親水相互作用色譜是分析極性化合物使用的方法,。
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中文名
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親水相互作用色譜
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外文名
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hydrophilic interaction chromatography
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簡(jiǎn) 稱
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HILIC
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分析物
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極性化合物
親水相互作用色譜長(zhǎng)期被人們使用,,但是HILIC這個(gè)名詞僅僅是最近才被使用。
分析物通常是極性化合物,,如極性代謝物,,碳水化合物或肽。
HILIC 可以被看作正相色譜向水性流動(dòng)相領(lǐng)域的延續(xù),。
流動(dòng)相是水相緩沖液(< 40%)及有機(jī)溶劑。
固定相是強(qiáng)親水性的極性吸附劑,,如硅膠鍵合相,,極性聚合物填料或離子交換吸附劑,。
這些固定相的共同特點(diǎn)是它們和水的作用力很強(qiáng),因此屬于“親水性”,。
HILIC模式使用的梯度和反相模式相反,。初始條件包括高比例有機(jī)相,典型的濃度是95%有機(jī)相如乙腈,,逐步降低到水相。
因此,,HILIC色譜又被稱為反反相色譜(reversed-reversed-phase),。
HILIC色譜柱是親水相互作用色譜柱,其保留模式類似于正相,,同時(shí)又突破了正相模式的溶劑局限。
分離原理:采用反相流動(dòng)相體系,,而按照正相順序出峰,。
通過親水性相互作用,可有效的HILIC色譜柱中因保留能力弱而難分離的強(qiáng)極性化合物,。
常見的可分離的樣品:糖類,人參皂苷,,多肽等在C18柱上保留較差的樣品,。
HILIC色譜柱與C18柱的比較
親水相互作用色譜屬于正相色譜。
它與反相色譜有著相反的作用方式:親水性低(疏水性強(qiáng))的化合物將會(huì)先被溶出,。
使用C18柱分析親水性化合物時(shí),一般都要使用離子對(duì)試劑,。
而由于HILIC不需使用任何離子對(duì)試劑,,所以由離子對(duì)試劑引起的平衡時(shí)間長(zhǎng),色譜柱劣化加快,,流動(dòng)相調(diào)制復(fù)雜等諸多問題都將不復(fù)存在。
另外,,HILIC的固定相三唑基具有陰離子交換作用,,此作用對(duì)酸性化合物有較強(qiáng)的保留能力。
HILIC色譜柱的保存方法
使用之后,,應(yīng)使用體積比為7:3的乙腈和水進(jìn)行沖洗,清除掉所有的緩沖鹽,。
然后,,使用100%的異丙醇、以更低的流速進(jìn)行沖洗,,以便貯存。
應(yīng)往回?cái)Q緊色譜柱端蓋(擰緊色譜柱端蓋),,并將色譜柱放回盒內(nèi),。
每次分析運(yùn)行之后,除非第二天要使用,,否則建議采用密閉法(按長(zhǎng)期保存的方法)清洗色譜柱,然后用異丙醇沖洗,。
特點(diǎn):
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鍵合相采用特殊的酰胺基團(tuán),,適用于分離小分子糖等物質(zhì)
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較普通C18更適合分離強(qiáng)極性,、高水溶性、堿性有機(jī)化合物
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可替代傳統(tǒng)的氨基柱和硅膠柱,,具有更好的重現(xiàn)性和壽命
