新型超临界流体色谱仪在手性物质拆分中的应用研究

陈 海 韩海峰 刘大伟 张大兵* 尤慧艳

(1.江苏汉邦科技有限公司，淮安 223005；2.大连大学环境与化学工程学院，大连 116622)



研究与讨论

新型超临界流体色谱仪在手性物质拆分中的应用研究

陈 海1韩海峰1刘大伟1张大兵1*尤慧艳1，2

(1.江苏汉邦科技有限公司，淮安 223005；2.大连大学环境与化学工程学院，大连 116622)

采用新型超临界流体色谱仪成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)、安息香手性物质，分离度大于3。同时考察了有机改性剂种类、浓度、系统背压、流速、温度对分离度的影响，结果表明：有机改性剂种类及浓度对分离均有影响，乙腈及甲醇洗脱能力较乙醇强，改性剂浓度越大，洗脱能力越强，且分离度越小。流速越大，洗脱能力越强，柱温对洗脱影响较小，柱温升高，分离度呈减小趋势。

超临界流体色谱 手性 优化

超临界流体色谱(Supercritical Fluid Chromatography ,简称SFC)是以超临界流体作流动相进行分离分析的一种色谱技术。早在60年代，超临界流体就应用于色谱，但到80年代，随着毛细管柱的出现，此技术才得到发展。由于缺乏商品化的仪器，SFC的发展受到限制，一直没有HPLC应用广泛。近年来，国外仪器厂商开始进行SFC的仪器研发，目前几个知名厂家已经实现了仪器的商品化，国内SFC的研制刚初具规模，仪器的商品化才刚刚起步。

SFC结合了GC和HPLC二者的特点，不但具有简单，高效，易于变换操作条件等优点[1]，还可发挥固定相与超临界流体的协同作用，利用超临界流体(如二氧化碳)粘度低等特点，加快分离分析速度，同时在与多种检测器联用和制备方面也比HPLC更具优势，因此在手性药物分离分析和制备等方面发挥着越来越大的作用。2001年，Gerald 等[2]报告了SFC研究进展，重点阐述了SFC适宜分离的对象和分离条件。2004年，陈青等[3]从色谱的流动相，固定相，检测系统及应用几个方面介绍了超临界流体色谱近年来的研究进展，并从SFC所用柱型对固定相的选择要求等方面进行了阐述。2012年，Wang Ren-Qi等[4]简述了近年来SFC在手性药物分析和制备方面的应用，重点讨论了18种含有不同性质的电子基团芳香醇对映体在新阳离子型β-环糊精固定相上的分离情况。本课题组也根据SFC固定相和流动相模式不同将其在手性药物分离中的应用进行了详细综述，阐述了SFC方法应用于手性物质分离中的巨大优势[5]。

本研究中使用自行研制的超临界流体色谱系统，成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)、安息香手性物质，考察了有机改性剂种类、浓度、系统背压、流速、温度对分离度的影响，得到了较好的分离结果。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

NS8001超临界流体色谱仪(江苏汉邦科技有限公司)。反式-二苯乙烯氧化物，纯度98%，安息香，纯度98%，美国SIGMA公司；CO2，纯度99.99%，洪泽宁淮特种气体有限公司；甲醇，纯度99.95%，江苏汉邦科技有限公司；乙醇，纯度99.95%，乙腈，纯度99.95%，正己烷,分析纯，异丙醇，分析纯，国药试剂有限公司。

1.2 样品配制

反式-二苯乙烯氧化物和安息香样品均溶解于正己烷和异丙醇(50∶50)的混合溶液中，浓度均为3mg/mL。

1.3 实验条件

总流速2(mL/min)，CO2流速1.8(mL/min)，改性剂流速0.2(mL/min)，操作压力14(MPa)，最高温度40(℃)，色谱柱直径4.6(mm)，自制OD手性柱进样10(μL)，柱室温度控制精度±0.001℃，系统背压稳定性±1%，检测波长：214 nm。

2 结果与讨论

2.1 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的手性拆分

流动相：CO2∶甲醇=90∶10，总流速：2mL/min，柱温：40 ℃，操作压力：14 Mpa，进样体积：10 μL。在此实验条件下，对反式-二苯乙烯氧化物进行了拆分，得到分离谱图如图1。得到的分离结果如表1。

图1 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的SFC分离谱图

保留时间(min)峰面积(mV)峰值(mV)面积(%)柱效(th.pl)分离度(·)对称/拖尾(·)4.6172164.700276.49420.277631.1675.3632144.715256.04649.889643.4331.108

