авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Новые псевдостационарные фазы на основе поверхностно-активных веществ в электрокинетической хроматографии

На правах рукописи

Свидрицкий Егор Петрович

НОВЫЕ ПСЕВДОСТАЦИОНАРНЫЕ ФАЗЫ НА ОСНОВЕ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Специальность – 02.00.02 – Аналитическая химия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата химических наук

Москва - 2009

1

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Государственного учебно научного учреждения Химический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Научный руководитель: д.х.н. Пирогов Андрей Владимирович

Официальные оппоненты:

Д.х.н., ведущий научный сотрудник Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) Тимербаев Андрей Роландович К.х.н., руководитель отдела разработок, обучения и сервиса ООО «Люмэкс-Маркетинг» Комарова Наталья Викторовна

Ведущая организация:

Химический факультет Санкт-Петербургского государственного университета

Защита состоится 23 декабря 2009 г. в 15 ч 00 мин в ауд. 446 на заседании диссертационного совета Д 501.001.88 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Отзывы и замечания просьба направлять по адресу:

119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, МГУ имени М.В.

Ломоносова, Химический факультет, кафедра аналитической химии, учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 20 ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук И.И. Торочешникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение Актуальность темы Электрокинетическая хроматография наравне с ВЭЖХ является достаточно часто используемым аналитическим методом. Высокая эффективность разделения (до 1 000 000 теор. тарелок) даёт этому методу серьёзное преимущество по сравнению с ВЭЖХ – возможность одновременного определения десятков и даже сотен соединений за сравнительно небольшое время.

Основной разновидностью электрокинетической хроматографии для разделения нейтральных соединений является мицеллярная электрокинетическая хроматография (МЭКХ). Однако, существенное ограничение данного метода – невозможность реализации селективного разделения сильно гидрофобных соединений, сильно солюбилизирующихся мицеллами. Пики гидрофобных соединений остаются неразрешёнными, падает и экспрессность анализа.

Потенциально микроэмульсионная электрокинетическая хроматография (МЭЭКХ) позволяет решить проблему разделения гидрофобных соединений за счёт большей олеофильности фонового электролита (что обуславливается сравнительно высоким содержанием спирта-стабилизатора) и за счёт высокой проницаемости для молекул поверхности капли микроэмульсии. Однако работ, посвящённых основам метода микроэмульсионной электрокинетической хроматографии и разработке его практических приложений, ещё мало. Представляется интересным продолжить изучение этого метода в рамках его возможностей для разделения гидрофобных соединений.

Актуальным направлением развития микроэмульсионной электрокинетической хроматографии, как и всей электрокинетической хроматографии, представляется поиск дополнительных возможностей управления селективностью разделения. Необходимо найти способ реализации разделения смесей, при котором малое изменение состава фонового электролита будет приводить к значительному изменению селективности.

Одним из решений данной проблемы является поиск новых псевдостационарных фаз (ПСФ).

Представляется интересным разработка способов реализации мицеллярной электрокинетической хроматографии в присутствии небольших количеств поверхностно активных веществ (ПАВ) – концентрации на уровне критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и ниже. Снижение концентрации поверхностно-активных веществ в фоновом электролите будет препятствовать уширению полос на электрофореграммах вследствие разогревания фонового электролита.

Цель работы состояла в поиске и изучении новых типов псевдостационарных фаз в электрокинетической хроматографии, а также в поиске новых подходов в управлении селективностью разделения для существующих псевдостационарных фаз.

Достижение поставленной цели предусматривало следующие задачи:

• Создание и изучение свойств новых типов псевдостационарных фаз на основе полиэлектролитов – микроэмульсионных полиэлектролитных комплексов.

• Исследование закономерностей влияния неионогенных полимеров на разделение соединений в методе мицеллярной электрокинетической хроматографии.

Изучение перспектив применения добавок полимеров для снижения критической концентрации мицеллообразования ПАВ и управления селективностью разделения.

• Создание подходов к применению в электрокинетической хроматографии принципиально новых псевдостационарных фаз – биконтинуальных микроэмульсий (согласно своему строению данные псевдостационарные фазы должны иметь иную селективность по сравнению с «классическими»

моноконтинуальными микроэмульсиями).

• Оценка перспектив применения биконтинуальных микроэмульсий для определения величины logP при скрининге веществ на потенциальную биологическую активность.



• Изучение возможности применения микроэмульсионной электрокинетической хроматографии для одновременного разделения гидрофильных и гидрофобных соединений на примере разделения новых классов соединений.

Научная новизна Изучены основные свойства ранее не применявшихся в электрокинетической хроматографии псевдостационарных фаз – биконтинуальных микроэмульсий и микроэмульсионных полиэлектролитных комплексов.

Мицеллярные полиэлектролитные комплексы исследованы в качестве псевдостационарных фаз для разделения новых классов веществ. Выявлено изменение селективности при переходе от режима капиллярного зонного электрофореза к мицеллярным полиэлектролитным комплексам.

Применение добавок неионогенных полимеров в методе мицеллярной электрокинетической хроматографии позволило целенаправленно изменять селективность разделения путём перехода от ион-парного механизма разделения к распределительному. Показано, что добавки полимеров приводят к снижению критической концентрации мицеллообразования ПАВ, что позволяет работать с более низкими концентрациями поверхностно-активных веществ в условиях мицеллярной электрокинетической хроматографии.

Установлены основные закономерности разделения соединений в условиях микроэмульсионной электрокинетической хроматографии с биконтинуальными микроэмульсиями в качестве псевдостационарных фаз. Показано, что корреляции времён миграции и коэффициентов удерживания и logP для серии биогенных аминов при использовании биконтинуальных микроэмульсий оказались выше, чем в режиме мицеллярной и микроэмульсионной электрокинетической хроматографии с моноконтинуальными микроэмульсиями.

Впервые реализовано одновременное разделение широкой смеси веществ сильно различающихся по гидрофобности методом электрокинетической хроматографии на примере смеси водо- и жирорастворимых витаминов.

Практическая значимость Предложены новые способы управления селективностью разделения сложных смесей за счёт реализации мицеллярной электрокинетической хроматографии в присутствии полимеров, а также за счёт применения принципиально новых псевдостационарных фаз – полиэлектролитных комплексов.

Предложен способ одновременного определения четырёх водо- и шести жирорастворимых витаминов (никтотинамид (далее PP), С, B1, пиридоксина гидрохлорид (далее В6), А, D3, Е ацетат, Е, К1, К3) в витаминных блендах методом микроэмульсионной электрокинетической хроматографии. Способ успешно применён для определения состава серии из четырёх витаминных блендов. Применение микроэмульсий в качестве экстрагента витаминов позволило сократить число стадий в процессе пробоподготовки.

Исчезла длительная процедура смены растворителя, которая вносит дополнительную погрешность в 10-20% от определяемой концентрации витамина.

