硅胶色谱柱的亲水作用保留机理及其影响因素

亲水作用色谱（HILIC）是替代反相色谱（RPLC）分离强极性及亲水性化合物的另一色谱模式,其分离机理与RPLC有很大不同,具有和RPLC互补的选择性。在HILIC模式中,采用正相色谱（NPLC）中的极性固定相及含高浓度有机溶剂（通常为乙腈）的水溶液为流动相。硅胶是开发最早、研究最为深入及应用最为广泛的HILIC固定相,本文介绍了硅胶色谱柱的HILIC保留机理,详细概述了操作条件如硅胶柱类型、流动相组成及柱温对HILIC分离的影响,并对硅胶填料色谱柱的HILIC模式的发展方向与应用前景进行了展望。     

亲水作用色谱及其在环境分析中的应用进展

亲水作用色谱(HILIC)是一种分离极性和亲水性化合物的液相色谱模式,其作为反相液相色谱(RPLC)的重要补充,近年来越来越受到各个领域的关注和重视。这不只是因为强极性化合物的分离问题在各个领域引起了重视,而且因为与RPLC比较,HILIC具有流动相组成黏度低、色谱柱渗透性好、与质谱联用的灵敏度高及反压较低等优势。本文简要概述了HILIC的发展历程、特点及保留机理,重点介绍了HILIC用于环境分析的最新进展,评述了HILIC及RPLC用于污染物分析的优缺点,并指出了HILIC用于环境分析的未来发展趋势。     

以亲水作用色谱为核心的液相色谱联用技术及其应用研究

亲水作用色谱(HILIC)是近年来色谱领域研究的热点之一。本文围绕复杂体系样品中亲水性组分的分离分析,综述了国际上近年 来发展的以HILIC为核心的多种液相色谱联用技术及其应用。简要介绍了HILIC的起源、定义、分离特点及其常用固定相;比较了HILIC和反相色谱(RPLC)的选择特性;针对不同层次的分离对象和分离要求,讨论了多种基于HILIC的液相色谱以及液相色谱-质谱联用技术的分离特点和适用范围。     

引言

反相液相色谱(RPLC)是当前色谱分离中应用最为广泛的色谱模式,依靠疏水固定相与溶质之间的疏水相互作用实现弱极性和中等极性化合物的高效分离。但是,RPLC 对极性化合物(如寡糖、强极性寡肽、药物等) 的保留很弱,甚至不保留。反相离子对色谱(RPIC)、离子交换色谱(IEC)和正相色谱(NPLC)等可以作为RPLC 的补充,用于极性化合物的分离。然而,它们又各自存在一定的局限性,不能满足当前复杂样品的分离和表征需求。
亲水作用色谱(hydrophilic interaction liquid chromatography, HILIC)作为一种分离极性化合物的液相色谱模式,其概念最早由Alpert 于1990 年提出。HILIC 的主要特征是使用类似于NPLC 的极性固定相和水/有机溶剂(通常是乙腈)作为流动相,其中水是强洗脱溶剂。与NPLC 类似,在HILIC 模式下化合物的保留时间随其极性增强而增加。HILIC越来越受到关注和重视,一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视,包括药物分析、食品分析及蛋白质组学等领域都不同程度地涉及极性化合物的分离问题;另一方面是由于HILIC 具有其自身的优势。首先,HILIC 模式对强极性和亲水性化合物具有很好的保留和分离选择性,是解决各类强极性和亲水性化合物分离问题的可靠手段。其次,HILIC 模式使用的流动相体系相对简单,操作方便,而且克服了NPLC 的流动相溶解性差、保留时间对流动相中水含量十分敏感以及质谱兼容性差等问题。此外, HILIC的分离机理与RPLC 完全不同,两者的分离选择性有很好的正交性,适合用于构建HILIC-RPLC 二维色谱系统,是解决复杂样品分离问题的有效手段之一。近十年来,HILIC分离材料、分离原理和分离方法开发等领域均取得了巨大进展,在食品、药品、天然产物、蛋白质组以及代谢组学等分离分析中的应用日益广泛和成熟。     

