Wpływ rodzaju kwasu jako dodatku do eluentu na parametry rozdzielania polifenoli techniką chromatografii cieczowej w odwróconych układach faz (RP-HPLC)

• Autorzy: Glinka M. , Łukajtis R. , Kamiński M.

Warianty tytułu

EN

Effects of the acid additive to the eluent on the chromatographic parameters of separation of polyphenols using reversed phase liquid chromatography (RP-HPLC)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chromatografia cieczowa jest jedną z technik najczęściej wykorzystywanych w badaniach składu mieszanin, a także do wydzielania czystych składników z mieszanin w postaci frakcji eluatu. Z punktu widzenia współczesnej chemii, farmakologii, a także medycyny, czy biotechnologii, chromatografia pełni ważną rolę, w zakresie analityki jakościowej i ilościowej. Dzięki możliwości otrzymywania naturalnych składników biologicznie czynnych w czystej postaci z ekstraktów pochodzenia naturalnego, jak i składników mieszanin po syntezie organicznej, ma też ważne znaczenie w skali preparatywnej, i coraz większe, w skali procesowej. W celu zapewnienia efektywności procesu konieczne jest dobranie optymalnych warunków realizacji operacji rozdzielania, detekcji oraz kolekcji frakcji, w zależności od właściwości fizykochemicznych składników rozdzielanej mieszaniny. Niniejsza praca dotyczy badań nad optymalizacją warunków stosowanych przy rozdzielaniu składników jednej z grup związków chemicznych stanowiących metabolity roślinne – polifenole. W pracy zbadano wpływ na retencję, selektywność i sprawność rozdzielania, w tym także na symetrię pików, poprzez zastosowanie dodatków do eluentu w postaci kwasów (HCl, H3PO4, H2SO4, CH3COOH, TFA), do rozdzielania wybranych, naturalnie występujących materiale roślinnym polifenoli w warunkach RP HPLC. W rozdzielaniu peptydów w układach RP, w tym, w proteomice, najczęściej używanym modyfikatorem fazy ruchomej, jest kwas trifluorooctowy (TFA). Spełnia on wówczas dwie funkcje:- ogranicza kwaśną dysocjację peptydu (na tzw. „C-końcu”), co zwiększa poziom hydrofobowości molekuł; - solwatuje sprotonowane lub spolaryzowane, dodatnio naładowane fragmenty cząsteczki peptydu lub białka ujemnymi jonami zdysocjowanego kwasu, powodując wyraźne dodatkowe podwyższenie hydrofobowości rozdzielanych cząsteczek. W przypadku polifenoli i warunków RP, obecny w eluencie kwas, powoduje jedynie cofnięcie dysocjacji elektrolitycznej rozdzielanych mniej lub bardziej kwaśnych związków chemicznych. Wpływa to na wyraźny wzrost hydrofobowości cząsteczek. Zwiększenie hydrofobowości skutkuje wzrostem współczynnika retencji, poprawą symetrii pików i lepszym rozdzieleniem składników mieszaniny w stosunków do warunków rozdzielania bez dodatku kwasu do eluentu. Badania tej pracy potwierdzają konieczność dodania kwasu do eluentu, w przypadku stosowania warunków faz odwróconych (RP). Pokazują, że każdy z badanych kwasów powoduje korzystne efekty, jednak, najbardziej korzystne - zwłaszcza dla celów analityki - okazuje się stosowanie niewielkiego dodatku kwasu siarkowego (VI).