HILIC 是一種親水作用色譜模式,,其洗脫是以化合物親水性/ 極性增加的次序排列,,典型的流動(dòng)相是乙腈(40%--97%)-水(或揮發(fā)性緩沖鹽),,同時(shí)它可以使用更高揮發(fā)性的流動(dòng)相或緩沖鹽,增加了HILIC 色譜的LC/MS 分析靈敏度,,降低了分離的壓力,,而且HILIC 色譜摒棄了離子對(duì)試劑,方便了制備色譜方法的開發(fā),。
HILIC 的優(yōu)勢(shì)及不足
通過上面我們介紹到的HILIC的機(jī)理及流動(dòng)相和固定相的特征我們不難得出HILIC在分析極性化合物方面的優(yōu)勢(shì)。
首先,,HILIC機(jī)理對(duì)于幾乎所有的極性化合物都有較好的保留,,大大解決了我們分析極性化合物時(shí)遇到的難以保留的問題。
其次,,由于HILIC流動(dòng)相有機(jī)相比例很高,所以對(duì)于質(zhì)譜檢測(cè)器來說,,可以確保高效去溶劑化,,大大提高化合物的信噪比。
另外,,較高的有機(jī)相比例組成也會(huì)帶來更低的色譜柱壓力,,在這個(gè)基礎(chǔ)上,,我們采用小粒徑或者小內(nèi)經(jīng)的色譜柱時(shí)就不會(huì)受到壓力的困擾。
HILIC的優(yōu)勢(shì)是很明顯的,,但是對(duì)于任何一種分離手段,,也都存在一些不足之處。由于HILIC保留機(jī)理比較復(fù)雜,,所以在方法優(yōu)化及色譜柱選擇上會(huì)比普通反相色譜柱要復(fù)雜。
HILIC保留機(jī)理由于需要形成富水層,,所以色譜柱平衡時(shí)間會(huì)稍長(zhǎng),,建議是普通反相的2-3倍,當(dāng)然,,這個(gè)問題其實(shí)在反相采用離子對(duì)試劑分析的時(shí)候也會(huì)碰到,。另外,由于極性化合物在水中的溶解性好,,但是如果我們采用純水相來溶劑樣品的話,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)溶劑效應(yīng)帶來的色譜峰展寬,,就如同我們反相分析時(shí)用純有機(jī)相溶解樣品有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似的問題,。
所以,,建議采用純有機(jī)相或者與流動(dòng)相比例接近的溶劑來溶解樣品。
通過以上關(guān)于HILIC的介紹,,相信大家對(duì)HILIC有了更進(jìn)一步的了解。在以后我們分析極性化合物方面又多了一個(gè)更有力的工具,!
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對(duì)于做液相色譜分析的人來說,,我們最先接觸到的往往是對(duì)于弱極性或者中等極性化合物的分離。
對(duì)于這類化合物的分析來說,,最常用的是C8或者C18的反相色譜柱,,而且對(duì)于這類化合物的方法開發(fā)及條件優(yōu)化我們也都比較的熟悉。
但是近些年來越來越多的人開始關(guān)注對(duì)極性化合物的分析,,尤其是隨著對(duì)體內(nèi)代謝物的研究不斷發(fā)展,,對(duì)我們分析極性代謝物提出了更多的挑戰(zhàn),。
其實(shí)現(xiàn)在我們很多人也會(huì)采用反相色譜柱來分析一些極性化合物,比如流動(dòng)相中加入離子對(duì)試劑或者采用一些極性封端的反相柱,。
當(dāng)然這些比較經(jīng)典的方法對(duì)于很多極性化合物的分析效果都是不錯(cuò)的,,但是都會(huì)面臨一些問題。
比如,,加入離子對(duì)試劑,,本身離子對(duì)試劑對(duì)于色譜柱的壽命會(huì)有一定的影響,,流動(dòng)相制備也相對(duì)復(fù)雜,另外很多時(shí)候也沒法與質(zhì)譜兼容,;采用極性封端類的柱子,,流動(dòng)相中會(huì)用到比較高比例的水,壓力會(huì)比較高,,而且即使水相比例較高,,對(duì)于一些很強(qiáng)極性的物質(zhì),,仍然難以得到很好地保留。而HILIC可以克服以上的缺點(diǎn),,大大滿足您對(duì)極性化合物的分析要求,。
HILIC是 Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography(親水作用液相色譜)的簡(jiǎn)稱,。我們首先要清楚,,HILIC不是某個(gè)廠家的色譜柱系列或品牌,,也不是某個(gè)鍵合相,,它代表的是一種分離機(jī)理,而具備這種分離機(jī)理的鍵合相種類非常多,。