基于脾脏代谢组学方法研究低聚硒化氨基多糖对黑鲷的免疫调节作用

以冷冻甲醇提取,C_(18)色谱柱和HILIC色谱柱分别分离黑鲷脾脏中的内源性代谢物,采用基于超高效液相色谱-飞行时间质谱联用技术(UPLC-TOF-MS)的非靶向代谢组学研究方法,分析了黑鲷饲喂低聚硒化氨基多糖后脾脏中内源性代谢物的变化差异,揭示了低聚硒化氨基多糖调节黑鲷免疫功能的潜在机制。采用XCMS~(plus)软件结合高分辨二级质谱数据库处理质谱原始数据,筛选出潜在生物标志物,并通过Metabo Analyst 4.0网站分析相关代谢通路。结果表明,黑鲷饲喂低聚硒化氨基多糖后脾脏中的36个代谢物发生显著变化;低聚硒化氨基多糖可通过9条代谢通路增强黑鲷的免疫机能。该研究结果为阐明低聚硒化氨基多糖的免疫增强机制提供了科学依据。     

混合模式色谱分离材料的研究及其应用进展

近年来混合模式色谱以其独特的分离特性受到人们越来越多的关注。混合模式色谱的种类主要集中在反相/离子交换混合模式色谱(reversed-phase/ion-exchange mixed-mode chromatography, RPLC/IEX),亲水作用/离子交换混合模式色谱(hydrophilic interaction/ion-exchange mixed-mode chromatography, HILIC/IEX),反相/亲水作用混合模式色谱(reversed-phase/hydrophilic interaction mixed-mode chromatography, RPLC/HILIC)等混合模式。两种或多种机理混合使用,往往在分离选择性和色谱峰形等方面能得到不同于单一模式操作所得到的效果,分离选择性以及色谱峰形等都能得到极大的改善与提高,这使得混合模式色谱渐渐进入研究者们的视野。混合模式色谱的研究多数集中在色谱填料的设计。混合模式色谱填料的应用主要针对生物样品的分离分析。该文综述了近年来混合模式色谱的研究及其应用进展,并展望了混合模式色谱的发展。     

基于肝脏代谢组分析研究低聚硒化氨基多糖对黑鲷的免疫调节作用

采用基于液相色谱-飞行时间质谱联用（LC-TOF-MS）技术的代谢组学方法，分析黑鲷肝脏内源性代谢物的变化，研究硒化氨基多糖增强黑鲷的免疫调节机制。采用XCMS^plus软件非靶向分析质谱采集数据，筛选潜在生物标志物，并通过MetaboAnalyst3.0网站分析相关代谢通路。结果表明，饲喂硒化氨基多糖组中的代谢物明显区分于空白组，发现并鉴定了32个有差异的生物标志物。代谢通路分析结果表明，硒化氨基多糖可通过氨基酰基-转运脱氧核糖核苷酸（tRNA）生物合成、氨基酸代谢、核苷酸代谢、氮代谢等代谢通路增强黑鲷自身的免疫机能。该研究为阐明硒化氨基多糖的免疫增强机制提供了科学依据。     

