Автореферат (Имидазолиевые ионные жидкости в качестве экстрагентов, модификаторов кварцевого капилляра и хиральных селекторов в капиллярном электрофорезе), страница 3

8. Электрофореграммы модельной смеси биогенных аминов и аминокислот.Условия: «Капель-105М», фоновый электролит: 10 мМ раствор NaH 2PO4 ,рН = 2.0(доведенный до требуемого значения рН 0.1 М раствором HCl); 220 нм. (а)немодифицированный кварцевый капилляр; +20 кВ; (б) кварцевый капилляр с ковалентнымпокрытием на основе ИЖ; -20 кВ.С этой целью проведены специальные эксперименты: стэкинг с большимобъемомвводимойпробыи«воднойпробкой».Варьироваливремявводаанализируемой пробы (2-100 с), время ввода «водной пробки» (0-30 с) и давлениеввода пробы (30-50 мбар) (табл. 2).Факторы концентрирования (SEF h) определяли по формуле:SEFh =h2×r,h1где h1 – высота пика при стандартных условиях (2 с, 30 мбар – стэкинг сусилением поля: 2 с, 10 кВ ‒ электростэкинг); h 2 – высота пика соответствующегоаналита при концентрировании; r – коэффициент разбавления.Таблица 2.

Результаты on-line концентрирования биогенных аминов и аминокислот насинтезированных N-бутилимидазолиевых покрытиях. Фоновый электролит: 10 мМраствор NaH2PO4 рН = 2.0; матрица пробы – вода.ВариантконцентрированияБезконцентрированияСтэкинг с большимобъемом вводимойпробыСтэкинг с большимобъемом вводимойпробы и «воднойпробкой»Ввод образца30 мбар 2 с50 мбар 30 сВода - 30 мбар 5 сПроба – 50 мбар30 сАналитыDA DOPA4532062010561ХарактеристикиконцентрированияSEFhПО, нг/млSEFhA4520125NNM5350120NA4370135ПО, нг/мл17141112SEFh125120135ПО, нг/мл171411Tyr777058Trp81208551951110065588612489511Синтезированные покрытия испытаны и при концентрировании этих аналитовв условиях свипинга.

В качестве мицеллообразующего агента взят додецилсульфатнатрия (ДДСН) (50 мМ). Молекулы детергента за счет гидрофобных взаимодействий12модифицируют стенки капилляра, образуя двойной слой (Рис. 9а). В результатеповерхность приобретает отрицательный заряд и формируется сильный катодный ЭОП(tэоп=3.9 - 4.0 мин) с миграцией аналитов после ЭОП (Рис.

9б), что указывает на ихвозможное взаимодействие с мицеллами ДДСН. В данной системе реализуются нетолькогидрофобныевзаимодействияаналитовсполостьюмицеллы,ноиэлектростатические: молекулы ДДСН, адсорбированные на поверхности ковалентномодифицированного кварцевого капилляра, могут выступать и в качестве сильногокатионообменника, что приводит к увеличению селективности разделения иT rpизменению порядка миграции аналитов.б)а)DO PAA--4T yrμаDAm AU+μmμэопNMNNA-3-5567мин89Рис. 9. Схема механизма электрофоретического разделения биогенных аминов вкварцевых капиллярах с ковалентно пришитой ИЖ в условиях МЭКХ (а). Электрофореграммамодельной смеси аминокислот и биогенных аминов (б).

