리간드교환 – SUGAR Series – SHOKO KOREA

리간드교환 - SUGAR Series

HILIC외의 다른 방법으로 당분석을

당분석에 최적화 되어있습니다

리간드 교환(Ligand Exchange)컬럼은 당, 당알코올 분석에 최적화 되어있는 컬럼입니다. 일반적인 당 분석은 Aminopropyl이 수식된 이른바 아민 컬럼도 많이 사용됩니다만, 리간드 교환 컬럼도 일반적으로 사용되고 있습니다.

Shodex에서는 이러한 분석을 위하여 특수 설계된 Styrene divinylbenzene(SDB) gel에 Sulfo group을 결합 시킨 후 말단에 칼슘(Ca₂⁺), 납(Pb₂⁺), 나트륨(Na⁺)과 같은 금속이온을 결합시킨 컬럼을 개발하였습니다.

리간드 교환이 뭐야?

일반적으로 당류는 분자 내부에 다수의 하이드록시기(OH Bond)를 가진 알데히드(CHO)와 케톤(Ketone body)로 헤미아세탈 구조를 형성합니다. 이 헤미아세탈 구조로 5원환(오각), 6원환(육각)의 고리 구조를 취합니다.

(β-D-Glucose의 구조)

(Glucose의 경우 5원환 구조보다 6원환 구조가 열역학적으로 안정적이기 때문에 6원환 고리가 형성됩니다)

이러한 안정적인 6원환 구조가 형성되면서 하이드록시기(OH Bond)가 의자 형태를 취하게 됩니다.

이 의자 형태를 취하게 되면서 수평(Eq)방향, 수직(Ax)방향으로 하이드록시기가 정렬됩니다.

이러한 수평&수직 방향은 각 당 마다 상이하며, 이러한 상태가 분석에 영향을 미치게 됩니다.

아래 그림은 Sulfo group에 결합된 금속 이온과 당에 붙어있는 하이드록시기와의 결합을 보여줍니다.

위 그림은 D-glucose와 D-mannose가 컬럼 gel 표면에 complex를 형성하는 원리를 간단히 도식화 하였습니다.

이러한 금속 리간드와 하이드록시기가 결합하는 조건으로는

■ 하이드록시기(OH Bond) 배치가 수직-수평-수직 이거나 (Triplet, 매우 강한 Retention)

■ 하이드록시기(OH Bond) 배치가 수직-수평 이거나 (Pair, 약한 Retention)

으로 정리할 수 있습니다.

여기서 Pair구조가 많을수록 Retention이 더 길어지겠죠?

따라서 pair complex를 형성하는 mannose가 glucose보다 retention time이 늦을 것이라고 유추할 수 있습니다.

(실제로 리간드 교환 컬럼으로 분석 시 Glucose 피크가 먼저 나옵니다!)

또한 이러한 complex 형성 시간(retention time)에는 sulfo group에 결합한 금속 이온이 어떤 것인가? 에 따라 변동됩니다.

이 complex 형성 세기는 일반적으로 아래와 같은 순서입니다.

SUGAR KS-800 Specification

(Gel : Styrenedivinylbenzene(SDB))

#USP L22, L58(KS-801, KS-802), #리간드교환+SEC #Sulfo(Na+)

Ligand + SEC(크기 배제)를 동시에

SUGAR KS-800 컬럼은 고분자에 대응할 수 있게 리간드 교환과 SEC(크기 배제)를 동시에 적용시킨 컬럼입니다.

Functional group이 Na⁺로 되어 있어 염분이 많은 샘플 분석에 적합하며, SEC의 성격을 이어받아 기본적으로 분자량이 ‘큰’ 순서로 용출 됩니다.

따라서 올리고당 분석에 적합하다고 할 수 있죠.