双阳离子型离子液体和十八烷基修饰的混合模式硅胶固定相的制备及色谱性能

通过分步键合反应制备了一种咪唑基双阳离子型离子液体和十八烷基共同修饰的混合模式硅胶色谱固定相(Sil-C18-IL-C4); 采用元素分析和红外光谱对其进行了表征. 分别评价了该固定相在反相色谱模式(RPLC)、 亲水色谱模式(HILIC)和RPLC/HILIC混合色谱模式下的色谱分离性能, 并在HILIC模式下对6种碱基核苷类化合物进行分离, 考察了流动相中有机相体积分数和水相中甲酸铵浓度对分离效果的影响. 此外, 还考察了该固定相的分离重复性. 制备的Sil-C18-IL-C4固定相的元素分析结果表明, 氮元素含量为1.65%, 碳元素含量为11.16%, 氢元素含量为2.44%. 该固定相的红外光谱中, 2928和2856 cm^?1处出现了—CH的不对称和对称伸缩振动峰, 1440 和660 cm^?1处出现了咪唑环上C=C的伸缩振动峰和C=N的弯曲振动峰, 说明十八烷基和1,5-双(咪唑-1-基)戊烷均已接枝到硅胶表面. 色谱性能评价结果表明, Sil-C18-IL-C4固定相可表现出反相色谱模式和亲水色谱模式分离性能, 对6种碱基核苷类物质能够实现完全分离, 而且在一定的色谱条件下可以在单根色谱柱单次运行中实现RPLC/HILIC混合模式色谱分离, 对于处理复杂样品中的碱基核苷类化合物等亲水物质具有良好的应用潜能.     

基于液相色谱/电喷雾飞行时间质谱技术的结石症尿液代谢组学探讨

探索了一种简便的尿液样品前处理流程,通过反相液相色谱(RPLC)与亲水相互作用色谱(HILIC)相结合的高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱的联用技术(HPLC/ESI-TOFMS),建立了泌尿系结石症的尿液代谢组学模型,研究结石症患者尿液样品中的代谢物浓度水平与健康人对照组间的差异情况。采用主成分分析(PCA)及偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等多变量数据分析方法,寻找结石症患者组和对照组之间的差异性代谢谱。模型结果显示:结石症患者尿液代谢物水平与健康对照组具有明显差异,寻找其中潜在的差异性标志物群组,有望将该模型用于泌尿系结石症的快速预测和诊断。     

基于液相色谱-质谱联用技术的心肌缺血大鼠血清和心肌组织代谢组学

采用异丙肾上腺素诱导心肌缺血大鼠模型,使用液相色谱-质谱法检测血清和心肌中的内源性成分,应用软件对已鉴定的40余种目标成分进行靶向提取,用主成分分析（PCA）、有监督偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）对代谢组学数据进行多维度统计分析,筛选潜在生物标志物。与对照组相比,在心肌缺血模型组大鼠血清、组织中检测出18个差异代谢物,涉及精氨酸和脯氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、谷氨酰胺和谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢等多条代谢通路。代谢产物可作为心肌缺血研究中的重要标志物,该研究结果有助于揭示心肌缺血的发病机制,可为临床疾病诊断提供思路。     

甲胺化衍生结合基于硅氢化物固定相的正相色谱用于单克隆抗体药物的N-糖基化表征

采用甲胺化衍生结合基于硅氢化物固定相的正相色谱（SiH-NPC）分析单抗的N-糖基化。样品经酶切、甲胺化衍生、纯化后由液相色谱-质谱进行分析。结果表明,相较于亲水相互作用色谱（HILIC）,SiH-NPC分离机制不同,使用常规的无盐流动相即可实现高分离度,避免污染质谱,色谱柱结构稳定,使用寿命长,更适合快速分析。结合唾液酸衍生方法,SiH-NPC在液相色谱-质谱联用鉴定酸性糖和糖异构体方面呈现显著优势,在生物制药行业中具有重要的应用潜力。     

基于代谢组学研究橙黄决明素对高脂血症大鼠的调脂作用

本文运用代谢组学的研究方法,考察橙黄决明素对高脂血症大鼠血液内源性代谢物的影响,并寻找相关生物标志物。采用高脂饲料喂养的方法建立高脂血症大鼠模型,给予橙黄决明素灌胃治疗。利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析高脂血症大鼠血浆中的代谢物,并使用主成分分析、偏最小二乘-判别分析和随机森林算法,研究大鼠样本在造模前后及橙黄决明素治疗后血浆内源性代谢物的变化情况,结果得到丙氨酸、甘氨酸、L-缬氨酸、异亮氨酸、富马酸、丝氨酸、1,5-脱水山梨醇、亚油酸、硬脂酸和胆固醇10种潜在的生物标志物。研究表明橙黄决明素主要通过影响机体氨基酸及脂肪酸的代谢,从而产生较理想的调脂作用。     

