Диссертация (1150381), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Скорость42потока подвижной фазы 220 мкл/мин. Объем вводимой в хроматограф пробы составлял10 мкл.Масс-спектрометрическое детектирование проводили в режиме положительнойионизации; скорость потока газа-осушителя 8 л/мин; давление на распылителе 30 psi;температура газа-осушителя 300ºС; напряжение на капилляре 4 кВ; напряжение нафрагментаторе 70 В; регистрация ионов в диапазоне m/z от 70 до 2000.При обработке полученных данных степени извлечения всех трех фракцийэлюатов суммировали.2.7.4Качественныйхромато-масс-спектрометрическийанализметодомнаноВЭЖХ-МСКачественный анализ проводили на системе, состоящей из жидкостногохроматографа Waters Acquity UPLC с масс-спектрометром Orbitrap (Thermo Scientific).Обогащающая колонка Acquity Symmetry C18 (180 мкм x 20 мм).
Подвижная фаза:компонент А – 0.1% водный раствор муравьиной кислоты, компонент В – 0,1% раствормуравьиной кислоты в ацетонитриле, режим элюирования – изократический: 3% В (0 –3 мин). Скорость потока подвижной фазы 10 мкл/мин. Аналитическая колонка AcquityBEH130 C18, (75 мкм x 100 мм, 1.7 мкм). Подвижная фаза: компонент А – 0.1% водныйраствор муравьиной кислоты, компонент В – 0,1% раствор муравьиной кислоты вацетонитриле, режим элюирования – градиентный: от 5 % В до 95 % В (0 – 50 мин).Скорость потока подвижной фазы 0.3 мкл/мин.
Объем вводимой в хроматограф пробысоставлял 1 мкл.Масс-спектрометрическое детектирование проводили в режиме положительнойионизации; скорость потока газа-осушителя 10 л/мин; давление на распылителе 30 psi;температура газа-осушителя 325ºС; напряжение на капилляре 4 кВ; напряжение нафрагментаторе 70 В; регистрация ионов в диапазоне m/z от 400 до 2000 приразрешении 60000.
Параметры тандемного масс-спектрометрического анализа: методфрагментации CID с энергией столкновения 35 эВ, нейтральная потеря 80 Да;регистрация фрагментных ионов в диапазоне m/z от 400 до 2000 с зарядовымсостоянием не менее 2.433Результаты и обсуждениеВ связи со спецификой металл-аффинного анализа биологических образцовсорбенты для него должны соответствовать следующим требованиям:а) ионы металла должны быть доступны для исследуемых молекул;б) ионы металла должны находиться в активной форме;в) ионы металла не должны переходить в раствор вместе с исследуемымвеществом.В большинстве существующих металл-аффинных сорбентов ион металла связанс подложкой хелатно, то есть эта связь относительно непрочная, что приводит квымыванию металла в образец и, следовательно, к дополнительным стадиямпробоподготовки.
Поэтому особой ценностью обладают материалы, в которых металлпрочно связан с матрицей. Мы предлагаем 2 структуры, отвечающих этомутребованию:1) аналог металл-хелатных сорбентов, но с атомами металла, прочно связаннымис подложкой (пленки Ленгмюра-Блоджетт);2) металл-оксидный сорбент, синтезированный в нанодисперсном состоянии.3.1 Разработка металл-аффинного сорбента на основе пленок ЛенгмюраБлоджетт, состоящих из стеарата железа(III)3.1.1Получение пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе стеарата железа(III)Пленки Ленгмюра-Блоджетт или системы, полученные путем диспергированияколлапсированных монослоев стеариновой кислоты, снятых с поверхности воднойсубфазы, содержащей ионы железа(III), имеют поверхность, которая состоитпреимущественно из атомов железа, надежно связанных с поверхностью твердого тела.Ранее было проведено масс-спектрометрическое исследование состава таких пленок ибыло показано, что основным структурным звеном монослоя является St 2Fe+ [3], чтопозволило сделать предположение о том, что описанные структуры могут являтьсяметалл-аффинными сорбентами, а содержание в них железа(III) обусловливает ихспецифичность.Пленки Ленгмюра-Блоджетт (ПЛБ) на основе стеарата железа(III) получали пометодике, описанной в п.
2.2.1. В ее основе лежит метод синтеза пленок Ленгмюра-44Блоджетт,позволяющийполучатьчеткоупорядоченныерегулярныемультимолекулярные структуры. В специальной ванне на поверхность воднойсубфазы, содержащей ионы металла, наносят по каплям раствор ПАВ в подходящемнеполярном легколетучем органическом растворителе (в нашем случае растворстеариновой кислоты в гексане). Раствор ПАВ растекается по поверхности воды,образуя монослой, ограниченный бортами ванны и подвижными барьерами, которыемогут регулировать поверхностное давление в образовавшемся монослое (рисунок 1).После испарения гексана с водной субфазы на ее поверхности образовываетсямонослой стеариновой кислоты, который после прохождения реакции с ионамисубфазы медленно сжимают с помощью подвижных барьеров.
При достиженииопределенного давления монослой коллапсируется (ломается), и отдельные частимонослоя наползают друг на друга. Таким способом были получены многослойныерегулярные структуры, состоящие из продуктов взаимодействия стеариновой кислотыс ионами металла субфазы, исследуемые в данной работе.Выбор в качестве ПАВ стеариновой кислоты обусловлен следующимипричинами.
