Исследование механизмов удерживания профенов и β-блокаторов на полимерном наногибридном сорбенте с эремомицином

Аннотация

В жидкостной хроматографии применение новых гибридных материалов с наночастицами в качестве неподвижных фаз предлагает альтернативу обычно используемым фазам на основе диоксида кремния. В данной работе приводится исследование полимерного наногибридного сорбента с макроциклическим антибиотиком. Был синтезирован сорбент на основе полистирол-дивинилбензола (ПС-ДВБ), модифицированный наночастицами золота (НЧЗ), стабилизированными эремомицином. ПС-ДВБ-Au-эремомицин был охарактеризована с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии и элементного анализа. Содержание НЧЗ составило 3.5·10¹⁴ частиц на грамм сорбента. Плотность покрытия эремомицином составило 20 мкмоль/г. По результатам низкотемпературной адсорбции азота сорбент имеет мезопористую структуру. Площадь функциональной поверхности сорбента по сравнению с немодифицированным ПС-ДВБ увеличивается на 30%, несмотря на иммобилизацию больших молекул антибиотика. Это является важным преимуществом адсорбции НЧЗ.

Полученный сорбент исследовали в качестве неподвижной фазы (НФ) для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Представлено подробное исследование механизмов удерживания профенов и β-блокаторов на ПС-ДВБ-Au-эремомицин. Факторы удерживания получены при различных рН, содержании органического растворителя и ионной силы подвижной фазы. При pH 4.0 коэффициенты удерживания профенов в большинстве случаев не превышают значения 0.5, однако наблюдается увеличение удерживания с возрастанием доли ацетонитрила в ПФ с 20 до 80%. Такое поведение можно объяснить растущим вкладом гидрофильных взаимодействий в удерживание. При 80 об. % ацетонитрила наблюдается наилучшее разделение смеси профенов. При pH 9.9 коэффициенты удерживания профенов падают с возрастанием органического компонента в ПФ. Наилучшее разделение четырех профенов достигнуто при 20 об. % содержании ацетонитрила. Порядок выхода: индопрофен < кетопрофен < ибупрофен < флурбипрофен, соответствует возрастанию гидрофобности веществ. Это говорит о реализации обращённо-фазового механизма удерживания профенов при данном значении pH. При pH 6.2 порядок выхода аналитов меняется, что говорит об изменении механизма удерживания, также наблюдается увеличение времен удерживания аналитов. Удерживание определяется совокупностью ионообменного и классического адсорбционного механизмов. При уменьшении концентрации буферного раствора удерживание профенов увеличивается, что также подтверждает вклад ионных взаимодействий в удерживание.

Удерживание β-блокаторов увеличивается с возрастанием доли ацетонитрила в ПФ. Такое поведение хорошо согласуется с хроматографией электростатического отталкивания-гидрофильного взаимодействия. При этом вещества с большими параметрами гидрофобности удерживаются на сорбенте сильнее. При pH 9.9, при котором β-блокаторы адсорбируются в виде нейтральных молекул, данная зависимость наиболее выражена. Это говорит о наличии вклада гидрофобных взаимодействий. При понижении pH до 6.2 порядок выхода β-блокаторов изменяется, что свидетельствует о конкуренции различных механизмов взаимодействия сорбата и сорбента. Для β-блокаторов при увеличении концентрации буферного раствора удерживание увеличивается, также возрастает селективность, которая, по всей видимости, обуславливается разницей в гидрофобности молекул.

Продемонстрированы энантиоселективные свойства сорбента. Наилучшее разделение энантиомеров профенов наблюдается при содержании в ПФ ацетонитрила 90-95% и при нейтральном значении pH. Энантиомеры β-блокаторов разделяются в условиях нейтрального pH и преобладании водного компонента в ПФ. Для расширения области применения хирального сорбента также исследовали разделение энантиомеров бензоксикарбонил- (КБЗ), бензоил-, третбутокси- (БОК) производных аминокислот на экспериментальном сорбенте. Разделение энантиомеров некоторых КБЗ и бензоил производных было получено.

Методом ВЭЖХ на колонке с ПС-ДВБ-Au-эремомицин проведен анализ лекарственного препарата «Кетонал», подтверждено содержание в его составе двух энантиомеров вещества кетопрофена.

На синтезированной наногибридной неподвижной фазе реализуется смешанный механизм удерживания с комбинацией электростатических, гидрофобных и гидрофильных взаимодействий. Для профенов в условиях щелочного pH преобладающими являются гидрофобные взаимодействия. Электростатическое и гидрофильное удержание, по-видимому, играет роль, в условиях кислого и нейтрального значениях pH, в удержании профенов на неподвижной фазе. Постепенное увеличение удержания β-блокаторов при увеличении добавки ацетонитрила в подвижную фазу указывает на вклад гидрофильного взаимодействия, усиленного растворителем. Гидрофобные взаимодействия не являются полностью доминирующими на исследуемой неподвижной фазе, они также играют существенную роль в удерживании. Показано, что порядок выхода как профенов, так и β-блокаторов коррелирует с их полярностью. Полученный сорбент проявлял энантиоселективность к различным группам органических веществ, что демонстрирует его потенциал в качестве хиральной неподвижной фазы.