当前位置:化工仪器网-色谱网首页-技术文章列表-【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

2024年10月17日 13:02 来源:步琦实验室设备贸易(上海)有限公司

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

通过SFC-50和制备型HPLC

对辅酶Q10及维生素C进行纯化

SFC应用

 

1

 

 

简介

辅酶 Q10(CoQ10,泛醌,2,3-二甲氧基-5-甲基-6-十碳烯基-1,4-苯醌)和维生素 C(抗坏血酸)都是常用的强效抗氧化剂,常作为营养补充剂或用于化妆品中。在护肤方面,维生素 C 可以促进胶原蛋白的生成,减少色素沉着,而辅酶 Q10 则可以保护皮肤免受氧化损伤。作为营养补充剂,辅酶 Q10 有助于降低血压,而维生素 C 则有助于增强免疫系统。因此,这两种成分经常被一起添加到护肤或营养补充剂中[1,2]

 

辅酶 Q10 存在于鱼油或谷物中,是一种脂溶性维生素样物质,因此它不溶于水。维生素C是一种水溶性维生素。因此,挑战在于将这两种维生素分离开来,其中一种(维生素 C)极性很强,而另一种(辅酶Q10)极性很弱。本应用说明展示并比较了使用制备 HPLC 和制备 SFC 分离混合物中的辅酶 Q10 和维生素C。

 

2

 

 

实验设备

  • Pure C-850

  • PrepPure C18 column, 15 um, 150 x 20 mm

  • Sepiatec SFC-50

  • PrepPure Silica column, 5 um, 250 x 10 mm

 

3

 

 

化学品与样品

化学品:

  • 甲醇, 色谱级

  • 二氧化碳(CO2)

  • 注射器过滤器

  • 异丙醇

  • 去离子化水

为了安全处理,请注意所有相应的MSDS!

 

样品:

  • 维生素 C(抗坏血酸)

  • 100% 辅酶 Q10

辅酶 Q10 购买于当地一家营养商店

 

4

 

 

实验过程

对于样本,每种物质(CoQ10 营养粉和维生素 C)均用100%异丙醇稀释至浓度为 25mg/mL,然后将样本超声处理 15 分钟。

 

制备HPLC

  • 仪器: Pure C-850

  • 色谱柱: PrepPure C18, 15 um, 150 x 20 mm

  • 流动相: 异丙醇 (IPA)

  • 流动相条件: 100% 异丙醇等度洗脱

  • 流速: 20 mL/min

  • 检测器: UV1: 254nm

    UV2: 265nm

    UV3: 280nm

    UV4: 320nm

  • 进样体积: 1mL

  • 平衡时间: 10min

 

制备SFC

  • 仪器: Sepiatec SCF-50

  • 色谱柱: PrepPure Silica, 5 um, 250x10 mm

  • 流动相:A = 二氧化碳 (CO2); B = 甲醇

  • 流动相条件: 0–2 min: 40% 甲醇

  • 流速: 20mL/min

  • 检测器: 270nm

  • 进样体积: 0.1mL

  • 平衡时间: 1min

 

5

 

 

结果

制备 HPLC

色谱图(图1)显示维生素 C 在 1.3min 和辅酶 Q10 在 3.5min 的色谱峰,维生素 C 和辅酶 Q10 的最大吸收波长分别为 254nm 和 265nm。

 

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

图 1:CoQ10 和维生素 C 制备 HPLC 运行图

 

由于辅酶 Q10 在水中不溶性,并且在醇相(如甲醇或乙醇)中的溶解度非常有限,因此溶剂的选择非常有限。

 

制备 SFC

图2 显示,辅酶 Q10 的色谱峰出现在 1min 后,维生素 C 的色谱峰出现在 1.3min 后。选择 265nm 波长进行检测,这解释了较低的吸光度。由于选择了硅胶作为固定相,非极性的辅酶 Q10 首先流出色谱柱,而极性更强的维生素 C 与硅胶的相互作用更强,因此流出色谱柱的时间较晚。

 

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

图 2:CoQ10 和维生素 C 样品的制备 SFC 色谱图

 

由于这是一种等度洗脱运行,因此适用于叠加进样。选择了与单次进样相同的条件,叠加时间为 0.72min,进样 10 次,如 图3 所示。总运行时间为 8 min,平衡时间为 1.5min。

 

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

图 3:CoQ10 和维生素 C 样品的层叠进样制备 SFC 色谱图。

 

