Диссертация (1150303), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Предполагалось, что НИА будет аналогично ЦТАБгенерироватьобращенный ЭОП, а взаимодействие анионита с органическими кислотами (ионныйобмен на его поверхности) могло бы обеспечить большую селективность разделения этиханалитов.109На рис.1.8 представлены электрофореграммы, полученные при использованииЦТАБ (рис.1.8.А) и при введении в состав фонового электролита (рис.1.8.Б) 0,01 мМ НИА.В последнем случае наблюдался рост селективности разделения органических кислот принезначительном увеличении времени анализа (1 мин.). При этом определение лимонной иянтарной кислот в данных условиях оказалось невозможным.Рис.1.8.
Электрофореграмма модельной смеси органических кислот 1-щавелевая, 2-винная,3-яблочная, 4-лимонная, 5- янтарная, 6- молочная. Фоновый электролит: (А) 0,5 мМ ЦТАБ, 9 мМДЭА, 10 мМ бензойная кислота;(Б) 0,01 мМ НИА, 9 мМ ДЭА, 10 мМ бензойная кислота.Система КЭ «КАПЕЛЬ-105М»; детектирование: косвенное, 224 нм. Ввод пробыгидродинамический 2с, 30 мбар; -20 кВ.Установлено, что при снижении содержания НИА до 0.005 мМ, а затем и при егоотсутствиивфоновомэлектролитеселективностьразделенияпарыкислотлимонная/янтарная увеличивается (табл.1.4).
Взаимодействие трехосновной лимоннойкислоты с частицами наноионита в фоновом электролите отразилось и на сниженииэффективности: 25 000 т.т. - с 0,01 мМ НИА в фоновом электролите и 120 000 т.т. - вотсутствии НИА.Таблица 1.4. Факторы разрешения щавелевой (Щ), винной (В), яблочной (Ябл), лимонной (Л),молочной (М) и янтарной (Я) в присутствии ЦТАБ и НИА в фоновом электролите (Р=0,95, n = 3).АналитыRn, n+1Концентрация НИА (мМ)(капилляр предварительно модифицирвоан наноанионитом)ЦТАБ 0,5 мМ0,010,005-Щ/В5,4±0,36,0±0,37,8±0,33,8±0,1В/Ябл3,7±0,24,1±0,25,2±0,21,8±0,1Ябл/Л7,5±0,31,70±0,083,5±0,21,10±0,06Л/ЯнтЯнт/М0,70±0,032,2±0,11,90±0,091,80±0,092,2±0,15,7±0,21,50±0,071,60±0,20110В отличие от неорганических анионов, где присутствие анионита в фоновомэлектролите в процессе электрофоретического анализаобеспечило улучшениеразделения аналитов, схема модификации и анализа в случае смеси карбоновых кислотнесколько отличалась.
Предложена такая последовательность:1. Предварительное модифицирование капилляра 0,01 мМ раствором НИА в фоновомэлектролите (15 мин).2. Промывкакапилляраводой(5мин)длявымываниячастицанионита,адсорбированных на поверхности капилляра.3. Проведение анализа в фоновом электролите, не содержащем НИАТакая схема позволяет проводить до 70 анализов без обновления покрытия с высокойвоспроизводимостью времен миграции и селективности разделения аналитов, что следуетиз данных СКО времен миграции органических кислот.Характеристики разработанной методики для одновременного определения 6органических кислот приведены в табл. 1.5.Таблица.1.5. Условия и характеристики электрофоретического разделения органическихкислот (капилляр модифицирован наноанионитом)15 мин 0,01 мМ раствором НИА вМодификацияфоновом электролите (10 мМкапиллярабензойная кислота, 9 мМ ДЭА)10 мМ бензойная кислота, 9 мМ10 мМ бензойная кислота, 9 мМФоновый электролитДЭАДЭА, 0,5 мМ ЦТАБ,1 мМ ЭДТАОбщее время анализа,64мин.Эффективность ˟103,360-600*66 – 540*т.т./мФакторы разрешения2,2 – 7,81,1-3,8ПО, мкг/мл0,8-1,5~0,5СКО времен миграцииорганических кислот3,54,0(%)(n=10)* Проба растворена в буферном растворе (2 с.