Для получения ПЛБ, прежде всего, необходимо, чтобы используемое ПАВобразовывало стабильные мономолекулярные слои. Этому условию более всегоудовлетворяют соединения, молекулы которых имеют полярную гидрофильную«головку» и длинный углеводородный липофильный «хвост», в частности насыщенныежирные кислоты, являющиеся амфифильными веществами. В результате приобразовании монослоя на поверхности воды углеводородные хвосты молекул ПАВ«выжаты» в газовую фазу, а полярные головки находятся в жидкой. Небольшая частьмолекул при этом находится в объеме жидкости, так как растворимость амфифильныхсоединений в воде обычно составляет 10-4–10-10 моль/л в зависимости от длиныуглеводородного хвоста.
В качестве вещества, отвечающего вышеприведеннымкритериям, выбрана достаточно легко доступная и дешевая стеариновая кислота.При образовании монослоя стеариновой кислоты на субфазе происходитгетерофазная реакция взаимодействия ионов трехвалентного железа из водногораствора со стеарат-ионами. При этом образуются пленка, состоящая из стеаратовжелеза, которая нерастворима в воде и плохо растворяется в большинствеорганических растворителей:2C17H35COO- + Fe3+ → Fe (C17H35COO)2+.45Полученную пленку медленно коллапсировали, собирали с поверхностираствора и переносили в микропробирку или спиновую колонку для дальнейшегоиспользования.
Далее в описании результатов работы речь будет идти именно околлапсированных монослоях ПЛБ, снятых с поверхности раствора, если не указанообратное.Оптимизация условий синтеза ПЛБ на основе стеарата железа(III) былапроведенанаоснованиилитературныхданныхобаналогичныхструктурах,полученных с использованием других металлов.В работе [96] были изучены изотермы сжатия монослоев, полученныхнанесением раствора ранее приготовленного FeSt3 в гексане на водную субфазу, имонослоев стеариновой кислоты на водной субфазе, содержащей ионы Fe3+ (то есть,МХС Fe(III)). Методом непрерывного сжатия монослоев были получены изотермы приразличном составе и рН субфазы (рисунок 1). Был сделан вывод, что площадь,приходящаяся на молекулу, практически не зависит от рН водной субфазы в диапазонерН 2-6.Результаты исследования по выбору концентрации ионов металла (на примерекадмия) в водной субфазе, при которой физической адсорбцией можно было быпренебречь, показали, что при концентрации ионов кадмия 5·10 -5 моль/л при полученииПЛБ практически все ионы металла химически связаны со стеариновой кислотой [97].Однако железо обладает чуть меньшей адсорбционной способностью по сравнению скадмием, поэтому для приготовления пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе стеаратажелеза(III) была выбрана концентрация ионов металла в водной субфазе 10-4 моль/л.В дополнение к имеющимся данным, было проведено определение долиперехода стеариновой кислоты в стеарат железа при различных значениях рН (рисунок2, таблица 1).
Доля перехода отражает степень прохождения реакции образованиястеарата с учётом стехиометрических коэффициентов (п. 2.2.2). Содержание железа(III)в растворе определяли фотометрически. Из представленных данных видно, чтомаксимальная доля перехода кислоты в соль (С = 1.3) наблюдается при рН 3.5, чтоговорит о наиболее вероятном присутствии в монослое молекул как моно-, так идистеарата железа. Таким образом, значение рН 3.5 можно считать оптимальным дляполучения пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе стеарата железа(III).46Таблица 1 – Результаты определения доли перехода стеариновой кислоты в сольрНС2 0.162.5 0.23 0.53.5 1.34 1.24.5 1.05Рисунок 2 – Зависимость доли перехода стеариновой кислоты в соль в раствореFe2(SO4)3 с концентрацией 10-4 моль/л3.1.2Исследование структурных звеньев ПЛБ на основе стеарата железа(III)В работе [3] по результатам качественного анализа состава монослоевстеариновой кислоты, находящихся на поверхности водной субфазы, содержащей ионыFe3+былодоказано,чтоосновнымипродуктамивзаимодействиямонослоевстеариновой кислоты с ионами трехвалентного железа являются частицы, содержащиев своем составе две стеарат-группы.
Так, в МАЛДИ-масс-спектрe самым интенсивнымсигналом оказался сигнал с m/z 622.46, соответствующий структуре FeSt2+. Отсутствиесигналов молекул тристеарата железа объясняется тем, что один ион трехвалентногожелеза не может взаимодействовать с тремя стеарат-ионами, находящимися в монослоеиз-за стерических затруднений.47Для проверки этих результатов был проведен МАЛДИ-масс-спектрометрическийанализ образцов пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе стеарата железа(III),подготовленных в соответствии с методикой п. 2.2.4 в положительном и отрицательномрежиме ионизации.
Были обнаружены два сигнала, которые представилось возможныминтерпретировать (таблица 2).Таблица 2 – Результаты МАЛДИ масс-спектрометрического анализа ПЛБ на основестеарата железа(III)СтруктураРежим регистрацииFe(C17H35COO)2C10H4NO3Fe(C17H35COO)2+Отрицательные ионыПоложительные ионыПики в МХС Fe(III) масс-спектре,m/z809.50622.46В масс-спектре ПЛБ на основе стеарата железа(III), полученном в режимеположительнойионизации,былнайденинтенсивныйсигналсm/z622.46,соответствующим дистеарату железа с зарядом плюс, что подтвердило литературныеданные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