亲水作用色谱固定相及其在中药分离中的应用

亲水作用色谱(HILIC)作为一种分离极性化合物的液相色谱模式,近年来越来越受到关注和重视。一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视,如药物分析、代谢组学、蛋白质组学等研究领域都不同程度地涉及强极性化合物的分离问题;另一方面是由于HILIC具有流动相组成简单、分离效率较高、与质谱兼容以及反压较低等优势。固定相是HILIC发展和应用的基础,本文主要从固定相分子结构的角度对HILIC固定相的结构特征、保留特性以及应用概况等进行了综述。对传统正相色谱固定相用于HILIC以及专门设计的HILIC固定相进行了介绍,评述了各自的优缺点和应用概况;对近年来HILIC固定相在中药分离中的应用进行了介绍;并对HILIC固定相的发展进行了展望。     

反相液相色谱对多肽的分离、纯化与制备

用反相高效液相色谱（RPLC）对两种化学合成多肽－－32肽和21肽进行了分离、纯化和制备。在用分析型RPLC色谱柱对多肽样品的制备过程中，对其进样量和洗脱梯度进行了选择。每次进样量为5mg，在最优化色谱条件下，用RPLC一步就可对21肽进行分离纯化，其纯度达到98.6%。而32肽由于样品组分更加复杂，RPLC一步纯化后其纯度仅有80％。通过对色谱分离条件的再次优化，对32肽进行二次分离纯化，纯度达杂，RPLC一步纯化后其纯度仅有80％。通过对色谱分离条件的再次优化，对32肽进行二次分离纯化，纯度达到96.4%。在其最优化条件下，通过多次样品收集和冷冻干燥，分别制备了高纯度的21肽和32肽各100mg。     

反相液相色谱中生物大分子保留自由能及相比的测定

依据液相色谱中溶质的计量置换保留模型（SDM-R）和反相液相色谱（RPLC） 中小分子溶质柱相比的热力学新定义,建立了准确测定生物大分子柱相比的理论模 型和实验方法,准确测定了生物大分子的柱相比。同时依据计量置换参数logI和Z 具有热力学平衡常数的性质,并以logI和对1/T作图呈线性为途径,解决了生物大 分子色谱热力学研究中存在的三个难题,准确测定了七种标准蛋白质在RPLC保留过 程中的自由能变,并发现在RPLC中柱相比对保留过程中溶质总自由能变的贡献值几 乎可与溶质在RPLC保留过程中的净自由能变相当。     

松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏的广泛靶向代谢组学分析

卵巢早衰是妇科领域的常见病,中医认为卵巢早衰与肝肾的正常与否息息相关,通过药食两用物质对肝脏代谢的调理是治疗卵巢早衰的一种重要手段。该研究基于超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC-MS/MS)建立的广泛靶向代谢组学技术,探讨破壁松花粉对环磷酰胺诱导的卵巢早衰模型大鼠肝脏代谢的影响,旨在通过测定对照组、模型组、雌激素阳性对照组及施以不同剂量的松花粉干预组的SD大鼠肝脏组织中代谢物的含量变化,结合主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法揭示松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏代谢的作用机制。通过正、负离子模式共检测出687种肝脏代谢物,PCA与OPLS-DA显示环磷酰胺诱导的模型组能够与对照组、阳性对照组、松花粉干预组等组别之间的代谢物较好的分离。通过单变量分析中的t检验(p<0.05)、变异倍数(FC>2或<0.5)与多变量分析中变量投影重要性(VIP值)>1相结合对差异代谢物进行筛选。与对照组相比,模型组SD大鼠肝脏中的32个生物标志物含量显著升高,28个生物标志物含量显著降低,主要涉及α-亚麻酸代谢、维生素B6代谢、嘌呤代谢、赖...     

