DE2200882A1 - Chromatographic process - Google Patents

Chromatographic process

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DE2200882A1 DE19722200882 DE2200882A DE2200882A1 DE 2200882 A1 DE2200882 A1 DE 2200882A1 DE 19722200882 DE19722200882 DE 19722200882 DE 2200882 A DE2200882 A DE 2200882A DE 2200882 A1 DE2200882 A1 DE 2200882A1
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Description

Durrum Chemical Corporation Palo Alto, Kalif. (V.St.A.)Durrum Chemical Corporation Palo Alto, Calif. (V.St.A.)

Chromatographisches Verfahren.Chromatographic process.

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Ser. No 105 257 vom 11. Januar 1971 in Anspruch genommen.For this application, priority is derived from the corresponding U.S. Registration Ser. No 105 257 of January 11, 1971 claimed.

Proben, die aus Gemischen von Aminosäuren des Proteinhydrolysattyps (wie beispielsweise den 20 α-Aminosäuren) oder aus physiologischen Flüssigkeiten (wie z.B. Urin) bestehen, lassen sich chromatographisch vermittels verschiedener'Verfahren trennen, um die anschließende quantitative Bestimmung der einzelnen Bestandteile zu ermöglichen. Nach einem besonders wirksamen Verfahren wird eine Probe aus einem Aminosäurengemisch einer Ionenaustauschharzsäule zugeführt, die aus einer feststehenden Matrix (stationäre Phase) aus mit Diviny!benzol vernetzten! Polystyrol, an das eine negative funktionelle Gruppe, im allgemeinen Sulfonsäure, angehängt ist, besteht. Die SuIfongruppe zieht die positiv geladenen Aminosäuren an, welche jeweils eine charakteristische Affinität für diese aufweisen. Dann werden die einzelnen Aminosäurenbestandteile nacheinander eluiert, d.h. ausgewaschen und dadurch in umgekehrter Reihenfolge zum Grad der Harzaffinität jedes Bestandteils unter Einwirkung einer unter Druck zugeführtenSamples made from mixtures of amino acids of the protein hydrolyzate type (such as the 20 α-amino acids) or consist of physiological fluids (such as urine) can be chromatographically mediated Separate different'Verfahren in order to enable the subsequent quantitative determination of the individual components. One particularly effective method is to apply a sample of a mixture of amino acids to an ion exchange resin column supplied, which consist of a fixed matrix (stationary phase) of crosslinked with diviny! benzene! Polystyrene, to which a negative functional group, generally sulfonic acid, is attached. The SuIfongruppe attracts the positively charged amino acids, each of which has a characteristic affinity for it. Then the individual amino acid components are eluted one after the other, i.e. washed out and thus in reverse Order of the degree of resin affinity of each component under the action of a pressurized feed

2 0 9 8 7 9 / Π 7 5 h 2 0 9 8 7 9 / Π 7 5 h

Alkalimetallzitratpufferlösung von der Säule getrennt. Ein übliches Verfahren zur quantitativen Bestimmung besteht darin, die Aminosäuren mit Ninhydrin-Reagens zu reagieren und eine Verbindung zu bilden, die Licht im Wellenlängenbereich von 570 nm absorbiert, wobei das Gemisch durch eine Durchflußküvette hindurch an einem Kolorimeterdetektor (wie z.B. einer Photozelle) vorbeigeführt wird, der auf die betreffende Wellenlänge quantitativ ansprechbar ist. Bestimmte "Iminosäuren" (wie z.B. Prolin) bilden mit Ninhydrin eine Verbindung, die im Wellenlängenbereich von 440 nm absorbiert, und diese Absorption läßt sich vermittels -einer zweiten überwachungsvorrichtung ermitteln. Die Detektoren sind mit einem Aufzeichnungsgerät verbunden, mit dem das Ansprechverhalten beispielsweise auf einem Papierstreifen aufgezeichnet wird. Die quantitative Be-Stimmung wird durch zeitliche Integration der einzelnen Scheitelwerte (d.h. der Peaks) in der Aufzeichnung vorgenommen, da jeder Scheitelwert eine kennzeichnende Lage und Formgebung aufweist, die von dem Typ der jeweiligen Aminosäure abhängig sind.Alkali metal citrate buffer solution separated from the column. A common method of quantitative determination is in reacting the amino acids with ninhydrin reagent and to form a compound which absorbs light in the wavelength range of 570 nm, the mixture is passed through a flow cuvette past a colorimeter detector (e.g. a photocell), which is quantitatively responsive to the wavelength in question. Certain "imino acids" (such as proline) are involved in the formation Ninhydrin is a compound which absorbs in the wavelength region of 440 nm, and this absorption can be mediated - determine a second monitoring device. The detectors are connected to a recording device, with which the response behavior is recorded on a strip of paper, for example. The quantitative mood is done by integrating the individual peak values (i.e. the peaks) in the recording over time, since each peak value has a characteristic location and shape that depends on the type of the respective one Amino acid dependent.

Bei Entwicklung der vorstehend beschriebenen chromatographischen Verfahren wurde eine Natriumzitrat-Pufferlösung konstanter Zusammensetzung am oberen Ende einer verhältnismäßig langen Säule (von beispielsweise 150 cm Länge) eingespeist, um die Probe aus einem Aminosäurengemisch zu eluieren. Dieses Verfahren benötigt jedoch sehr lange Elutionszeiten, nämlich etwa 48 StundenWhen developing the chromatographic procedure described above, a sodium citrate buffer solution was used constant composition at the top of a relatively long column (e.g. 150 cm length) fed to the sample from an amino acid mixture to elute. However, this method requires very long elution times, namely about 48 hours

2G9829/07S42G9829 / 07S4

für Proteinhydrolysate und 90 Stunden für physiologische Flüssigkeiten.for protein hydrolyzates and 90 hours for physiological fluids.

Zur Verringerung der zur chromatographischen Trennung benötigten Zeit wurde ein aus zwei Säulen bestehendes System entwickelt, in dem eine erste, lange Säule (von 150 cm Länge) und eine zweite, kürzere Säule (von 15 cm Länge) verwendet wird, wie im einzelnen in einem Aufsatz von Spackman D.C, Stein W.H. und Moore S. !'Automatic Recording Apparatus for Use in the Chromatography of Amino Acids" (Selbsttätiges Aufzeichnungsgerät zur Verwendung in der Chromatographie von Aminosäuren), 30 Anal. Chem. 1190 (Juli I97O) beschrieben ist. Bei diesem System (das im nachfolgenden als Stein-Moore-Verfahren bezeichnet werden soll) wird die Probe in zwei Bruchteile aufgespalten, die jeweils einer der beiden Säulen zugeführt werden. Zwei' diskrete Pufferlösungen mit pH-Werten von 3,2 und 4,5 werden nacheinander in die lange Säule eingeführt, um die leichter entfernbaren Aminosäuren des einen Bruchteils zu eluieren. Eine dritte Pufferlösung mit einem pH-Wert von 7 wird zum Eluieren der stärker zurückgehaltenen Aminosäuren von der zweiten, kürzeren Säule verwendet. Mit diesem Zwei-Säulen-System mit drei getrennten Puffern ist die Trennzeit wesentlich kürzer als bei der einzelnen Säule wie vorstehend beschrieben. Spackman, Stein und Moore waren beispielsweise in der Lage, Proteinhydrolysate in etwa 22 Stunden und physiologische Flüssigkeiten in etwa HH Stunden zu analysieren. Technologische Verbesse-To reduce the time required for chromatographic separation, a two-column system was developed in which a first, long column (150 cm long) and a second, shorter column (15 cm long) are used, as in detail in one Article by Spackman DC, Stein WH and Moore S. "Automatic Recording Apparatus for Use in the Chromatography of Amino Acids", 30 Anal. Chem. 1190 (July 1997). In this system (which will be referred to as the Stein-Moore method in the following) the sample is split into two fractions, which are each fed to one of the two columns: two discrete buffer solutions with pH values of 3.2 and 4.5 are introduced sequentially into the long column to elute the more easily removable amino acids of the fraction, and a third buffer solution with a pH of 7 is retained to elute the more strongly Ten amino acids from the second, shorter column are used. With this two-column system with three separate buffers, the separation time is significantly shorter than with the individual column as described above. For example, Spackman, Stein, and Moore were able to analyze protein hydrolyzates in about 22 hours and physiological fluids in about HH hours. Technological improvement

