Автореферат (Имидазолиевые ионные жидкости в качестве экстрагентов, модификаторов кварцевого капилляра и хиральных селекторов в капиллярном электрофорезе), страница 2

Диссертационная работа состоит из введения,обзора литературы, 7 глав с обсуждением полученных результатов,экспериментальной части, практического применения, приложения, списка принятыхсокращений, выводов и списка цитируемой литературы (187 наименований). Работаизложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 69рисунков.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении дано обоснование актуальности темы и сформулированы целиисследования. Отмечена перспективность применения ионных жидкостей в методекапиллярного электрофореза, а также в качестве экстрагентов при определениианалитов различной природы.1-я глава (Обзор литературных данных) содержит обзор литературных данных,основная часть которого посвящена использованию имидазолиевых ионных жидкостейвжидкостнойхроматографииикапиллярномэлектрофорезе,впроцессахконцентрирования и экстракции; обсуждаются механизмы модификации поверхностисорбентов ионными жидкостями.Во 2-й главе (Экспериментальная часть) рассматриваются характеристикаобъектов и методов исследования, особенности синтеза ковалентных покрытий наоснове ИЖ и оценка стабильности и воспроизводимости; синтез ИЖ с хиральныманионом; условия электрофоретического разделения (зонный и мицеллярный режимы)катехоламинов, аминокислот,стероидных гормонов и хирального разделенияаминокислот и β-блокаторов; условия экстракционного излечения аминокислот икортикостероидов в ИЖ в процессе пробоподготовки.В 3-й главе предметом обсуждения являются ИЖ С 12MImCl и C16MImCl вфоновом электролите (рН=2.0) в качестве динамических модификаторов стеноккварцевогокапилляраприэлектрофоретическомразделенииаминокислот,катехоламинов и стероидных гормонов.

Факт модификации подтвержден генерациейобращенного ЭОП. Установлена зависимость скорости ЭОП от концентрации ИЖС12MImCl в фоновом электролите (Рис. 1). Показано, что при концентрации ИЖ нижеККМ, скорость ЭОП увеличивается, а затем – уменьшается за счет формированиямицелл.7Рис.1.Зависимостьэлектрофоретической подвижности ЭОПот концентрации C12MImCl в фоновомэлектролите.Условия: «Капель-105М».Фоновый электролит: 10 мМ растворNaH2PO4, рН = 2.0 (доведенный дотребуемого значения 0.1 М растворомHCl), С 12MImCl. -20 кВ, ввод пробы: 2 с ×30 мбар; 220 нм. Маркер ЭОПа – 5%- ный(объемн.) раствор ДМФА в воде.Модификация стенок капилляра сопровождается увеличением эффективностикак в случае аминокислот, так и катехоламинов в 2-3 раза (Рис.

2, Рис. 3б). Ионнаяжидкость С12MImCl, сорбируясь на стенках кварцевого капилляра, обеспечиваетповерхности положительный заряд, и в результате генерируется анодный ЭОП.Рис. 2. Зависимость эффективности (N) дляаминокислот и катехоламинов от концентрацииC12MImCl в составе фонового электролита. Условия:см. Рис.1.Приконцентрацииионнойжидкости,превышающей значение ККМ, реализуется режимМЭКХ. В этом случае увеличивается селективность разделения катехоламинов иаминокислот (Рис. 3в).44D O PA23DO PAm AU3б)Tyr5T rp5T rp6а)T yrm AU621100111213148мин-52T rpсDO PA12Tyrm AU1113влиянием1415мин1617традиционно1810Рис. 3.

Электрофореграмма модельнойсмеси аминокислот при различном содержанииИЖ С12MImCl в фоновом электролите. Условия:«Капель-105М»; Фоновый электролит: 10 мМNaH2PO4, рН = 2.0, (а) в отсутствии ионнойжидкости, (б) 6 мМ С 12MImCl (КЗЭ), (в) 150 мМС12MImCl (МЭКХ). ±20 кВ, ввод пробы: 5с × 30мбар; 220 нм.в)-539мин19Полученные результаты сопоставленыиспользуемогокатионногодетергента–цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) (табл.

1).8Таблица 1. Значения факторов разрешения (Rs) аминокислот и биогенных аминов сиспользованием различных ионных жидкостей (C 12MImCl и С16 MImCl) и ЦТАБ в фоновомэлектролите.Trp/TyrTyr/DOPAБез ИЖ2.09±0.051.08±0.02DA/NANA/NMNNMN/A1.03±0.021.03±0.021.07±0.02Фактор разрешения (Rs)150 мМ С12MImCl5 мМ C16MImCl13.22±0.0812.34±0.082.04±0.051.89±0.04150 мМ C12MImCl3 мМ C16MImCl3.26±0.067.11±0.071.15±0.032.52±0.051.08±0.022.16±0.0525 мМ ЦТАБ1.08±0.021.13±0.036 мМ ЦТАБ1.10±0.031.03±0.021.04±0.01При увеличении длины алкильного радикала в имидазолиевом катионе ИЖкритическая концентрация мицеллообразования уменьшается: более высокие факторыразрешения аналитов достигаются в случае C 16MImCl по сравнению с C12MImCl приодинаковом их содержании в фоновом электролите. Различия в поведении ИЖ и ЦТАБобусловлены тем, что в системе с C 16MImCl в качестве псевдостационарной фазы(концентрация выше ККМ) реализуются гидрофобные взаимодействия аналитов свнутреннейполостьюсформированноймицеллыиπ-π-взаимодействиясимидазольным кольцом, что и приводит к более высоким факторам разрешения посравнению с ЦТАБ.

