<strong>Analytische</strong> <strong>HPLC</strong>Ultraschnelle chirale Trennung durch Ligandenaustausch -<strong>HPLC</strong> mit dynamisch beschichteten Chromolith ® Säulen>Abbildung 1.Dynamische Beschichtung der RP-18-Monolith-Säule mit chiralem SelektorAbstractDie Entwicklung von Verfahren zurEnantiomerentrennung gewinntzunehmend an Bedeutung.Chromatographieverfahren, wie z. B. TLC,GC, SFC und vor allem <strong>HPLC</strong>, werden seitüber 20 Jahren zur Trennung vonEnantiomeren eingesetzt.Diese Arbeit beschreibt die Vorbereitungund Anwendung dynamisch beschichteterPhasen für die Ligandenaustausch-Chromatographie zur Enantiomertrennung.Die Phasen wurden durch Einpumpen einern-decyl-L-4-hydroxyprolin-Lösung mit einerhandelsüblichen Chromolith ® RP-18eSäule vorbereitet. Diese Beschichtungenerwiesen sich bei Umgebungstemperaturüber mehrere Monate gegen Desorptionunter Verwendung von wässrigen mobilenPhasen stabil. Die Säulen wurden zurchiralen Trennung von Aminosäuren,Glycyl-Dipeptiden, diastereomerenDipeptiden und Tripeptiden eingesetzt.Einen großen Vorteil bei der Verwendungvon Chromolith ® Säulen stellt der niedrigeRückdruck dar, der zu hohen Flussratenführt. Zudem kann der chirale Selektoreinfach entfernt oder ausgewechseltwerden, indem die Säule mit Acetonitriloder Methanol gewaschen wird. Mit hohenFlussraten erzielt man sehr schnelleTrennungen innerhalb von Sekunden.EinführungFast die Hälfte aller verwendeten Medikamentesind chiral. Es ist bekannt, dass in den meistenFällen nur eines der Enantiomerepharmakologisch wirksam ist (Eutomer). DieAktivität der Enantiomere kann sich sowohlqualitativ als auch quantitativ unterscheiden.Oftmals zeigt das inaktive Enantiomer(Distomer) unerwünschte Nebenwirkungen oderwirkt sogar toxisch. Auch wenn dieNebenwirkungen nicht gravierend sind, so mussdas Distomer doch verstoffwechselt werdenund stellt somit eine unnötige Belastung fürden Organismus dar. Aus diesem Grundgewinnt die Entwicklung von Verfahren zurTrennung von Enantiomeren auf analytischerund präparativer Ebene zunehmend anBedeutung. Das Prinzip der chiralenLigandenaustausch-Chromatographie wurdevon V.A.Davankov [2] eingeführt. Im Vergleichzur Vorbereitung chemisch gebundener chiralerstationärer Phasen stellt das Verfahren, nonchirale<strong>HPLC</strong>-Phasen mit chiralen Selektoren zubeschichten, eine weniger aufwändigeAlternative dar. Außerdem kommen zunehmendmonolithische Säulen bei der <strong>HPLC</strong> zumEinsatz. In diesem Artikel wird nun dargestellt,wie dynamisch beschichtete Phasen auf derBasis handelsüblicher monolithischer Säulenvom Typ RP-18e präpariert und zur chiralenTrennung von Aminosäuren und Dipeptideneingesetzt werden.t1 (s) t2 (s) α RsDOPA 9,9 17,5 2,05 1,46Methionin 9,9 15,7 1,79 1,04Abbildung 2.Beispiele für ultraschnelleEnantiomertrennung von (A) m-Tyrosinund (B) PhenylglycinStationäre Phase: BeschichteteChromolith ® SpeedROD (RP-18e, (A)25x4,6 mm, (B) 50x4,6 mm). Mobile Phase:50 mM Phosphatlösung, 0,1 mM Cu(II)-Sulfat, pH-Wert 4,5. Injektion 1 μl;Durchfluss: (A) 7 ml/min, (B) 8 ml/minPhenylglycin 15,8 38,5 2,73 2,45m-Tyrosin 9,5 20,6 2,62 2,78Gly-Leu 10,3 20,3 2,31 1,88Gly-Nle 10,6 19,5 2,11 1,59Gly-Phe 13,8 54,4 4,64 4,42Gly-Trp 22,1 43,0 2,07 1,08Leu-Gly 11,5 15,0 1,39 0,97Tabelle 1: Ultraschnelle Trennung von Aminosäuren und Glycyl-Dipeptiden (ausgewählte Beispiele)Stationäre Phase: Beschichtete Chromolith ® SpeedROD (RP-18e, 50x4,6 mm). Durchfluss: 8 ml/min.Mobile Phase: Aminosäuren: 50 mM Phosphatlösung, 0,1 mM Cu(II)-Sulfat, pH-Wert 4,5. Glycyl-Dipeptide: 0,1 mM Cu(II)-Sulfat12VWR ChromJournal Ausgabe 4 April 2008