На защиту выносятся следующие положения:

• Закономерности селективности разделения малых заряженных органических молекул при переходе от режимов капиллярного зонного электрофореза, мицеллярной и микроэмульсионной электрокинетической хроматографии к мицеллярным и микроэмульсионным полиэлектролитным комплексам в качестве псевдостационарных фаз.

• Способ управления селективностью разделения биологически активных соединений в режиме мицеллярной электрокинетической хроматографии путём добавки неионогенного полимера в фоновый электролит. Данные об изменении селективности и эффективности разделения, а также порядка выхода их пиков на электрофореграммах в зависимости от типа и концентрации добавленного неионогенного полимера.

• Обнаруженные различия в поведении в качестве псевдостационарных фаз между растворами мицелл, моно- и биконтинуальными микроэмульсиями. Зависимости времён миграции для веществ модельной смеси от содержания гептана при переходе от мицеллярных растворов к «классическим» моноконтинуальным микроэмульсиям и биконтинуальным микроэмульсиям.

• Способ предсказания величины logP органических соединений с использованием метода микроэмульсионной электрокинетической хроматографии и биконтинуальных микроэмульсий. Корреляции величин logP для биогенных аминов от логарифмов времён миграции и коэффициентов удерживания в режиме электрокинетической хроматографии с различными псевдостационарными фазами.

• Научно-методический подход к подбору оптимальных условий для одновременного разделения веществ, сильно различающихся по гидрофобности, в режиме микроэмульсионной электрокинетической хроматографии.

Апробация работы Результаты работы докладывались на Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (2007, Москва), Второй всероссийской конференции с международным участием «Аналитика России 2007» (2007, Краснодар), II Международном форуме «Аналитика и аналитики»

(2008, Воронеж), Международном симпозиуме «Микроразделение» (2008, Берлин, Германия), Международном симпозиуме «Высокоэффективная жидкостная хроматография» (2009, Дрезден, Германия), Московском семинаре по аналитической химии (2009, Москва), Третьей всероссийской конференции с международным участием «Аналитика России 2009» (2009, Краснодар), научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в российских журналах и 8 тезисов докладов.

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, 4 глав обсуждения результатов, общих выводов и списка цитируемой литературы. Материал изложен на 149 страницaх машинописного текста, содержит 65 рисунков и 30 таблиц, в списке цитируемой литературы 131 источник.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обзор литературы В обзоре литературы кратко описываются свойства мицеллобразующих ПАВ, а также новых ПСФ, таких как микроэмульсии и полиэлектролитные комплексы.

Рассмотрены и систематизированы работы, посвящённые применению МЭЭКХ в химическом анализе, а также работы, посвящённые применениию полимеров модификаторов в МЭКХ. Во всех частях обзора литературы, посвящённых практическому применению электрокинетической хроматографии, особое внимание уделяется проблемам управления селективностью разделения.

Экспериментальная часть В работе использовали следующее оборудование: система ВЭЖХ, состоящая из градиентного жидкостного хроматографа Agilent 1100 (Германия), снабженного автосемплером, термостатом колонок и диодно-матричным детектором;

колонка для ВЭЖХ Synergi Hydro-RP (250x5 мм), диаметр зерна сорбента 4 мкм (Phenomenex, США);

система капиллярного электрофореза Agilent CE3D (Германия), укомплектованная диодно-матричным детектором;

для работы использовали кварцевые капилляры диаметром 50 мкм с общей/эффективной длиной 48,5/40 см (Phoenix, США);

регистрацию хроматограмм проводили с помощью программных пакетов ChemStation (Agilent Technologies, США);

распределение коллоидных частиц по размерам изучали методом динамического светорассеяния на приборе Zetasizer Nano ZS (Великобритания).

Приготовление микроэмульсий Микроэмульсии готовили смешением компонентов в стеклянной посуде. Затем смесь обрабатывали ультразвуком до гомогенизации. Микроэмульсии хранили при комнатной температуре, использовали в течение 14 дней после приготовления.

Приготовление полиэлектролитных комплексов (ПЭК) Раствор полиакриловой кислоты (ПАК) с концентрацией 33 мМ готовили растворением рассчитанной навески исходного раствора в фосфатном буферном растворе с последующим доведением рН до 6,0 концентрированным раствором щелочи.

Раствор хранили в темном месте и использовали не ранее чем через 24 часа после приготовления.





Раствор цетилтриметиламмония бромида (ЦТАБ) с концентрацией 30 мМ также готовили в фосфатном буферном растворе, рН раствора составил 5,8.

Для приготовления раствора ПЭК отбирали аликвоту раствора ПАК объемом 18 мл и помещали в стаканчик на 50 мл, устанавливали на магнитную мешалку и при перемешивании по каплям добавляли 2 мл раствора ЦТАБ (либо микроэмульсии). Схема установки для синтеза ПЭК представлена на рис. 1. После добавления ЦТАБ либо микроэмульсии раствор становился мутным, однако, через 2 часа после перемешивания снова становился прозрачным. Таким образом, получали ПЭК нужного состава и концентрации.

Электрофоретическое разделение в капилляре Кассету с капилляром термостатировали при температуре 25 °С. Ввод пробы осуществляли гидродинамически. Перед каждым анализом капилляр кондиционировали NaOH, водой и фоновым электролитом. Режим кондиционирования определили экспериментально, в работе использовали промывку, которая обеспечивала наилучшую воспроизводимость результатов в ходе предварительных экспериментов. В качестве маркера электроосмотического потока (ЭОП) использовали ацетон.

Рис. 1. Установка для приго товления ПЭК. Синтез и изучение свойств ПЭК Для синтеза мицеллярного ПЭК был использован способ, заключающийся в смешении растворов полиэлектролита и ПАВ. В качестве полиэлектролита была выбрана полиакриловая кислота с Pw = 1800, а в качестве ПАВ – ЦТАБ. Остальные параметры системы были выбраны таким образом, чтобы ПЭК не выпадал в осадок при получении.

Стояла задача получить ПЭК с концентрацией 30 мМ, = 0,1 в условиях рН 6,0 и концентрации фосфат-ионов 40 мМ.

Для получения микроэмульсионного ПЭК принципиально возможно применить два подхода. Первый основан на явлении солюбилизации «масла» раствором ПЭК.

Второй основан на «обволакивании» микроэмульсии, уже содержащей «масло», макромолекулой ПАК. Первый способ не дал удовлетворительных результатов. После 30 мин выдерживания механической смеси растворов ПЭК и гептана на ультразвуковой бане не происходило никаких видимых изменений, гептан отслаивался от основной массы раствора в исходном количестве. Таким образом, для синтеза микроэмульсионного ПЭК был выбран второй способ, и первоначальная задача состояла в синтезе микроэмульсии на основе ЦТАБ. В стеклянной посуде к раствору ЦТАБ добавляли бутанол, после чего к этой системе прикапывали рассчитанное количество гептана и оставляли систему на ультразвуковой бане до полной солюбилизации гептана (на это потребовалось 30 мин). Полученную микроэмульсию объемом добавляли по каплями к раствору ПЭК при перемешивании. Выпавший с начала смешения осадок полностью растворялся после 2 часов непрерывного перемешивания.

