диссертация (1105558), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

б

в

Рис. 58. Спектры, полученные для НДА-гидразинов в хроматографической системе. Спектры возбуждения и флуоресценции: а – Ги-НДА, б – ММГ-НДА, структура VIII ( ), структура IX (­­ ), в – спектр поглощения НДМГ-НДА.

Рис. 59. Хроматограмма НДА-ММГ (С_ММГ= 20 мг/л). Колонка Zorbax SB-C18, 4.6×150 мм. Подвижная фаза А – ацетонитрил/Б - фосфатный буферный раствор (0.01 М, рН 7.7), градиентное элюирование:0-5 мин 5% А,30 мин 95% А, 35 мин 95% А, 37 мин 5% А, 40 мин 5% А. Скорость потока 1 мл/мин. Флуориметрическое детектирование λ_возб. = 288 нм, λ_эм.= 500 нм. Т = 20 ºС.

Для повышения селективности разделения использовали колонку Zorbax XDB-C8 с экранированными ОН^- группами, которая предпочтительнее для разделения азотсодержащих полярных соединений. Поверхность матрицы покрыта более высокой плотностью гидрофобных концов С8 по сравнению с С18, за счет чего уменьшается доступность силанольных групп матрицы. Эта колонка удобна еще и тем, что ее рабочая область рН (3.0–9.0) позволяет приблизиться к оптимальным условиям флуориметрического детектирования НДА-ММГ производного (рН 9.0) [ ]. Однако использование других неподвижных фаз, а также повышение температуры колонки (20 -40 ºС), и изменение скорости подачи элюента (0.9 – 1.2 мл/мин) в этом случае не привело к улучшению эффективности или изменению формы пика. В качестве элюента далее использовали 0,1% раствор триэтиламина (pH 9.0), который позволяет поддерживать необходимое значение рН среды, а также взаимодействет с силанольными группами на поверхности сорбента, что обычно положительно влияет на форму хроматографических пиков и эффективность разделения. Такой состав подвижной фазы изменил характер взаимодействия ММГ-НДА сорбентом и позволил детектировать ММГ в виде структуры VIII с высокой эффективностью. Хроматограмма представлена на рис. 60, основные хроматографические параметры указаны в табл. 24.

ММГ-НДА

Рис. 60. Хроматограмма НДА-ММГ (С_ММГ = 0,005 мг/л). Колонка Zorbax Eclipse XBD-C8, 4*150 мм. Подвижная фаза А – ацетонитрил/Б – раствор триэтиламина (0,1% об., рН 8,8), градиентное элюирование:0-2 мин 40% А, 7 мин 95% А, 10 мин 95% А, 12 мин 40% А, 15 мин 40% А. Скорость потока 1 мл/мин. Флуориметрическое детектирование λ_возб. = 288 нм, λ_исп. = 500 нм Т_{колонки} = 35 ºС.

В качестве оптимальной температуры колонки установлена 35ºС. Эффективность увеличивается с повышением температуры колонки, а выше 40ºС наблюдается уменьшение аналитического сигнала приблизительно на 25% вследствие разложения производных при высоких температурах. Скорость подачи подвижной фазы варьировали от 0.9 до 1.2 мл/мин, в качестве оптимальной выбрали 1.0 мл/мин.

Детектирование НДМГ-НДА возможно проводить только спектрофотометрически, λ_погл = 290 нм. Спектр поглощения продукта представлен на рис. 58,в. Согласно [ ] можно предположить, что интенсивность его флуоресценции не достаточна для регистрации сигнала, однако дальнейшие анализы больших концентраций производного НДМГ (до 200 мг/л) также показали отсутствие флуоресцентного сигнала. Вероятно, НДМГ-НДА существует в хроматографической системе в нефлуоресцирующей форме гидразона X (рис. 55,в) с незамкнутым циклом, поэтому детектируется только спектрофотометрическим детектором.

Чувствительность определения НДМГ с НДА значительно ниже, чем для производных гидразина и ММГ. Его производное можно детектировать при любом значении рН в изученном диапазоне (рис. 57), однако при рН близких к 9.0 интенсивность сигнала уменьшается, вероятно, в связи с гидролизом гидразона X в щелочной среде.

Таким образом, для наиболее чувствительного и одновременного определения гидразинов необходимо использовать подвижные фазы кислотного состава с рН 2.5 – 3.0. В этих условиях производное гидразина протонировано, ММГ – дважды протонировано, а НДМГ находится в нефлуоресцирующей форме с незамкнутым циклом.

