Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
Анализы смесей, содержащих резко различающиеся по молекулярным массам молекулы, например, лекарственные препараты и их метаболиты в биологических жидкостях, мономеры и относительно низкомолекулярные соединения в полимерах при контроле технологических процессов их получения и т. д. могут быть выполнены методом ВЭЖХ. При этом трудности, связанные с наличием в пробе крупных молекул (белков, промышленных полимеров), вынуждают исследователей удалять эти молекулы из пробы, иначе они адсорбируются на доступной им поверхности и быстро выводят колонку из строя. Все попытки «отмыть» колонку буферными
9Л]
Классификация гетероповерхностных сорбентов
527
растворами с различной ионной силой и pH или органическими растворителями не приводят к успеху. В этом случае необходимо использовать специальные методики пробоподготовки для защиты колонки, которые предполагают либо предварительное осаждение и выделение этих молекул из пробы еще до ввода ее в хроматограф, либо их удаление непосредственно в хроматографической системе, например, с помощью предколонки. Можно предотвратить адсорбцию крупных молекул, солюбилизировав их ион-парными реагентами или поверхностно-активными веществами. Перечисленные методы трудоемки и зачастую приводят к снижению эффективности хроматографического разделения. Многостадийная пробоподготовка сильно увеличивает время анализа и нежелательна еще и из-за опасности внесения загрязнений в пробу и потери анализируемых компонентов пробы, что приводит к дополнительным погрешностям в их определении.
Для того, чтобы стал возможен прямой ввод в хроматографическую колонку сложных проб, содержащих резко различающиеся по молекулярным массам компоненты, внешняя поверхность сорбента должна быть инертна по отношению к крупным молекулам в пробе. Однако определение лекарственных препаратов, как правило, выполняется на гидрофобных сорбентах, на которых белковые молекулы необратимо сорбируются и денатурируются, забивая поверхность и пространство между частицами сорбента. Давление на входе в колонку растет, и ее дальнейшая эксплуатация становится практически невозможной. В то же время для белков инертна гидрофильная поверхность, покрытая, например, гидроксильными или аминогруппами. Поэтому нужно, чтобы сорбент, предназначенный для определения лекарственных препаратов при прямом вводе биологических жидкостей в хроматографическую колонку, имел на внешней поверхности гидрофильное покрытие, а внутри пор содержал покрытие из гидрофобных групп. При этом крупные молекулы не должны проникать в поры, т. е. диаметр пор должен быть меньше, чем гидродинамический диаметр крупных молекул. В этом случае будет действовать эксклюзионный эффект для крупных молекул, и они будут выходить из колонки практически без разделения за время, меньшее «мертвого» времени колонки; для молекул, проникающих в поры, будут действовать обычные механизмы адсорбционной, распределительной или ионообменной хроматографии.
Проведение все более сложных анализов с помощью ВЭЖХ, внедрение ВЭЖХ в научные исследования, контроль технологических процессов и клиническую практику потребовали создания набора модифицированных сорбентов, имеющих разные модифицирующие слои на внешней и внутренней поверхностях. При использовании таких сорбентов стал возможен прямой ввод в аналитическую хроматографическую колонку смесей, содержащих одновременно компоненты высокой и низкой молекулярной массы.
Данная глава посвящена проблеме получения и исследования гетероповерхностных сорбентов (ГС) для высокоэффективной жидкостной хроматографии. Такие сорбенты в литературных источниках имеют различные названия: «обращенная фаза на внутренней поверхности» (internal surface reversed-phase, ISRP), «экранированная гидрофобная фаза» (shielded hydrophobic phase, SHP), «полупроницаемая поверхность» (semipermeable surface, SPS), материалы с двухсортовой поверхностью, или «двухзонный материал» (dual zone material, DZM), гетерофункциональ-ные сорбенты, «мультифазы», или «фазы смешанной функциональности» (mixed-functional phases, MFP) и «дифильные сорбенты» (diphilic sorbents, DS). По нашему мнению, понятие «гетероповерхностные сорбенты» включает в себя все вышеперечисленные разновидности, однако концепция гетерофункциональных сорбентов, в
528
Гетероповерхностные сорбенты и их применение
[Гл. 9
которых на одной и той же поверхности находятся группы различной полярности, отличается от концепции остальных ГС, в которых имеются по крайней мере две различные по химической природе поверхности.
Что представляют собой гетероповерхностные сорбенты? Для простоты предположим, что внешней поверхностью пористого материала является видимая поверхность, а внутренней — поверхность пор. Обе поверхности могут быть химически промодифицированы и, более того, могут отличаться друг от друга. В этом случае можно создать различные гетероповерхностные материалы, в частности, хроматографические сорбенты, у которых химическая природа внутренней и внешней поверхностей различна. Существуют различные методы получения таких сорбентов, описанные в обзорах [3-6].