超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法研究菊三七总生物碱致肝毒性的血清代谢组学

应用代谢组学的方法探讨了菊三七总生物碱致肝毒性的可能作用机制。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF MS)技术,建立菊三七总生物碱高剂量组与空白组的大鼠血清代谢指纹谱,利用主成分分析(PCA)及偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)多元统计分析比较两组的代谢物谱差异。结果表明,与空白组比较,筛选并初步鉴定出34个差异代谢产物(P0.05,VIP1),可作为肝毒性相关的潜在生物标记物,其代谢水平的变化表明菊三七总碱致肝毒性可能与氨基酸、核苷酸、脂质代谢及肝肠循环等途径发生紊乱有关,从代谢组学角度初步探讨了菊三七总碱肝毒性的作用机制。     

UPLC－ESI－Q－TOF MS结合裂解规律分析姜科植物中二苯基庚烷类成分

根据标准品的质谱数据,探讨二苯基庚烷类成分的裂解规律,并利用裂解规律分析姜科植物中的该类成分。采用针泵注射进样,利用高分辨率和高准确性的电喷雾－四极杆－飞行时间质谱（ESI－Q－TOF MS）得到正离子模式下（ESI+）11个标准品的质谱数据。在此基础上,分析标准品的裂解行为,归纳4类二苯基庚烷类化合物的裂解途径,总结出二苯基庚烷类化合物的裂解规律。据此建立快速识别二苯基庚烷类成分的方法,结合超高效液相色谱－电喷雾－四极杆－飞行时间串联质谱（UPLC－ESI－Q－TOF MS）,对姜科植物来源中药姜皮、草果、益智仁中的二苯基庚烷类成分进行识别,从中分别鉴定出14、11、10个此类成分。结果表明,该方法准确、可靠、高效,可快速鉴定和分析姜科植物中的二苯基庚烷类化合物。     

基于液相色谱-质谱技术的肾脏代谢组学分析方法研究

建立了一种基于高效液相色谱-超高分辨质谱技术的肾脏代谢组学分析方法。肾脏组织于液氮中研磨成粉后,采用甲基叔丁基醚/甲醇/水溶剂体系进行提取,分别得到强极性部分(下层)和弱极性部分(上层)提取物,依次采用HILIC亲水色谱柱和反相C18色谱柱进行梯度洗脱分离后,进行高分辨质谱分析。采用电喷雾离子源(ESI),正、负离子模式检测,扫描方式为全扫描,扫描范围为100~1000 Da,质量分辨率为120000。结果表明,该方法灵敏度高,专属性强,稳定性良好,可同时获取肾脏组织中的强极性和弱极性代谢物信息,可为肾脏疾病和药物肾毒性生物标志物的发现提供一种新的方法。     

气相色谱-质谱结合主成分分析方法用于鼻咽癌病人血清中代谢产物的定性定量分析

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)同时测定鼻咽癌患者和健康人血清样本中多种代谢物的方法。采用肟化-硅烷化的两步衍生方法,利用DB-5MS毛细管柱程序升温法分离血清中的多种成分。利用NIST标准质谱库和标准品对尿液中的代谢物进行定性定量分析,共鉴定出氨基酸、糖类、脂肪酸、有机酸和酯类等28种内源性代谢物质;进而使用主成分分析(PCA)模式识别方法分析健康人和病人血清中代谢产物差异。结果表明,该方法简便快捷,易于操作,且灵敏度高,能够同时检测血清中的多种组分,且在主成分分析下有明显的分类,因此可为鼻咽癌的早期诊断和发病机制研究提供新的策略。