Using Isocratic Preparative Liquid Chromatography as a Quick First-Step Purification for Natural Product Isolation
Aplikace | 2013 | WatersInstrumentace
Purifikace složitých směsí přírodních produktů je klíčovým krokem pro získání biologicky aktivních molekul s vysokou čistotou. Isokratická přípravná kapalinová chromatografie nabízí rychlý a efektivní způsob předčištění hrubých extraktů před náročnějšími chromatografickými etapami. Díky nižší spotřebě rozpouštědel a zkráceným cyklům zpracování zvyšuje produktivitu i ekonomickou udržitelnost izolace cílových sloučenin.
Práce se zabývá optimalizací isokratické přípravné LC jako prvního kroku při izolaci dvou modelových látek z rostlinných extraktů: polarního flavonoidu eriocitrinu z máty peprné a lipofilní karnozové kyseliny z rozmarýnu. Srovnávají se běžné gradienční metody s návrhem isokratických metod z pohledu čistoty produktu, doby analýzy a spotřeby organického rozpouštědla.
Vzorky byly připraveny extrakcí suché drogy:
Pro eriocitrin byly porovnány metody:
Pro karnozovou kyselinu bylo jednorázovým isokratickým během na 70 % B po dobu 7 min izolováno ve dvou frakcích, z nichž druhá dosáhla 100 % čistoty UV. První frakce (73 %) obsahovala dobře oddělené nečistoty, vhodné k následné cílené separaci.
Implementace isokratické přípravné LC jako první kroku či finální etapy přináší:
Očekávané směry vývoje zahrnují:
Isokratická přípravná kapalinová chromatografie se osvědčila jako rychlý, ekonomický a spolehlivý nástroj pro prvotní čistění složitých přírodních extraktů. Umožňuje významně zkrátit dobu analýzy a snížit spotřebu rozpouštědel, přičemž zachovává dostatečnou čistotu cílových sloučenin. Doporučený workflow lze snadno implementovat v rutinních i výzkumných laboratořích jako první krok vícekrokových purifikačních postupů.
PrepLC
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Purifikace složitých směsí přírodních produktů je klíčovým krokem pro získání biologicky aktivních molekul s vysokou čistotou. Isokratická přípravná kapalinová chromatografie nabízí rychlý a efektivní způsob předčištění hrubých extraktů před náročnějšími chromatografickými etapami. Díky nižší spotřebě rozpouštědel a zkráceným cyklům zpracování zvyšuje produktivitu i ekonomickou udržitelnost izolace cílových sloučenin.
Cíle a přehled studie / článku
Práce se zabývá optimalizací isokratické přípravné LC jako prvního kroku při izolaci dvou modelových látek z rostlinných extraktů: polarního flavonoidu eriocitrinu z máty peprné a lipofilní karnozové kyseliny z rozmarýnu. Srovnávají se běžné gradienční metody s návrhem isokratických metod z pohledu čistoty produktu, doby analýzy a spotřeby organického rozpouštědla.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky byly připraveny extrakcí suché drogy:
- Eriocitrin: macerace ve směsi methanol–voda 80:20, filtrace, analytická a preparativní separace na sloupech XSelect C18 (analytický i prep) s detekcí při 220 nm.
- Karnosic acid: superkritická extrakce CO₂/methanol na systému MV-10 ASFE, následná LC na sloupech XBridge C18 (analytický i prep).
- Waters AutoPurification System řízený softwarem MassLynx pro LC experimenty.
- Waters MV-10 ASFE System řízený ChromScope pro superkritickou extrakci.
- Detekce UV při 220 nm, průtoky analytické 1,46 mL/min a preparativní 25 mL/min.
Hlavní výsledky a diskuse
Pro eriocitrin byly porovnány metody:
- Gradientní přímé škálování: čistota ~96 %, doba 20 min, spotřeba ~204 mL acetonitrilu.
- Focused gradient: čistota 100 %, doba 26 min, spotřeba ~194 mL.
- Isokratické metody na 23 % B: čistota ~89 %, nejkratší doba 5 min (116 mL), varianta s praním sloupce 17 min (177 mL) a optimalizované načítání při 0 % B (17 min, 162 mL).
Pro karnozovou kyselinu bylo jednorázovým isokratickým během na 70 % B po dobu 7 min izolováno ve dvou frakcích, z nichž druhá dosáhla 100 % čistoty UV. První frakce (73 %) obsahovala dobře oddělené nečistoty, vhodné k následné cílené separaci.
Přínosy a praktické využití metody
Implementace isokratické přípravné LC jako první kroku či finální etapy přináší:
- Výrazné zkrácení doby cyklu až na 5 min, což umožňuje rychlé předčištění a uvolnění sloupce pro další analýzy.
- Snížení spotřeby organických rozpouštědel o více než 30 % oproti gradienčním protokolům.
- Jednoduchost přenesení z analytiky do přípravné fáze bez složitých gradientních optimalizací.
- Vysokou robustnost a reprodukovatelnost metod i při vysokých nástrelech vzorku.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry vývoje zahrnují:
- Automatizované optimalizační algoritmy pro rychlé stanovení optimální %B pro různorodé vzorky.
- Integraci s hmotnostní detekcí pro cílenou frakcionaci stopových složek.
- Využití green chemistry přístupů s obnovitelnými či méně toxickými rozpouštědly.
- Rozšíření do víceúrovňových dimenzionálních chromatografií, kde isokratické kroky slouží jako účinné předčištění.
