静电排斥亲水作用色谱 (ERLIC)


关键词

磷酸肽、分离、分离、亲水作用、静电排斥、流动相、核苷酸、核酸、氨基酸、肽、蛋白质。

介绍

静电排斥亲水作用色谱是一种新的色谱模式。它允许一些分离以等度方式进行,而通常需要梯度洗脱。它还允许从胰蛋白酶消化物中选择性分离磷酸肽。在 ERLIC 中,色谱柱与样品溶质具有相同的电荷。

流动相含有足够的溶剂,使得尽管存在静电排斥,亲水作用仍使溶质保留在色谱柱上。流动相的 pH 值选择确保溶质确实与色谱柱具有相同的电荷。当混合物中保留最好的溶质带高度电荷时,这种组合可用于选择性地对抗它们的保留。

ERLIC

ERLIC(静电排斥亲水作用色谱)一词由 Alpert 于 2008 年创造,用于 HILIC 分离,其中使用离子柱表面化学物质排斥分析物或一组分析物上的常见离子极性基团,以促进剩余极性基团的分离。

静电效应的化学势比中性极性效应高一个数量级。这使得人们能够最大程度地减少一组分析物分子中常见离子基团的影响;或者降低这些极性官能团的保留程度,甚至在某些情况下使等度分离取代梯度分离。

他随后的出版物进一步描述了取向效应,其他人也将其称为离子对正相或 e-HILIC,反映了对分析物特定离子部分敏感的保留机制,无论是吸引还是排斥。

ERLIC(eHILIC)分离不需要等度,但净效应是减少了特定强极性基团的吸引力,这随后需要较弱的洗脱条件,并增强了分析物剩余极性(带相反电荷的离子或非离子)官能团的相互作用。

阳离子 eHILIC

可以使用阳离子交换(带负电荷)表面化学物质进行 ERLIC 分离,以减少阴离子(带负电荷)基团(核苷酸的磷酸酯或膦酰抗生素混合物的磷酸酯;或修饰的碳水化合物的唾液酸基团)对保留的影响,从而现在可以更多地基于这些分子的碱性和/或中性官能团进行分离。

通过将 pH 值调整到该基团的 pKa 值的两个 pH 单位内,可以轻松地改变表面上弱离子基团(羧基)的极性。对于表面的强离子官能团(硫酸盐或磷酸盐),可以改为使用较少的缓冲液,因此残留电荷不会完全离子对化。

例如,在聚合物两性离子甜菜碱-磺酸盐表面上使用 12.5mM(而不是推荐的 >20mM 缓冲液),pH 9.2 流动相分离膦酰抗生素混合物(每个都包含一个磷酸酯基团)。这增强了色谱柱表面化学物质的磺酸官能团对其(通过 pH 值略微降低的)季胺的影响。

与此相一致,这些分析物在色谱柱上的保留率将降低,洗脱时间更早,并且在更高量的有机溶剂中洗脱,而不是使用中性极性 HILIC 表面时。这也提高了负离子质谱检测的灵敏度。

阴离子 eHILIC

根据以上类比,可以使用阴离子交换(带正电荷)柱表面化学物质来减少一组分析物中阳离子(带正电荷)官能团对保留的影响,例如在选择性分离磷酸化肽或硫酸化多糖分子时。

使用介于 1 和 2 个 pH 单位之间的 pH 值将降低磷酸酯基团三个可电离氧中的两个的极性,因此将允许从(带相反电荷的)表面化学物质中轻松解吸。它还会降低分析物中带负电荷的羧基的影响,因为它们在如此低的 pH 值下会被质子化,从而对分子的整体极性贡献较小。

任何常见的带正电荷的氨基都将被色谱柱表面化学物质排斥,因此这些条件增强了磷酸酯极性(以及其他中性极性基团)在分离中的作用。

结论

ERLIC 已被证明对于胰蛋白酶肽分级分离有效,甚至优越,并已成功应用于各种生物样品,如血清、牛奶和组织提取物。肽根据等电点和极性进行分级分离。

它还允许富集磷酸肽,并且还被用于富集其他 PTM,例如糖基化和脱酰胺肽。预计 ERLIC 将在 PTM 研究中得到进一步利用,以识别新的修饰位点作为疾病的潜在生物标志物。此外,已实现了蛋白质组和翻译后修饰的同时分析。ERLIC 已被证明在各种应用中的性能与目前广泛使用的方法一样好或更好。

更新于: 2023 年 5 月 18 日

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