2.2 样品重现性分离谱图

在与2.1相同的实验条件下，进行了重现性实验，RSD值均小于0.2%(图2)。

图2 反式-二苯乙烯氧化物(TSO)的SFC分离重现性谱图

2.3 条件改变对分离度的影响

2.3.1 改性剂的种类

在其它实验条件与2.1相同的情况下，将改性剂的种类由甲醇变为乙醇和乙腈，可得到图3的实验结果。

图3 不同改性剂条件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分离谱图

由图3可见，乙腈及甲醇洗脱能力较乙醇强。

2.3.2 改性剂比例

在其它实验条件与2.1相同的情况下，流动相选CO2∶乙腈=90∶2～15，可得到图4的实验结果。

图4 改性剂浓度变化条件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分离谱图

由图4可见，改性剂浓度越大，洗脱能力越强，且分离度越小。

2.3.3 背压

在其它实验条件与2.1相同的情况下，在12～16 MPa范围内改变操作压力，可得到图5的实验结果。

图5 不同背压条件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分离谱图

由图5可见，背压考察范围较小，对分离影响不明显。

2.3.4 流速

在其它实验条件与2.1相同的情况下，在1.8～2.8 mL/min范围内改变总流速，可得到图6的实验结果。

图6 不同流速下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分离谱图

由图6可见，流速越大，洗脱能力越强。

2.3.5 柱温

在其它实验条件与2.1相同的情况下，在40～60℃范围内改变柱温，可得到图7的实验结果。

图7 不同柱温条件下反式-二苯乙烯氧化物的SFC分离谱图

由图7可见，此实验中柱温对洗脱影响较小，柱温升高，分离度呈减小趋势。

2.4 安息香的手性拆分

在流动相为CO2:甲醇=95:5，进样体积为5 μL，检测波长为205 nm，其它条件同1.3的情况下，得到如下的实验结果，见图8。

图8 安息香的SFC分离谱图

实验结果见表2。

表2 安息香的SFC分离实验结果

2.5 安息香样品重现性分离谱图

在与2.4相同的实验条件下，得到图9所示的重现性分离谱图，其RSD值分别为0.56%和0.41%。

图9 安息香样品重现性分离谱图

3 结论

采用NS8001超临界流体色谱仪成功拆分了反式-二苯乙烯氧化物(TSO)和安息香两种手性物质，分离度大于3。同时考察了有机改性剂种类、浓度、系统背压、流速、温度对分离度的影响，实验结果表明，有机改性剂种类及浓度对分离均有影响，乙腈及甲醇洗脱能力较乙醇强，改性剂浓度越大，洗脱能力越强，且分离度越小。流速越大，洗脱能力越强，柱温对洗脱影响较小，柱温升高，分离度呈减小趋势。

[1]武洁，冯芳，等.超临界流体色谱法分离手性药物[J].药学进展：2004,28(7)：300-304.

[2] Gerald T.Enantioseparations in super- and subcritical fluid chromatography[J].Journal of Chromatography A,2001,906(1-2):301-307.

[3]陈青，刘志敏.超临界流体色谱的研究进展[R].分析化学研究报告,2004,32(8):1104-1109

[4] Wang Renqi,Ong Tengteng,Ng Siuchoon.Recent advances in pharmaceutical separations with supercritical fluid chromatography using chiral stationary phases.TrAC Trends in Analytical Chemistry,2012,37:83-100.

[5]吴夏青，齐建平，王欣然，尤慧艳.超临界流体色谱分离手性药物研究进展.分析仪器，2014，(3)：1-6.

Application of supercritical fluid chromatograph in chiral separation.

Chen Hai1, Han Haifeng1, Liu Dawei1, Zhang Dabing1*, You Huiyan1,2

(1.JiangsuHanbonScienceandTechnologyCo.,Ltd.,Huai'an223005,China; 2.CollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering,DalianUiversity,Dalian116622,China)

Chiral materials such as trans two styrene oxide and styrax benzoin were separated successfully by supercritical fluid chromatograph. The resolution was over 3. The effects of some conditions such as modifier, back pressure, flow rete and temperature on the resolution were discussed. The results showed that the elution capacity of methanol and acetonitrile were stronger than ethanol and the resolution decreased with the increase of the concentration of modifier, the flow rate and the temperature.

supercritical fluid chromatography; chiral; optimization

作者简介:陈海,本科,主要从事超临界流体色谱应用研究。*通讯作者:张大兵

曹璨，女，1980年出生，硕士，副研究员，主要从事光谱和质谱类分析方法研究，E-mail: sining1998@126.com。

国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ170525)基金资助。

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.03.014

2017-02-28