Для разделения всех компонентов пробы наилучшие характеристики продемонстрировали колонки Zorbax Eclipse AAA, разработанная специально для ВЭЖХ определения о-фталевых производных аминокислот, и Zorbax Eclipse XDB-C8. В процессе выбора условий разделения производных использовали несколько программ градиентного элюирования. Оптимальный режим элюирования заключался в содержании 15 % ацетонитрила и 85% 0.1% H₃PO₄ на начальном этпе (0-2 мин) с последующим учвеличением оргнаической составляющей до 90 % в течение 7 мин. Хроматограмма смеми гидразинов, полученная в этих условиях, представлена на рис. 61, основные хроматографические параметры разделения – в табл. 24.

Рис.61. Хроматограмма смеси гидразина (0.5 мкг/л), ММГ (0.5 мкг/л) и НДМГ (10 мкг/л) после дериватизации с НДА. Колонка Zorbax Eclipse AAA. Флуориметрическое (ФЛД) и диодно-матричное/ спектрофотометрическое (ДМД) детектирование. Оптимальные уловия анализа указаны в разделе «Техника эксперимента».

Порядок выхода компонентов смеси соответствует их структуре и форме существования в хроматографической системе: для ММГ-НДА наблюдается наименьшее время удерживания вследствие двойного заряда молекулы его НДА-производного. Времена удерживания состави 3.0, 4.7 и 9.6 мин для ММГ, гидразина и НДМГ, соответственно.

Таблица 24. Хроматографические параметры разделения НДА-производных гидразинов. Градиентное элюирование 0.1% H₃PO₄ (pH 2.5) / CH₃CN.

^* Подвижная фаза с 0.1% триэтиламина, pH 9.0

Пределы обнаружения гидразинов, рассчитанные для соотношения сигнал:шум, равном 3:1, и метрологические характеристики определения НДА-гидразинов представлены в таблице 25. Стоит отметить, что 2,3-нафталидиальдегид позволяет определять гидразин, монометилгидразин и 1,1-диметилгидразин, одновременно присутствующих в анализируемом растворе, при однократном проведении дериватизации, с высокой чувствительностью.

Таблица 25. Метрологические характеристики хроматографического определения НДА-гидразинов (n = 3, Р = 0,95). Вид градуировочной зависимости y=ax

4.5.3. Сорбционное концентрирование НДА-гидразинов

Достигнутый в ходе работы предел обнаружения 1,1-диметилгидразина - 1 мкг/л в 17 раз выше, чем установленный ОДУ для вод хозяйственно-бытового назначения. Для дополнительного повышения чувствительности разработали стадию сорбционного концентрирования НДА-гидразинов.

Для выбора оптимальных условий концентрирования изучили 4 вида картриджей с различными сорбентами: октадецилсиликагель Strata C18-E, полимерные Strata SDB-L, Strata-X (Phenomenex, США) и сверхсшитый полистирол Диапак (Биохиммак, Россия). Кондиционирование картриджей перед сорбцией проводили 5 мл ацетонитрила и 5 мл дистиллированной воды. Установлено, что для обеспечения полноты сорбции производных гидразинов необходимо переводить продуты реакции в форму, удобную для хроматографического определения, то есть необходимо подкислять раствор пробы после дериватизации до рН 3.0, и в этих условиях проводить концентрирование на картриджах (в большинстве случаев это касается производного монометилгидразина).

Для производного НДМГ установлена возможность количественного извлечения со всех изученных сорбентов (табл. 26). Полное извлечение с картриджа Strata SDB-L достигается элюированием всего 3 мл ацетонитрила, для полимерных сорбентов Strata SDB-L и Strata-X требуется 5 мл, а Диапак – 7 мл ацетонитрила. Сорбент Диапак на основе сверхсшитого полистирола демонтрирует недостаточное удаление мешающих посторонних компонентов на стадии сорбции-десорбции, и, к тому же, не обеспечивает полное извлечение производного ММГ даже большим объемом элюента. Strata-X и Strata-C18 также сильно удерживают ММГ-НДА в фазе сорбента (табл. 26). Наиболее эффективным сорбентом для концентирования всех гидразинов оказался Strata SDB-L, сочетающий механизмы неполярного удерживания с π-π и гидрофобными взимодействиями, и полностью исключающий вторичные силанольные взаимодействия. Он также показал эффективное удаление большинства посторонних компонентов и примесей.

Характеристики

Список файлов диссертации