В щелочной среде (рН = 9.3) аминокислоты заряженыотрицательно. Сонаправленное движение аналитов и ЭОП ускоряет миграциюразделяемых соединений и снижает селективность разделения.Обнаруженинтересныйфакт.При220нм(максимумпоглощенияимидазольной группы) наряду с сигналами поглощающих в УФ-области спектрааминокислотрегистрируетсяотрицательныйпик,соответствующийглицину(косвенное детектирование) (Рис. 4) за счет обусловленного C 12MImCl поглощающегофона, способствующего обнаружению аналитов без хромофорных групп.6Рис.

4. Электрофореграмма смеси аминокислот.Условия: « Капель-105М», 10 мМ растворNaH2PO4 , рН = 2.0, 6 мМ C12MImCl, -20 кВ,ввод пробы – 5 с × 30 мбар, λ=220 нм.T rp5T yr4D O P Am A U32Выявлена1возможностьиспользования ионной жидкости C16MImCl в-1качествеG ly0891011мин12псевдостационарнойфазыприопределении незаряженных гидрофобныханалитов - стероидных гормонов. Для ихэлектрофоретического разделения в состав фонового электролита вводили C 16MImCl вконцентрации, превышающей ККМ (режим МЭКХ). При этом полностью разделить9все стероидные гормоны из-за большого сродства к мицеллам не удалось.Селективность разделения кортикостероидов существенно возросла при введении вфоновый (75 мМ фосфатный буфер) электролит наряду с C 16MImCl (15 мМ) и β-m AUциклодекстрина (β-ЦД) (10 мМ) (Рис. 5).SEFB0.40.350.30.250.20.150.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.37Рис.5.Электрофореграммастандартногорастворакортикостероидов.Условия:«Капель-105М»,фоновыйэлектролит:75мМрастворNaH2PO4, рН = 2.0, 15 мМС16MImCl, 10 мМ β-ЦД; ввод пробы– 2 с × 30 мбар, 240 нм,-20 кВ.

Аналиты: F-кортизол, E–кортизон, S–11-дезоксикортизол,B– кортикостерон.8минВ 4-й главе предметом обсуждения явились синтез ковалентных покрытий наоснове ИЖ, исследование их аналитических возможностей при разделении основныханалитов(аминокислотибиогенныхаминов),атакжевметодахon-lineконцентрирования (стэкинг с большим объемом вводимой пробы и «водной пробкой»,свипинг, свипинг в сочетании с электростэкингом).Процедура синтеза ковалентных покрытий включала травление кварцевогокапилляра,стадиюсиланизацииивнутреннейповерхностиспоследующейфункционализацией имидазолом и 1-бромбутаном (Рис. 6).Рис.

6. Схемасинтезаковалентныхпокрытийна основеN-бутилимидазолиевойИЖ.Модификация стенок капилляра контролировалась по направлению и скоростиЭОП. Синтезированные покрытия создавали сильный анодный ЭОП при рН = 2.0(RSD=2.3 %, n=10, p=0.95) (Рис. 7а). Получена зависимость скорости и направленияЭОП от рН фонового электролита (Рис. 7б).10ЭОП807060m A U50403020100051015202530а) минб)Рис. 7.

(а) Электрофореграмма маркера ЭОП (рН = 2.0). (б) Зависимость скорости ЭОП от рНфонового электролита.Условия: «Капель-105М». Фоновый электролит: 10 мМ раствор NaH 2PO4 (доведенныйдо требуемого значения рН 0.1 М раствором HCl) или 10 мМ раствор H 3BO3 (доведенный дотребуемого значения рН 0.1 М раствором NaOH). Условия: ±20 кВ, 220 нм.

Маркер ЭОПа – 5%-ный (объемн.) раствор ДМФА в воде.Установлено, что при увеличении рН фонового электролита происходитослабление ЭОП, а при рН равном 9.3 наблюдается катодный ЭОП, что указывает наналичие остаточных силанольных гидроксилов на поверхности кварцевого капилляра.После электрофоретических экспериментов в щелочной среде и при возращении к рН= 2.0 анодный ЭОП вновь восстанавливался. Тем не менее использование капилляровпри высоких рН нежелательно, потому что срок их службы резко снижается (150анализов в кислой среде, 10 - в щелочной). Таким образом, диапазон рН фоновогоэлектролита, при котором синтезированные покрытия не меняют своих характеристик,составляет 2.0 - 5.5.Приразделенииаминокислотикатехоламиновнакапиллярахсиммобилизованной ионной жидкостью эффективность возрастала в 2-5 раз и достигалазначенийдо 300 тыс.

т.т. (Рис. 8б), что указывало на дополнительные резервыснижения пределов обнаружения аналитов при сочетании с различными вариантамивнутрикапиллярного концентрирования.На синтезированных покрытиях аналиты и ЭОП мигрируют в противоположныхнаправлениях, что благоприятствует процессам концентрирования. Полученныезначения ПО (120-620 нг/мл) биогенных аминов и аминокислот оказалисьнедостаточными для определения их в биологических жидкостях.11NANMNT rp-3ADA8б)T rpа)7891011DANMNNATyr-57AD O PAm AUD O PATyrm AU-41278910мин11121314минРис.