Separation characterization of a new zwitterion zwitterion-bonded HILIC column

Význam tématu

Hydrofobně-interakční chromatografie v uspořádání HILIC se stala klíčovou metodou pro separaci vysoce polárních látek v oblastech metabolomiky a potravinářské analýzy. Umožňuje účinně rozlišit sloučeniny, které jsou obtížně analyzovatelné pomocí klasických reverzních fází.

Cíle a přehled studie

Studie si kladla za cíl vyvinout novou zvířecí neutrónovou (zwitterionovou) stacionární fázi pro HILIC na bázi křemíkových částic s třemi velikostmi pórů (100, 200, 300 Å). Pomocí metody SI-ATRP s vlastním zwitterionovým monomerem bylo připraveno šest odlišných sloupců (ZH-série), které byly testovány na separaci nukleových bází a nukleosidů.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava 3 µm křemíkových částic se středními póry 100, 200 a 300 Å
• Modifikace SI-ATRP s 200 mg nebo 600 mg zwitterionového monomeru
• Baleni do sloupců 3.0 mm I.D. × 100 mm při tlaku 60 MPa
• Charakterizace pomocí LC testu dle Kawachi et al.
• Instrumentace: Shimadzu Nexera XS series, UV detekce 254 nm, teplota 30 °C

Hlavní výsledky a diskuse

• Zvýšením množství monomeru došlo k zesílení aniontových a kationtových výměnných vlastností a k nárůstu tloušťky vodou obohacené vrstvy
• Nejlepší separační výkon pro sedm analyzovaných vzorků vykázal sloupec ZH-200Å-600
• Částice s póry 100 Å poskytují vyšší retenci, 200 Å nabízejí vyvážený kompromis mezi retencí, selektivitou a účinností
• Při nižší koncentraci monomeru se objevila spolueluce některých nukleosidů a změna pořadí eluce mezi adenosinem a uridinem
• Byla navržena nová selektivní veličina α(U/A) jako indikátor tloušťky vodní vrstvy v HILIC

Přínosy a praktické využití metody

• Že ZH-série konkuruje komerčním HILIC fázím v selektivitě a může nabídnout lepší rozlišení izomerů
• Vyšší obsah monomeru umožňuje zlepšení strukturní selektivity
• Metoda je vhodná pro aplikace v metabolomice, potravinářských analýzách i kvalitativní a kvantitativní kontrole nukleových látek

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace množství polymeru a balicích podmínek pro zvýšení účinnosti separace
• Vývoj inertních kolónových hardware pro analýzu nukleotidů
• Propojení parametrů selektivity (α(U/A), α(OH)) s vlastnostmi vodní vrstvy a kinetikou hmotového přenosu

Závěr

Nově připravené zwitterionové HILIC sloupce ukázaly srovnatelnou až lepší selektivitu než komerční fáze. Regulace množství monomeru prostřednictvím SI-ATRP umožňuje cílené ovládání retence a selectivity, přičemž α(U/A) představuje perspektivní metriku pro popis vlastností vodní vrstvy.

Reference

• Y. Kawachi et al., J. Chromatogr. A, 2011, 1218, 5903–5919
• D. Garcia-Gomez et al., Trends Anal. Chem., 2013, 47, 111–128
• S. Arase et al., J. Pharm. Biomed. Anal., 2018, 158, 307–316
• T. Ikegami et al., J. Chromatogr. A, 2021, 1638, 461850