당류 분석 Retention table은 아래 자료를 참조해주시기 바랍니다

표준 컬럼

Product code	Product name	Plate number (TPN/column)	Functiona group (Counter ion)	Exclusion limit (Pullulan)	Size (mm) I.D. x Length
F6378010 F6378020 F6378025 F6378060 F6700020	SUGAR KS-801 SUGAR KS-802 SUGAR KS-803 SUGAR KS-804 SUGAR KS-G 6B	≥ 17,000 ≥ 17,000 ≥ 17,000 ≥ 17,000 (guard column)	Sulfo (Na⁺) Sulfo (Na⁺) Sulfo (Na⁺) Sulfo (Na⁺) Sulfo (Na⁺)	1,000 10,000 50,000 400,000 –	8.0 x 300 8.0 x 300 8.0 x 300 8.0 x 300 6.0 x 50

Product name	Particle size (μm)	Max. usable pressure (MPa)	Recommended flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. (°C)	Shipping solvent
KS-801 KS-802 KS-803 KS-804 KS-G 6B	6 6 6 7 10	5.0 5.0 5.0 5.0 –	0.5 to 1.0 0.5 to 1.0 0.5 to 1.0 0.5 to 1.0 –	1.5 1.5 1.5 1.5 –	≤ 85 ≤ 85 ≤ 85 ≤ 85 ≤ 85	H₂O H₂O H₂O H₂O H₂O

* 다소의 Na⁺ 이온이 함유된 샘플 분석이나 이동상을 사용할 수 있습니다만, 이로 인하여 컬럼에 영향을 미칠 수 있으니 컬럼이 Na⁺의 영향을 받는 분석을 진행하셨다면 아래와 같은 세정 방법을 활용하여 주시기 바랍니다.

① 0.2M NaOH 수용액을 0.5mL/min으로 흘립니다

② ①의 과정을 수행하신 후 이동상을 100% H₂O로 완전히 교체합니다.

(위 과정 대신 1M NaOH 수용액 40μL 를 주입하는 방법 도 있습니다)

이동상 조건

Product name	Methanol(MeOH)	Acetonitrile(ACN)	Water
SUGAR KS-800	사용 불가	0 to 20%	80 to 100%

SUGAR SP Specification

(Gel : Styrenedivinylbenzene(SDB))

#USP L22, L34, #Ligand+SEC, #Sulfo(Pb2+)

가장 강한 Ligand를 사용하여 보다 확실한 분리를

SUGAR SP 가장 강한 Ligand complex를 형성하는 Pb²⁺를 결합한 컬럼입니다.

다른 리간드 교환 컬럼에 비해 Retention time이 긴 편입니다.

또한 이 컬럼은 Maltitol(말티톨), Guar Gum(구아검), Xylitol(자일리톨), Sorbitol(소르비톨)과 같은 당알코올 및 당류의 USP 분석에 기준 스펙을 만족합니다.

당류 분석 Retention table은 아래 자료를 참조해주시기 바랍니다

상냥하게 다뤄주세요!

애석하게도 SUGAR SP 컬럼은 가장 강한 Ligand complex를 형성합니다만, 그에 비해 내구성은 반비례 하는 컬럼입니다.

따라서 온도에 따른 스웰링 현상에 상당히 민감하기 때문에 조작 시 아래 매뉴얼대로 컬럼을 조작하여 주시기 바랍니다.

표준 컬럼

Product code	Product name	Plate number (TPN/column)	Functiona group (Counter ion)	Exclusion limit (Pullulan)	Size (mm) I.D. x Length
F6378105 F6700081	SUGAR SP0810 SUGAR SP-G 6B	≥ 11,000 (guard column)	Sulfo (Pb²⁺) Sulfo (Pb²⁺)	1,000 –	8.0 x 300 6.0 x 50
F6378106	SUGAR SP0810 8C	≥ 3,000	Sulfo (Pb²⁺)	1,000	8.0 x 100

