Некоторые закономерности сорбции фенилаланина и триптофана из одно- и двухкомпонентных растворов сверхсшитым сорбентом MN-150

  • Оксана Николаевна Хохлова Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Владимир Юрьевич Хохлов Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Елизавета Романовна Каширцева Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Ксения Эдуардовна Зайцева Воронежский государственный университет, Воронеж
Ключевые слова: триптофан, фенилаланин, сверхсшитый сорбент, сорбция, равновесие, кинетика, динамика

Аннотация

Исследование сорбционных систем, в которых гидрофобные взаимодействия превалируют над полярными и, в результате, разделение компонентов возможно за счет различия взаимодействий неполярных частей веществ с матрицей сорбента представляет существенный научно-практический интерес.

Исследована сорбция аминокислот триптофана и фенилаланина и их смесей сверхсшитым сорбентом MN-150 в статических и динамических условиях. Установлено, что более гидрофобный триптофан поглощается лучше во всем исследуемом диапазоне концентраций, чем менее гидрофобный фенилаланин. При их совместной сорбции поглощение уменьшается для обоих веществ из-за конкуренции за сорбционные места в фазе MN-150. Установлено, что изотермы сорбции наилучшим образом описываются уравнением Фрейндлиха, в результате использования которого получены константы равновесия и величины предельной сорбции аминокислот.

При изучении сорбции индивидуальных фенилаланина и триптофана и их смеси в динамических условиях выявлено, что для достижения резких фронтов сорбцию необходимо проводить на слоях сорбента с высотой, превышающей 6 см, и при высоких концентрациях раствора (0.03 М). С использованием метода, основанного на применении асимптотического уравнения выходной кривой в случае стационарного фронта получены кинетические характеристики сорбции в исследуемых системах. Установлено внутридиффузионное лимитирование кинетики сорбции для обеих аминокислот. Найдены величины коэффициентов диффузии аминокислот в фазе сорбента, причем для фенилаланина они выше, чем для триптофана. При сорбции из двухкомпонентных растворов скорость движения каждого компонента в зерне увеличивается, что, связано с тем, что при внедрении в сорбент двух ароматических аминокислот значительно разрушается сетка водородных связей, и движение веществ становится быстрее.

Исследована сорбция-десорбция смеси фенилаланин/триптофан сверхсшитым сорбентом MN-150 в динамических условиях. На стадии сорбции происходит поглощение обеих аминокислот, при этом вытекающий раствор обедняется лучше сорбирующимся триптофаном. На стадии десорбции водой сначала (до полного вымывания фенилаланина) вытекает раствор смеси аминокислот с преобладанием триптофана, а затем получают чистый раствор этой аминокислоты. Поскольку ионная форма сорбента остается неизменной, то регенерация сорбента не требуется, и для полного разделения компонентов процесс проводят циклически.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Оксана Николаевна Хохлова, Воронежский государственный университет, Воронеж

к.х.н., доцент кафедры аналитической химии, химический факультет, Воронежский Государственный Университет, Воронеж, Россия

Владимир Юрьевич Хохлов, Воронежский государственный университет, Воронеж

д.х.н., профессор кафедры аналитической химии, химический факультет, Воронежский Государственный Университет, Воронеж, Россия

Елизавета Романовна Каширцева, Воронежский государственный университет, Воронеж

аспирант химический факультет, Воронежский Государственный Университет, Воронеж, Россия

Ксения Эдуардовна Зайцева, Воронежский государственный университет, Воронеж

химический факультет, Воронежский Государственный Университет, Воронеж, Россия

Литература

Xoxlova O. N., Kashirceva E. R., Xoxlov V. Yu., Trunaeva E. S. Kvantovo-ximicheskoe modelirovanie neobmennoj sorbcii aminokislot anionoobmennikom AV-17. Zhurnal fizicheskoj ximii. 2021; 95(4): 581-587. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0044453721040130

Davankov V.A. Rogozhin S.V., Czyurupa M.P. Novy`j podxod k sozdaniyu ravnomerno sshity`x makrosetchaty`x polistirol`ny`x struktur. Vy`sokomolekulyarny`e soedineniya. 1973; 15(6): 463-465. (In Russ.)