rungen und die Entwicklung von Kunstharzen mit höherem Auflösungsvermögen gestatten heutzutage eine Verkürzung dieser Analysenzeiten auf 4 Stunden für Hydrolysate und 11 Stunden für physiologische Flüssigkeiten.Ments and the development of synthetic resins with higher resolving power allow a shortening nowadays this analysis times to 4 hours for hydrolysates and 11 hours for physiological fluids.

Eine schnelle Trennung bei dem Zwei-Säulen^System beruht auf einem Kompromiß zwischen einer bekannten Trennkraft, nämlich dem pH-Wert der Pufferlösung, und dem gewünschten Auflösungsgrad. Durch Steigerung des pH-Werts der Pufferlösung wird die Analysenzeit verringert, jedoch gleichzeitig die Auflösung ebenfalls verringert. Die leichter entfernbaren Aminosäuren werden zusammen mit den Pufferlösungen niedrigeren pH-Werts in der langen Säule eluiert, da eine verhältnismäßig kleine Elutionstrennkraft erforderlich ist. Die stärker zurückgehaltenen Aminosäuren lassen sich dadurch eluieren, daß eine Lösung mit höherem pH-Wert in der kurzen Säule verwendet wird.A quick separation in the two-pillar system is based on a compromise between a known separation force, namely the pH of the buffer solution, and the desired one Degree of resolution. However, increasing the pH of the buffer solution will reduce the analysis time at the same time the resolution is also reduced. The more easily removable amino acids are used along with the Lower pH buffer solutions eluted in the long column because of a relatively small elution separation force is required. The more strongly retained amino acids can be eluted in that a solution with higher pH is used in the short column.

Das Stein-Moore-Verfahren wird heutzutage in der Weise ausgeführt, daß eine aus drei gleichen Bruchteilen bestehende Pufferlösung aus Natriumzitrat verwendet wird, in welcher der erste Anteil einen pH-Wert von etwa 3,25 mit O,2N Natriumzitrat, der zweite Anteil einen pH-Wert von etwa 4,25 bei gleicher Normalität und der dritte Anteil (für die kurze Säule) einen pH-Wert von 5>35 bei einer Normalität von 0,35 aufweist.The Stein-Moore method is used nowadays in the It is stated that a sodium citrate buffer solution consisting of three equal fractions is used, in which the first portion has a pH of about 3.25 with O, 2N sodium citrate, the second portion has a pH of about 4.25 with the same normality and the third proportion (for the short column) has a pH of 5> 35 with a normality of 0.35.

Dieses Zwei-Säulen-Verfahren ist mit mehreren schwerwiegenden Nachteilen behaftet. Einmal stellen sich sehr schnell Fehler ein, wenn die ursprüngliche ProbeThis two-pillar approach suffers from several serious disadvantages. Imagine once error very quickly when the original sample

209829/075 4209829/075 4

nicht in zwei genau gleich große Bruchteile aufgeteilt ist. Außerdem ist eine größere Menge auch von ggf. sehr wertvollen Proben erforderlich, da für die zweite Säule ein zusätzlicher Bruchteil benötigt wird. Weiterhin ist die Arbeitsweise des Zwei-Säulen-Systems kompliziert, wozu die höheren Kosten für eine automatische Probenbeschickungsvorrichtung kommen.is not divided into two exactly equal fractions. In addition, a larger amount of possibly very valuable samples is required, as one is required for the second column additional fraction is needed. Furthermore, the operation of the two-column system is complicated, including the higher cost of an automatic sample loader come.

Ein Versuch zur Überwindung einiger der vorstehend beschriebenen Nachteile besteht darin, eine einzige Säule mit einem veränderlichen Puffersystem zu verwenden, das dem in dem Zwei-Säulen-System verwendeten ähnlich ist. Ein derartiges System ist in einem Aufsatz von Hamilton P.B. "Ion Exchange Chromatography of Amino Acids" (Ionenaustauschchromatographie von Aminosäuren) 35 Anal. Chem. 2056 (Dezember 1963) beschrieben. Auch bei diesem System sind extrem lange Trennzeiten (von beispielsweise etwa 2k Stunden) erforderlich.One attempt to overcome some of the disadvantages described above is to use a single column with a variable buffer system similar to that used in the two-column system. Such a system is described in an article by Hamilton PB "Ion Exchange Chromatography of Amino Acids" 35 Anal. Chem. 2056 (December 1963). This system also requires extremely long separation times (of around 2k hours, for example).

Ein ernsthaftes Problem bei beiden vorgenannten Systemen mit einer oder zwei Säulen besteht in der Verschiebung oder Trift der Basislinie im Verlauf der quantitativen Bestimmung. Dadurch können größere Fehler hervorgerufen werden, und es ergeben sich besondere Probleme bei Verwendung kleiner Probenmengen (von beispielsweise weniger als 100 Nanomolen), da die Fehler sehr groß werden. Als Srund für die Wanderung der Basislinie wurden zunächst Äminoüiakverunreinigungen in den Puffern angenommen. Dabei ging man davon aus, daÄ Ammoniak bei Steigerung des A serious problem with both of the aforementioned one- and two-column systems is baseline drift or drift in the course of the quantitative determination. This can cause larger errors, and there are particular problems when using small amounts of sample (for example, less than 100 nanomoles), since the errors become very large. Initially, ammonia impurities in the buffers were assumed to be the source of the baseline migration. It was assumed that when the

209829/0754209829/0754

— ο —- ο -

pH-Werts der Lösung in zunehmenden Mengen aus der Säule eluiert werden wür'de. Ammoniakverunreinigung als einzige Ursache für die Basislinienverschiebung wurde auf Seite 2060 des genannten Aufsatzes von Hamilton in Frage gestellt, wobei jedoch keine neue Theorie aufgestellt wurde. Diese Annahmen werden jedoch in der Praxis dadurch widerlegt, daß auch mit Pufferlösungen, aus denen die Ammoniakverunreinigungen zuvor ausgefiltert worden sind, Basislinienverschiebungeji auftreten, insbesondere wenn kleine Proben (von beispielsweise weniger als 50 Nanomolen) analysiert werden.pH of the solution would be eluted from the column in increasing amounts. Ammonia contamination as the only one The cause of the baseline shift was questioned on page 2060 of the aforementioned article by Hamilton, however, no new theory was put forward. In practice, however, these assumptions are refuted by that even with buffer solutions from which the ammonia impurities have previously been filtered out, baseline shifts occur especially when small samples (e.g., less than 50 nanomoles) are being analyzed will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum chromatographischen Trennen einer aus einem Aminosäurengemisch bestehenden Probe unter Verwendung einer Ionenaustauschharzsäule zu schaffen, das nicht mit den vorgenannten Nachteilene der bekannten Verfahren behaftet ist, die Trennung in kurzer Zeit in einer einzigen Ionenaustauschsäule und insbesondere mit einem Puffersystem gestattet, durch welches Wanderungen der Basislinie während des Portgangs der Analyse im wesentlichen ausgeschaltet werden.The invention is based on the object of a method for the chromatographic separation of one from one Amino acid mixture using existing sample to provide an ion exchange resin column which does not suffer from the aforementioned disadvantages of the known methods is, the separation in a short time in a single ion exchange column and in particular with a buffer system allows which baseline migrations during the port run of the analysis are essentially eliminated will.