Závěr
Isokratická přípravná kapalinová chromatografie se osvědčila jako rychlý, ekonomický a spolehlivý nástroj pro prvotní čistění složitých přírodních extraktů. Umožňuje významně zkrátit dobu analýzy a snížit spotřebu rozpouštědel, přičemž zachovává dostatečnou čistotu cílových sloučenin. Doporučený workflow lze snadno implementovat v rutinních i výzkumných laboratořích jako první krok vícekrokových purifikačních postupů.
Reference
- Shan Y, Seidel-Morgenstern A. Analysis of the Isolation of a Target Component using Multicomponent Isocratic Preparative Elution Chromatography. Journal of Chromatography A. 2004;1041:53–62.
- Guan H, Broyles BS, Guiochon G. Modeling of the Influence of the Experimental Conditions on the Separation of the Components of a Binary Mixture in Isocratic Overloaded Elution Preparative Chromatography. Journal of Chromatography A. 1996;734:49–62.
- Zhou T, Zhao W, Fan G, Chai Y, Wu Y. Isolation and Purification of Iridoid Glycosides from Gardenia Jasminoides Ellis by Isocratic Reversed-Phase Two-Dimensional Preparative High-Performance Liquid Chromatography with Column Switch Technology. Journal of Chromatography B. 2007;858:296–301.
- Wong V, Shalliker RA. Isolation of the Active Constituents in Natural Materials by ‘Heart-Cutting’ Isocratic Reversed-Phase Two-Dimensional Liquid Chromatography. Journal of Chromatography A. 2004;1036:15–24.
- Felinger A, Guiochon G. Comparing the Optimum Performance of the Different Modes of Preparative Liquid Chromatography. Journal of Chromatography A. 1998;796:59–74.
- Koza P, Gonnot V, Pelletier J. Right-First-Time Preparative Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Purification. ACS Combinatorial Science. 2012;14:273–279.
- Fecka I, Turek S. Determination of Water-Soluble Polyphenolic Compounds in Commercial Herbal Teas from Lamiaceae: Peppermint, Melissa, and Sage. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2007;55:10908–10917.
- Herrero M, Plaza M, Cifuentes A, Ibáñez E. Green Processes for the Extraction of Bioactives from Rosemary: Chemical and Functional Characterization via UPLC–MS/MS and In-vitro Assays. Journal of Chromatography A. 2010;1217:2512–2520.
- Jablonski JM, Wheat TE, Diehl DM. Developing Focused Gradients for Isolation and Purification. Waters Application Note 720002955en. 2009.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Improving Resolution and Column Loading Systematically in Preparative Liquid Chromatography for Isolating a Minor Component from Peppermint Extract
2013|Waters|Aplikace
Improving Resolution and Column Loading Systematically in Preparative Liquid Chromatography for Isolating a Minor Component from Peppermint Extract Jo-Ann M. Jablonski and Rui Chen Waters Corporation, Milford, MA, USA A P P L I C AT I O N B…
Klíčová slova
preparative, preparativesystematically, systematicallyxselect, xselectacd, acdloading, loadingcolumn, columncsh, cshautopurification, autopurificationimproving, improvingstrong, strongresolution, resolutionprep, prepsolvent, solventchromatography, chromatographypeppermint
Application Solutions For Preparative-Scale chromatography
2011|Waters|Příručky
Application Solutions For P re parat iv e-Scal e C hromatogra phy APPLICATION SOLUTIONS FOR PREPARATIVE-SCALE CHROMATOGRAPHY 4 Introduction 5 UV-Directed Purification of a Small-Scale Organic Synthesis 9 Preparatory Chromatography of Natural Product Extracts Utilizing a UV-Based Open Access Walk-Up…
Klíčová slova
purification, purificationpreparative, preparativetime, timegradient, gradientpreparatory, preparatoryfocused, focusedfraction, fractionglucoraphanin, glucoraphaninisolation, isolationscale, scaleuction, uctionfractionlynx, fractionlynxconclu, concludirected, directedwaters
Improving the Productivity in Isolating a Naturally Occurring Bioactive Compound Using Supercritical Fluid Extraction and Preparative Supercritical Fluid Chromatography
2015|Waters|Aplikace
Improving the Productivity in Isolating a Naturally Occurring Bioactive Compound Using Supercritical Fluid Extraction and Preparative Supercritical Fluid Chromatography John McCauley, Jo-Ann Jablonski, Andrew Aubin, and Rui Chen Waters Corporation, Milford, MA, USA A P P L I C AT…
Klíčová slova
sfc, sfcisolating, isolatingbioactive, bioactivenaturally, naturallyoccurring, occurringproductivity, productivityscan, scanisopropanol, isopropanolsfe, sfeimproving, improvingdiode, diodearray, arraytime, timemin, minnitro
Improving Productivity in Purifying Antroquinonol Using UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC2) and Preparative Supercritical Fluid Chromatography (Prep SFC)
2014|Waters|Aplikace
Improving Productivity in Purifying Antroquinonol Using UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC 2) and Preparative Supercritical Fluid Chromatography (Prep SFC) Rui Chen,1 John McCauley,1 Jo-Ann Jablonski,1 Carol Fang,2 and Jacquelyn Runco1 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA 2 Waters Taiwan, Taipei City,…
Klíčová slova
antroquinonol, antroquinonolsfc, sfcuplc, uplcautopurification, autopurificationpurification, purificationprep, prepimpurity, impurityacquity, acquityscan, scandiode, diodeisopropanol, isopropanolproductivity, productivitymin, mintime, timeesi