Методом динамического светорассеяния было исследовано несколько полученных образцов мицеллярных и микроэмульсионных ПЭК, раствор ПАК и растворы исходных мицеллярных и микроэмульсионных систем на основе ЦТАБ.

Сравнивая полученные данные, можно сделать вывод о том, как происходит трансформация полимера в ходе превращений. Так, средний размер частиц в растворе ПАК составляет 13 нм. Размер мицелл в 10 мМ растворе ЦТАБ в буферном растворе составляет 6 нм. Увеличение размера частиц при переходе от мицелл к микроэмульсиям является вполне ожидаемым. Переход к ПЭК сопровождается значительным увеличением размеров частиц. Средний размер частиц составляет около 20 нм. Переход к микроэмульсионным ПЭК приводит к дальнейшему росту значений среднего размера частиц (около 30 нм).

Однако изменение размера частиц является не единственным доказательством получения ПЭК. При использовании ПЭК в качестве фонового электролита не происходит перезарядки поверхности капилляра и, как следствие, изменения направления ЭОП. Это свидетельствует о том, что в растворе отсутствуют свободные молекулы ЦТАБ, не связанные противоположно заряженными цепями ПАК.

Микроэмульсионные и мицеллярные ПЭК в электрокинетической хроматографии Для более полного описания свойств ПЭК в качестве новой псевдостационарной фазы следовало выбрать для разделения несколько групп различающихся по свойствам соединений. В качестве первой группы соединений были выбраны органические кислоты: галловая, гиппуровая, индолилуксусная, пиколиновая кислота, сорбиновая, 4 аминобензойная, 3,5-динитробензойная, 3-аминобензойная, 2-аминобензойная, 5 бромсалициловая, сульфаниловая, салициловая, а также кофеин и ацетон в качестве маркера ЭОП. Все кислоты имеют в своём составе карбоксильную группу, основное отличие между ними состоит в строении ароматического остатка. Также в группе представлены полиосновные кислоты. При рН 6,0 все они, кроме кофеина и ацетона, будут заряжены, и ожидалось, что даже в зонном варианте будет происходить существенное разделение смеси. Ни одно из выбранных соединений не содержит большой гидрофобной группы и это не случайно. Взаимодействие аналитов с псевдостационарной фазой, скорее всего, осуществляется по двум основным механизмам: либо за счёт взаимодействия с ионизированной поверхностью частицы ПЭК, либо за счёт взаимодействия с гидрофобным ядром этой частицы. Вещества модельной смеси представляют собой легко ионизируемые соединения с низкой гидрофобностью, и по разделению соединений данной группы, можно судить о том, насколько сильно влияние взаимодействия аналитов именно с поверхностью псевдостационарной фазы. Наличие ароматического фрагмента позволяет детектировать компоненты тестовой смеси с помощью спектрофотометрического детектора. На рис. представлена электрофореграмма модельной смеси кислот в режиме капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ).

Рис. 2. Электрофореграмма модельной смеси. Фоновый электролит: 40 мМ раствор дигидрофосфата натрия, рН 6,0. Напряжение 25 кВ, ввод пробы: 200 мБар·с, концентрация веществ 40-55 мг/л.

Кофеин в данных условиях мигрирует вместе с маркером ЭОП. Перед апробацией полиэлектролитных комплексов в качестве ПСФ было изучено влияние полиакриловой кислоты с различной концентрацией в фоновом электролите на времена миграции компонентов пробы. Электрофореграмма не имеет принципиальных отличий от варианта КЗЭ, за исключением того, что на ней отсутствует пик пиколиновой кислоты, и незначительно смещаются времена миграции аналитов. Последнее может быть связано как с изменением вязкости раствора, так и с изменением ионной силы. Было найдено, что вязкость в данном случае не изменяется, что свидетельствует о том, что главным фактором в изменении времен миграции веществ является ионная сила. Отсутствие пика пиколиновой кислоты может быть обусловлено ее специфическими взаимодействиями с полимерными цепями полиакриловой кислоты, что в свою очередь приводит к изменению направления миграции вещества (к аноду).

Перед анализом капилляр промывали в течение двух минут фоновым электролитом, после чего оставляли его на 10 мин для установления равновесия. Этот метод работы позволил добиться хорошей воспроизводимости результатов. На рис. представлена электрофореграмма модельной смеси соединений с использованием мицеллярного ПЭК в качестве ПСФ.

Рис. 3. Электрофореграмма модельной смеси. Фоновый электролит: 40 мМ раствор дигидрофосфата натрия, рН 6,0, 3 мМ ПАК/ЦТАБ ( = 0,1). Напряжение 25 кВ, ввод пробы: 200 мБар·с, концентрации веществ 40-55 мг/л.

Необходимо отметить ряд важных особенностей:

• На электрофореграмме отсутствуют пики пиколиновой и 5-бромсалициловой кислот, что, как уже было сказано, связано с присутствием в системе макромолекул ПАК и ПЭК.

• Изменилась селективность и эффективность разделения. Эти параметры на примере гиппуровой и индолилуксусной кислот представлены в табл. 1. В подавляющем большинстве случаев, несмотря на уменьшение эффективности, значительно улучшается разрешение пиков.

• Время анализа увеличилось больше чем в два раза, несмотря на невысокую концентрацию ПЭК в рабочем буферном растворе.

• По сравнению с разделением в режиме КЗЭ и в присутствии ПАК в данном случае происходит отделение пика 3,5-динитробензойной кислоты от пиков сорбиновой и 4 аминобензойной кислот.

Таблица 1. Сравнение разрешения, селективности и эффективности разделения в вариантах КЗЭ и ПЭК в качестве псевдостационарной фазы Фоновый электролит Rs N, ТТ/м (средняя) 40 мМ раствор дигидрофосфата 1,1 1,04 натрия, рН 6, 40 мМ раствор дигидро-фосфата 3,0 1,11 натрия, рН 6,0, 3 мМ ПЭК На рис. 4 показана зависимость числа теоретических тарелок от концентрации псевдостационарной фазы в фоновом электролите. Переход от варианта КЗЭ к ПЭК сопровождается уменьшением эффективности. Затем, начиная с концентрации ПЭК около 9 мМ, эффективность возрастает, достигая для некоторых веществ большей величины, чем при нулевой концентрации ПЭК. Из сказанного выше можно предположить о конкуренции двух факторов, влияющих на разделение смеси. В интервале концентраций ПЭК 0 - 9 мМ главную роль играет увеличение ионной силы раствора.

Дальнейшее увеличение концентрации приводит к тому, что все больше определяемых веществ оказываются во взаимодействии с псевдостационарной фазой.

ПЭК имеют меньший коэффициент диффузии по сравнению с небольшими молекулами растворителя, поэтому по мере увеличения концентрации ПЭК в рабочем буферном растворе, главным фактором, влияющим на эффективность, становится взаимодействие веществ с Рис. 4. Зависимость эффективности разделения от поверхностью псевдоста концентрации ПЭК в фоновом электролите. ционарной фазы.

