Tutorial I: 親水作用色譜技術

上海新國際博覽中心 / E1館一樓M11會議室

 

會議時間:10月31日 (9:30 – 11:00)   Oct.31 (9:30 – 11:00)

會議地點:E1館一樓M11會議室Room M11(1st floor) in Hall E1

主辦單位:慕尼黑博覽集團  Messe München

                   默克化工技術(上海)有限公司 Merck Chemicals (Shanghai) Co., Ltd.

會議主題:親水作用色譜計劃  Background and Theory for a better Understanding and successful Method Development and Application

演講嘉賓: Frank Michel, Taufkirchen/DE, D.S. Bell, Bellefonte/US

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會議介紹 (英文):

Although known for more than three decades Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography (named HILIC by Andrew Alpert in the beginning of the 1990ies [1]) experiences an increased interest especially in recent years. In this mode of chromatography, analyte retention increases monotonically with an increase in the organic component of the mobile phase. Applications of the technique have boosted dramatically over the past decade, especially for the analysis of polar analytes where reversed-phase chromatography usually fails. The higher retention of polar analytes achieved by HILIC provides improved selectivity, often leading to better qualitative and quantitative analyses [2]. Although HILIC chromatography is known to provide valuable retention and selectivity of polar compounds and to provide highly compatible conditions for coupling with mass spectrometry, it still often is avoided due to a lack of understanding the retention mechanisms issues and issues with robustness and repeatability.

The first part of this tutorial presents and discusses studies investigating the underlying retention mechanisms dominant in HILIC chromatography. Along with reversed-partitioning HILIC is well known to exhibit ion-exchange and other polar interactions. The interplay of these dominant mechanisms is unveiled and used to develop a model of overall retention and selectivity. The dependency of interactions on different stationary phase chemistries and conditions is presented. Throughout the discussion, examples of HILIC are employed to build a solid fundamental foundation for efficient and effective method development in this powerful technique.

In the second part fundamental investigations of factors contributing to robustness and repeatability are presented. Among others, the impact of sample solvent and equilibration procedures on retention times is investigated using several different HILIC stationary phases. Furthermore some phases in HILIC are known to mainly retain through ion-exchange interactions [3]. To enable these interactions a sound knowledge on pH of the mobile phase and pKa values is necessary. Measurements of pH values in the mobile phase as well as ionization constants (pKa/pKb) are often determined in aqueous environments only. But in HILIC mode usually high concentrations of acetonitrile are employed impacting both pH and pKa values, which may lead to a shift of both values possibly leading to change of the ionization state of the analytes and stationary phase in the HILIC. The results of the investigation of sample solvent, equilibration procedures and pH/pKa shifts provide valuable insight into HILIC retention mechanisms and will further improve future method development practices.

References:

[1] A.J. Alpert, J Chromatogr 499 (1990) 177–196

[2] P. Hemström, K. Irgum, J. Sep. Sci. 29 (2006) 1784 – 1821

[3] D.S. Bell, A.D. Jones, J Chromatog A 1073 (2005) 99

 

會議介紹 (中文):

雖然已經被發現三十多年,但學界近年來才開始對親水性相互作用液相色譜(由Andrew Alpert在1990年命名為Helic [1])產生越來越濃厚的興趣。在該色譜模式中,分析物的保留隨著流動相的有機組分的增加而單調增加。在過去的十年中,該技術的應用有了顯著的提高,特別是在反相色譜法難以實現的極性分析物的分析方面具有很好的應用。Helic實現了極性分析物的較高保留率,從而讓選擇性更高,能得到更好的定性和定量分析結果[2]。雖然已知Helic色譜能夠實現極有價值的極性化合物保留率和選擇性,并實現與質譜耦合的高度兼容的條件與,但因為保留機制缺乏理解,以及魯棒性和可重復性的問題,大家仍然經常避免采用該方法。

本講座的第一部分介紹和討論HILIC色譜中占主導地位的對保留率機制的研究。除反向分區外,眾所周知HILIC還表現出離子交換和其他極性相互作用的特征。講座將揭示這些主導機制的相互作用,并用以開發整體的保留率和選擇性模型。講座還將介紹不同的固定相化學和條件的相互作用依賴關系。在討論中,我們將介紹HILIC分析實例,建立該強大技術的有效分析方法的基礎。