30 мбар)Для снижения ПО испытаны различные варианты on-line концентрирования сиспользованием модифицированного наноанионитом капилляра: стэкинг с усилениемполя и электростэкинг (табл. 1.6). В случае стэкинга с усилением поля варьировалистепень разбавления (10 – 250 раз), время ввода пробы (2, 5, 10, 30, 40, 60, 80, 100 с) идавление (30, 60 мбар); в случае электростэкинга - напряжение (-10, -15, -20 кВ).
Приусловиях ввода пробы в режиме стэкинга с усилением поля ~ 80с, 30 мбар достигнутыфакторы концентрирования 20-90, что позволило снизить ПО анионов на 2 порядка (9-34нг/мл).111Рис.1.9. Электрофореграмма модельной смеси органических кислот.1-щавелевая, 2-винная, 3-яблочная, 4-лимонная, 5- янтарная, 6- молочная, полученная намодифицированном НИА капилляре. cистема КЭ «КАПЕЛЬ-105М», фоновый электролит: 9 мМДЭА, 10 мМ бензойная кислота. Детектирование: косвенное, 224 нм. Ввод пробыэлектрокинетический 2с, -15 кВ.
Напряжение: -20 кВ.Однако, как и в случае неорганических анионов, более результативным дляорганических кислот оказался электростэкинг. Степени концентрирования составили1300-5200, а ПО – 1-2нг/мл (табл.1.6; рис.1.9).Таблица 1.6. Пределы обнаружения и коэффициенты концентрирования органическихкислот для различных вариантов on-line концентрированияТип концентрированияСтэкинг сусилениемполяУсловияввода пробы2 с 30 мбар(пробарастворена вфоновомэлектролите)Характеристики концентрированияПредел обнаружения, мкг/млЩКВКЯблКЛКЯКМК1,50,70,91,30,40,8Пределы обнаружения, нг/мл80 с 30 мбар(пробарастворена вводе)ЩКВКЯблКЛКЯКМК34,010,016,034,015,59,0402390SEFh432с -10 кВ(пробарастворенная вфоновомэлектролите)Электростэкинг7153Пределы обнаружения, мкг/млЩКВКЯблКЛКЯКМК10,32,23,89,81,64,1Пределы обнаружения, нг/мл2 с -15 кВ(10нг/мл, пробарастворена вводе)ЩКВКЯблКЛКЯКМК2,11,62,51,81,31,4520013002800SEFh489013001121500Работоспособностьэлектрофоретическомтакоговариантапродемонстрированаопределении органических кислот вприобразцах вина (белое –рис.1.10, красное – 1.11).
Результаты количественного анализа приведены в таблицах 1.7,1.8.Рис. 1.10. Электрофореграмма образца белого вина (проба разбавлена в 20 раздеионизованной водой, n=3, P = 0,95). 1 – винная кислота, 2–яблочная кислота, 3 – янтарнаякислота, 4 – молочная кислота. Система КЭ «КАПЕЛЬ-105М», детектирование: фотометрическое,косвенное, 224 нм. Ввод пробы 2с, 30 мбар.
Напряжение: -20 кВ. Фоновый электролит 10 мМбензойная кислота, 9 мМ ДЭА, капилляр, модифицированный НИА.Таблица 1.7. Результаты определения органических кислот в пробе белого вина (P=0,95, n=3).Карбоновая кислотаВведено, (мг/мл)Найдено, (мг/мл)ВК0,50,50,50,50,65±0,061,10±0,102,20±0,102,70±0,102,20±0,102,70±0,200,62±0,051,10±0,10ЯблКЯнтКМКСтепень извлечения,%95±9%99±5%100±7%98±9%Рис. 1.11. Электрофореграмма образца красного вина (проба разбавлена в 20 раздеионизованной водой, n=3, P = 0,95). 1 – винная кислота, 2–яблочная кислота, 3 – лимоннаякислота, 4 – янтарная кислота , 5 – молочная кислота.
