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 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期被人們使用,但是HILIC這個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相領(lǐng)域的延續(xù)。
流動相是水相緩沖液(< 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,同時又突破了正相模式的溶劑局限。
分離原理:采用反相流動相體系,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))的化合物將會先被溶出。
使用C18柱分析親水性化合物時,一般都要使用離子對試劑。
而由于HILIC不需使用任何離子對試劑,所以由離子對試劑引起的平衡時間長,色譜柱劣化加快,流動相調(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,典型的流動相是乙腈(40%--97%)-水(或揮發(fā)性緩沖鹽),同時它可以使用更高揮發(fā)性的流動相或緩沖鹽,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 色譜摒棄了離子對試劑,方便了制備色譜方法的開發(fā)。
HILIC 的優(yōu)勢及不足
通過上面我們介紹到的HILIC的機(jī)理及流動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。
首先,HILIC機(jī)理對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遇到的難以保留的問題。
其次,由于HILIC流動相有機(jī)相比例很高,所以對于質(zhì)譜檢測器來說,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)相比例組成也會帶來更低的色譜柱壓力,在這個基礎(chǔ)上,我們采用小粒徑或者小內(nèi)經(jīng)的色譜柱時就不會受到壓力的困擾。
HILIC的優(yōu)勢是很明顯的,但是對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,所以色譜柱平衡時間會稍長,建議是普通反相的2-3倍,當(dāng)然,這個問題其實(shí)在反相采用離子對試劑分析的時候也會碰到。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,有時候會出現(xiàn)溶劑效應(yīng)帶來的色譜峰展寬,就如同我們反相分析時用純有機(jī)相溶解樣品有時也會出現(xiàn)類似的問題。
所以,建議采用純有機(jī)相或者與流動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更有力的工具!
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對于做液相色譜分析的人來說,我們最先接觸到的往往是對于弱極性或者中等極性化合物的分離。
對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)注對極性化合物的分析,尤其是隨著對體內(nèi)代謝物的研究不斷發(fā)展,對我們分析極性代謝物提出了更多的挑戰(zhàn)。
其實(shí)現(xiàn)在我們很多人也會采用反相色譜柱來分析一些極性化合物,比如流動相中加入離子對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)典的方法對于很多極性化合物的分析效果都是不錯的,但是都會面臨一些問題。
比如,加入離子對試劑,本身離子對試劑對于色譜柱的壽命會有一定的影響,流動相制備也相對復(fù)雜,另外很多時候也沒法與質(zhì)譜兼容;采用極性封端類的柱子,流動相中會用到比較高比例的水,壓力會比較高,而且即使水相比例較高,對于一些很強(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)的簡稱。我們首先要清楚,HILIC不是某個廠家的色譜柱系列或品牌,也不是某個鍵合相,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)。
流動相中的水形成一個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復(fù)雜的混合模式被保留的,包括:富水層和流動相之間的親水分配、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 流動相
HILIC最常用的流動相是乙腈/水系統(tǒng)。
比例:有機(jī)溶劑>60%,流動相中至少需要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。
對于HILIC來說,我們有時也會在流動相中加入緩沖鹽,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,具有一定的陽離子交換活性,所以可以增強(qiáng)對堿性化合物的保留。
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。對于分析中性極性化合物是一個不錯的選擇。
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,絕對保留能力強(qiáng),對于碳水化合物分析是一個不錯的選擇,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)常會遇到這樣的問題),同時酰胺類色譜柱表現(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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