在HILIC中,,固定相是極性的,流動(dòng)相中的水相部分表現(xiàn)為強(qiáng)洗脫溶劑,,這與傳統(tǒng)的反相色譜法完全相反,。
HILIC 發(fā)展歷史
HILIC分離模式最早可以追溯到1951年,,Gregor等人描述了一種離子交換樹脂表面的富水層概念,在1975年的時(shí)候,,科學(xué)家在氨基柱上實(shí)現(xiàn)了糖類的分析也是屬于HILIC的機(jī)理,,但是直到1990年科學(xué)家Alpert才正式提出了HILIC的概念,但是這時(shí)候HILIC并沒有得到廣泛的推廣,到了2000年以后,,越來越多的人開始認(rèn)識(shí)并使用HILIC機(jī)理進(jìn)行極性化合物的分析,,HILIC才得到了廣泛的認(rèn)可,。
HILIC 的作用機(jī)理
HILIC可以被認(rèn)為是反相液相色譜通過采用極性固定相來運(yùn)行的。
HILIC中采用的流動(dòng)相是含有少量水/緩沖鹽或其他極性溶劑的高比例有機(jī)相(>60%,,常用乙腈),。
流動(dòng)相中的水形成一個(gè)富水層被吸附在固定相表面,極性物質(zhì)首先進(jìn)入富水層得到保留,。
極性化合物是通過一個(gè)復(fù)雜的混合模式被保留的,,包括:富水層和流動(dòng)相之間的親水分配、極性官能團(tuán)和固定相間的氫鍵作用以及離子官能團(tuán)的靜電作用,。
當(dāng)然,親水分配是最主要的保留模式,。
從保留機(jī)理來看,,HILIC和反相色譜柱是有著非常大的差別的。
HILIC 流動(dòng)相
HILIC最常用的流動(dòng)相是乙腈/水系統(tǒng)。
比例:有機(jī)溶劑>60%,,流動(dòng)相中至少需要3%的水相(因?yàn)镠ILIC保留機(jī)理是通過形成富水層來實(shí)現(xiàn)的),。
洗脫強(qiáng)度:四氫呋喃<丙酮<乙腈<異丙醇<乙醇 <甲醇<水,。
對(duì)于條件摸索來說,等度條件下建議80%乙腈為起始條件來調(diào)整比例,;梯度條件建議95%乙腈------60%乙腈,。
對(duì)于HILIC來說,我們有時(shí)也會(huì)在流動(dòng)相中加入緩沖鹽,,建議使用甲酸銨/乙酸銨(常用乙酸銨)緩沖液,,可以同時(shí)滿足溶解度(醋酸鹽在高比例乙腈中溶解度較好)以及質(zhì)譜檢測(cè)器兼容性的要求。
HILIC 固定相
上面我們提到,,HILIC保留機(jī)理的固定相種類非常多。常用的包括:
1,,裸硅膠(如賽默飛的Hypersil Silica, SyncronisSilica及Accucore HILIC等),,這種固定相在HILIC中也是應(yīng)用最廣泛的固定相,,未鍵合硅膠由于表面具有硅羥基,,具有一定的陽(yáng)離子交換活性,所以可以增強(qiáng)對(duì)堿性化合物的保留,。
2,,兩性離子固定相(如Syncronis HILIC),此種固定相既有陽(yáng)離子基團(tuán),,又有陰離子基團(tuán),,二者比例1:1,,因此表面靜電荷為零。對(duì)于分析中性極性化合物是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,。
3,,酰胺鍵合相(如Accocore Amide HILIC),通過丙基或者專有連接基團(tuán)將酰胺官能團(tuán)鍵合到硅膠表面,此種鍵合相能夠提供固定相和分析物之間的強(qiáng)有力的氫鍵作用,,絕對(duì)保留能力強(qiáng),,對(duì)于碳水化合物分析是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,如聚糖的分析,。酰胺鍵合相不太容易產(chǎn)生不可逆吸附(氨丙基固定相經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問題),,同時(shí)酰胺類色譜柱表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性,。其他的HILIC固定相包括:二醇基,、氨丙基(氨基柱)、氰丙基(氰基柱)以及其他專有的特殊官能團(tuán)鍵合相,。
ACE HILIC 液相色譜柱 HPLC | UHPLC
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