Изучение хроматографических свойств разработанного гиперразветвленного цвиттер-ионного сорбента на основе силикагеля в режиме гидрофильной хроматографии

Аннотация

Целью данной работы являлось получение неподвижной фазы для гидрофильной хроматографии с гиперразветвленным функциональным слоем, содержащей цвиттер-ионные группы, и изучение её хроматографических свойств с использованием модельных веществ разнообразных кислотно-основных характеристик. В качестве системы для тестирования взаимодействий аналитов с неподвижной фазой применяли набор подвижных фаз различной кислотности, содержащих 90 об.% ацетонитрила. Для оценки вклада ионного обмена в удерживание заряженных соединений при крайних рассматриваемых значениях рН проводили варьирование концентрации элюирующего иона.

Было установлено, что во всём диапазоне  подвижной фазы от 2.85 до 5.76 ( 5.5-9.2) у сорбента преобладали анионообменные свойства, которые были обеспечены влиянием четвертичных аминогрупп, сформированных в первом и втором функциональных слоях на поверхности матрицы. Это привело к низким факторам удерживания катиона тиамина, характеризующегося высокой гидрофильностью (log D = -4.20), во всех рассматриваемых условиях. Однако факторы удерживания и вклад ионного обмена для органических анионов значительно снижались с ростом рН, что, по-видимому, было вызвано увеличением степени диссоциации карбоксильных, остаточных силанольных и протонированных аминогрупп сорбента. При этом было отмечено уменьшение удерживания нейтральных аналитов, что, вероятно, было вызвано снижением толщины приповерхностного водного слоя неподвижной фазы, принимающего непосредственное участие в механизме распределения, и возможным изменением силы адсорбционных взаимодействий.

Для слабых кислот были получены неожиданные зависимости удерживания при варьировании состава подвижной фазы. Для бензойной кислоты, практически недиссоциированной при  элюента, равном 2.85, установлен высокий вклад ионного обмена – вплоть до 80% при 1.25 мМ концентрации элюирующего иона в подвижной фазе. В случае ксантина показан существенный рост факторов удерживания и вклада электростатических взаимодействий с увеличением рН элюента, что не согласовалось с величиной его , равной 7.60. Отмеченные наблюдения свидетельствовали в пользу применения водно-органической шкалы рН при работе в гидрофильном режиме хроматографии и учёта влияния ионного обмена на удерживание аналитов даже при низкой степени их диссоциации.

Таким образом, разработанный способ создания гиперразветвленного цвиттер-ионного функционального слоя на поверхности 3-аминопропилсиликагеля обеспечил получение неподвижной фазы с преобладающими анионообменными свойствами в рабочем диапазоне рН. Варьирование кислотности и концентрации буферного раствора подвижной фазы позволило подбирать условия эффективного и селективного разделения многокомпонентной смеси, содержащей вещества различной гидрофильности и заряда.