硅胶颗粒在高pH条件下的溶解问题

硅胶作为高效液相色谱柱的填料基质,尽管被广泛采用,但其性能并非完美无缺,存在一些固有的缺陷。通常认为,当硅胶填料长时间持续暴露在pH>8的环境中,硅胶骨架可能会发生溶解,这种溶解现象会导致柱效显著下降,峰形变差,保留时间缩短等问题,进而影响分析实验的正常进行。

目前,关于硅胶填料在高pH条件下损坏的机理已有较为普遍的认识,如图1所示,即氢氧根离子(OH)攻击硅胶骨架中的硅氧键,释放出原硅酸。随着硅胶颗粒基体的溶解,孔洞逐渐形成,这些孔洞的累积最终可能导致柱床的塌陷,从而严重影响色谱柱的性能。



图1 硅胶骨架溶解过程


然而某些样品的分析在碱性条件下具有更好的分离效果和分析效率,甚至某些化合物在碱性条件下才稳定,如何应对高pH条件下的色谱分析呢?


杂化硅胶颗粒解决高pH条件分析难题

为了克服纯硅胶基质填料的局限性,华谱科仪研发团队推出技术创新的杂化硅胶颗粒。这种杂化硅胶颗粒通过在硅氧骨架中引入亚乙基桥结构。该结构中Si-C键具有更高的化学稳定性,且完全释放出一个亚乙基桥单元,需要破坏6个硅氧键,这使得杂化硅胶颗粒在高pH条件下具有更高的耐受性。

图2 杂化硅胶骨架结构

华谱科仪研发团队以最新研发的杂化颗粒为载体,结合特有的键合技术和表面修饰,隆重推出AlphaHybrid C18产品。该产品将pH耐受范围拓宽至12,突破了反相色谱柱在高pH条件下的应用限制,为方法开发、分析检测带来新的选择!

对AlphaHybrid C18耐碱性进行考察,AlphaHybrid C18在50 mM的三乙胺(pH=10)、柱温50℃的条件下共经过300 h,柱效依然保持在80%以上。

图3 AlphaHybrid C18耐碱性能测试

AlphaHybrid C18色谱柱应对碱性色谱条件分析案例


以下展示采用AlphaHybrid C18色谱柱在碱性流动相条件下测试的化药案例,分别为:阿奇霉素、氯氮平和β受体阻断剂。

案例一 阿奇霉素有关物质分析

阿奇霉素目前中国药典(ChP)、美国药典(USP)、欧洲药典(EP)均采用HPLC法进行有关物质的分析,其中ChP规定的流动相 pH 值为8.2,USP和EP规定的流动相 pH 值为8.9,这就要求实验所用色谱柱需要具有良好的耐碱性能。

本实验参照欧洲药典(EP)方法,采用 AlphaHybrid C18, 4.6×250 mm, 5 μm色谱柱对阿奇霉素有关物质项下系统适用性及峰鉴别溶液进行分离,实现阿奇霉素和13种杂质的良好分离。

色谱条件

仪   器:华谱科仪S6000高效液相色谱仪;

色谱柱:AlphaHybrid C18, 4.6×250 mm, 5  μm;

流动相:A_1.8 g/L磷酸氢二钠溶液(pH=8.9),B_甲醇:乙腈=25:75;

流   速:1.0 mL/min;

进样量:50 μL;

柱   温:65℃;

检测器:UV@210 nm;

梯   度:

实验结果

图4  阿奇霉素系统适用性溶液

表1  阿奇霉素系统适用性结果

图5  阿奇霉素峰鉴别溶液

表2 阿奇霉素峰鉴别结果

案例二 氯氮平及杂质分析

本实验参照2020版《中国药典》氯氮平有关物质的液相分析方法,采用AlphaHybrid C18, 4.6×150 mm, 5 μm色谱柱对氯氮平及四种氯氮平杂质进行分离分析,分离性能良好。

色谱条件

仪   器:华谱科仪S6000高效液相色谱仪;

色谱柱:AlphaHybrid C18, 4.6×150 mm, 5  μm;

流动相:甲醇:0.4%三乙胺-水=70:30;

流   速:1.0 mL/min;

进样量:10 μL;

柱   温:30 ℃;

检测器:UV@257 nm.

实验结果

(峰1_氯氮平杂质A;峰2_氯氮平杂质D;峰3_氯氮平杂质C;峰4_氯氮平;峰5_氯氮平杂质B;)

图6 氯氮平测试结果色谱图

表3氯氮平测试结果

案例三 7种β受体阻断剂分离

采用AlphaHybrid C18,4.6×150 mm,5 μm色谱柱,对包括索他洛尔、阿替洛尔、拉贝洛尔、吲哚洛尔、美托洛尔、比索洛尔、普萘洛尔在内的7种β受体阻断剂进行分离测试,实现了良好分离。

色谱条件

仪   器:华谱科仪S6000高效液相色谱仪;

色谱柱:AlphaHybrid C18, 4.6×150 mm, 5  μm;

流动相:A:10 mM碳酸氢铵(pH=10.5);B:乙腈;

流   速:1.0 mL/min;

进样量:10 μL;

柱   温:30 ℃;

检测器:UV@230 nm;

梯   度:

实验结果

峰1_索他洛尔;峰2_阿替洛尔;峰3_拉贝洛尔(非对映异构对);峰4_吲哚洛尔;峰5_美托洛尔;峰6_比索洛尔;峰7_普萘洛尔;)

图 7 β受体阻断剂测试结果色谱图

表4 β受体阻断剂测试结果

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