EN

Liquid chromatography is the one of commonly used technique in research of mixture composition, and also for separation of pure components form of eluate fractions. From the standpoint of modern chemistry, pharmacology, medicine or biotechnology, chromatography plays an significant role in the field of qualitative and quantitative analysis. Additionally, through the possibility of isolation from natural origin extracts the biologically active components in its pure form, as well as the components of the mixture after organic synthesis, chromatography is important technique, which can be used in preparative and also in process scale. In order to provide the effectiveness of the process, it is necessary to select the optimum conditions of the separation, detection and collection of fractions, which depend on the physiochemical properties of separated components constituting the mixture. This paper, include the research related to optimization of chromatographic conditions, applied for the separation of the one group of chemical compounds, namely plant metabolites – polyphenols. In this research, effects of retention, separation selectivity and efficiency, including the symmetry of peaks, by applying the additive to the eluent in the form of acids (HCl, H3PO4, H2SO4, CH3COOH, TFA) for separation naturally occurring in plant polyphenols under RP-HPLC conditions was investigated. In the separation of peptides under RP conditions, including proteomics, the most commonly used acidic modifier is trifluoroacetic acid (TFA). It meets two functions: - reduces the acid dissociation of the peptide (on the so-called “C-end”), which results in an increase hydrophobicity of the molecules; - causes the salvation of the protonated or positively polarized fragments of the peptide or protein molecule by negative ions dissociated acid, resulting in a noticeable increase hyrophobicity of separated molecules. In the case of polyphenols and RP conditions, the presence of acid in the eluent, cause only the withdrawal of electrolytic dissociation of separated acidic compounds. This can affect the significant increase in the hydrophobicity of the molecules. In addition, increasing hydrophobicity resulting in increase the retention rate, improvement of peak symmetry and better separation of mixture components, regarding to separation without the addition of acid to the eluent. Research, carried out in this study, confirm that it is necessary to use acid additive to the eluent, in the case of reversed phase (RP) conditions. Indicate that each of tested acids results in beneficial effects, however, the most preferred - especially for the purpose of analysis – turns out a small addition of sulfuric acid (VI).

Słowa kluczowe

PL

RP-HPLC; polifenole; optymalizacja rozdzielania; kwasowy modyfikator eluentu

EN

RP-HPLC; polyphenols; optimization of separation; acidic eluent modifier

• Wydawca: Publishing House of Siedlce University of Natural Sciences and Humanities
• Czasopismo: Camera Separatoria
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 7, No. 1
• Strony: 25--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Glinka M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej

autor

Łukajtis R.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej

autor

Kamiński M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej

Bibliografia

• [1] B.A. Graf, P.E. Milbury, J.B. Blumberg, Flavonols, flavones, flavanones, and human health: Epidemiological evidence, Journal of Medicinal Food 8 (2005) 281
• [2] D. Chen, S.B. Wan, H. Yang, J. Yuan, T.H. Chan, Q.P. Dou, Chapter 7 – EGCG, green tea polyphenols and their synthetic analogs and prodrugs for human cancer prevention and treatment, Advances in Clinical Chemistry 53 (2011) 155
• [3] I. Erlud, Review of the flavonoids quercetin, hesperetin, and narigenin. Dietary sources, bioactivities, bioavailability, and epidemiology, Nutrition Research 24 (2004) 851
• [4] Y. Liu, P. Wang, F. Chen, Y. Yuan, Y. Zhu, H. Xan, X. Hu, Role of plant polyphenols in acrylamide formation and elimination, Food Chemistry 186 (2015) 46
• [5] S. Gouveia, P.C. Castilho, Characterisation of phenolic acid derivatives and flavonoids from different morphological parts of Helichrysum obconicum by a RP-HPLC-DAD-(-)-ESI-MSn method, Food Chemistry 129 (2011) 333
• [6] D. Romanova, D. Grancai, B. Jozova, P. Bozek, A. Vachalkova, Determination of apigenin in rat plasma by high-performance liquid chromatography, Journal of Chromatography A 870 (2000) 463
• [7] F.L. Vigni, C. Baschieri, A. Marchetti, M. Cocchi, RP-HPLC and chemometrics for wheat flour protein characterization in an industrial bread-making process monitoring context, Food Chemistry 139 (2013) 553
• [8] F. Khuda, Z. Iqbal, Y. Shah, L. Ahmmad, F. Nasir, A.Z. Khan, Amanullah, N. Shahbaz, Method development and validation for simultaneous determination of lumefantrine and its major metabolite, desbutyl lumefantrine in human plasma using RP-HPLC/UV detection, Journal of Chromatography B 944 (2014) 114
• [9] K.R. Naidu, U.N. Kale, M.S. Shingare, Stability indicating RP-HPLC method for simultaneous determination of amlodipine and benazepril hydrochloride from their combinationdrug product, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 39 (2005) 147
• [10] R.I. El-Bagary, M.A. Fouad, M.A. El-Shal, E.H. Tolba, Forced degradation of mometasone furoate and development of two RP-HPLC methods for its determination with formoterol fumarate or salicylic acid, Arabian Journal of Chemistry (2015) doi:10.1016/j.arabjc.2015.05.005
• [11] M. Gazdag, K. Mihalyfi, S. Gorog, Ion-pair RP-HPLC separation of thymopoietin fragments and related peptides, Analytica Chimica Acta 352 (1997) 231
• [12] P. Pinelli, F. Agostini, C. Comino, S. Lanteri, E. Portis, A. Romani, Simultaneous quantification of caffeoyl esters and flavonoids in wild and cultivated cardoon leaves, Food Chemistry 105 (2007) 1695
• [13] A. Bendini, M. Bonoli, L. Cerretani, B. Biguzzi, G. Lercker, T.G. Toschi, Liguid-liquid and solid-phase extractions of phenols from virgin olive oil and their separation by chromatographic and electrophoretic methods, Journal of Chromatography A 985 (2003) 425
• [14] R. Filipa, P. Lopeza, G. Gibertib, J. Coussioa, G. Ferraroa, Phenolic compounds in seven South American Ilex species, Fitoterapia 72 (2001) 774
• [15] M. Ding, H. Yang, S. Xiao, Rapid, direct determination of polyphenols in tea by reversed-phase column liquid chromatography, Journal of Chromatography A 849 (1999) 637
• [16] S. Magiera, Opracowanie metod oznaczania mieszanin wybranych związków polifenolowych, wybranych leków oraz ich metabolitów i ich aplikacje, rozprawa doktorska, Politechnika Rzeszowska, Gliwice 2012
• [17] S. Magiera, I. Baranowska, A. Lautenszleger, UPLC-UV method for the determination of flavanoids in dietary supplements and for evaluation of their antioxidant activities, of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 102 (2015) 468
• [18] E. Cienfuegos-Jovellanos, M. del Mar Quinones, B. Muguerza, L. Moulay, M.Miguel, A. Aleixandre, Antihypertensive effect of a polyphenol- rich cocoa powder industrially processed to preserve the original flavonoids of the cocoa beans, Journal of Agricultural Food Chemistry 57 (2009) 6156
• [19] S. Zheng, Z. Ma, H. Han, J. Ye, R. Wang, S. Cai, H. Zhou, L. Yu, S. Zeng, H. Jiang, Post-column mobile phase adjustment: A strategy to eliminate the contradiction between liquid chromatography and mass spectrometry in the determination of flavonoids in rat plasma, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 95 (2014) 176
• [20] A. Skrzypczak, M. Jaszczołt, A. Królicka, M. Kamiński, Techniki i metody chromatografii cieczowej w rozdzielaniu, oznaczaniu oraz izolowaniu nafto chinonów i flawonoidów z roślin, Camera Separatoria 3 (2011) 253
• [21] M. Jaszczołt, G. Boczkaj, A. Lewandowski, A. Skrzypczak, A. Królicka, M. Kamiński, Opracowanie optymalnych warunków rozdzielania i identyfikacji metabolitów roślin z rodzaju droseraceae, z zastosowaniem wysokosprawnej kolumnowej chromatografii cieczowej, Camera Separatoria 3 (2011) 283
• [22] M. Jaszczołt, G. Boczkaj, A. Lewandowski, A. Skrzypczak, A. Królicka, M. Kamiński, Badania nad doborem najkorzystniejszego składu eluentu do rozdzielania metabolitów wtórnych z grupy naftochinonów i flawonoidów z zastosowaniem chromatografii planarnej w normalnym i odwróconym układzie faz, Camera Separatoria 3(2011) 14
• [23] M. Kamiński, Chromatografia Cieczowa (praca zbiorowa), Centrum Doskonałości Analityki i Monitoringu Środowiskowego, Gdańsk 2004
• [24] M. Shibue, C.T. Mant, R.S. Hodges, Effect of anionic ion-paring reagent concentration (1-60 mM) on reversed-phase liquid chromatography elution behavior of peptides, Journal of Chromatography A 1080 (2005) 58
• [25] Y. Chen, A.R. Mehok, C.T. Mant, R.S. Hodges, Optimum concentration of trifluoroacetic acid for reversed-phase liquid chromatography of peptides revisited, Journal of Chromatography A, 1043 (2004) 9
• [26] D.C. Guo, C.T. Mant, R.S. Hodges, Effects of ion-pairing reagents on the prediction of peptide retention in reversed-phase high-resolution liquid chromatography, Journal of Chromatography A 386 (1987) 205
• [27] P. Novotna, V. Pacáková, Z. Bosáková, K. Štulìk, High-performance liquid chromatographic determination of some anthraquinone and naphthoquinone dyes occurring in historical textiles, Journal of Chromatography A, 863 (1999) 235