Product name	Particle size (μm)	Max. usable pressure (MPa)	Recommended flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. (°C)	Shipping solvent
SP0810 SP-G 6B	7 10	3.0 –	0.5 to 1.0 –	1.0 –	≤ 95 ≤ 95	H₂O H₂O
SP0810 8C	7	1.0	0.5 to 1.0	1.0	≤ 95	H₂O

* 분석을 수행하는 샘플 특성상 다양한 염(Na⁺, Ca²⁺)에 수차례 노출 될 경우, Sulfo group에 결합된 금속이온(Pb²⁺)가 떨어져나가 컬럼의 성능이 열화될 수 있습니다. 이에 컬럼을 재생하는 방법을 아래 안내 드립니다.

① 100% H₂O이동상을 70~90℃온도 범위에서 0.5mL/min으로 흘립니다.

② 0.2M Pb(NO₃)₂ 수용액 50μL 를 3~4회 주입합니다.

이동상 조건

Product name	Methanol(MeOH)	Acetonitrile(ACN)	Water
SUGAR SP	사용 불가	0 to 20%	80 to 100%

SUGAR SC Specification

(Gel : Styrenedivinylbenzene(SDB))

#USP L22, L34, #Ligand+SEC, #Sulfo(Ca2+)

샘플에 Ca²⁺가 많다면?

SUGAR SC 컬럼은 Pb²⁺와 Na⁺의 중간 정도의 Ligand 세기를 가지고 있다고 보시면 됩니다. Ca²⁺가 결합되어 있어 칼슘이온이 많은 샘플의 당 분석에 가장 적합하다고 할 수 있죠.

또한 이 컬럼은 Tagatose, Dextrose, Mannitol, Myo-Inositol와 같은 물질의 USP 분석에 대한 스펙을 만족합니다.

당류 분석 Retention table은 아래 자료를 참조해주시기 바랍니다

표준 컬럼

Product code	Product name	Plate number (TPN/column)	Functiona group (Counter ion)	Exclusion limit (Pullulan)	Size (mm) I.D. x Length
F6378102 F6700090	SUGAR SC1011 SUGAR SC-G 6B	≥ 13,000 (guard column)	Sulfo (Ca²⁺) Sulfo (Ca²⁺)	1,000 –	8.0 x 300 6.0 x 50
F6379300	EP SC1011-7F	–	Sulfo (Ca²⁺)	–	7.8 x 300
F6379230	USPpak MN-431	–	Sulfo (Ca²⁺)	–	4.0 x 250

Product name	Particle size (μm)	Max. usable pressure (MPa)	Recommended flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. (°C)	Shipping solvent
SC1011 SC-G 6B	6 10	4.0 –	0.5 to 1.0 –	1.5 –	≤ 95 ≤ 95	H₂O H₂O

* 다소의 Ca²⁺ 이온이 함유된 샘플 분석이나 이동상을 사용할 수 있습니다만, 이로 인하여 컬럼에 영향을 미칠 수 있으니 컬럼이 Ca²⁺의 영향을 받는 분석을 진행하셨다면 아래와 같은 세정 방법을 활용하여 주시기 바랍니다.

① 0.1M Ca(NO₃)₂ 50mL를 50℃, 0.5mL/min 조건에서 흘립니다.

이동상 조건

Product name	Methanol(MeOH)	Acetonitrile(ACN)	Water
SUGAR SC, USP MN-431	사용 불가	0 to 20%	80 to 100%

SUGAR DC, SZ, SC1211 Specification

(Gel : Styrenedivinylbenzene(SDB))

#USP L22, L58(DC-613), #USP L22(SZ5532), #USP L19, L22(SC1211), #Ligand+HILIC

Ligand와 HILIC분리 방식을 병용

HILIC분리방식은 이동상에 유기용매 비율이 높아질 경우 머무름 시간(Retention time)이 길어집니다.

이러한 특성을 이용하여 리간드 교환과 HILIC을 동시에 작용시켜 보다 세세한 분리를 실현시켰습니다.

