친수성 상호작용 – NH2P – SHOKO KOREA

친수성 상호작용 - NH2P

당 분석의 표준

합리적인 당 분석을 도와드립니다

일반적으로 당 분석을 진행할 때 Functional Group으로 Amine group이 수식된 컬럼을 이용하여 친수성 상호작용(Hydrophilic interaction(HILIC))으로 당 분석을 수행합니다. 과거에는 Silica gel에 Amine group을 수식하여 분석을 진행하였으나 pH 조건에 따른 빠른 컬럼의 열화가 발생하여 좋은 내구성을 가진 컬럼에 대한 요구가 증가하였습니다. 이에 Shodex에서는 Polyvinylalcohol(PVA) gel에 Aminopropyl group을 수식하여 pH에 따른 내구성 문제를 해결함으로써 더 오랜 기간 분석을 진행할 수 있게 되었습니다.

Shodex의 Asahipak NH2P-Series는 당 분석을 중심으로 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.

(Asahipak NH2P Series의 PVA-Aminopropyl gel)

친수성 상호작용(HILIC)?

HILIC의 분리 메커니즘은 상당히 복잡합니다. 현재도 정확히 어떠한 메커니즘에 의해 분리가 이루어지는지 정의를 내리기 어려우나 아래와 같은 방식으로 분석이 이루어지는 것으로 이해해 주시기 바랍니다.

① 아미노기가 수식된 gel의 표면 근처에 있는 물과 아미드기, 아미노기에 수화(hydration)하고 있는 수분이 gel 표면에 친수성을 띄게 함

② 고정상에서 떨어진 곳은 gel 표면과 대비되는 상대적 소수성을 띄게 됨

③ 이러한 환경에서 Gel과 분석물질간의 상호작용은 쌍극자-쌍극자 상호작용(Dipole-dipole interaction)과 수소결합(Hydrogen bond)을 동반한 작용이 일어난다는 점을 고려하여 순상 크로마토그래피와 유사하다고 판단

이에 대하여 조금 자세히 설명 드리면

과거에서부터 연구자들은 이동상에서 물(수용성)의 분율 에 대한 유지 계수(Retention Factor)의 플롯으로부터 HILIC 메커니즘이 분배 또는 흡착을 포함하는지 여부를 확립하기 위한 노력을 지속하였습니다. 기존의 순상 크로마토그래피의 원리에서 보통 유지 시간(Retention time)은 Snyder-Soczewinski 방정식으로 설명할 수 있습니다.

< Log k = log K_B – n log X_B>

n = 용질에 의해 치환된 strong solvent B(H₂O)의 분자 수

K_B = 순수한 Strong Solvent B가 사용될 때 k값(상수)

X_B = 이동상에서 strong solvent B(H₂O)의 몰 분율

log k 와 몰 분율 log(B solvent)또는 더 부피 분율 log그래프는 흡착 메커니즘일 때 직선을 형성해야 합니다.

따라서 log k 대 물의 부피 분율 플롯은 흡착 메커니즘이라면 y=x그래프와 같이 직선을 생성해야 합니다. 다만 실험 결과 흡착인지 아니면 분배인지 확실한 결론에 도달 할 수 없었습니다. 이는 당시 실험을 하였을 때 Silica gel에 있는 실라놀 그룹의 이온 유지 효과를 원인으로 보고 있습니다.

< Log k = log K_B – n log X_B+ Σ부가 상호작용>

따라서 HILIC 메커니즘은 흡착 및 분배(일부 이동상에 따른 이온 교환)의 혼합이라고 여겨질 수 있습니다.

따라서 경우에 따라서 이온 교환(Ion exchange)모드가 동시에 분석에 영향을 미칠 수 있습니다.

Shodex에서는 HILIC과 이온 교환의 작용 비율을 귀납적으로 추론하였을 때 유기용매(ACN)의 농도가 적어질 경우(=수용성 이동상의 비율이 높아질 경우) 이온 교환이 작용할 가능성이 높다고 보고 있습니다.

그러면, 친수성 상호작용은 어떤 면에서 좋은 걸까?

① 높은 화학적 내구성

Silica 기반의 amino컬럼 대비 더 많은 횟수의 분석이 가능합니다

② 넓은 pH 가용범위 (2~13)

Asahipak NH2P-Series는 넓은 pH 범위(2~13)에서 이용이 가능합니다

강산, 강염기 이동상 조건에서 장시간 사용하여도 컬럼의 분리 성능이 유지됩니다.