SäulenInformationen zu unseren Produkten erhalten Sie bei Ihrem lokalen VWR-Ansprechpartner,senden Sie uns eine E-Mail an:chromjournal@eu.vwr.comoder besuchen Sie unsere Website www.vwr.comAbbildung 3.Chirale Trennung eines Gemisches aus o-,m- and p-Tyrosin. Stationäre Phase:Beschichtete Chromolith ® SpeedROD (RP-18e, 50x4,6 mm). Mobile Phase: 50 mMPhosphatlösung, 0,1 mM Cu(II)-Sulfat, pH-Wert 4,5.Injektion 3 μl; Durchfluss 1,5 ml/minAbbildung 4.Reinheitsprüfung einer handelsüblichenProbe von D-DOPA mit 0,05 % LDOPAStationäre Phase: BeschichteteChromolith ® SpeedROD (RP-18e, 50x4,6mm).Mobile Phase: 50 mM Phosphatlösung, 0,1mM Cu(II)-Sulfat, pH-Wert 4,5.Injektion 1 μl; Durchfluss: 2 ml/minMaterial und VerfahrenAlle Aminosäuren, Dipeptide, Kupfer(II)-Sulfateund N-Decyl-L-4-Hydroxyprolin stammen vonSigma Chemicals, Co. (St. Louis, USA).Natriumdihydrogenphosphat, Diethylether,Acetonitril und Methanol (Gradient Grade)stammen von VWR International (Darmstadt). Eskamen 2 <strong>HPLC</strong>-Systeme zum Einsatz: ein Hewlett-Packard 1050 Chromatograph (Waldbronn) mitAutosampler und UV-Detektor (System 1100,Agilent Technologies, Waldbronn), und ein MerckHitachi <strong>HPLC</strong>-System vom Typ LaChrom ® ,bestehend aus einer L-7100 Pumpe und einem L-7455 Diodenarray-Detektor. Die Detektion wurdebei 208 nm durchgeführt. Die monolithischenSäulen vom Typ Chromolith ® SpeedROD (RP-18e,50 oder 25x4,6 mm) stammen von VWRInternational (Darmstadt). Durch 90-minütigesEinpumpen einer 0,025%igen wässrigen Lösungmit dem chiralen Selektor wurden die Säulendynamisch beschichtet. Danach wurde durchEinpumpen einer wässrigen Cu(II)-Sulfat-LösungKupfer(II) in die Säule geladen. Die Phase wurdedann 15 Minuten lang mit der mobilen Phase insGleichgewicht gebracht. Mobile Phasen wurdenvor dem Gebrauch mit Helium entgast und durcheinen Membranfilter (0,2 μm, Schleicher & Schüll,Dassel) geleitet. Die Probenlösungen wurden,soweit nicht anders angegeben, durch Lösung derAnalyten (1 mg) in bidestilliertem, deionisiertemWasser (1 ml) vorbereitet. Das Injektionsvolumenbetrug, soweit nicht anders angegeben, 1 μl. ZumAustausch des chiralen Selektors wurde die Säulemit Acetonitril oder Methanol gespült, um dieBeschichtung zu entfernen.ErgebnisseDie Vorbereitung der Phasen ist ein sehr einfachesund kostengünstiges Verfahren. Ein Ausbluten derSäulen wird verhindert, wenn wässrige Puffer miteinem höchstens 50%igen Anteil an organischenModifizierern eingesetzt werden. Die hydrophobenMoleküle des chiralen Selektors binden diesendurch hydrophobe Wechselwirkungen an dieChromolith ® SpeedROD (Abb. 1). DieBasislinienauflösung eines breiten Spektrumsunderivatisierter Aminosäuren erfolgte mit einerNatriumdihyrogenphosphat/Cu(II)-Lösung (pH-Wert4,5) als mobile Phase. Dieses Verfahren eignet sichauch für Reinheitsuntersuchungen. In einerhandelsüblichen Probe D-DOPA wurde ein Anteilvon 0,05 % des L-Enantiomers festgestellt. Dieenantiomere Elutionsfolge kann dann durch denWechsel der Chiralität des Selektors umgekehrtwerden. Da Chromolith ® Säulen aufgrund ihrerhohen Durchlässigkeit hohe Flussraten ermöglichen,wurden bei einer Flussrate von 8 ml/minultraschnelle Trennungen innerhalb von 30Sekunden erreicht.SchlussfolgerungChromolith ® SpeedROD bietet ein einfaches undschnelles Verfahren zur Enantiomertrennung beiAminosäuren und Dipeptiden durchLigandenaustausch-Chromatographie. Dank derausgezeichneten Durchlässigkeit dieser Säulenkönnen hohe Flussraten angewendet werden. DieZugabe von organischen Modifizierern wieMethanol führte zu einer Verringerung derRetentionszeiten. Bei einer Flussrate von 8 ml/minwurden in Minutenbruchteilen ultraschnelleTrennungen erzielt. Mit diesem Verfahren konnteeine Basislinienauflösung von 23 Aminosäurenund 3 Dipeptiden durchgeführt werden [1].Referenzen[1] M. G. Schmid, K. Schreiner, D. Reisinger andG. Gübitz, J. Sep. Sci. 2006, 29, 1470[2] S.V. Rogozhin, V.A. Davankov, Dokl. Akad.Nauk. 1970, 193, 94.Martin G. Schmid, Elfriede Pittler, Karin Schreiner,Daniela Reisinger and Gerald GübitzInstitut für pharmazeutische Wissenschaften,Abteilung pharnazeutische Chemmie, Karl-Franzens-Universität, Universitätsplatz 1, A-8010 Graz,AustriaKontakt: Martin G. Schmid, Karl-Franzens-UniversitätGraz, Institut für pharmazeutische Wissenschaften,Abteilung pharmazeutische Chemie,Universitätsplatz 1, 8010 Graz, Austria.Tel.: +43-316-380 5386, Fax: +43-316-380 9846e-mail : martin.schmid@uni-graz.atVWR ChromJournal Ausgabe 4 April 2008 13