Условия: «Капель-105М», фоновыйэлектролит: 10 мМ NaH2PO4, pH = 2.0 (доведенный 0.1 М HCl), 25 мМ ДДСН. 20 кВ, вводпробы: 5 с 30 мбар, 220 нм; µ эоп – электрофоретическая подвижность ЭОПа, µ а электрофоретическая подвижность аналитов, µ m - электрофоретическая подвижность мицеллДДСН.Сонаправленное движение аналитов и ЭОП позволяет реализовать on-lineконцетрирование биогенных аминов в условиях электростэкинга. В таком вариантезначения факторов концентрирования для катехоламинов превысили 1000, а пределыобнаружения удалось снизить до 1-2 нг/мл (табл. 3).Таблица 3. Результаты on-line концентрирования биогенных аминов и аминокислот насинтезированных N-бутилимидазолиевых покрытиях в условиях свипинга.ВариантконцентрированияСвипинг с большимобъемом вводимойпробыСвипинг+электростэкингУсловиявводаобразцаANNMNADADOPA*Tyr *Trp*SEFh130160150140110130180ПО, нг/мл171110930405SEFh150093014601030302530ПО, нг/мл12121202103550 мбар 50 с15 кВ 50 с(*15 кВ 15с)НаибольшиеАналитыРезультатыконцентрированиязначенияфакторовконцентрированиябиогенныхаминовдостигнуты в условиях свипинга в сочетании с электростэкингом (SEF h = 930-1500), а13для аминокислот – в условиях свипинга с большим объемом вводимой пробы (SEF h =110-180).В 5-ой главе обсуждаются результаты разделения энантиомеров аминокислот вусловиях лигандообменного капиллярного электрофореза (ЛОКЭ) при введении вфоновый электролит в качестве хиральных селекторов аминокислотных ИЖ[С2MIm][L-Pro], [C4MIm][L-Pro], [C8MIm][L-Pro], [C12MIm][L-Pro], [C4MIm][L-Glu].Найдены условия разделения рацемической смеси триптофана и тирозина сиспользованием [C4MIm][L-Pro] в качестве хирального селектора.

Варьировали рН (713) фонового электролита (Рис. 10а), концентрацию ИЖ (5-30 мМ) (Рис. 10б), мольноесоотношение лиганд-металл (0.5-4) (Рис. 10в) и природу лиганда (Cu (II), Zn (II)) (табл.4). С ростом рН фонового электролита факторы разрешения энантиомероваминокислот увеличивались, а при достижении значения рН = 12.2 для тирозина и 12.7– для триптофана начинали снижаться. С увеличением рН растет и эффективный зарядаминокислот, что благоприятствует образованию хелатного комплекса. Однако привысоких значениях рН начинают доминировать процессы гидролиза солей меди, чтосказывается на снижение селективности разделения энантиомеров (Рис. 12а).Максимальные значения факторов разрешения энантиомеров (R s) достигнуты приконцентрации [C4MIm][L-Pro] в фоновом электролите 20 мМ (Рис. 12б) и соотношенииметалл: лиганд - 1: 2 (мольн.) (Рис.

12в). Согласно теории жестких и мягких кислот иоснований Пирсона наиболее подходящими металлами-комплексообразователями для[C4MIm][L-Pro] являются Cu 2+, Zn2+ и Fe2+. Более высокие значения факторовразрешения получены в случае ионов Cu (II) (табл. 4) (Рис. 11).Таблица 4. Миграционные характеристики энантиомеров аминокислотУсловия: 50 мМ боратный буфер (pH = 12.2), 20 мM [C 4MIm][L-Pro], 10 мM CuCl2 илиZnSO4 , λ=210 nm, U=15 кВ (N=5, p=0.95)L-TrpD-TrpL-TyrD-TyrtR, минZnSO4CuCl 210.2±0.2 10.0±0.210.6±0.2 10.7±0.216.8±0.3 17.2±0.317.5±0.4 18.0±0.4N, т.тZnSO4CuCl232500±600 114000±100042100±700 111000±100019400±40058100±80014700±30032200±600αRsZnSO4CuCl2ZnSO4CuCl21.08±0.061.25±0.071.6±0.25.2±0.31.07±0.061.17±0.071.3±0.12.2±0.214а)б)Рис.