③ 염기성 용매로 세척 가능

넓은 pH를 바탕으로 염기성 용매로 컬럼 세척이 가능합니다

Shodex에서 권장하는 세척 방법은 아래를 참고해 주세요

<일반적인 세척 방법>

① 컬럼을 역방향으로 연결하고 flow rate를 0.5mL/min으로 설정

② H₂O 100% 이동상으로 10분 Flow

③ 0.1M NaOH (aq) 이동상으로 120분 Flow

④ H₂O 100% 이동상으로 20분 Flow

⑤ 사용하고자 하는 이동상으로 60분 Flow

<컬럼에 금속 이온이 흡착되었을 경우>

① 컬럼을 역방향으로 연결하고 flow rate를 0.5mL/min으로 설정

② H₂O 100% 이동상으로 10분 Flow

③ 0.1M HClO₄ (aq) 이동상으로 60분 Flow

④ H₂O 100% 이동상으로 10분 Flow

⑤ 0.1M NaOH (aq) 이동상으로 120분 Flow

⑥ H₂O 100% 이동상으로 20분 Flow

⑦ 사용하고자 하는 이동상으로 60분 Flow

④ 보다 적은 Baseline 노이즈

컬럼에 블리드(Bleed)가 많이 있으면 Baseline noise가 증가하고 감도가 떨어질 가능성이 있습니다.

NH2P Gel은 이러한 블리드를 억제하여 ELSD와 같은 높은 감도를 가진 검출기에서도 Baseline noise가 거의 없는 좋은 성능을 발휘합니다.

⑤ 친수성 상호작용과 이온교환모드(Ion exchange)의 동시작용으로 분리가 가능

이동상 조건에 따라 친수성 상호작용과 이온교환모드가 동시에 작동하여 분리가 까다로운 물질의 분석도 용이합니다.

Asahipak NH2P Specification

(Gel : Polyvinylalcohol(PVA))

#우수한 화학적 내구성, #알칼리 세정 용이, #USP L82

표준 컬럼

Product
code

Product name

Plate number
(TPN/column)

Functional
group

Particle
size
(μm)

Pore Size

(Å)

Size (mm)
I.D. x Length

F7630005
F7630002
F7630001
F6710016

Asahipak NH2P-50 4B
Asahipak NH2P-50 4D
Asahipak NH2P-50 4E
Asahipak NH2P-50G 4A

≥ 1,500
≥ 5,500
≥ 7,500
(guard column)

Amino
Amino
Amino
Amino

5
5
5
5

100

–

4.6 x 50
4.6 x 150
4.6 x 250
4.6 x 10

F7630007
F6710030

Asahipak NH2P-40 3E
Asahipak NH2P-50G 3A

≥ 8,500
(guard column)

Amino
Amino

4
5

100

–

3.0 x 250
3.0 x 10

Product name	Max. usable pressure (MPa)	Usual flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. range (°C)	Usable pH range	Shipping solvent
NH2P-50 4B NH2P-50 4D NH2P-50 4E NH2P-50G 4A	5 10 15 –	0.3 to 0.6 0.5 to 1.0 0.5 to 1.0 –	1.5 1.5 1.5 –	4 to 50 4 to 50 4 to 50 4 to 50	2 to 13 2 to 13 2 to 13 2 to 13	CH₃CN CH₃CN CH₃CN CH₃CN
NH2P-40 3E NH2P-50G 3A	13 –	0.30 to 0.35 –	0.5 –	15 to 50 15 to 50	2 to 13 2 to 13	CH₃CN CH₃CN

Semi-micro 컬럼

Product
code

Product name

Plate number
(TPN/column)

Functional
group

Particle
size
(μm)

Pore Size

(Å)

Size (mm)
I.D. x Length

F7630006

F6713000

Asahipak NH2P-50 2D
Asahipak NH2P-50G 2A

≥ 3,500
(guard column)

Amino

100

–

2.0 x 150

2.0 x 10

F6710010

Asahipak NH2P-40 2E

≥ 7,000

Amino

100

2.0 x 250

Product name	Max. usable pressure (MPa)	Usual flow rate (mL/min)	Max. usable flow rate (mL/min)	Usable temp. range (°C)	Usable pH range	Shipping solvent
NH2P-50 2D NH2P-50G 2A	10 –	0.1 to 0.2 –	0.4 –	4 to 50 4 to 50	2 to 13 2 to 13	CH₃CN CH₃CN
NH2P-40 2E	20	–	0.4	15 to 50	2 to 13	CH₃CN

* 컬럼을 장기 보관할 때는 Shipping Solvent로 치환 후 보관을 권장 드립니다.

분취 컬럼

Product code	Product name	Plate number (TPN/column)	Functional group	Particle size (μm)	Size (mm) I.D. x Length
F6830001 F6710016	Asahipak NH2P-50 10E Asahipak NH2P-50G 4A	≥ 10.000 (guard column)	5 5	10.0 x 250 4.6 x 10	NH2P-50 (guard column)
F6830031 F6710017	Asahipak NH2P-90 20F Asahipak NH2P-130G 7B	≥ 10.000 (guard column)	9 13	20.0 x 300 7.5 x 50	NH2P-50 (guard column)