![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Проект посвящен созданию новых неподвижных фаз для современных вариантов высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), а также разработке новых способов повышения селективности и эффективности предложенных систем. Актуальность поставленной задачи обусловлена повышенным интересом и необходимостью определения широкого круга веществ различной природы в объектах окружающей среды, пищевых продуктах, лекарственных препаратах и т.д., а также отсутствием сорбентов для ВЭЖХ на российском рынке и высокой стоимостью сорбентов, производимых иностранными компаниями.
The project is devoted to the development of novel types of stationary phases for modern HPLC and to the search of novel ways of increasing selectivity and efficiency of such phases.
В результате выполнения проекта будут разработаны методики получения органических полимерных матриц, которые будут использоваться в качестве сорбентов для обращенно-фазовой хроматографии, а также будут служить основной для синтеза новых сорбентов для ВЭЖХ ионных и гидрофильных соединений. Будут представлены возможности получения полимерных частиц (полистирол-дивинилбензола) с заданными характеристиками и установлена взаимосвязь между параметрами полистирольных зародышей и конечных частиц полистирол-дивинилбензола. Монодисперсность полученных полимерных матриц будет достигаться за счет использования метода проточного фракционирования микрочастиц во вращающихся спиральных колонках (ВСК). Будет разработано не менее 4 схем модифицирования полимерных частиц, которые дадут возможность получать анионообменники с различным строением функционального ионообменного слоя. Новые схемы будут включать такие подходы к повышению эффективности ионообменников как пространственное удаление функциональных групп от поверхности матрицы и повышение гидрофильности сорбента, а также сочетание данных приемов. В работе будут предложены новые подходы к модифицированию полимерных матриц, позволяющие закреплять на их модифицированной или немодифицированной поверхности водорастворимые полимеры различного строения и тем самым повышать селективность и эффективность сепарационных систем, а также расширять возможности применения полученных сорбентов и использовать их в режимах ионной и гидрофильной хроматографии для определения различных классов аналитов.
Коллектив имеет богатый опыт в области синтеза и модифицирования полимерных матриц на основе сополимеров стирола и дивинилбензола.
-
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Синтез и модифицирование монодисперсных полимерных частиц с целью создания новых неподвижных фаз для современных вариантов ВЭЖХ |
Результаты этапа: При разработке метода синтеза матрицы были установлены закономерности и основные параметры, влияющие на диаметр зародышей и конечных частиц ПС-ДВБ. Выявленные закономерности позволили разработать методику синтеза, позволяющую управлять параметрами конечных частиц, то есть регулировать площадь поверхности, пористость, диаметр частиц. По разработанной методике были синтезированы полимерные матрицы со средним диаметром частиц 5,5 мкм, что идеально подходит для создания высокоэффективных сорбентов для ВЭЖХ. Для повышения степени монодисперсности и избавления от мелкой фракции было предложено использовать оригинальный метод проточного фракционирования нано- и микрочастиц в поперечном поле центробежных сил во вращающейся спиральной колонке. В ходе работы были изучены особенности поведения микрочастиц хроматографических материалов в потоке подвижной фазы в ВСК при различных рабочих и конструкционных параметрах; проведена оценка влияния свойств подвижной фазы на фракционирование микрочастиц различных хроматографических сорбентов и выделение их узкодисперсных фракций. Выбраны оптимальные условия фракционирования полученных микрочастиц хроматографических материалов с учетом их размера, плотности, формы и свойств поверхности. Разработаны практические рекомендации по применению метода для препаративного выделения частиц хроматографических материалов при решении задач аналитической химии. Проведено сравнение свойств анионообменников для ионной хроматографии, полученных на полимерной матрице до и после фракционирования. Показано значительное улучшение симметрии пиков и эффективности на более монодисперсной матрице. Предложен способ ковалентного закрепления гиперразветвленных анионообменных слоев на поверхности полимерных матриц для получения высокоселективных анионообменников для ионной хроматографии. Дальнейшая работа в этом направлении запланирована на второй год выполнения проекта. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Синтез и модифицирование монодисперсных полимерных частиц с целью создания новых неподвижных фаз для современных вариантов ВЭЖХ |