通过堆叠,1mL 的样品能够得以纯化,这与制备型高效液相色谱(prep HPLC)运行时所使用的样品量相同。在此需要指出的是,制备型超临界流体色谱(prep SFC)中使用的是 250×10mm 的色谱柱,而制备型高效液相色谱(prep HPLC)中使用的则是 150×20mm 的色谱柱。此次堆叠运行的总运行时间为 8 分钟。

 

Prep HPLC 与 Prep SFC 对比

 

色谱中典型的分离可分为 5 个步骤:

  1. 准备:这包括准备样品,准备溶剂,打开仪器并确保仪器工作。

  2. 编辑分离所需设置的方法参数。

  3. 在制备 HPLC 的情况下,启动 purge 功能;在制备 SFC 的情况下,清洗泵。

  4. 运行:这包括平衡过程和运行过程。

  5. 清洗:这一步包括将色谱柱清洗干净并保存,清洗进样阀,用异丙醇冲洗仪器。

 

时间上的不同

表1 显示了制备型 SFC 和制备型 HPLC 运行之间的时间差异。对于 SFC,最长的时间是将温度加热到 40°C 的柱温 20 分钟。值得注意的是,在此期间用户可以轻松地完成其他任务。对于 HPLC,仪器的开启速度很快,但同样需要准备样品的时间。

 

两种仪器的运行程序是相同的

如果 SFC 长时间未使用,CO2 可能会迁移到泵中,因此在开始运行之前,需要对泵进行 Purge。在所有的 Sepiatec 仪器上,都是通过软件指导您完成这一步。在 HPLC 上,溶剂管路需要手动 Purge。

 

在 HPLC 中,最长的时间是运行过程。建议平衡 3-5 个柱体积。在这里的应用实例中,平衡是在 4 CV 下完成的。当使用 SFC 时,平衡只需要 2min。

 

另一个明显的区别是,HPLC 的清洗需要 16min,而 SFC 仪器的清洗仅仅需要 2min。在 HPLC 运行结束时,有必要将色谱柱保存在 80%MeOH/20% 水的条件,而在 SFC 中,色谱柱可以在运行结束时存储,不需要任何额外的步骤。对于 SFC,需要的清洁是冲洗进样器。而为了确保 HPLC 始终处于工作状态,在关闭仪器之前需要用异丙醇(IPA)冲洗仪器。这增加了另一个步骤,这在使用 SFC 仪器时是不必要的。

 

表1:制备型 SFC 和制备型 HPLC 纯化等量样品的时间差异。

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

 

溶剂消耗上的不同

在两种方式中,样品制备都需要 IPA,这也是 HPLC 运行所选择的流动相。SFC 方法采用甲醇和 CO2。HPLC 需要额外的溶剂来保存色谱柱,如水和甲醇。水是一种绿色流动相,但由于它与仪器中的溶剂混合在一起,因此仍然需要丢弃在化学废物中。在 表2 中显示,在 HPLC 运行中产生的溶剂浪费比 SFC 运行多 7.5 倍。

 

表2:制备型 SFC 和制备型 HPLC 纯化等量样品的溶剂消耗差异。

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化

 

6

 

 

结论

CoQ10 和维生素 C 这类脂溶性和水溶性化合物的混合物可以用制备型 HPLC 和制备型 SFC 分离,HPLC 的固定相为 C18,即极性的维生素 C 先洗脱,非极性的辅酶 Q10 后洗脱。SFC 所用的固定相为二氧化硅,洗脱顺序相反。纯化等量样品时,SFC 系统的操作时间(40 min)比 HPLC 系统的操作时间(58 min)短得多,除此之外,SFC 所用的溶剂相较于 HPLC 减少了约 7.5 倍。

 

7cha

 

 

参考文献

  1. Wu, H.-S., Tsai, J.-J., Separation and purification of coenzyme Q10 from Rhodobacter sphaeroides. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. (2013),

  2. dx.doi.org/10.1016/j.jtice.2013.03.013.

  3. See, X. Z., Yeo, W. S., & Saptoro, A. (2024). A comprehensive review and recent advances of vitamin C: Overview, functions, sources, applications, market survey and processes. Chemical Engineering Research and Design, 206, 108–1doi.org/10.1016/j.cherd.2024.04.048.

 

 

 

【瑞士步琦】通过SFC-50和制备型HPLC对辅酶Q10及维生素C进行纯化


 

免责声明

  • 凡本网注明“来源:化工仪器网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:化工仪器网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其他来源(非化工仪器网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。