Das zu diesem Zweck vorgeschlagene chromatographische Verfahren zum Trennen der Bestandteile einer beispielsweise in einem Proteinhydrolysat oder in einer physiologischen Flüssigkeit enthaltenen Probe aus einem Gemisch aus Aminosäuren unter Verwendung einer Säule mit einem Kationenaustaußchharz ist erfindungsgemäß dadurch gekenn-The chromatographic method proposed for this purpose for separating the components of a sample contained, for example, in a protein hydrolyzate or in a physiological fluid from a mixture of amino acids using a column with a cation exchange resin is characterized according to the invention.

209829/0754209829/0754

zeichnet, daß die Probe in der Weise in die Säule eingespeist wird, daß die Aminosäurenbestandteile in dem Harz verteilt und von diesem zurückgehalten werden, und eine ausreichend große Menge einer wässrigen Pufferlösung durch die Säule durchgeleitet wird und die Bestandteile nacheinander ausgewaschen und dadurch getrennt werden, wobei als Pufferlösung ein Alkalimetallsalz einer Säure mit einem pK-Wert kleiner als 5 verwendet wird, das nicht in schädlicher Weise mit dem Harz und der Probe reagiert, und der pH-Wert der Pufferlösung während der Elution weniger als etwa 4*0 und die pH-Wert-Schwankung weniger als 30 % beträgt.indicates that the sample is fed into the column in such a way that the amino acid components are distributed in the resin and retained by it, and a sufficiently large amount of an aqueous buffer solution is passed through the column and the components are washed out one after the other and thereby separated, wherein the buffer solution used is an alkali metal salt of an acid with a pK value less than 5, which does not react in a harmful manner with the resin and the sample, and the pH value of the buffer solution during the elution is less than about 4 * 0 and the pH -Value fluctuation is less than 30 % .

Zur Elution einer typischen Probe aus Aminosäurenbestandteilen beispielsweise vom Proteinhydrolysattyp innerhalb einer annehmbar kurzen Zeit (von beispielsweise weniger als 5 Stunden) wird vorzugsweise ein Puffersystem mit einer niedrigen anfänglichen "Trennkraft" verwendet und diese Trennkraft wird entsprechend dem Portgang der eluierten Aminosäuren von denen niedrigerer zu denen höherer Harzaffinität gesteigert. Die Trennkraft ist definiert als die Geschwindigkeit, mit der bestimmte Aminosäuren vermittels eines Puffersystems aus der Säule eluiert werden. Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß die herkömmlichen Maßnahmen zur Steigerung der Trennkraft für die Elution der stark zurückgehaltenen Aminosäuren durch Steigerung des pH-Werts der Pufferlösung auf einen wesentlich mehr als 4,0 betragenden Höchstwert und durchFor eluting a typical sample of amino acid components, for example of the protein hydrolyzate type within an acceptably short time (e.g. less than 5 hours), a buffer system is preferably used with a low initial "separation force" is used and this separation force is used according to the port course of the eluted amino acids from those of lower to those of higher resin affinity increased. The separation force is defined than the rate at which certain amino acids are eluted from the column by means of a buffer system. The invention is based on the discovery that the conventional measures to increase the separation force for the Elution of the strongly retained amino acids by increasing the pH of the buffer solution to a substantial more than 4.0 and through

Steigerung der Gesamtkonzentration des Puffers eine Verlagerung der Basislinie hervorrufen. Es wurde gefunden, daß sich diese Basislinienwanderung im wesentlichen dadurch ausschalten läßt, daß der pH-Wert innerhalb verhältnismäßig kleiner Schwankungsbreiten auf weniger als etwa 4,0 gehalten wird. Die Steigerung der Trennkraft erfolgt durch Steigerung der Kationenkonzentration. Geeignete Puffer bestehen aus Alkalimetallsalzzitraten, -azetaten, -formaten, -phosphaten oder anderen Anionen mit den nachstehend beschriebenen Eigenschaften.Increase in the total concentration of the buffer a shift the baseline. It has been found that this baseline migration is essentially a result of this can turn off the fact that the pH value within relatively small fluctuation ranges to less than about 4.0 is held. The separation force is increased by increasing the cation concentration. Suitable Buffers consist of alkali metal salt citrates, acetates, formats, phosphates or other anions with the properties described below.

Bei einer Proteinhydrolysatprobe wird die Pufferlösung im allgemeinen vorzugsweise auf einem pH-Wert von etwa 3 bis 4,0 während der Endstufe der Elution gehalten, wobei es unter bestimmten Umständen jedoch auch möglich ist, den pH-Wert bis auf 4,2 zu steigern. Eine Ausnahme für diese Regelbildet Phosphat, das während der ElutionIn the case of a protein hydrolyzate sample, the buffer solution is generally preferably at a pH of kept about 3 to 4.0 during the final stage of elution, although it is also possible under certain circumstances is to increase the pH up to 4.2. An exception for this rule, phosphate is formed during elution

vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 2,0 und 3s0 aufweist, damit es in der nachstehend beschriebenen Weise mehr dem pK-Wert 2,1 entspricht. Die (im nachstehenden definierte) GesamtSchwankung des pH-Werts während des Verfahrens beträgt weniger als 30 % und vorzugsweise weniger als 20ί. Die Alkalimetallionenkonzentration ist vorzugsweise zu Ende um wenigstens 500 % größer als zu Beginn der Elution, damit eine angemessene Steigerung der Trennkraft für die schwieriger zu entfernenden Aminosäuren erhalten wird.preferably has a pH value between 2.0 and 3 s 0 so that it corresponds more to the pK value 2.1 in the manner described below. The total variation in pH during the process (defined below) is less than 30 % and preferably less than 20ί. The alkali metal ion concentration is preferably at least 500 % greater at the end than at the beginning of the elution, so that an adequate increase in the separation force is obtained for the amino acids which are more difficult to remove.

Die Erfindung wird im nachfolgenden im einzelnen erläutert.The invention is explained in detail below.

2 0 9 8 7 9 / 0 7 δ '«2 0 9 8 7 9/0 7 δ '«

08820882

Fig* 1 ist eine Auf zeichnung ohne Basislinienwand'erung wie sie bei Verwendung des erfindungsgemäßen· Puffersystems erhalten wird..Fig * 1 is a drawing with no baseline migration as they are when using the Buffer system is obtained.