Резюмируя, можно утверждать, что взаимодействие разделяемых соединений, независимо от их строения, с микроэмульсионными полиэлектролитными комплексами, выступающими в качестве псевдостационарной фазы в фоновом электролите в электрокинетической хроматографии, происходит исключительно на поверхности агрегатов полиэлектролита и ПАВ. Заряженная поверхность полиэлектролитного агрегата полностью экранирует фазу «масла» и ПАВ. Мицеллы ПАВ в данном случае выступают в качестве ядра-каркаса, на основе которых происходит образование агрегатов ПСФ. На фоне этого различия в поведении мицеллярных и микроэмульсионных ПЭК практически нивелируются.

Тем не менее, ПЭК обладают принципиально иной селективностью по сравнению с известными ПСФ. Показано, что механизмы разделения в ЭКХ с ПЭК в качестве ПСФ и с ПАВ в качестве ПСФ принципиально различны. Это подтверждается как разной эффективностью разделения одних и тех же веществ, так и изменением порядка выхода их пиков на электрофореграмме. Преимущества использования ПЭК при разделении малых заряженных молекул заключаются в принципиально иной селективности разделения по сравнению с МЭКХ и МЭЭКХ.

МЭКХ в присутствии добавок неионогенных полимеров В данном случае в качестве модельной смеси были выбраны следующие соединения: адреналин, серотонин, витамины B6 и K3, кофеин, 4-аминбензойная, сорбиновая кислоты и ацетон. Большая часть этих веществ может присутствовать в различных «энергетических» напитках. Данная смесь позволяет весьма полно охарактеризовать ПСФ, так как она содержит вещества и катионного, неионного, и анионного характера.

В качестве фонового электролита было решено выбрать фосфатный буферный раствор, поскольку его использование дает возможность исследовать широкий диапазон рН (от кислых до щелочных сред), при этом обеспечивается достаточная буферная ёмкость практически при любом заданном значении рН.

Первым этапом работы стало определение наиболее оптимальных условий разделения модельной смеси в режиме КЗЭ, который является базовым, и относительно которого должно проводиться сравнение в дальнейшем. Электрофореграмма модельной смеси в режиме КЗЭ представлена на рис. 5.

Рис. 5. Электрофореграмма модельной смеси в выбранных условиях:

25 мМ фосфатный буферный раствор, рН 5,6. Пики: 1 – серотонин, 2 – адреналин, 3 – витамин B6, 4 – ацетон, кофеин, витамин К3, 5 – 4-аминобензойная кислота, 6 – сорбат калия. Напряжение 25 кВ, ввод пробы: 200 мБар·с.

Следующим этапом работы стало изучение разделения компонентов модельной смеси в варианте мицеллярной электрокинетической хроматографии. В качестве ПАВ был выбран додецилсульфат натрия (ДДСН). Для определения влияния концентрации ПАВ на разделение компонентов содержание ДДСН в используемых псевдостационарных фазах варьировали от 1 мМ до 20 мМ. Стоит отметить, что типичные используемые концентрации ПАВ в МЭКХ обычно находятся в диапазоне 20 100 мМ.

Критическая концентрация мицеллообразования ДДСН составляет в воде порядка 8 мМ, в буферных растворах она несколько снижается. Было проведено разделение компонентов модельной смеси при следующих концентрациях ДДСН: 1, 2, 3, 5, 10 и мМ. На рис. 6 приведена зависимость разрешения пиков кофеина и витамина К3 в зависимости от концентрации ДДСН без добавления полимеров. Резкое увеличение разрешения начинается с концентраций ДДСН, граничащих с ККМ ПАВ – 5-10 мМ.

Для изучения влияния добавок высокомолекулярных соединений на разделение компонентов модельной смеси были выбраны следующие неионогенные полимеры:

Полиэтиленгликоли (ПЕГ), Mw = 400, 1500, 20000, 40000 г/моль;

Полипропиленгликоль (ППГ), Mw = 2000 г/моль.

Для определения влияния добавок на разделение соединений модельной смеси была приготовлена серия растворов следующего состава: фосфатный буферный раствор, 25 мМ, рН 5,6, 0,01% масс.

соответствующего полимера, концентрации ПАВ 1, 2, 3, 5, 10 и 20 мМ.

На рис. представлено сравнение разрешений трех пар пиков соединений модельной смеси: витамин В6-ацетон, Рис. 6. Зависимость разрешения пиков ацетон-кофеин и кофеин кофеин/витамин К3 от концентрации ПАВ. витамин К3 в зависимости от типа полимера-модификатора при концентрации ДДСН 3 мМ.

При концентрации ДДСН 3 мМ не удалось добиться полного разделения пиков незаряженных или слабо заряженных соединений (ацетон, кофеин, витамин К3, витамин В6). Однако, стоит отметить, что при использовании в качестве модификатора псевдостационарной фазы ППГ-2000 наблюдается полное разделение пиков витамина В6, кофеина и витамина К3. Ацетон и кофеин практически не взаимодействуют с мицеллами, поэтому отсутствие разделения их пиков при столь малых концентрациях ПАВ было вполне предсказуемым. В случае с ППГ-2000 разделение гидрофобных соединений начинается уже при концентрации ДДСН 2 мМ, а именно, разрешение пары пиков витамин В6-кофеин составляет RS = 3,5, пары пиков кофеин-витамин К3 RS = 0,94. Таким образом, добавка полипропиленгликоля-2000 обеспечивает разделение соединений, достаточно различающихся по гидрофобности, уже при концентрации ПАВ 2 мМ (в отсутствие добавок, необходимая концентрация ПАВ составляет около 5 мМ, рис. 8).

Рис. 7. Сравнение разрешения пиков компонентов модельной смеси на электрофореграммах, полученных при концентрациях ДДСН 3 мМ в фоновом электролите.

Полиэтиленгликоли (Mw = 1500, 20000, 40000) также позволили добиться разрешения пиков большинства веществ (витамин В6, витамин К3 и кофеин), однако, несколько худшего, чем при использовании ППГ.

На рис. 8 приведено аналогичное сравнение эффективности модификаторов, но уже при концентрации ПАВ 5 мМ. Как можно видеть, ППГ-2000 при этой концентрации ПАВ также достаточно эффективен в качестве модификатора, т.к. обеспечивает полное разрешение всех трех пар пиков, разрешаются даже пики ацетона и кофеина.

