Applicazioni di scienze biologiche di cromatografia a controcorrente

Da Jeyashree Sundaram, MBA

Gli sviluppi nell'analisi spettroscopica e nella disponibilità di routine di cristallografia a raggi x hanno semplificato la delucidazione strutturale dei composti naturali. Tuttavia, isolare le componenti bioactive di interesse dagli estratti grezzi di piante o di animali è stata sempre provocatoria per due ragioni: questi estratti contengono le centinaia di composti con un intervallo delle polarità e la bioattività del composto di interesse dovrebbe essere mantenuta in tutto il trattamento di depurazione. Ciò è dove la cromatografia a controcorrente (ccc) è utile.

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Principi di cromatografia a controcorrente

Il ccc è una tecnica della cromatografia del liquido-liquido in quale di un paio dei liquidi immiscibili è collocato in una struttura tubolare ed è mosso in un moto planetario. Ciò provoca una combinazione di forze idrodinamiche ed idrostatiche che giudicano il liquido sul posto (la fase stazionaria) mentre l'altro liquido (la fase mobile) è pompato a controcorrente (permettendo una mescolanza generale e sistemazione, spesso facendo uso dello stirring o dell'ultrasuono magnetico) attraverso la colonna liquida.

C'è una riga dell'alimentazione del campione in mezzo alla colonna, che contribuisce ad iniettare il campione che ha una miscela delle sostanze polari e non polari. La distribuzione a controcorrente dei soluti accade in tal modo che le componenti con ordine diminuente di polarità sono eluite in un liquido (dicono all'interno di un sistema tubolare) ed i composti con l'aumento di ordine di polarità sono eluiti nell'altro liquido (fase mobile).

 

Vantaggi di utilizzare cromatografia a controcorrente nelle scienze biologiche

Il ccc ha richiesto circa 60 anni per maturare come scienza valida, alla pari di altre tecniche cromatografiche. Il molto tempo richiesto per la separazione come pure il tedio del mantenimento della distribuzione a controcorrente sono stati sormontati tramite lo sviluppo di una serie di sistemi altamente efficienti, con il risultato di ccc che guadagna la popolarità come tecnica per il frazionamento dei prodotti naturali.

  • Il ccc fornisce un metodo di raggiungimento della distribuzione a controcorrente migliore.
  • Nella fase solida tipica/separazioni di fase liquide, le complicazioni sorgono a causa del adsorbance dei soluti alla colonna, a loro volta piombo alla degradazione, la disattivazione o contaminazione-tutto di quale si eliminano usando il ccc.
  • In ccc, le separazioni sono basate soltanto sulla polarità dei soluti; le classi di composti con le simili molarità possono essere separate senza perdita del campione. In alcuni casi, il ccc sequenziale con differenti solventi o un altro punto di HPLC può essere usato per la separazione più ulteriore.
  • Poichè il ccc è basicamente una tecnica a bassa pressione (100-500 PSI), i prezzi della strumentazione sono più bassi di quelli per HPLC.
  • Il ccc egualmente aiuta nel comprimere i costi sostanziali connessi con i grandi volumi di solventi organici usati con HPLC.
  • Il ccc può essere sottoposto a operazioni di disgaggio su dalle tracce alle quantità di chilogrammo (con potenziale per le tonnellate di produzione per annum).
  • I modi normali e invertire-sincronizzati sono possibili passando le fasi stazionarie mobili ed e forniscono i risultati dello specchio.

 

Applicazioni di ccc nelle scienze biologiche

I vasti campi di applicazione di ccc nel campo delle scienze biologiche comprendono l'isolamento delle molecole dell'obiettivo, il frazionamento, la separazione di macromolecole, la separazione dell'enanziomero, oltre ad altre.

Isolamento: Un bello pezzo dei composti bioactive è stato estratto da molte piante medicinali quotate in cinese la medicina del cinese tradizionale o farmacopea giapponese. I composti isolati includono gli alcaloidi, i flavonoidi, i carotenoidi e le saponine. I solventi dell'acetato etile/dell'alcano/metanolo/acqua sono più comunemente usati per questi composti. Sebbene l'importo depurativo vari, secondo il campione, le purezze più di 95% spesso sia raggiunto.

Frazionamento: Nel campo della scoperta della droga, le analisi dell'ricevitore-associazione o le analisi dell'enzima usate per la schermatura possono essere ostacolate tramite l'associazione non specifica di altri composti attivi. Ciò suggerisce un punto di frazionamento prima del punto della selezione. Il ccc con il frazionamento multicanale è risultato essere un metodo semplice e veloce per il frazionamento degli estratti a una vasta gamma di composti.

Le eparine (antibiotici) di polyketide, interfacce dell'uva (antociani), succo dell'olivello spinoso si concentra (contenendo i polifenoli) e gli estratti dell'acetato di etile di impianti fanno depurare tutti facendo uso delle procedure semplici del ccc.

Separazione di macromolecole: Il polietilene glicole ed il fosfato del potassio sono usati spesso come sistemi bifasi acquosi in ccc per isolamento e depurazione delle macromolecole e delle proteine. È conosciuto che le forze idrodinamiche tendono a causare l'emulsionificazione di queste due fasi acquose ma che le forze idrostatiche forniscono una separazione pulita di proteine. Il DNA e il tRNA (per RNA che ordina) egualmente sono stati depurati facendo uso di ccc.

Separazione dell'enanziomero: In ccc, un separatore chirale si aggiunge ad una delle fasi nel sistema liquido bifase appropriato alle molecole dell'obiettivo. Il selettore chirale è solubile nella miscela solvente e facilita la separazione degli enanziomeri.

I derivati del polisaccaride, l'albumina di siero bovino, le vancomicine ed i derivati della l-prolina sono stati usati con successo come separatori chirali. Chlorpheniramine, il gemifloxacin e gli enanziomeri del warfin sono esempi comuni delle molte separazioni dell'enanziomero raggiunte facendo uso di ccc. Sebbene il HPLC sia usato spesso per le separazioni analitiche dell'enanziomero, il ccc fornisce il vantaggio di operazione di disgaggio fino al disgaggio preparatorio.

Altri: Il ccc egualmente si è applicato con successo nel preparato dei diserbanti, degli antiparassitari e di alcuni prodotti farmaceutici sintetici.

Sorgenti:

  1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/np50064a006?journalCode=jnprdf
  2. http://www.quattroprep.com/files/Download/QuattroCCCChromTodayPublishedProofCopy.pdf
  3. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.201100320/pdf
  4. http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/np501065h
  5. http://www.academia.edu/13992186/Countercurrent_chromatography_People_and_applications
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28139877
  7. http://www.ucl.ac.uk/multiphase-advances-research/facilities-and-resources/countercurrent-chromatography

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Last Updated: Feb 26, 2019

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