Fig.. 2 ist eine Aufzeichnung, aus der die Verlagerung der Basislinie mit einem herkömmlichen Puffersystem ersichtlich ist.Fig. 2 is a record showing the relocation the baseline can be seen with a conventional buffer system.

Entsprechend der Erfindung wird eine Probe aus einem AminoSäurengemisch vom Proteinhydrolysattyp oder aus einer physiologischen Flüssigkeit (wie z.B. Urin) in einer Säule mit einem Kationenaustauschharz getrennt. Die nachstehende Beschreibung ist auf eine Proteinhydrolysatprobe gerichtet, die 18 Aminosäurenbestandteile enthält, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.According to the invention, a sample from an amino acid mixture of the protein hydrolyzate type or from a physiological fluid (such as urine) is separated in a column with a cation exchange resin. The following description is directed to a Proteinhydrolysatprobe containing 18 amino acid components, as shown in Figures 1 and 2. FIG.

Die Aminosäurenprobe wird dem oberen Ende eines Eationenaustauschharzes (z.B. vom Sulfontyp) in der Weise zugeführt, daß die Aminosäurenbestandteile in dem Harz verteilt und von diesem zurückgehalten werden. Dann wird eine wässrige Pufferlösung unter Druck durch das obere Ende der Säule eingeführt, um die Aminosäurenbestandteile durch aufeinanderfolgende Auswaschung (Elution) derselben durch das Auslaßende der Säule zu trennen.The amino acid sample will be the top end of a Ion exchange resin (e.g. sulfone type) in the manner supplied so that the amino acid components are distributed in the resin and retained by this. Then it will be an aqueous buffer solution under pressure through the top the column introduced to carry the amino acid components through successive washing out (elution) of the same to separate the outlet end of the column.

Der hier verwendete Ausdruck "pH-Wert-Schwankung" bzw. "pH-Wert-Schwankungsbreite" ist durch folgende Gleichung definiert:
(1) pH-Wert-Schwankung = [(pH2 - PH1)Z(PH2 + PH1)Za]XlOO?
The expression "pH value fluctuation" or "pH value fluctuation range" used here is defined by the following equation:
(1) pH value fluctuation = [(pH 2 - PH 1 ) Z (PH 2 + PH 1 ) Za] X100?

in welcher pH? der pH-Wert de3 Puffers nach Elution der letzten Aminosäure und PH1 der pH-Wert des Puffers beiin what pH ? the pH value of the 3 buffer after elution of the last amino acid and PH 1 the pH value of the buffer

209 823/ 0:7 S h 209 823/0: 7 S h

Elution der ersten Aminosäure ist.Elution of the first amino acid is.

Das Kationenaustauschharz besteht typischerweise aus verhältnismäßig kleinen Teilchen (von z.B. 10 bis 20 pm Durchmesser) aus Polystyrol, das mit einem kleineren Anteil (von z.B. 8$) Diviny!benzol vernetzt ist, an das mehrere negativ aufgeladene Gruppen (von z.B. Sulfonsäure) angelagert sind. Für eine einzige Säule wird zweekmäßigerweise eine Harztiefe von 50 bis 60 cm verwendet.The cation exchange resin is typically made of relatively small particles (e.g. from 10 to 20 μm in diameter) made of polystyrene with a smaller Share (of e.g. $ 8) Diviny! Benzene is linked to the several negatively charged groups (e.g. from sulfonic acid) are attached. For a single column, it is convenient to use two a resin depth of 50 to 60 cm is used.

Eine Ämlnosäurenprobe vom Proteinhydrolysattyp wird im allgemeinen aus einer unbekannten Proteinprobe durch Vermischung derselben mit einer wässrigen Lösung einer starken Säure hergestellt, und durch Erhitzung bei erhöhter Temperatur wird das Protein in die getrennten Aminosäurenbestandteile hydrolysiert. Ein Teil der Probe wird dann in das obere Ende der Ionenaustauschsäule eingeführt, in welcher sich die einzelnen Aminosäuregruppen verteilen und durch elektrostatische Bindung mit den funktionellen Gruppen des Kunstharzes zurückgehalten werden. Die Harzaffinität jedes Bestandteils ist ein Unterscheidungsmerkmal, das als Grundlage für die chromatographische Trennung dient. Das Alkalimetall der Pufferlösung verdrängt nacheinander die einzelnen Aminosäurenbestandteile von dem Harz in umgekehrter Reihenfolge zur Harzaffinität der einzelnen Bestandteile. Wie anhand der Aufzeichnungen der Figuren 1 und 2 ersichtlich, bildet bei der beispielsweise verwendeten Proteinhydrolysatgruppe Asparaginsäure die am schwächsten zurückgehaltene Aminosäure, währendA protein hydrolyzate type amino acid sample is generally made from an unknown protein sample prepared by mixing it with an aqueous solution of a strong acid, and by heating at At elevated temperature, the protein is hydrolyzed into the separate amino acid components. Part of the sample is then inserted into the top of the ion exchange column, in which the individual amino acid groups and through electrostatic bonding with the functional groups of the synthetic resin are retained. The resin affinity of each ingredient is a differentiator, which serves as the basis for the chromatographic separation. The alkali metal of the buffer solution is displaced one after the other the individual amino acid components of the resin in reverse order to the resin affinity of the individual components. As from the records 1 and 2, forms aspartic acid in the protein hydrolyzate group used for example the most weakly retained amino acid, while

2098?9/Π75A2098? 9 / Π75A

- 11 - ·- 11 -

Arginin die am stärksten zurückgehaltene Säure ist.Arginine is the most retained acid.

Ein bekanntes Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Säulenelution besteht darin, die Aminosäurenbestandteile mit Ninhydrin-Reagens zur Reaktion zu bringen und eine Verbindung zu bilden, die Licht im Wellenlängenbereich von 570 nm absorbiert und dann das Gemisch durch eine Durchflußküvette hindurch an einem Durchflußkolorimeter vorbeizuleiten, der quantitativ auf diese Wellenlänge ansprechbar ist. Wie oben ausgeführt, kann für Iminosäuren eine auf kkO nm ansprechbare zweite überwachungsvorrichtung verwendet werden. Diese Detektoren sind mit einem Aufzeichnungsgerät verbunden, welches die Ergebnisse graphisch auf einem Papierstreifen aufzeichnet. Die quantitative Bestimmung erfolgt durch zeitliche Integration der einzelnen Kurvenspitzen, die jeweils eine kennzeichnende Lage und Formgebung in der Aufzeichnung einnehmen.A known method for the quantitative determination of the column elution is to bring the amino acid components to reaction with ninhydrin reagent to form a compound that absorbs light in the wavelength range of 570 nm and then to pass the mixture through a flow cell to a flow colorimeter, the quantitative is responsive to this wavelength. As stated above, a second monitoring device responsive to kkO nm can be used for imino acids. These detectors are connected to a recorder which graphically records the results on a strip of paper. The quantitative determination is carried out by integrating the individual curve peaks over time, each of which has a characteristic position and shape in the recording.

Entsprechend der Erfindung hat das für die chromatographische Trennung verwendete Puffersystem besondere Eigenschaften, welche eine Trennung mit hoher Geschwindigkeit in einer einzigen Säule und im wesentlichen ohne Verschiebung der Basislinie gestatten. Das System läßt sich ebenfalls für mehrere Säulen anwenden und verhindert eine Wanderung der Basislinie auch dann, wenn verhältnismäßig kleine Probenmengeη (von z.B. 50 Nanomolen oder weniger) verwendet werden.According to the invention, the buffer system used for the chromatographic separation has particular ones Properties that allow high speed separation in a single column and essentially without moving the baseline. The system can also be used for several columns and prevents a migration of the baseline even when relatively small sample amounts (e.g. 50 nanomoles or less).