Резкий скачок величин RS при переходе от концентрации ДДСН 3 мМ к 5 мМ обусловлен изменением механизмов разделения – переход от разницы в электрофоретических подвижностях и ион-парного механизма к преобладанию распределительного механизма (происходит снижение ККМ за счёт влияния ионной силы и компонентов пробы). При концентрации ДДСН 3 мМ наблюдается полное разделение пары пиков витамин B6 - ацетон, а при концентрации 5 мМ происходит улучшение разрешения пар пиков ацетон - кофеин и кофеин - витамин K3. Применение модификаторов, особенно ППГ, позволяет улучшить разделение пары B6 - ацетон при содержании ДДСН 5 мМ. Полный переход к мицеллярному варианту в отсутствие модификатора происходит в интервале концентраций ДДСН 5 - 8 мМ, что показано на примере разрешения пары кофеин/витамин К3 (рис. 6). Полимерные модификаторы сглаживают переход, приближая картину разрешения пар пиков при 3 мМ ДДСН к таковой при 5 мМ ДДСН без добавок модификаторов, что указывает на снижение величины ККМ для ДДСН.

Рис. 8. Сравнение разрешения пиков компонентов модельной смеси на электрофореграммах, полученных при концентрациях ДДСН 5 мМ в фоновом электролите.

Кроме того, при использовании в качестве модификаторов псевдо-стационарной фазы полиэтиленгликолей с Mw = 400, 1500, 20000 и 40000 был обнаружен эффект ослабления ими взаимодействия серотонина и мицелл, что, возможно, может быть использовано при анализе сильно взаимодействующих с мицеллами компонентов для уменьшения их времен миграции и сокращения времени анализа при одновременном увеличении эффективности разделения. В табл. 2 приведены времена миграции компонентов тестовой смеси, количество разделённых пиков и общее время анализа в присутствии различных модификаторов.

Таблица 2. Времена миграции компонентов тестовой смеси, количество разделённых пиков, общее время анализа в присутствии различных модификаторов Параметр Без модификатора ПЭГ-1500 ППГ- разделения 20 20 3 мМ 5 мМ 3 мМ 5 мМ 3 мМ 5 мМ С (ДДСН) мМ мМ мМ tM адреналина, мин 1,87 2,17 4,44 1,67 1,83 4,03 1,86 2,24 6, tM серотонина, мин 2,06 н/о н/о 1,85 н/о 7,90 2,25 2,68 н/о tM витамина B6, мин 2,36 2,39 4,21 2,14 2,23 3,50 2,47 2,75 5, tM кофеина, мин 2,69 2,47 3,32 2,28 2,33 2,62 2,64 2,83 3, tM витамина K3, мин 2,73 2,87 6,18 2,34 2,64 4,13 2,75 3,33 9, tM 4-амино н/о н/о 7,33 н/о н/о 4,28 н/о н/о 6, бензоата, мин tM сорбата, мин н/о н/о 7,69 н/о н/о 5,05 н/о н/о 7, tM ацетона, мин 2,65 2,39 3,15 2,28 2,28 2,31 2,64 2,83 2, Число пиков на 6 5 7 5 5 8 5 5 электрофореграмме Число полностью 3 3 7 3 2 8 3 2 разделённых пиков Общее время 3 3 8 2,5 3 8 3 3,5 анализа, мин н/о – не определяли, так как времена миграции данных компонентов составило более 20 минут Таким образом, получены данные о влиянии неионогенных полимеров на разделение аналитов в режиме МЭКХ при низкой концентрации ДДСН. Показано, что полимерные модификаторы снижают фактическую ККМ ДДСН в фоновом электролите.

Таким образом, получен удобный инструмент варьирования селективности ПСФ.

Добавляя тот или иной модификатор, можно при одной и той же концентрации ДДСН реализовывать разделение по ион-парному или по распределительному механизму.

Показано, что полимеры, имеющие алкильный остаток (ППГ), оказывают более существенное влияние на снижение ККМ ПАВ, чем их незамещённые аналоги (ПЕГ).

Полученные зависимости могут быть использованы для определения биологически активных веществ в объектах анализа.

Биконтинуальные микроэмульсии как новый тип псевдостационарной фазы Биконтинуальные микроэмульсии представляют собой системы, в которых как фаза воды, так и фаза «масла» непрерывны, а не существуют в виде изолированных микрокапель. На рис. 9 схематически представлено строение моно- (А) и биконтинуальной (Б) микроэмульсии. Для корректного сравнения были выбраны моно-, биконтинуальные и мицеллярные системы, максимально схожие по составу. Двигаясь по оси содержания углеводорода фазовой диаграммы, было возможно получить все типы систем, отличающиеся только по содержанию масла при неизменном содержании остальных компонентов.

В качестве Б А изучаемой микроэмульсии была взята система, описанная в литературе, содержащая 8% ДДСН, 26,7% 1 бутанола, 13,3% гептана и водную фазу. Помимо этого, были изучены системы, содержащие меньшее количество гептана 11%, 10%, 8%, Рис 9. Строение моноконтинуальной (А) и 6%, 4%, 2% и 0%. Для биконтинуальной (Б) микроэмульсий.

получения указанных систем в качестве водной фазы использовали 10 мМ раствор ацетата аммония с pH 6,7, что позволило работать в областях умеренного ЭОП и предотвратить выпадение солей из-за большого количества органических растворителей в системах. Данная величина pH позволяет минимизировать изменения ККМ ДДСН вследствие изменения кислотности среды. Сначала все системы были охарактеризованы на полидисперсность методом динамического светорассеяния. Согласно полученным данным системы, содержащие менее 8% гептана, относятся к моноконтинуальным МЭ (средний диаметр капель 4,0 - 4,2 нм). Для систем, содержащих 11% и 13,3% гептана, диаметр коллоидных частиц не поддаётся измерению, что указывает на их биконтинуальный характер. Полученные данные позволяют сделать вывод, что фазовая граница, разделяющая моно- и биконтинуальные системы проходит между точками 8% и 11% содержания гептана. Затем системы были протестированы на сегрегационную устойчивость в присутствии высокого напряжения. Все системы, содержащие 8% и более гептана, рано или поздно расслаивались при наложении тока, что приводило к закупориванию капилляра капельками «масла», однако, при ограниченных величинах напряжения (10-25 кВ) ток и базовая линия были стабильными достаточно продолжительное время (30-40 минут). В табл. 3 представлен состав некоторых изученных систем, средний диаметр коллоидных частиц и максимальное рабочее напряжение.

Таблица 3. Состав, средний размер капель некоторых исследованных коллоидных cистем, а также максимальная величина рабочего напряжения.

Средний размер Максимальное Содержание гептана, % (масс.)* частиц, нм напряжение, кВ 0 4 2 4 8 4 11 биконт. 13,3 биконт. * прочие компоненты: ДДСН 8%, 1-бутанол 26,7%, 10 мМ аммонийно-ацетатный буферный раствор, pH 6, В качестве тестовой системы была выбрана смесь биогенных аминов и ацетон.

Для сокращения времени анализа было решено использовать ввод пробы с короткого конца капилляра, в этом случае эффективная длина капилляра была уменьшена практически в 5 раз, что позволило существенно сократить время анализа. В качестве маркера ЭОП использовали воду (в составе пробы). Пик ацетона не соответствует положению ЭОП, поэтому не может быть использован в качестве маркера. Это связано, скорее всего, с высоким содержанием органических растворителей в фоновом электролите, в связи с чем облегчается переход молекул ацетона между двумя фазами.

