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Silica-freie Chromatographie-Säule - oder: Was ist CPC?

Flüssig-Flüssig-Extraktion: Höchste Reinheit, auch bei rohen Extrakten

Funktionsweise der Zentrifugalpartitions-Chromatographie, auch bekannt als CPC (Centrifugal Partition Chromatography). Auftrennung der 3 Komponenten A, B und C.

Eine CPC-Säule besteht im aus mehreren Disks auf einem Rotor (A. B). In diesem Scheiben-System verteilt sich die Probe auf mehr als tausend Zellen, die durch dünne Kanäle miteinander verbunden sind (C)

True Moving Bed (TMB) CPC: Darstellung der kontinuierlichen Trennung zweier Farbstoffe. Die grüne Mischung wird kontinuierlich zwischen beiden Säulen injiziert; reiner roter Farbstoff wird am rechten Auslass des Systems und reines Blau am linken Rand zurückgewonnen.

Zentrifugalpartitions-Chromatographie, auch bekannt als CPC (Centrifugal Partition Chromatography) oder CCC (Counter Current Chromatography) ist eine Flüssig-Flüssig-Chromatographie-Technik die anstelle einer Säule in jedes bestehende System integriert werden kann. Diese Silica-freie Technik bietet eine extrem hohe Ausbeute bei höchster Reinheit mit geringem Lösungsmittelverbrauch.

Funktionsweise der Zentrifugalpartitions-Chromatographie

Wie bei der HPLC verwendet die CPC eine stationäre Phase und eine mobile Phase. Anders als in der klassischen HPLC-Säule mit Siliciumdioxid als stationäre Phase verwendet die CPC eine Flüssigkeit als stationäre Phase – z. B. Wasser, Methanol oder Heptan. Die flüssige stationäre Phase wird durch Zentrifugalkraft an Ort und Stelle gehalten und die Komponenten in der mobilen Phase werden, in der Reihenfolge ihres Verteilungskoeffizienten, zwischen den zwei Phasen eluiert. Dabei können CPC-Säulen nach einer einfachen Spülung wiederverwendet werden, ohne die Gefahr von Rückständen, die die Qualität des Extrakts reduzieren können.

Sparsamer als eine klassische Säule

Neben den gleichen biochemischen Prinzipien verwendet die CPC auch die gleichen Pumpen, Injektoren, Inline-Detektoren, Fraktionssammler und andere Peripheriegeräte, die in der herkömmlichen HPLC zu finden sind. Die flüssige Phase in der CPC nimmt jedoch ein geringeres Volumen als Siliciumdioxid ein, so kann bei jedem Lauf mehr Rohextrakt injiziert werden, und weniger Lösungsmittel wird benötigt, um darin enthaltene Verbindungen zu eluieren. Dadurch verbraucht die CPC drei bis fünf Mal weniger Lösungsmittel als klassische HPLC-Methoden [1]. Des Weiteren kann das Lösungsmittel recycelt und wiederverwendet werden.

Hohe Wiederfindungsraten bei hoher Reinheit

Zusätzlich zu den geringeren laufenden Kosten und der einfachen Nutzung, kann mit der CPC-Methode eine höhere Reinheit erreicht werden. In einer Studie wurden 205 mg CBD mit 99% Reinheit aus 5 g rohen Cannabisextrakten unter Verwendung des CPC 250-Systems (Gilson, Inc., Middleton, WI) extrahiert. Die Reinheit wurde unter Verwendung einer analytischen HPLC bei 275 nm bestimmt [2]. In dieser Studie wurde der Rohextrakt von C. sativa direkt in die Säule injiziert und zentrifugiert. Zusätzlich zu CBD konnten ähnliche Erfolge bei der Extraktion anderer Verbindungen aus natürlichen Quellen erzielt werden, wie z. Beispiel Gingerol aus Ingwer [3].

Referenzen:

1. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187439001730071X 2. https://cdn.technologynetworks.com/tn/Resources/pdf/cpc-250-purification-of-cannabidiol-from-cannabis-sativa.pdf 3. http://www.biotage.com/news/effective-cannabinoid-purification-by-flash-chromatography

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