Die Pufferlösung wird der Säule in diskretenThe buffer solution is added to the column in discrete

2 0 9 8 7 9 / η 7 5 U 2 0 9 8 7 9 / η 7 5 U

Mengen von insgesamt beispielsweise drei oder vier zugesetzt, wobei die.Zusammensetzung jeder Menge unterschiedlich ist. Stattdessen kann auch eine sogenannte "Gradientenpufferlösung" verwendet werden, bei welcher der Puffer kontinuierlich zugeführt und dessen Zusammensetzung stetig verändert wird. Bei jedem verwendeten Pufferlösungssystem ist jedoch die Veränderung in der Weise vorbestimmt, daß die Trennkraft der Lösung mit dem Portgang der Elution gesteigert ist, damit die stärker zurückgehaltenen Aminosäuren innerhalb einer vertretbaren Zeit ausgewaschen werden können. Wenn die Trennkraft zu Anfang zu hoch ist, kann der zur Trennung der einzelnen Komponenten erforderliche Auflösungsgrad verloren gehen. Die zur Auflösung der ersten Aminosäuren benötigte verhältnismäßig niedrige Trennkraft kann dagegen zu übermäßig langen Elutionszeiten für die stärker zurückgehaltenen Aminosäuren führen. Als Kompromiß wird eine verhältnismäßig kleine Trennkraft zu Beginn des Vorgangs und eine verhältnismäßig hohe Trennkraft zu Ende der Elution verwendet.Amounts totaling, for example, three or four are added, the composition of each amount being different is. Instead, a so-called "gradient buffer solution" can also be used, in which the buffer continuously fed and its composition is constantly changing. With every buffer solution system used however, the change is predetermined in such a way that the separation force of the solution increases with the rate of elution is increased so that the more retained amino acids are washed out within a reasonable time can. If the separation force is too high at the beginning, the force required to separate the individual components may be Degree of resolution get lost. The one to dissolve The relatively low separation force required for the first amino acids, on the other hand, can lead to excessively long elution times for the more retained amino acids. As a compromise, a relatively small separation force is used Beginning of the process and a relatively high separation force used at the end of the elution.

Die Steuerung des pH-Werts während des Elutionsvorgangs ist ein wichtiges Merkmal zur Verhinderung einer Basislinienwanderung. Es wurde gefunden, daß für pH-Werte größer als 4,0 eine starke Zunahme der Basislinienwanderung zu beobachten ist. Dieser Effekt tritt bei höherer Analysenempfindlichkeit wie z.B. Verringerung der Probenmenge noch stärker in Erscheinung. Eine Schwankung des pH-Werts innerhalb eines großen Berei^hÄP, (.von beispieIs-Controlling the pH during the elution process is an important feature in preventing an Baseline hike. It has been found that for pH values greater than 4.0 a strong increase in baseline migration can be observed. This effect occurs higher analytical sensitivity, such as a reduction in the amount of sample, even more noticeable. A fluctuation of the pH value within a large range

weise mehr als 20 oder 25$) während des Verfahrens verursacht ebenfalls eine Basislinienwanderung, die mit dem absoluten pH-Wert zunimmt. Ein optimaler Zustand wäre die Verwendung im wesentlichen konstanter pH-Puffer während des ganzen Vorgangs. Kleine Schwankungen des pH-Werts des Puffers sind zulässig, wobei jedoch der Betrag der Schwankung von der absoluten Empfindlichkeit der jeweiligen Analyse abhängig ist. Höhere Empfindlichkeiten (d.h. kleinere Probenmengen) machen erforderlich, daß die pH-Wert -Schwankungen während der Analyse auf ein Minimum verringert werden.wisely more than $ 20 or $ 25) during the procedure also a baseline migration that increases with the absolute pH value. An optimal condition would be the use of essentially constant pH buffers throughout the process. Small fluctuations in pH of the buffer are allowed, however the amount of fluctuation depends on the absolute sensitivity of the respective Analysis is dependent. Higher sensitivities (i.e. smaller amounts of sample) require that the pH - Fluctuations during the analysis reduced to a minimum will.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Pufferlösungen bewirken keine wesentliche Beeinträchtigung der Parbentwicklung, wenn die Aminosäuren mit dem Ninhydrin-Reagens reagieren. Außerdem haben die die Pufferanionen entsprechend der Erfindung bildenden Säuren einen pK-Wert (-1Og10 der Dissoziationskonstante) kleiner als 5· Der pK-Wert unterscheidet sich vorzugsweise nicht wesentlich von dem pH-Wert des Puffers während der Elution, so daß der Puffer eine angemessene Wirksamkeit behält. Der pH-Wert weicht vorzugsweise um nicht mehr als plus oder minus 30% von dem pK-Wert der Säure ab. Es stehen viele diesen Bedingungen genügende Säuren zur Verfügung, die sich entsprechend der Erfindung verwenden lassen, da der pH-Wert im Gegensatz zu bekannten Verfahren innerhalb einer verhältnismäßig kleinen Schwankungsbreite (von 30/5) gehalten wird. Geeignete Säuren und ihre entsprechendenThe buffer solutions used in the process according to the invention do not significantly impair the development of color when the amino acids react with the ninhydrin reagent. In addition, the acids forming the buffer anions according to the invention have a pK value (−10 g 10 of the dissociation constant) less than 5. The pK value preferably does not differ significantly from the pH value of the buffer during elution, so that the buffer has a retains adequate effectiveness. The pH value preferably deviates from the pK value of the acid by no more than plus or minus 30%. There are many acids available which satisfy these conditions and which can be used in accordance with the invention, since, in contrast to known processes, the pH value is kept within a relatively small fluctuation range (of 30/5). Suitable acids and their corresponding ones

209829/0754209829/0754

pK-Werte sind Essigsäure (4,75K Ameisensäure (3,25), Phosphorsäure (2}11) und Zitronensäure (3,1)·pK values are acetic acid (4.75K formic acid (3.25), phosphoric acid (2 } 1 1) and citric acid (3.1)

Geeignete Pufferlösungen sind Alkalimetallsalze beispielsweise von Natrium, Kalium und Lithium. Als Pufferanionen lassen sich Zitrat, Azetat, Format, Phosphat und dgl. verwenden.Suitable buffer solutions are alkali metal salts for example sodium, potassium and lithium. Citrate, acetate, format, phosphate and use.

Ein besonders geeigneter pH-Bereich für die Pufferlösung liegt mit Ausnahme des Phosphatpuffers während des ersten Teils der Elution zwischen 3,1 bis 3,4 oder 3,4 bis 3,7 für Proteinhydrolysatproben. Bei Verwendung einer Pufferlösung in einem Bereich von 3j3 bis 3,4 können sich Auflösungsschwierigkeiten durch Bewegung des beweglichen Zysteinbestandteils in den Bereich der Glyzin- und Alaninbestandteile und überlagerung derselben ergeben. Mit einem pH-Bereich von etwa 3,1 bis 3,3 wird das Zystein in einem freien Bereich vor Glyzin und Alanin und mit einem Bereich von 3,4 bis 3,7 in einem freien Bereich nach diesen eluiert.With the exception of the phosphate buffer, a particularly suitable pH range for the buffer solution is during the first part of the elution between 3.1 to 3.4 or 3.4 to 3.7 for protein hydrolyzate samples. When using a buffer solution in a range from 3j3 to 3.4 Difficulty dissolving due to movement of the movable Cysteine component in the area of the glycine and alanine components and superposition of the same result. With a The pH range of about 3.1 to 3.3 will turn the cysteine into one free area in front of glycine and alanine and with a range of 3.4 to 3.7 in a free area eluted after them.