Получены зависимости времён миграции разделяемых компонентов (рис. 10) от содержания гептана в разделяющем буфере. На рисунке виден скачок, расположенный за точкой содержания гептана 8%. Данный факт так свидетельствует о резком изменении свойств псевдостационарной фазы и переходе между различными типами микроэмульсий в интервале концентраций гептана 8-11%. Одной из причин излома является резкое повышение вязкости системы - характерное явление при данном фазовом переходе.

Рис 10. Влияние содержания гептана в фоновом электролите на времена миграции компонентов тестовой смеси.

Таким образом, впервые показана принципиальная возможность применения биконтинуальных микроэмульсий в качестве ПСФ для электрокинетической хроматографии. Однако, слишком большие времена миграции и нестабильность ПСФ во времени не позволило найти конкретное аналитическое приложение данным системам.

Следует отметить, что полученных данных достаточно для оценки возможности применения биконтинуальных МЭ для предсказания величины logP для органических соединений. Для установления корреляции между временами миграции tM и logP для четырёхкомпонентных микроэмульсий была выбрана простейшая модель линейной зависимости:

logP = a·logk + b По сути, коэффициент удерживания (k) показывает положение пика в «окне миграции». Рассчитать величину k не всегда возможно, так как не всегда удаётся зарегистрировать пики, соответствующие ЭОП и ПСФ. Время миграции ПСФ (tПСФ) в первом приближении можно заменить на время миграции наиболее удерживаемого компонента смеси, в данном случае цетона (tацетон), а время миграции ЭОП (tЭОП) – на время миграции наименее удерживаемого компонента, в данном случае воды (tН2O), получив таким образом величину k'':

t t t t M H 2O M ЭОП k'' k t t М t М t 1 H 2O ЭОП t t АЦЕТОН ПСФ В табл. 4 представлены величины tM, logk'', полученные при различном содержании гептана в фоновом электролите, а также истинная величина логарифма коэффициента липофильности (logPист) для серии веществ, которые использовались в качестве модельной смеси при исследовании четырёхкомпонентных биконтинуальных микроэмульсий. Веществом с наибольшим временем миграции был ацетон.

Таблица 4. Величины tM, logk'' и logPист для исследованной группы соединений tM (n = 5, P = 0,95) logk'' (n = 5, P = 0,95) logP Соединение logPист (ACD 0% 6% 11% 0% 6% 11% Labs) Ацетон 8,8 12,2 27,3 нет нет нет -0,16±0,19 -0, Диметил 6,3 9,3 21,6 -0,03 0,49 1,01 1,20±0,24 0, дофамин Cеротонин 5,7 7,8 15,4 -0,39 0,10 0,45 0,21±0,23 0, Дофамин 3,9 5,4 7,6 нет -2,18 -0,87 0,12±0,22 -0, п-Метил 5,6 5,7 9,4 -0,47 -0,87 -0,26 0,72±0,21 -0, фенэтиламин На рис. 11 представлена зависимость логарифма коэффициентов удерживания разделяемых веществ при разных концентрациях гептана в рабочем электролите и logPист.

Рис. 11. Корреляция величины logPист и величины logk'' для тестовой смеси для моно- (6% гептана) и биконтинуальных (11% гептана) микроэмульсий.

В табл. 5 представлены параметры полученных линейных зависимостей, а также величины logPист. Как видно из таблицы, при переходе от моноконтинуальных микроэмульсий к биконтинуальным корреляция логарифмов коэффициентов k'' и logP улучшается. Таким образом, показана принципиальная возможность применения биконтинуальных МЭ в качестве ПСФ для предсказания величин logP. Биконтинуальные МЭ показывают лучшую корреляцию логарифмов коэффициентов k'' с logP по сравнению с моноконтинуальными аналогами и растворами мицелл ещё и за счёт того, что в этих системах значительно больше поверхность раздела фаз, что облегчает переход молекул между фазами.

Таблица 5. Параметры линейной зависимости между величинами logk'' и logPист для исследованной группы соединений Параметры уравнения Концентрация гептана, % logPист = a· logk'' + b, R a = 0,62;

b = 0,28;

R2 = 0, 6% a = 0,92;

b = -0,18;

R2 = 0, 11% Применение МЭЭКХ для разделения смесей веществ, сильно различающихся по гидрофобности, на примере витаминов Существенной проблемой всех хроматографических методов, как ВЭЖХ, так и ЭКХ, является одновременное разделение соединений, сильно различающихся по гидрофобности. Для решения этой задачи с помощью метода МЭЭКХ в качестве объектов анализа были взяты витамины. Данные объекты являются хорошей моделью, так как большинство водорастворимых витаминов представляют собой малые заряженные молекулы, а жирорастворимые – большие незаряженные молекулы с гидрофобными остатками.

Для одновременного разделения витаминов обеих групп была взята за основу следующая микроэмульсия: 3% ПАВ, 0,8% гептана, 6,6% 1-бутанола и 25 мМ тетраборат натрия с pH 9,3 в качестве фонового электролита. Установлено, что без модифицирующих добавок в фоновый электролит можно разделить только пики водорастворимых витаминов и пик витамина K3, обладающего умеренной гидрофобностью. Пики остальных витаминов не появляются на электрофореграмме в течение 40 мин (рис. 12А).

Рис. 12. Влияние концентрации Бридж 35 на картину разделения витаминов.

Микроэмульсия: 3,0% ПАВ, 6,6% 1-бутанола, 0,8% гептана и 25 мМ тетраборатный буферный раствор pH 9,3, напряжение 22 кВ. Содержание ДДСН/Бридж 35 (%, масс.): (А) 3,0/0;

(Б) 2,8/0,2;

(В) 2,6/0,4;

(Г) 2,4/0,6;

(Д) 2,2/0,8.

Был выбран следующий алгоритм оптимизации разделения: (1) снижение поверхностного заряда капель микроэмульсии за счёт введения неионогенного ПАВ, (2) повышение олеофильности фонового электролита за счёт введения 2-пропанола в качестве модификатора.

В качестве неионогенного ПАВ был выбран Бридж 35. Содержание Бридж 35 в фоновом электролите в концентрации до 0,4% способствует увеличению селективности и существенно уменьшает время миграции водорастворимых витаминов (рис. 12Б, рис.

12В). Однако, дальнейшее повышение концентрации Бридж 35 до 0,8% ухудшает разделение (рис. 12Г, рис. 12Д). В качестве оптимальной выбрана концентрация Бридж 35 0,4%. Для повышения олеофильности фонового электролита в качестве модификатора использовали 2-пропанол. В табл. 6 и табл. 7 показано, что повышение содержания 2 пропанола в микроэмульсии приводит к возрастанию времён миграции водо- и жирорастворимых витаминов из-за возрастания вязкости микроэмульсии и падения потенциала стенок капилляра. Однако, при этом улучшается разделение жирорастворимых витаминов. Наилучшее разделение достигается при концентрации 2 пропанола 10%, которая выбрана в качестве оптимальной при удовлетворительной общей продолжительности анализа.

