No.20｜PDA vs. NQAD｜左卡尼汀中间体及成品的分析

左卡尼汀（左旋肉碱）是哺乳动物能量代谢中必需的体内天然物质，机体自身可合成，主要功能为促进脂类代谢。

左卡尼汀

L-carnitine

M.W. : 161.2

客户提供已知结构中间体2和中间体3，以及成品左卡尼汀单标样品，希望能够建立中间体液相分析检测方法。

▲中间体2与中间体3结构式

由中间体结构式可知其紫外吸收较弱，因此首先使用二极管阵列检测器（PDA）对其紫外吸收进行确认。

紫外吸收光谱图如图1及图2所示，二者均为短波长吸收，最大吸收波长分别为195 nm和194 nm，最终选择的紫外检测波长为195 nm。

▲中间体2与中间体3的紫外吸收光谱图

接下来进行液相方法的建立。考虑到中间体的极性较强，故首先使用具有超高表面极性的反相柱CAPCELL PAK ADME，在100%水相条件下进行保留尝试，缓冲盐选择在低波长干扰较小的高氯酸钠体系。分析结果如图3所示，两中间体在反相系色谱柱上均无法得到保留，反相系色谱柱不适用于该项目分析。

▲图3 CAPCELL PAK ADME色谱柱分析结果

接下来，考虑利用阳离子交换模式和亲水性相互作用模式进行分析，以期得到良好保留和峰形。经过多方条件调整，最终在亲水性相互作用色谱柱PC HILIC上得到良好保留结果。中间体分析谱图及放大图分别如图4-7所示。

中间体在高氯酸钠体系条件下得到良好峰形，同时与死时间附近杂质峰取得了良好分离。应客户要求对其杂质进行了积分，积分表分别如表1-2所示（软件自动积分结果）。

▲图4 中间体2分析结果

▲图5 中间体2分析结果放大图

▲表1 中间体2分析结果积分表

▲图6 中间体3分析结果

▲图7 中间体3分析结果放大图

▲表2 中间体3分析结果积分表

同时，我们也使用PC HILIC色谱柱进行了两中间体的共同分析，以期得到二者的基线分离结果，简化分析过程。然而在HILIC模式下，由于乙腈比例较高，且中间体自身需要在短波长下检测，因此可选的缓冲盐浓度及种类均有限；水相分别尝试使用0.1%磷酸溶液、20 mmol/L磷酸二氢钾溶液（磷酸调pH 2.5）、20 mmol/L磷酸二氢铵溶液（磷酸调pH 2.5）及不同浓度高氯酸钠溶液，结果均无法得到两中间体的分离；且在盐浓度不足时，中间体由于自身的季铵盐结构易产生吸附作用，很难得到良好峰形，典型谱图如图8所示。

▲图8 0.1%磷酸条件PC HILIC分析结果

此外对柱温进行筛选，温度升高时保留时间有缩短趋势，但未见二者出现明显分离趋势，结果如图9所示。

▲图9 不同柱温分析结果

考虑到中间体的整体紫外吸收较弱，应客户要求，使用高灵敏度气溶胶型检测器NQAD进行了分析对比。

由于气溶胶型检测器NQAD要求流动相必须为挥发性盐，因此将水相中的高氯酸钠更换为50 mmol/L甲酸铵溶液（+0.1%甲酸）进行分析，中间体2、中间体3、左卡尼汀共同分析结果如图10-12所示。

▲图10 中间体2在NQAD检测器分析结果

▲图11 中间体3在NQAD检测器分析结果

▲图12 左卡尼汀在NQAD上分析结果

由于5 mg/mL样品浓度较大，在NQAD检测器上过载，出现信号平头峰或裂峰现象，把浓度稀释10倍后可得到正常峰形。

但即使在大浓度样品分析中，未见死时间附近出现明显杂质峰，推测原因可能为杂质分子量较小，为挥发性杂质，无法在气溶胶型检测器上进行良好检出。此外，能够看到中间体在NQAD检测器上均出现多个明显色谱峰。

由于使用NQAD进行检测时，中间体均出现溶出多个色谱峰现象，怀疑为中间体的成盐离子导致，因此小浓度进样NaCl溶液进行了排查，对比结果如图13所示。

▲图13 不同样品NQAD比较图

NaCl保留时间和较大杂质峰保留时间一致，可能为相应对离子。此外，在NQAD系统使用的甲酸铵流动相体系下，中间体2和3得到了分离。

综上所述，使用大阪曹達PC HILIC色谱柱可完成左卡尼汀中间体及成品的保留，在紫外检测条件下获得较好峰形结果，能够与死时间附近的杂质峰取得良好分离；同时，在NQAD检测器上，能够获得中间体的拆分结果（该流动相条件由于有机酸盐的掩盖作用，无法平移至紫外检测器进行分析）。