Результаты этапа: Предложены новые методы модифицирования монодисперсных полимерных матриц, полученных на первом этапе работы для получения высокоселективных и высокоэффективных анионообменников для ионной хроматографии (ИХ), а также сорбентов для гидрофильной хроматографии (ГИХ). Были оптимизированы условия синтеза на каждой стадии модифицирования. В результате работы было предложено создание 3-х типов пелликулярных структур с гиперразветвленными функциональными слоями различной степени гидратации, экранирующими матрицу сорбентов. Для получения всех разветвленных структур использован разветвленный полиамин – полиэтиленимин (ПЭИ), который ранее успешно зарекомендовал себя для создания неподвижных фаз на основе силикагеля, однако никогда ранее не был использован для создания сорбентов для ИХ и ГИХ на основе полимерных матриц ввиду сложности его закрепления на поверхности ПС-ДВБ. Для обеспечения удерживания анионов и повышения селективности были предложены дополнительные стадии алкилирования привитого слоя ПЭИ агентами различной природы для кватернизации функциональных центров и обеспечения возможности управления селективностью сорбентов к различным классам соединений. В качестве алкилирующих агентов использованы иодистый метил (обеспечивает кватернизацию ПЭИ и незначительное повышение гидрофобности слоя), глицидол (обеспечивает кватернизацию и значительную гидрофилизацию слоя), 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир (кватернизация и сшивка привитого слоя ПЭИ). Для сорбентов в режиме ГИХ также использовали ПС-ДВБ с привитым немодифицированным ПЭИ. Показано, что полученные сорбенты в варианте ионной хроматографии характеризуются высокой эффективностью и селективностью при разделении органических кислот и неорганических анионов. При этом отмечено, что сорбенты со сшитым ПЭИ имеют улучшенную селективность к слабоудерживаемым органическим кислотам, тогда как сорбенты с гидрофилизованным слоем позволяют определять сильнополяризуемые неорганические анионы (иодид, роданид, тиосульфат). Впервые на основе гидрофобных полимерных матриц получены сорбенты для разделения биологически активных соединений гидрофильной природы. Показана возможность экспрессного разделения смесей водорастворимых витаминов на сорбентах с привитым ПЭИ и с ПЭИ, модифицированным глицидолом. Это говорит о снижении влияния гидрофобности полимерной матрицы на удерживание соединений гидрофильной природы за счет создания функциональных слоев повышенной гидрофильности и о перспективности предложенных подходов для модифицирования матриц с целью создания новых сорбентов для современных вариантов ВЭЖХ. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Синтез и модифицирование монодисперсных полимерных частиц с целью создания новых неподвижных фаз для современных вариантов ВЭЖХ |
Результаты этапа: 1. Разработаны способы формирования новых типов гиперразветлвенных слоев, содержащих полиамины и аминокислоты, на поверхности полимерных матриц. Показано, что полученные неподвижные фазы характеризуются улучшенной разделяющей способностью по органическим, неорганическим анионам и полярным соединениям за счет большей разветвленности функционального слоя, а его пространственная удаленность от поверхности матрицы позволит добиться большей эффективности за счет дальнейшего снижения влияния полимерной основы на удерживание. 2. Для гиперразветвлоенных сорбентов проведена оптимизация емкости и толщины функционального слоя, а также количества циклов модифицирования диглицидиловый эфир-амин при формировании гиперразветвленной структуры. Подобраны оптимальные условия синтеза (температура, длительность, количества реагентов, тип растворителя) и оценена его воспроизводимость от партии к партии. 3. Изучено влияние структуры, степени разветвленности, толщины функционального слоя и его пространственной удаленности от поверхности матрицы на хроматографическое поведение различных аналитов на полученных сорбентах в режимах ГИХ и ИХ, что позволило получить сорбенты с наилучшими характеристиками для каждого конкретного класса аналитов. 4. Изучены закономерности удерживания неорганических анионов и органических кислот на сорбентах в варианте безреагентной ИХ с градиентным и изократическим элюированием, а также в традиционном варианте ИХ с карбонатным элюентом. 5. Свойства новых сорбентов в варианте ГИХ оценены на примере разделения витаминов. Подобраны условия элюирования и градиентный режим (при необходимости). 6. Определены области практического применения новых неподвижных фаз, проведен анализ реальных объектов (биодобавки, напитки) и разработаны соответствующие методики. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".