Таблица 7. Влияние концентрации 2 Таблица 6. Влияние концентрации 2- пропанола на селективность пропанола на времена миграции определения жирорастворимых водорастворимых витаминов. Условия витаминов. Условия разделения:

разделения: микроэмульсия состава микроэмульсия состава 2,6% ДДСН, 2,6% ДДСН, 0,4% Бридж 35, 6,6% 1- 0,4% Бридж 35, 6,6% 1-бутанола, 0,8% бутанола, 0,8% гептана и 25 мМ гептана и 25 мМ тетраборатный тетраборатный буферный раствор pH буферный раствор pH 9,2;

напряжение 9,2;

напряжение 20 кВ 20 кВ Витамин Времена миграции, мин Витамин Tm/Tm(D3) 0% 5% 10% 0% 5% 10% 2-пропанол 2-пропанол PP 5,0 7,0 9,9 D3 1,000 1,000 1, B6 7,2 11,7 21 E 1,005 1,008 1, C 9,6 16,4 31 E ацетат 1,004 1,020 1, B5 10,2 17,6 более 35 мин K1 1,004 1,019 1, не опр. – не определяли Таким образом, в качестве оптимального фонового электролита для одновременного разделения водо- и жирорастворимых витаминов была выбрана МЭ следующего состава: 2,6% ДДСН, 0,4% Бридж 35, 10% 2-пропанола, 6,6% 1-бутанола и 0,8% гептана и 25 мМ тетраборатный буферный раствор с pH 9,2. На рис. представлена электрофореграмма смеси витаминов B6, PP, C, B1, E, E ацетат, D3, K1, K3, A.

Рис. 13. Электрофореграммы смеси витаминов PP, B1, K3, B6, A, C, D3, E, E ацетат, K1 при 200 нм (1) и 270 нм (2). Условия разделения: микроэмульсия состава 2,6% ДДСН, 0,4% Бридж 35, 10% 2-пропанола, 6,6% 1-бутанола, 0,8% гептана и 25 мМ тетраборатный буферный раствор pH 9,2;

напряжение 22 кВ.

В табл. 8 представлены электрофоретические параметры разделения.

Метрологические характеристики предложенного способа разделения представлены в табл. 9. Предложенный способ по многим параметрам (эффективность и время анализа) превосходит ранее предложенные селективные способы определения витаминов методом ВЭЖХ. Аналогов представленного способа в варианте ЭКХ не существует.

Применение Таблица 8. Основные характеристики разработанного предложенного способа способа разделения витаминов одновременного опре Время миграции, N •10- Витамин Rs деления витаминов мин методом МЭЭКХ имеет ряд PP 8,8 - - особенностей. Для реали B1 9,2 1,04 4,1 зации такого одновремен K3 17,0 1,92 76 ного определения B6 17,9 1,02 2,6 существует необходимость A 28,5 1,60 68 использования C 30,6 1,05 6,8 специального экстрагента, D3 31,8 1,02 2,7 извлекающего витамины E 32,3 1,02 3,3 обеих групп. Для этой цели E ацетат 32,9 1,02 2,8 использовали рабочую K1 33,1 1,01 1,2 микроэмульсию.

Дополнительным Таблица 9. Воспроизводимость, преимуществом в этом случае являлась линейность и пределы обнаружения близость состава пробы к составу витаминов (n = 5;

P = 0,95) фонового электролита, что позволяло Диапазон Сmin, избежать появления системных пиков Витамин Sr, % линейности, мг/л на электрофреграмме и улучшить мг/л эффективность разделения. Помимо PP 2 1,0-60 0, этого, применение такого экстрагента B1 3 0,5-30 0, позволило существенно упростить K3 5 0,2-25 0, пробоподготовку. Отпала B6 3 0,5-70 0, необходимость в смене растворителя A 5 0,6-15 0, из-за того, что экстракция жирораство- C 10 3-30 2, римых витаминов осуществлялась не D3 15 0,5-10 0, гексаном, который рекомендуется для E 9 0,6-30 0, извлечения витаминов в литературе E ацетат 12 0,5-45 0, (такой экстракт невозможно K1 5 0,4-40 0, использовать для ввода пробы – необходимо его упарить, а остаток перерастворить в другом растворителе, например, в 2 пропаноле или ацетонитриле).

Для оценки полноты извлечения витаминов из блендов было решено использовать экстрагирование водой и метанолом (необходимость применения метанола для извлечения жирорастворимых витаминов из блендов обоснована в литературе). В качестве независимого метода анализа использовали ВЭЖХ.

Разработанный способ одновременного определения витаминов был апробирован на примере анализа серии витаминных блендов (OOO «Электронная медицина», Россия).

Результаты определения витаминов в серии блендов представлены в табл. 10.

Таблица 10. Результаты определения витаминов в блендах (n = 5, P = 0,95) Марка Характеристика бленда A D3 E ацетат РР В1 В6 C Найдено в бленде (МЭ+МЭЭКХ), мг/г 0,47±0,08 не обн. 5,4±0,4 3,9±0,3 0,46±0,08 5,3±0,4 58± Степень извлечения МЭ, % 78 не обн. 54 98 92 88 GS- Степень извлечения водой/MeOH, % 0/93 не обн. 0/93 103/15 91/0 93/17 94/ Содержание по паспорту, мг/г 0,60±0,06 0,01±0,001 10,0±0,6 4,0±0,3 0,50±0,04 0,60±0,06 60± Найдено в бленде (ВЭЖХ), мг/г 0,57±0,05 0,008±0,003 10,2±0,3 4,0±0,1 0,48±0,05 0,63±0,05 54± Найдено в бленде (МЭ+МЭЭКХ), мг/г не содерж. не содерж. 3,4±0,4 3,7±0,3 0,47±0,08 не содерж. 54± Степень извлечения МЭ, % не содерж. не содерж. 52 93 94 не содерж. GS- Степень извлечения водой/MeOH, % не содерж. не содерж. 0/88 95/3 95/0 не содерж. 98/ Содержание по паспорту, мг/г не содерж. не содерж. 6,5±1,5 4,0±0,5 0,5±0,1 не содерж. 60± Найдено в бленде (ВЭЖХ), мг/г не содерж. не содерж. 6,1±0,2 4,1±0,1 0,5±0,05 не содерж. 58± Найдено в бленде (МЭ+МЭЭКХ), мг/г 0,37±0,07 не содерж. 3,6±0,4 не содерж. 0,46±0,08 не содерж. 51± Степень извлечения МЭ, % 74 не содерж. 51 не содерж. 92 не содерж. GS-6Д Степень извлечения водой/MeOH, % 0/87 не содерж. 0/91 не содерж. 91/0 не содерж. 96/ Содержание по паспорту, мг/г 0,5±0,1 не содерж. 7±1 не содерж. 0,5±0,1 не содерж. 55± Найдено в бленде (ВЭЖХ), мг/г 0,51±0,05 не содерж. 7,1±0,3 не содерж. 0,51±0,05 не содерж. 56± Найдено в бленде (МЭ+МЭЭКХ), мг/г 0,33±0,07 не содерж. 4,0±0,4 7,9±0,6 0,38±0,07 0,47±0,08 54± Степень извлечения МЭ, % 75 не содерж. 55 96 91 92 GS- Степень извлечения водой/MeOH, % 0/89 не содерж. 0/90 99/0 96/0 98/22 101/ Содержание по паспорту, мг/г 0,44 не содерж. 7,3 7,9 0,42 0,51 Найдено в бленде (ВЭЖХ), мг/г 0,40±0,05 не содерж. 7,1±0,3 7,5±0,2 0,45±0,05 0,44±0,05 60± не обн. – ниже минимально определяемой концентрации не содерж. – не содержится в бленде Применение способа одновременного определения витаминов методом МЭЭКХ позволило получить информацию о составе каждого бленда в ходе одного анализа и с применением одного экстрагента, в отличие от метода ВЭЖХ. Применение микроэмульсии для экстракции не позволило достичь полного извлечения витаминов А и Е из блендов. Степень извлечения витамина А составила около 76%, а витамина Е ацетат – 55%. Однако, данная величина является воспроизводимой для всех исследованных блендов и связана, по-видимому, с распределением витамина между микроэмульсией и каолином, который представляет основу бленда. Таким образом, неполная степень извлечения не является мешающим условием для одновременного определения витаминов в данном типе объектов.