10. Зависимость факторов разрешенияэнантиомеров аминокислот от (а) pH фоновогоэлектролита; (б) концентрации ИЖ; (в)мольного соотношения ИЖ : Cu (II). Условия:«CE 7100»; а) 50 мМ фоновый электролит сразличным значением рН, 20 мМ [C 4MIm][LPro], 10 мМ CuCl 2; б) 50 мМ боратный буфер(рН=12.2), соотношение Cu(II):[C 4MIm][L-Pro]= 1:2; в) 50 мМ боратный буфер (pH = 12.2),20 mM [C4MIm][L-Pro].в)Рис 11. Электрофореграмма модельнойрацемической смеси аминокислот.

Условия:50 мМ боратный буфер (рН = 12.2), 20 мМ[C4MIm][L-Pro], 10 мМ CuCl2; 210 нм;15 кВ.Для изучения влиянияалкильногорадикалавдлиныкатионеминимидазолия ИЖ на разделение энантиомеров аминокислот синтезирован рядаминокислотных ионных жидкостей [CnMIm][L-Pro] (где n = 2, 8, 12). С увеличениемдлины алкильного радикала в составе катиона аминокислотных ИЖ устойчивостькомплексов [CnMIm][L-Pro] - Cu (II) – [CnMIm][L-Pro] уменьшалась, что облегчаловытеснение одной молекулы ИЖ энантиомером аминокислоты.Октильная идодецильная группы в ИЖ препятствуют образованию диастереомерных комплексов.Это приводит к резкому снижению факторов разрешения.

В случае [C 12MIm][L-Pro]наблюдается к тому же и изменение направления ЭОП, в результате разделениеэнантиомеров не происходит (Рис. 12).15Рис.12.Факторыразрешенияэнантиомеров аминокислот в зависимости отхирального лиганда.Результаты,[C4MIm][L-Pro],соответствующимиполученныедлясопоставленысданнымидлясинтезированной аминокислотной ионнойжидкости,содержащейтакойжекатион,нодругойанион-3-бутил-1-метилимидазолий L-глутамат [C4MIm][L-Glu]. При рН фонового электролита 12.2,разделение энантиомеров аминокислот в присутствии [C 4MIm][L-Glu] не происходит.При рН фонового электролита 7.0 разделяются энантиомеры тирозина (R s=1.61±0.04);снижение рН до 5.5 нивелирует этот результат, но при этом достигается частичноеразделение энантиомеров триптофана (R s=0.86±0.05) (Рис.

13).а) рН 7.0б) рН 5.5D-TrpL-TrpDL-TrpDL-TyrD-TyrL-TyrминминРис. 13. Электрофореграммы рацемической смеси триптофана и тирозина в условияхЛОКЭ с введением [C4MIm][L-Glu] в фоновый электролит. Условия: «CE 7100», Фоновыйэлектролит: 20 мМ [C4MIm][L-Glu], 10 мМ CuCl 2. а) 50 мМ фосфатный буферный раствор, рН= 7.0, б) 50 мМ фосфатный буферный раствор, рН = 5.5; 210 нм, 30 кВ.При рН фонового электролита 12.2 комплекс между медью и L-глутаминовойкислотой существует в форме дианиона [Cu(L-Glu) 2]2-, в результате между одноименнозаряженными аналитами и комплексом имеет место электростатическое отталкивание;в диапазоне pH от 5 до 7 соответствующий комплекс нейтрален [Cu(L-Glu) 2]; в этихусловиях и достигается частичное разделение энантиомеров аминокислот.Высокие значения факторов разрешения энантиомеров аминокислот в случае[C4MIm][L-Pro] по сравнению с [C4MIm][L-Glu] можно объяснить образованиемжесткого пятичленного цикла между ионами меди (II) и хиральной аминокислотной16ионной жидкостью [C4MIm][L-Pro], характеризующегося более высокой константойустойчивости (по аналогии с L-Pro и L-Glu).При совместном введении [C4MIm][L-Pro] и (2-гидроксипропил)- β – ЦД (ГП β–ЦД)вфоновыйэлектролитдостигнуторазделениеэнантиомеровβ-адреноблокаторов (карведилола и пропранолола).