Dmitrienko S.G. Primenenie sversshity`x polistirolov dlya koncentrirovaniya i razdeleniya organicheskix soedninenij i ionov e`lementov. Zhurnal analiticheskoj ximii. 2018; 73(11): 830-842. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0044450221060049

Czyurupa M.P. Blinnikova Z.K., Pavlova L.A., Pastuxov A.V., Davankov V.A. Sverxsshitomu polistirolu polveka: ot netrivial`noj idei do promy`shlennoj realizacii. Laboratoriya i proizvodstvo. 2020; 11(1): 86-96. (In Russ.) https://doi.org/10.32757/2619-0923.2020.1.11.86.96

Purolite : [Электронный ресурс]. URL : http://www.purolite.com. (Дата обращения: 29.04.2023).

Sholoxova A.Yu. Patrushev Yu.V., Eliseeva T.V. Sorbciya vanilina sverxsshity`m polistirol`ny`m sorbentom MN-202. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2018; 18(2): 197-202. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/500

Andreeva E.Yu. Dmitrienko S.G., Zolotov Yu.A. Sorbciya kofina i teorfillina na sverxsshitom polistirole. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 2. Ximiya. 2010; 51(1): 48-52. (In Russ.)

Shkutina I.V., Mironenko N.V., Sarkisyan Z.M., Selemenev V.F. Usloviya adsorbcionnoj immobilizacii papaina na sverxsshity`x ionoobmennikax. Sorbcionny`e i xromatograficheskie processy`. 2019; 19(4): 399-406. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/778

Valderrama С. Evaluation of polyaromatic hydrocarbon removal from aqueous solutions using activated carbon and hyper-crosslinked polymer (Macronet MN200). Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2009; (84): 236-245. https://doi.org/10.1002/jctb.2030

Platonov I.A., Novikova E.A., Onuchak L.A., Davankov V.A., Tsyurupa M.P., Pavlova L.A. Izuchenie sorbcii nitrobenzola sverxsshity`mi polistirol`ny`mi sorbentami. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy`. 2010; 10(1): 25-34. (In Russ.)

Lyubimov S.E. The use of hypercrosslinked polymer sorbents and composites based on them in the sorption of toxic and bad-smelling substances. Russian Chemical Bulletin. 2019; 68(8): 1599-1602. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2598-9

Kaznacheev A.V., Xoxlova O.N., Selemenev V.F., Xoxlov V.Yu., Mokshina N.Ya. Spektrofotometricheskoe opredelenie aromaticheskix i geterociklicheskix aminokislot v ix smesyax. Zhurnal analiticheskoj ximii. 2000; 55: 375-377. (In Russ.)

Frolov Yu.G. Kurs kolloidnoj ximii. Poverxnostny`e yavleniya i dispersny`e sistemy`. Uchebnik dlya vuzov. Moskva, Ximiya Publ, 1988. 464 p. (In Russ.)

Slavinskaya G.V., Selemenev V.F., Xoxlova O.N., Kondrina O.Yu. Raschet vy`xodnoj krivoj dinamicheskoj sorbcii triptofana vy`sokoosnovny`m anionitom. Zhurnal fizicheskoj ximii. 2004; 78(8): 1475-1478. (In Russ.)

Korotkix O.I., Xoxlova O.N., Xoxlov V.Yu., Selemenev V.F. Prognozirovanie vida vy`xodny`x krivy`x sorbcii aminokislot nizkoosnovny`m anionoobmennikom AN-251. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2009; 9(5): 603-609. (In Russ.)

Kornienko T.S., Bondareva L.P., Zagorul`ko E.A., Gapeev A.A., Gajvoronskaya N.N. Opredelenie koe`fficientov diffuzii ionov metallov i aminokislot v faze makroporistogo kompleksoobrazuyushhego ionoobmennika. Izvestiya vy`sshix uchebny`x zavedenij. Ximiya i ximicheskaya texnologiya. 2014; 57(10): 62-65. (In Russ.)

Xoxlova O.N. Nekotory`e osobennosti neobmennoj sorbcii aromaticheskix aminokislot nizkoosnov-ny`mi anionoobmennikami v dinamicheskix usloviyax I. Vliyanie uslovij provedeniya sorbcii. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy`. 2012; 12(2): 223-230. (In Russ.)

Wang Q., Chen G.Q., Kentish S.E. Sorption and diffusion of organic acid ions in anion exchange membranes: Acetate and lactate ions as a case study // Journal of Membrane Science. 2020; 614(15): 118534. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118534

Опубликован
2024-10-21
Как цитировать
Хохлова, О. Н., Хохлов, В. Ю., Каширцева, Е. Р., & Зайцева, К. Э. (2024). Некоторые закономерности сорбции фенилаланина и триптофана из одно- и двухкомпонентных растворов сверхсшитым сорбентом MN-150. Сорбционные и хроматографические процессы, 24(4), 448-457. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2024.24/12402