Es hat sich gezeigt, daß ein Phosphatpuffer für einen anfänglichen pH-Wert von 2,6 wirksam ist, der näher an dem pK-Wert der Phosphorsäure (2,1) liegt. Es wird angenommen, daß sich auch andere Pufferlösungen mit pK-Werten unter 3,0 mit einem entsprechenden, niedrigeren pH-Wert verwenden lassen. Die Trennkraft wird durch Verwendung einer verhältnismäßig hohen anfänglichen Kationenkonzentration (von z.B. 0,5 N oder höher) erzielt.A phosphate buffer has been shown to be effective for an initial pH of 2.6, which is closer is due to the pK value of phosphoric acid (2.1). It is assumed that other buffer solutions with pK values use below 3.0 with a corresponding, lower pH value. The separation force is through use a relatively high initial cation concentration (e.g. 0.5 N or higher).

Bei dem vorgenannten Stein-Moore-Verfahren hat die dritte Pufferlösung einen pH-Wert von 5,35,In the aforementioned Stein-Moore method, the third buffer solution has a pH value of 5.35,

209829/0754209829/0754

wesentlich höher ist als der erfindungsgemäße Höchstwert von 4,0. Für pH-Werte größer als 4,0 ergibt sich eine erhebliche Basislinienverlagerung, insbesondere bei Verwendung verhältnismäßig kleiner Proben (von z.B. 50 Nanomolen oder weniger). Bei dem bekannten Verfahren ist dieser hohe pH-Wert erforderlich, um die zum Eluieren der stärker zurückgehaltenen Aminosäurenbestandteile innerhalb einer vertretbaren Zeitspanne erforderliche Trennkraft zu erzeugen.is significantly higher than the maximum value according to the invention of 4.0. For pH values greater than 4.0, there is a significant baseline shift, especially when used relatively small samples (e.g. 50 nanomoles Or less). In the known method, this high pH value is required in order to elute the more strongly retained amino acid constituents within a reasonable period of time required separation force to create.

Die benötigte Trennkraft für eine chromatographisehe Trennung in einer einzigen Säule in vier Stunden oder weniger läßt sich durch Steigerung der Alkalimetallionenkonzentration des Zitratpuffers erzielen, wobei der pH-Wert und der Anionenwert verhältnismäßig konstante Werte beibehalten. Die zur Elution der stärker zurückgehaltenen Aminosäuren vorgenommene Veränderung der Trennkraft kann durch Zugabe eines anorganischen Alkalimetallsalzes eines Halogens, eines Phosphats, Sulfats oder dgl. erfolgen. Die Basislinie ist offensichtlich gegenüber großen Steigerungen der Alkalimetallionenkonzentration unempfindlich. Zu Beginn der Elution kann daher der Alkalimetallionengehalt von einem anfänglichen Wert von etwa 0,10 bis 0,35 Mole/1 bis zu einem Endwert von etwa 0,25 bis 3,0 oder niehr Mol/l verändert werden, ohne daß eine Verlagerung der Basislinie auftritt.The separation force required for a chromatographic Separation in a single column in four hours or less can be achieved by increasing the alkali metal ion concentration of the citrate buffer, keeping the pH and the anion value maintained relatively constant values. The elution of the more strongly retained Amino acids made change in the separation force by adding an inorganic alkali metal salt of a Halogen, a phosphate, sulfate or the like. Take place. The baseline is obviously up against large increases insensitive to the alkali metal ion concentration. At the beginning of the elution, therefore, the alkali metal ion content from an initial value of about 0.10 to 0.35 moles / liter to a final value of about 0.25 to 3.0 or less moles / liter can be changed without shifting the baseline.

Entsprechend den vorstehenden Prinzipien ist in einem besonders wirksamen dreistufigen Natriumzitrat-In accordance with the above principles, a particularly effective three-stage sodium citrate

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Puffersystem für ein Proteinhydrolysat im Anfang die Natriumkonzentration zwischen 0,1 bis 0,35»und der pH-Wert schwankt von etwa 3,1 bis 3S3 oder von 3>4 bis 3,7* Der zweite und dritte Puffer weisen einen pH-Wert von 3 bis 4,4 und eine Natriumionenkonzentration von 0,2 bis 3 Mole/Liter auf.Buffer system for a protein hydrolyzate in the beginning the sodium concentration between 0.1 to 0.35 »and the pH fluctuates from about 3.1 to 3 S 3 or from 3> 4 to 3.7 * The second and third buffers have a pH -Value of 3 to 4.4 and a sodium ion concentration of 0.2 to 3 moles / liter.

Die theoretische Erklärung für die Empfindlichkeit der Basislinie gegenüber dem pH-Wert ist nicht ausreichend klar. Die Verlagerung der Basislinie wird anscheinend durch gewisse äußere, gefärbte Störmedien hervorgerufen, die aus der Harzsäule eluiert werden und eine Farbgebung aufweisen, welche der Farbe des Ninhydrin-Reaktionsprodukts ähnlich ist. Daher läßt sich die Hypothese aufstellen, daß die Störmedien aus Bestandteilen des Harzes selbst bestehen, die in Abhängigkeit von dem pH-Wert in unterschiedlichen Mengen aus dem Harz ausgewaschen werden. Diese Hypothese läßt sich teilweise dadurch bestätigen, wenn eine Harzsäule mit einer wässrigen Lösung gefüllt und der pH-Wert verändert wird. Dabei zeigt sich, daß die Lösung bei höheren pH-Werten eine bestimmte kennzeichnende Färbung annimmt, die jedoch bei niedrigeren pH-Werten nicht auftritt. Es ist sehr gut möglich, daß dieser Bestandteil durch den Detektor angezeigt und dadurch die Basislinienverschiebung hervorgerufen wird. Nach dieser Theorie tritt die Störung bei Steigerung des pH-Werts auf Werte von 4,0 oder höher durch erratische und intermittierende Emission von dem Harz auf, wodurch die erheb-The theoretical explanation for the sensitivity of the baseline to pH is insufficient clear. The shift in the baseline is apparently caused by certain external, colored interfering media, which are eluted from the resin column and have a coloration that matches the color of the ninhydrin reaction product is similar. It can therefore be hypothesized that the interfering media consist of constituents of the resin themselves exist, which are washed out of the resin in different amounts depending on the pH value. This hypothesis can be partially confirmed when a resin column is filled with an aqueous solution and the pH is changed. This shows that the solution has a certain characteristic at higher pH values Takes on color, but does not appear at lower pH values. It is very possible that this Component indicated by the detector and thereby the baseline shift is caused. After this In theory, the disorder occurs when the pH is increased to values of 4.0 or higher by erratic and intermittent Emission from the resin, whereby the considerable

2 0 982 9/Π7542 0 982 9 / Π754

liehen Abweichungen der Basislinie hervorgerufen werden. Diese Theorie erklärt auch, warum große pH-Wert-Schwankungen auch unterhalb eines pH-Werts von 4,0 Verschiebungen zur Folge haben. Die Basislinie verändert sich, da der pH^Wert der Puffer die Menge an emittiertem Störmedium in entsprechender Weise beeinflußt.borrowed deviations from the baseline are caused. This theory also explains why large pH fluctuations also shift below a pH value of 4.0 have as a consequence. The baseline changes as the pH ^ value of the buffer increases the amount of interfering medium emitted influenced in a corresponding manner.