Выводы 1. Предложен способ управления селективностью при определении малых заряженных органических молекул путём перехода от КЗЭ, МЭКХ и МЭЭКХ к электрокинетической хроматографии с мицеллярными и микроэмульсионными ПЭК в качестве ПСФ.

2. Исследованы закономерности влияния добавок неионогенных полимеров на селективность разделения и величину ККМ для поверхностно-активного вещества в режиме МЭКХ. Показано, что добавка полимера позволяет менять селективность, путём перехода от ион-парного механизма разделения к распределительному.

3. Впервые биконтинуальные микроэмульсии охарактеризованы в качестве псевдостационарных фаз.

4. Установлена лучшая корреляция величины logP серии биогенных аминов и логарифмов коэффициентов удерживания с использованием биконтинуальных микроэмульсий в качестве ПСФ по сравнению МЭКХ и классической МЭЭКХ.

5. Предложен алгоритм подбора условий одновременного разделения веществ, сильно различающихся по гидрофобности в режиме МЭЭКХ.

6. Предложен новый способ одновременного разделения водо- и жирорастворимых витаминов в режиме МЭЭКХ. За 33 минуты достигнуто полное разрешение следующих витаминов и витамерных форм PP, B1, K3, B6, A, C, D3, E, E ацетат и K1. С помощью разработанного способа определения витаминов был проанализирована серия витаминных блендов. Применение микроэмульсии в качестве экстрагента витаминов позволило существенно упростить пробоподготовку, путём удаления трудоёмкой стадии смены растворителя.

Основные результаты диссертации изложены в следующих статьях и тезисах докладов:

1. Svidritskiy E. Determination of fat soluble vitamins in polyvitamin pills, premixes, fodders and dairy products by HPLC / Pirogov A., Bendryshev A., Svidritskiy E., Shpigun O. // In the book of International conference of Instrumental methods of analysis.

Modern trends and application. October 2-6, 2005, Crete, Greece, P. 486.

2. Svidritskiy E. Determination of fat soluble vitamins in polyvitamin pills, premixes, fodders and dairy products by HPLC / Pirogov A., Bendryshev A., Svidritskiy E., Shpigun O. // In the book of ICAS-2006. Chromatography. June 26-30, 2006, Moscow, Russia, P. 207.

3. Свидрицкий Е.П. Определение водо- и жирорастворимых витаминов в объектах с различной матрицей / Бендрышев А.А., Пирогов А.В., Свидрицкий Е.П., Пашкова Е.Б., Шпигун О.А. // Тезисы докладов Всероссийского симпозиума «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях», Москва. 2007, № 145.

4. Свидрицкий Е.П. Определение жиро- и водорастворимых витаминов в мицеллярных растворах ПАВ / Бендрышев А.А., Пирогов А.В., Свидрицкий Е.П., Пашкова Е.Б., Шпигун О.А. // Тезисы докладов Всероссийского симпозиума «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях», Москва. 2007, № 146.

5. Свидрицкий Е.П. Применение микроэмульсионной электрокинетической хроматографии (МЕЕКС) для разделения смеси водорастворимых и жирорастворимых витаминов. Применение свипинга для он-лайн концентрирования витаминов в режиме МЕЕКС / Свидрицкий Е.П., Пирогов А.В., Бендрышев А.А., Шпигун О.А. // Тезисы докладов II Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием «Аналитика России», Краснодар. 2007, С.464.

6. Свидрицкий Е.П. Определение витаминов в различных матрицах: проблемы и решения / Свидрицкий Е.П., Бендрышев А.А., Пирогов А.В., Шпигун О.А. // Рефераты докладов II Международного форума «Аналитика и Аналитики», Воронеж. 2008, C. 549.

7. Svidritskiy E. Comparative study of mono- and bicontinues microemulsion systems without co-surfactants via microemulsion electrokinetic chromatography / Egor Svidritskiy, Zahar Shamsullin, Andrey Pirogov, Oleg Shpigun. // In the book of MSB 2008. March 9-13, 2008, Berlin, Germany, P. 386.

8. Свидрицкий Е.П. Определение жирорастворимых витаминов в зерновых премиксах, блендах, таблетированных биологически активных добавках и медпрепаратах методом ВЭЖХ / Пирогов А.В., Бендрышев А.А., Свидрицкий Е.П., Шпигун О.А. // Заводская лаборатория. 2008. №3. С. 3-9.

9. Свидрицкий Е.П. Использование добавок полимеров в фоновый электролит в мицеллярной электрокинетической хроматографии (МЭКХ) / Свидрицкий Е.П., Услольцев И.А., Шамсуллин З.А., Пирогов А.В., Шпигун О.А. // Тезисы докладов III Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием «Аналитика России», Краснодар. 2009, С. 202.

10. Свидрицкий Е.П. Определение алендронат-иона и ряда неорганических ионов методом капиллярного электрофореза / Свидрицкий Е.П., М.Ш. Цзян, В.И. Ильин, Д.И. Дыньков, Пирогов А.В., Шпигун О.А. // Вестник Моск. ун-та. Химия. 2010. № 1. С. 15-19.

11. Свидрицкий Е.П. Одновременное определение жиро- и водорастворимых витаминов методом микроэмульсионной электрокинетической хроматографии / Свидрицкий Е.П., Пашкова Е.Б., Пирогов А.В., Шпигун О.А. // Журн. аналит.

химии. 2010. Т.65. № 3. С. 1-6.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.