在第二部分中,我們介紹魯棒性和可重復性影響因素的基礎研究。我們使用幾種不同的Helic固定相方法研究了樣品溶劑和平衡過程對保留時間的影響。此外,已知HILIC中的某些階段主要通過離子交換相互作用而保留[3]。為了實現這些相互作用,必須知道流動相的pH值和pKa值。流動相中的pH值以及電離常數(PKA/PKB)的測量通常僅在含水環境中測定。但是在HILIC模式中,通常使用高濃度的乙腈影響pH值和pKa值,這可能導致兩個值的變化,并可能使在HILIC中分析物和固定相電離狀態的改變。關于樣品溶劑、平衡過程和pH/PKA位移的研究結果為揭示HILIC保留機制提供了有價值的見解,也促進未來方法開發的進一步改進。

參考文獻:

[1] A.J. Alpert, J Chromatogr 499 (1990) 177–196

[2] P. Hemström, K. Irgum, J. Sep. Sci. 29 (2006) 1784 – 1821

[3] D.S. Bell, A.D. Jones, J Chromatog A 1073 (2005) 99

  • 親水作用色譜技術

  • 弗蘭克.米歇爾博士

    Sigma-Aldrich (Merck子公司) | 分析與色譜科學顧問

    Frank Michel博士在明斯特大學Jan T. Andersson教授的指導下完成博士階段學習,開發、優化和評價HPLC中的新的固定相。
    博士畢業后,Frank加入伯尼那生物系統公司擔任分析化學家,開發和驗證分析HPLC和其他方法在活性藥物成分(API),包括賦形劑和藥物等方面的分析方法。
    后來,他又加入了Sigma-Aldrich公司,擔任色譜產品專家,兩年后成為中歐地區分析產品銷售專家,主要從事色譜產品的市場營銷,教學和開發。
    他還在醫藥行業的分析服務提供商HWI Analytik公司負責分析服務和參考標準的市場營銷。
    弗蘭克于2010回到Sigma-Aldrich(自2015年11月成為默克公司的子公司)擔任分析和色譜技術專家,通過口頭和書面講座來傳達公司的創新分析產品和新發展。他目前擔任亞太地區的分析技術科學顧問。
    弗蘭克是德國化學家學會(GDCH)分離科學工作組成員,也是Analytix大會科學顧問委員會成員,對氣體和液體分離的固定相化學特別感興趣。在他的職業生涯中,弗蘭克已經作了數百次色譜和分析相關講座、研討會和短訓課程。

    親水作用色譜技術

    雖然已經被發現三十多年,但學界近年來才開始對親水性相互作用液相色譜(由Andrew Alpert在1990年命名為Helic [1])產生越來越濃厚的興趣。在該色譜模式中,分析物的保留隨著流動相的有機組分的增加而單調增加。在過去的十年中,該技術的應用有了顯著的提高,特別是在反相色譜法難以實現的極性分析物的分析方面具有很好的應用。Helic實現了極性分析物的較高保留率,從而讓選擇性更高,能得到更好的定性和定量分析結果[2]。雖然已知Helic色譜能夠實現極有價值的極性化合物保留率和選擇性,并實現與質譜耦合的高度兼容的條件與,但因為保留機制缺乏理解,以及魯棒性和可重復性的問題,大家仍然經常避免采用該方法。
    本講座的第一部分介紹和討論HILIC色譜中占主導地位的對保留率機制的研究。除反向分區外,眾所周知HILIC還表現出離子交換和其他極性相互作用的特征。講座將揭示這些主導機制的相互作用,并用以開發整體的保留率和選擇性模型。講座還將介紹不同的固定相化學和條件的相互作用依賴關系。在討論中,我們將介紹HILIC分析實例,建立該強大技術的有效分析方法的基礎。
    在第二部分中,我們介紹魯棒性和可重復性影響因素的基礎研究。我們使用幾種不同的Helic固定相方法研究了樣品溶劑和平衡過程對保留時間的影響。此外,已知HILIC中的某些階段主要通過離子交換相互作用而保留[3]。為了實現這些相互作用,必須知道流動相的pH值和pKa值。流動相中的pH值以及電離常數(PKA/PKB)的測量通常僅在含水環境中測定。但是在HILIC模式中,通常使用高濃度的乙腈影響pH值和pKa值,這可能導致兩個值的變化,并可能使在HILIC中分析物和固定相電離狀態的改變。關于樣品溶劑、平衡過程和pH/PKA位移的研究結果為揭示HILIC保留機制提供了有價值的見解,也促進未來方法開發的進一步改進。
    參考文獻:
    [1] A.J. Alpert, J Chromatogr 499 (1990) 177–196
    [2] P. Hemstr?m, K. Irgum, J. Sep. Sci. 29 (2006) 1784 – 1821
    [3] D.S. Bell, A.D. Jones, J Chromatog A 1073 (2005) 99

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