Zur besseren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im nachfolgenden ein spezifisches Ausführungsbeispiel beschrieben, das jedoch nur zur Erläuterung und nicht als Begrenzung der Erfindung gedacht ist.
Beispiel 1
In order to better illustrate the method according to the invention, a specific exemplary embodiment is described below, which, however, is intended only for explanation and not as a limitation of the invention.
example 1

Eine Pi»obe aus einem geeichten Gemisch von etwa 50 Nanomolen der in Fig. 1 dargestellten 18 Aminosäuren, das mit einem Proteinhydrolyöät vergleichbar ist, wurde auf das obere Ende eines gepackten Bettes von 0,9 x 58 cm eines sulfönischen Kationenäustauschharzes gegeben, das aus einer Polystyrolunterlage bestand, die mit etwa 8% Divinylbenzoi vernetzt war und einen Durchmesser von 15 bis 20 ym aufwies (DG-IA der Fa. Durrum Chemical Corp., PaIo Alto, Kalif. , V.St#A.)·.A pot of a calibrated mixture of about 50 nanomoles of the 18 amino acids shown in FIG consisted of a polystyrene base which was crosslinked with about 8% divinylbenzoi and had a diameter of 15 to 20 μm (DG-IA from Durrum Chemical Corp., PaIo Alto, Calif., V.St # A.).

Drei diskrete wässrige JJatriumzitratpuffer (die als A, B und C bezeichnet sind) wurden nacheinander unter einem Pumpendruck von 19,6 atü in einem konstanten Durchsatz von 70 ml/h der Säule zugeführt und auf diese Weise die Probe durch die Säule gedrückt. Die Zusammensetzung fuffer war wie folgt:Three discrete aqueous sodium citrate buffers (the labeled as A, B and C) were taken one after the other a pump pressure of 19.6 atü in a constant throughput of 70 ml / h of the column and fed in this way the sample pushed through the column. The composition of the fuffer was as follows:

209829/075Λ209829 / 075Λ

Pufferbuffer pH-WertPH value ZitrationCitration Natriumsodium Chloridchloride "(Mol/1)"(Mol / 1) (Mol/1)(Moles / 1) (Mol/1)(Moles / 1) AA. 3,253.25 0,0670.067 0,20.2 - --- - BB. 3,503.50 0,0670.067 0,70.7 0,50.5 CC. 3,653.65 0,0670.067 1,61.6 1,41.4

Vor Durchführung des Versuchs wurden die Puffer A und B gefiltert, um Ammoniakverunreinigungen aus diesen zu entfernen. Before performing the experiment, buffers A and B were filtered to remove ammonia impurities from them.

Die Pufferfolge während des Versuchs war wie folgt: Puffer A für 85 Minuten, Puffer B für 35 Minuten und Puffer C.für 120 Minuten bei einer Gesamtanalysenzeit von 240 Minuten. . Die Temperatur der Säule betrug 45 0C während der ersten 90 Minuten und danach 65 0C und wurde vermittels eines Flüssigkeitsumwälzmantels gesteuert, durch den eine Wärmeübergangsflüssigkeit (warmes Wasser) umgewälzt wurde.The buffer sequence during the experiment was as follows: buffer A for 85 minutes, buffer B for 35 minutes and buffer C. for 120 minutes with a total analysis time of 240 minutes. . The temperature of the column was 45 ° C. during the first 90 minutes and then 65 ° C. and was controlled by means of a liquid circulation jacket through which a heat transfer liquid (warm water) was circulated.

Nach der Auswaschung wurden die voll getrennten Aminosäuren in einem Mischsamme!rohr mit Ninhydrin~Reagens vermischt j das unter ausreichend hohem Druck in das Rohr eingepumpt wurde, um einen Durchsatz von 35 ml/h aufrecht zu erhalten. Das Gemisch wurde einer auf einer von etwa 100 0C gehaltenen Reaktionsschlange zugeführt, und die gebildeten Reaktionsprodukte absorbierten in kennzeichnender Weise das Licht entweder im Wellenlängenbereieh von 570 nm (Aminosäuren) oder im Bereich von 440 nm (Iiairto-* säuren). Diese gefärbten Produkte wurden durch eine Durehflußküvette durchgeleitet, welche mit Licht von 570 nm bestrahlt wurde. Das durchgelassene Licht wurde von einemAfter washing out, the completely separated amino acids were mixed in a mixing tube with ninhydrin reagent, which was pumped into the tube under sufficiently high pressure to maintain a throughput of 35 ml / h. The mixture was fed to a reaction coil kept at about 100 ° C., and the reaction products formed typically absorbed the light either in the wavelength range of 570 nm (amino acids) or in the range of 440 nm (Iiairto * acids). These colored products were passed through a flow cell which was irradiated with light of 570 nm. The transmitted light was from one

209829/07S4209829 / 07S4

- 19 -- 19 -

Siliziumdioden-Photometer aufgefangens und dessen Ausgangsspannung wurde einem Aufzeichnungsgerät zugeführt. Die Absorption des Lichts durch das gefärbte Produkt verursacht einen Spannungsverlust des Detektors, und dieser Spannungsverlust wurde durch das Aufzeichnungsgerät aufgezeichnet. Fig. 1 zeigt eine graphische Aufzeichnung der Absorption in Abhängigkeit von der Zeit. Wie aus dieser Aufzeichnung ersichtlich, verstreichen etwa 45 Minuten, bevor die erste Aminosäure ausgewaschen wird. Das Aufzeichnungsergebnis zeigt eine im wesentlichen stetige Basislinie während des ganzen Versuchs. Beispiel 2 Silicon diodes photometer collected s and whose output voltage is supplied to a recording device. The absorption of the light by the colored product caused a voltage loss in the detector, and this voltage loss was recorded by the recorder. 1 shows a graph of the absorption as a function of time. As can be seen from this record, about 45 minutes pass before the first amino acid is washed out. The recording result shows an essentially steady baseline throughout the experiment. Example 2

Für Beispiel 2 wurde eine Probe von gleicher Beschaffenheit wie die des Beispiels 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß die Aminosäurenkonzentrationen auf 100 Nanomole/1 verdoppelt wurden. Der gleiche Analysengang wie in Beispiel 1 wurde angewandt, mit der Ausnahme, daß ein herkömmliches Puffersystem wie folgt verwendet wurde:For example 2, a sample of the same nature as that of example 1 was used, with the Exception that the amino acid concentrations were doubled to 100 nanomoles / 1. The same analysis as in Example 1 was used, with the exception that a conventional buffer system was used as follows:

Pufferbuffer pH-WertPH value ZitrationCitration NatriumionSodium ion ChloridionChloride ion (Mol/l)(Minor) (Mol/l)(Minor) (Mol/l)(Minor) AA. 3,253.25 0,0670.067 0,20.2 - BB. 4,404.40 0,0670.067 0,20.2 --- CC. 6,356.35 0,200.20 1,61.6 1,01.0

