Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка):
9.5. Цвиттер-ионные динамически модифицированные обращенно-фазовые сорбенты
Динамически модифицированные обращенно-фазовые сорбенты, не будучи ге-тероповерхностными сорбентами по своей сути, в некоторых случаях помогают решать задачи, для которых разработаны гетероповерхностные сорбенты. Цвиттерионным динамически модифицированным сорбентом (ЦЦМС) является гидрофобный сорбент, например октадецилсиликагель (ОДС), обработанный раствором амфотерного поверхностно-активного вещества. Поверхность матрицы получаемых таким образом ЦЦМС покрыта слоем мицелл, состоящих из цвиттер-ионных моле-КУЛ> удерживаемых на поверхности сорбента за счет гидрофобных взаимодействий.
Хроматографические свойства некоторых ЦЦМС были изучены в работах Ху [31, 32]. В качестве мицеллообразователей были использованы прочно адсорбирующиеся поверхностно-активные вещества 3-((3-холамидопропил)диметиламмоний)-
1-пропансульфонат (ХАПС) (рис. 9.3о) и 3-((3-холамидопропил)диметиламмоний)-
2-гидрокси-1-пропансульфонат (ХАГПС) (рис. 9.36).
О
Рис. 9.3. а) Структура ХАПС; б) структура ХАГПС
В качестве матрицы использовали широко доступные обращенно-фазовые ок-тадецилсилильные сорбенты (ОДС). Наличие противоположно заряженных групп в структуре ЦЦМС обеспечивало ионообменные свойства и разделение анионов с
9.6]
Сорбенты с «полупроницаемой» поверхностью
533
катионами щелочных и щелочноземельных металлов, аминокислот и, как выяснилось позднее, препятствовало сорбции белковых макромолекул. В своих работах Ху (Ни) с сотр. [31, 32] обращают внимание на возможность определения некоторых неорганических ионов (NO2 , NO3 , I-, SCN-) в слюне при прямом вводе. После отбора через целлюлозный фильтр пробу анализируют на микроколонке Develosil ODS-5 (15 см х 0,35 мм), предварительно насыщенной раствором мицелл ХАПС в течение 20 мин., после чего, по утверждению авторов, колонка в течение полугода устойчива к сорбции белков пробы при элюировании 10 мМ фосфатным буферным раствором. Здесь следует заметить, что требования к устойчивости цвиттер-ионного покрытия весьма обоснованны, так как наличие каких-либо более сильных, чем ди-польные и квадрупольные, взаимодействий ПАВ с адсорбированными молекулами повлекло бы за собой денатурацию и последующую прочную сорбцию белков пробы на сорбенте и, следовательно, засорение колонки.
Таким образом, описанный выше метод динамического модифицирования, демонстрируя принципиальную возможность анализа биологических жидкостей при прямом вводе пробы в аналитическую колонку (когда пробоподготовка подразумевает очистку от механических примесей), обладает рядом недостатков. Кроме того что колонка нуждается в регулярном насыщении, постепенное вымывание модифицирующего реагента ухудшает воспроизводимость результатов, причем степень вымывания зависит от целого ряда факторов (состава элюента, температурного режима, природы компонентов вводимой пробы). Наконец, невозможно селективно модифицировать только внешнюю поверхность сорбента, оставляя неизменной поверхность внутри пор, недоступную для белков по стерическим соображениям.
9.6. Сорбенты с «полупроницаемой» поверхностью
Упомянем еще об одном варианте создания ПЭГ-экрана. Авторы работ [5, 33] предложили использовать для создания колонок с «полупроницаемой поверхностью» (semipermeable surface columns) динамическое модифицирование обычных обращенно-фазовых (Се и Cie) крупнопористых (30 нм) сорбентов неионогенными поверхностно-активными веществами типа Твин (Tween) или Бридж (Brij) различных серий (варьируя значения m = w + x + y + z (10-100) и п (12-18)) (рис. 9.4).
а
(СН2)„-,СНз
Н0(СН2СН20)т
б
Рис. 9.4. Структура ПАВ Твин (а) и Бридж (б)
При этом предполагается ассоциация гидрофобных фрагментов ПАВ с алкильной поверхностью, причем защитный ПЭГ-слой образуется не только на внешней
534
Гетероповерхностные сорбенты и их пргииенение
[Гл. 9
поверхности, но создает эффективную защиту во всем объеме широких пор частицы. Вместе с тем, создаваемый экран довольно непрочен: после 44 ч промывки 50 мМ фосфатным буферным раствором (pH = 6,5) с добавкой пропанола (97:3) смывается около 55% молекул ПАВ, и выход белков при анализе плазмы падает до 92%. Как можно заметить, этот метод является гибридным между созданием ПЭГ-сеточного экрана и динамическим цвиттерионным ХАПС-модифицированием. При попытке ковалентной иммобилизации ПАВ на силикагеле образующееся смешанное алкил-ПАВ-покрытие при том же соотношении алкил / ПАВ не обеспечивало ожидаемого выхода белка, что, вероятно, связано с недостаточной однородностью алкильного покрытия неподвижной фазы.
9.7. Смешанные иммобилизованные фазы
Примерно в то же время была предложена концепция создания сорбентов «смешанной функциональности» (mixed-functional phase). Например, в работе [34] описан следующий метод синтеза. На микропористом (5,5 нм) силикагеле с
3-глицидоксипропильным покрытием с низкой плотностью прививки на оставшиеся силанольные группы прививали гидрофобные углеводородные группы (фенил-, бутил-, или октилтриметоксисилильные). Оксирановый цикл далее гидролизовали для образования диольных групп среди гидрофобного окружения покрытия. Полученные сорбенты были использованы для определения ряда лекарственных препаратов в сыворотке крови с прямым вводом пробы при элюировании 100 мМ фосфатным буферным раствором (pH = 6,5) с добавкой ацетонитрила (17:3). Но эти сорбенты нуждались в частой регенерации сильным элюентом для удаления накапливающегося сорбированного белка. Для улучшения свойств сорбент обрабатывали в водной подкисленной среде 3-глицидоксипропилтриметоксисиланом с целью частичной полимеризации и создания гидрофильной наружной «сетки», что подтверждалось уменьшением эффективного диаметра пор до 3,9 нм. Эффективность колонки при этом уменьшалась до 12000 теор.тарелок / м, однако было показано, что характеристики колонки остаются удовлетворительными после 500 анализов. В последующей работе [35] подробнее рассматриваются возможности смешанной фенил / 2,3-дигидроксипропильной фазы на силикагеле с диаметром пор 9 нм для анализа сыворотки крови с прямым вводом пробы. Здесь уместно вспомнить о возможности применения силикагелей, модифицированных глицерильными группами на алкильной (Сз, Сб и Сц) «ножке». Авторы [36] использовали такие сорбенты для определения карбамазепина, фенобарбитала и фенитоина в сыворотке крови прямым вводом пробы и отметили, что выход белка достаточно высок в случае Сз и Сб, в то время как покрытие с большим содержанием углерода (Сц) уже задерживает значительную часть белка вводимой пробы.