이러한 특성을 Gel에 적용하여 보다 높은 유기용매(ACN) 비율의 사용이 가능합니다.

■ DC-613 : 샘플분석 시 탈염작업(removing sodium)없이 당분석 가능

■ SC1211 : 당알코올(Sugar alcohol), 알코올 분리에 적합

■ SZ5532 : 이당류, 삼당류 분리에 적합. 특히 Maltose와 Isomaltose분리에 적합

당류 분석 Retention table은 아래 자료를 참조해주시기 바랍니다

표준 컬럼

Product code	Product name	Plate number (TPN/column)	Functiona group (Counter ion)	Particle size (μm)	Size (mm) I.D. x Length
F7001003 F6700170	RSpak DC-613 RSpak DC-G 4A	≥ 5,500 (guard column)	Sulfo (Na⁺) Sulfo (Na⁺)	6 10	6.0 x 150 4.6 x 10
F7001300 F6700110	SUGAR SZ5532 SUGAR SZ-G	≥ 5,500 (guard column)	Sulfo (Zn²⁺) Sulfo (Zn²⁺)	6 6	6.0 x 150 4.6 x 10
F7001400 F6700120	SUGAR SC1211 SUGAR SC1211G 4A	≥ 5,500 (guard column)	Sulfo (Ca²⁺) Sulfo (Ca²⁺)	6 10	6.0 x 250 4.6 x 10

Product name	Max. usable pressure (MPa)	Recommended flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. (°C)	Shipping solvent
DC-613 DC-G 4A	5.0 –	0.5 to 1.0 –	3.0 –	40 to 85 40 to 85	CH₃CN/H₂O=70/30 CH₃CN/H₂O=70/30
SZ5532 SZ-G	4.0 –	0.5 to 1.0 –	2.0 –	≤ 80 ≤ 80	CH₃CN/H₂O=70/30 CH₃CN/H₂O=70/30
SC1211 SC1211G 4A	4.0 –	0.5 to 1.0 –	1.0 –	≤ 95 ≤ 95	CH₃CN/H₂O=25/75 CH₃CN/H₂O=25/75

* 금속 이온 등에 의하여 컬럼의 성능이 열화 되었을 경우 각각 컬럼에 맞는 세정법을 수행해주시기 바랍니다.

■ DC-613
① 50mL EtOH, MeOH, CH3CN을 흘리거나 5mM NaOH 수용액을 흘립니다.

② 또는 0.5M NaOH 수용액을 20~50μL 정도 Injection합니다.

■ SC1211
① 이동상을 완전히 H₂O로 치환 시킵니다.

② 0.1M Ca(NO₃)₂ 수용액 30mL를 50℃, 0.5mL/min 조건으로 흘립니다.

③ 이후 다시 이동상을 완전히 H₂O로 치환 시킵니다.

④ 이후 사용하고자 하는 유기용매 농도까지 서서히 치환 시킵니다

■ SZ5532

① 이동상을 완전히 H₂O로 치환 시킵니다.

② 0.1M Zn(NO₃)₂ 수용액 30mL를 50℃, 0.5mL/min 조건으로 흘립니다.

③ 이후 다시 이동상을 완전히 H₂O로 치환 시킵니다.

④ 이후 사용하고자 하는 유기용매 농도까지 서서히 치환 시킵니다

이동상 조건

Product name	Ethanol, Methanol	Acetonitrile(ACN)	Water
RSpak DC-613	0 to 95%	0 to 95%	5 to 100%

* 중금속 이온이 포함된 시료를 주입하면 Functional group에 결합된 Na+가 중금속 이온으로 교환되어 컬럼 성능에 문제를 야기시킬 수 있습니다. 이러한 이온 교환 방지를 위해 금속 이온 마스킹 방법으로 EDTA-4Na를 이동상에 50~100ppm정도의 양을 첨가하시기 바랍니다.