de prolonger la durée de vie de la colonne chirale et d'améliorer l'effet de séparation, la colonne doit être nettoyée et maintenue régulièrement. Dans le même temps, il est nécessaire de faire attention à éviter les dommages à la colonne pendant l'utilisation, comme éviter l'utilisation de solvants incompatibles et éviter une pression excessive.
Enregistrement et analyse des résultats expérimentaux
Lors de la réalisation d'expériences avec des colonnes chirales, il est nécessaire d'enregistrer les conditions de fonctionnement et les résultats expérimentaux en détail. Grâce à l'analyse et à la comparaison des résultats expérimentaux, nous pouvons optimiser davantage les conditions de séparation et améliorer l'effet de séparation.
Colonne hilic à base de polymère
Colonne hilic à base de polymère dansTypes de colonnes de chromatographie HPLCest un outil efficace pour séparer les composés polaires, qui joue un rôle important dans la technologie de chromatographie liquide à haute performance (HPLC). Les éléments suivants seront introduits en détail des caractéristiques, des principes, des applications et des précautions des colonnes hilic basées sur le polymère.
Caractéristiques
Sélectivité élevée
En raison des groupes polaires sur la phase fixe de la colonne hilic à base de polymère, ces groupes peuvent interagir fortement avec les composés polaires par liaison hydrogène, interaction dipôle-dipole et autres mécanismes, afin d'atteindre une séparation hautement sélective.
Convient pour une variété de composés
La colonne hilic à base de polymère convient à la séparation de nombreux types de composés polaires, tels que les sucres, les acides aminés, les peptides, les nucléotides, etc.
Durabilité
La phase stationnaire en polymère a généralement une bonne stabilité chimique et mécanique, de sorte que la colonne Hilic à base de polymère a une bonne durabilité et peut répondre aux besoins d'une analyse à long terme et à haute fréquence.
Principe
Le principe de séparation de la colonne Hilic à base de polymère est principalement basé sur le mécanisme de chromatographie d'interaction hydrophile (HILIC). En mode hilic, la phase stationnaire est un polymère avec des groupes polaires qui peuvent lier l'eau dans la phase mobile pour former une «couche riche en eau». Les analytes peuvent entrer dans cette "couche riche en eau" et être conservées, tandis que différents composés peuvent être séparés en raison de différents coefficients de partition dans la "couche riche en eau" et de la phase mobile. De plus, les groupes polaires sur la surface de la phase stationnaire peuvent également former des liaisons hydrogène et des interactions dipol-dipole avec les analytes pour améliorer davantage l'effet de séparation.
applications
Analyse du sucre
La colonne Hilic à base de polymère peut séparer efficacement divers sucres, tels que le glucose, le fructose, le galactose, etc. Ces sucres jouent un rôle important dans l'approvisionnement énergétique et le soutien structurel dans les organismes, donc leur analyse quantitative est d'une grande importance pour l'étude des échantillons biologiques.
Analyse des acides aminés et des peptides
La colonne hilic à base de polymère peut séparer divers acides aminés et peptides, tels que la sérine, l'acide glutamique, l'arginine, etc. Ces composés sont les éléments constitutifs de base des protéines, donc leur analyse quantitative joue un rôle clé dans la recherche sur les protéines.
Analyse nucléotidique
Les colonnes hilic à base de polymère peuvent séparer divers nucléotides, tels que l'adénylate, le guanylate, les nucléotides de cytosine, etc. Les nucléotides sont les composants de base de l'ADN et de l'ARN, donc leur analyse quantitative est d'une grande signification pour la recherche sur l'acide nucléique.
Précautions
Sélection de phase mobile
Une partie de la phase mobile doit contenir un solvant polaire (au moins 3%) afin que la couche hydrophile puisse être adsorbée à la surface de phase stationnaire. Un mélange d'acétonitrile et d'eau est généralement utilisé comme phase mobile, et l'effet de séparation est contrôlé en ajustant le rapport des deux.
01
Préparation des échantillons
Étant donné que le groupe de phase mobile faible dans Hilic est divisé en acétonitrile, le diluant échantillon a idéalement la même composition d'acétonitrile que la condition de phase mobile initiale. Cependant, la plupart des analytes polaires ont une solubilité limitée dans des solvants à rapport organique élevé, de sorte que l'acétonitrile \/ méthanol (75\/25) est recommandé comme mince d'échantillon. Si l'échantillon est soluble dans l'eau, il peut être dissous avec de l'eau puis dilué avec de l'acétonitrile avant l'injection.
02
Temps d'équilibre
Un temps d'équilibre insuffisant entraînera une dérive du temps de rétention. Par conséquent, avant d'utiliser des colonnes hilic à base de polymère, il est nécessaire de s'assurer que les colonnes sont adéquatement équilibrées.
03
Conservation de colonne
Un stockage à court terme peut être placé dans de l'acétonitrile \/ eau (95\/5), s'il n'est pas utilisé pendant longtemps, il doit être stocké en acétonitrile pur, et les bouchons aux deux extrémités de la colonne chromatographique sont resserrés et scellés pour empêcher le lit de colonne de "sécher".
04
Les colonnes de chromatographie à interaction hydrophile (HILIC) à base de polymère représentent une progression significative de la technologie HPLC, offrant des applications prometteuses et une valeur de recherche substantielle. Ces colonnes excellent en raison de leur sélectivité élevée, permettant la séparation efficace des composés polaires qui sont souvent difficiles à analyser avec des méthodes traditionnelles en phase inversée. Leur polyvalence leur permet de gérer un large spectre de composés, des petites molécules aux biomolécules comme les peptides et les nucléotides, ce qui les rend inestimables dans l'analyse des échantillons biologiques. La durabilité des colonnes hilic à base de polymère contribue également à leur fiabilité à long terme. Pour garantir des résultats précis et reproductibles, il est crucial de sélectionner soigneusement la phase mobile, d'optimiser les procédures de préparation des échantillons, de permettre un temps d'équilibrage de colonne et d'adhérer aux pratiques de stockage de colonnes appropriées. Ces considérations aident à maintenir les performances de la colonne et à prolonger sa durée de vie, renforçant son importance dans la chimie analytique moderne.
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