Система КЭ «КАПЕЛЬ-105М»,113детектирование: фотометрическое, косвенное, 224 нм. Ввод пробы 2с, 30 мбар. Напряжение: -20кВ. Фоновый электролит 10 мМ бензойная кислота, 9 мМ ДЭА, капилляр, модифицированныйНИА.Таблица 1.8. Результаты количественного определения органических кислот в пробекрасного вина (P=0,95, n=3).Карбоновая кислотаВведено, (мг/мл)Найдено, (мг/мл)ВК0,50,50,50,50,51,80±0,10ЯблКЛКЯнтКМК2,20±0,100,37±0,030,85±0,040,08±0,010,55±0,031,40±0,101,80±0,100,68±0,041,10±0,10Степень извлечения,%95±5%97±5%95±5%95±6%93±9%Таким образом, установлено, что частицы наноанионита в концентрации,превышающей 0,01 мМ по функциональным группам, модифицируют стенки капилляра,способствуяобразованиюфизически-адсорбированногопокрытия,создающегообращенный ЭОП, величина которого практически не зависит от рН фоновогоэлектролита;покрытиестабильновширокомдиапазонерН(2–10).Электрофоретическое разделение смесей неорганических анионов и органических кислотнамодифицированномэффективностьюинаноионитомразрешениемпокапилляресравнениюсхарактеризуетсятрадиционнымлучшейкатионнымдетергентом – ЦТАБ.
На модифицированных капиллярах выявлены возможностиразличных вариантов внутрикапиллярного концентрирования, что позволило снизитьпределы обнаружения неорганических анионов в случае стэкинга с усилением поля до 8-30нг/мл и для электростэкинга - 1пг/мл – 7нг/мл; для органических кислот 9-34 нг/мл и 12нг/мл, соответственно. Найденные условия разделения и концентрирования могут бытьвостребованыприэлектрофоретическоманализебиологическихжидкостей(определение неорганических анионов в моче) и питьевых напитков (определениесодержания органических кислот в белом и красном вине).114IV.2.
Сверхразветвленные полимеры типа «ядро-оболочка» с терминальнымиолигосахаридными группами (PEI-OS)Сверхразветвленныеполимерыявляютсяперспективнымиматериаламивхроматографии и капиллярном электрофорезе, поскольку обладают рядом уникальныхсвойств, отличающих их от низко-ивысокомолекулярных модификаторов другойструктуры (например, линейных полимеров). Для них характерны низкая вязкостьрастворов, склонность к образованию комплексов включения, высокая концентрациятерминальных функциональных групп. Исследуемые в данной работе водорастворимыеполимеры типа ядро-оболочка состоят из сверхразветвленного ядра на основеполиэтиленимина, терминальные аминогруппы которого замещены олигосахаридами(OS): мальтозой и лактозой (PEI-OS) (рис.2.1). Полимеры имеют массу ядра 5 кДа иотличаются содержанием олигосахаридов в оболочке полимера: структура А содержит77% замещенных олигосахаридами терминальных групп, структура В – 32% и С – 16%.В отличие от наноанионита заряд таких полимеров зависит от рН среды иизменяется не только за счет протонирования амино- групп полиэтилениминового ядраили диссоциации гидроксильных групп олигосахаридной оболочки, но и в зависимости отстепени экранирования ядра олигосахаридами.
Таким образом, используя полимеры сразличной степенью замещенности олигосахаридами, можновлиять на различныефункции СРП: модифицировать стенки капилляра (КЭ), выступать в качестве хиральныхселекторов (КЭ, ВЭТСХ), взаимодействовать с аналитами.Рис. 2.1. Дендритные полимеры типа «ядро-оболочка» (PEI-OS)115Структура А полимера содержит преимущественно третичные аминогруппы, аструктуры В и С содержат, в основном, вторичные и первичные. С уменьшением степенизамещенности изоэлектрические точки (pI) PEI-OS увеличиваются от 8 до 9,4 (табл.2.1)[33].Таблица 2.1. Зависимость значений изоэлектрических точек полимера от степенифункционализации олигосахаридами [33].ПолимерpIPEI-Mal-A 5 kDa8,8PEI-Mal-B 5 kDa9,5PEI-Mal-C 5 kDa9,8Сверхразветвленноеполиэтилениминовоеядрополучаюткатионнойполимеризацией азиридина с раскрытием цикла [24]. Терминальные олигосахаридныегруппы прививали пореакциивосстановительного аминирования PEI ядра солигосахаридами в присутствии восстановительногокомплекса) вагента (боранпиридиновогоборатном буферном растворе (рН = 9) при 50°C [62] (рис.2.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