Die Ergebnisse von Beispiel 2, die in der Aufzeichnung entsprechend Fig. 2 dargestellt sind, zeigen im Vergleich zu Beispiel 1 eine erhebliche Basislinienverlaeerung, insbesondere zwischen 100 und 200 MinutenThe results of Example 2 shown in the plot corresponding to Fig. 2 are shown compared to example 1 a considerable change in the baseline, especially between 100 and 200 minutes

■20 9 8 2 9/η 7 5 U ■ 20 9 8 2 9 / η 7 5 U

des ElutionsVorgangs. Das zeigt sich insbesondere daran, daß Beispiel 1 mit der doppelten Empfindlichkeit (der
halben Probenkonzentration) im Vergleich zu Beispiel 2
ausgeführt wurde. Der einzige ersichtliche Grund für das Fehlen jeder Basislinienverlagerung in Beispiel 1 ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Puffersystems anstelle eines herkömmlichen Puffersystems.
the elution process. This is particularly evident from the fact that Example 1 has twice the sensitivity (the
half the sample concentration) compared to Example 2
was executed. The only apparent reason for the lack of any baseline shift in Example 1 is the use of a buffer system according to the invention in place of a conventional buffer system.

- Patentansprüche- claims

209829 /0754209829/0754

Claims (8)

-21 --21 - Patentansprüche :Patent claims: Chromatographisches Verfahren zum Trennen der Bestandteile einer beispielsweise in einem Proteinhydrolysat oder in einer physiologischen Flüssigkeit enthaltenen Probe aus einem Gemisch aus Aminosäuren unter Verwendung einer Säule mit einem Kationenaustauschharz, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe in der Weise in die Säule eingespeist wird, daß die Aminosäurenbestandteile in dem Harz verteilt und von diesem zurückgehalten werden, und eine ausreichend große Menge einer wässrigen Pufferlösung durch die Säule durchgeleitet wird und die Bestandteile nacheinander ausgewaschen und dadurch getrennt werden, wobei als Pufferlösung ein Alkalimetallsalz einer Säure mit einem pK-Wert kleiner als 5 verwendet wird, das nicht in schädlicher Weise mit dem Harz und der Probe reagiert, und der pH-Wert der Pufferlösung während der Elution weniger als etwa 4,0 und die pH-Wert-Schwankung weniger als 30 % beträgt.Chromatographic method for separating the components of a sample contained, for example, in a protein hydrolyzate or in a physiological fluid from a mixture of amino acids using a column with a cation exchange resin, characterized in that the sample is fed into the column in such a way that the amino acid components are in are distributed and retained by the resin, and a sufficiently large amount of an aqueous buffer solution is passed through the column and the components are washed out one after the other and thereby separated, an alkali metal salt of an acid with a pK value less than 5 being used as the buffer solution, which does not react deleteriously with the resin and sample, and the pH of the buffer solution during elution is less than about 4.0 and the pH fluctuation is less than 30 % . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallsalz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Lithium und Kalium.2. The method according to claim 1, characterized in that the alkali metal salt is selected from Group consisting of sodium, lithium and potassium. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Pufferlösung zu Beginn der Elution zu etwa 3,1 bis 3,3 oder 3,4 bis 3,7 und zu Ende der Elution zu etwa 3,0 bis 4,0 gemacht wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the pH of the buffer solution at the beginning of Elution to about 3.1-3.3 or 3.4-3.7 and over the elution is made about 3.0 to 4.0. 209829/075/4209829/075/4 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anion der Pufferlösung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Zitrat, Azetat, Format und Phosphat.4. The method according to claim 2, characterized in that the anion of the buffer solution is selected from Group consisting of citrate, acetate, format and phosphate. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anion Zitrat verwendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that citrate is used as the anion. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Alkalimetallionen zu Beginn der Elution etwa 0,10 bis 0,35 Mol/l, und zu Ende der Elution etwa 0,25 bis J)3O Mol/l gemacht wird und die Alkalimetallionenkonzentration zu Ende der Elution um wenigstens 500/S höher ist als zu Beginn derselben.6. The method according to claim 2, characterized in that the concentration of the alkali metal ions at the beginning of the elution is made about 0.10 to 0.35 mol / l, and at the end of the elution about 0.25 to 3 O mol / l and the alkali metal ion concentration at the end of the elution is at least 500 / S higher than that at the start of the same. 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Pufferlösung der Säule in getrennten, diskreten Bruchteilen zugeführt wird.7. The method according to claim 2, characterized in that the aqueous buffer solution of the column in separate, discrete fractions. 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Pufferlösung der Säule in einem Strom mit einem kontinuierlich zunehmenden Alkalimetallionengehalt zugeführt wird.8. The method according to claim 2, characterized in that the aqueous buffer solution of the column in one Stream is supplied with a continuously increasing alkali metal ion content. 9/075^9/075 ^ Le.erseiteBlank page
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910856A1 (en) * 1988-04-29 1989-11-09 Beckman Instruments Inc NON-CORRODING BUFFER SOLUTIONS FOR HIGH RESOLUTION AMINO ACID ANALYSIS
DE3907930C1 (en) * 1989-03-11 1990-06-13 Hans-Peter Dr. 6464 Linsengericht De Kabus

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2322552C2 (en) * 1972-11-06 1986-08-28 Pharmacia AB, Uppsala Process for separating protein A from Staphylococcus aureus from a liquid
US4073725A (en) * 1975-05-09 1978-02-14 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for liquid chromatography under elevated pressure
JPS594664B2 (en) * 1976-11-10 1984-01-31 株式会社日立製作所 Ion exchange chromatography
IT1205604B (en) * 1981-06-23 1989-03-23 Pierrel Spa PROCEDURE FOR THE TOTAL OR PARTIAL ELIMINATION OF ASPARTIC ACID AND GLUTAMIC ACID FROM PROTEIN HYDROLYSATES AND AMINO ACID MICELS WITH CONSEQUENT OBTAINING OF HIGH NUTRITIONAL AMINO ACID MIXTURES
JPS6261592A (en) * 1985-09-13 1987-03-18 Ajinomoto Co Inc Separation of basic amino acid
JPS63170343A (en) * 1987-01-07 1988-07-14 Ajinomoto Co Inc Separation of leucine
CZ9900770A3 (en) * 1999-03-04 2000-10-11 Petr Ing. Drsc. Hušek Process for preparing samples for analysis of amino acids and kit for this preparation
DE102005017508A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Basf Ag Process for obtaining a basic amino acid from a fermentation broth II
CN102688610B (en) * 2012-06-19 2014-09-10 华东理工大学 Chromatographic separation method of glycine and inorganic salt
WO2016066579A1 (en) 2014-10-30 2016-05-06 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab METHOD FOR PREDICTING THE DYNAMIC pH RANGE OF A BUFFER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910856A1 (en) * 1988-04-29 1989-11-09 Beckman Instruments Inc NON-CORRODING BUFFER SOLUTIONS FOR HIGH RESOLUTION AMINO ACID ANALYSIS
DE3907930C1 (en) * 1989-03-11 1990-06-13 Hans-Peter Dr. 6464 Linsengericht De Kabus

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US3686118A (en) 1972-08-22

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