ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2007, том 62, № 7, с. 740-744
^=ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ =
УДК: 543.54
НОВЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ОСТАТОЧНЫХ СИЛАНОЛЬНЫХ ГРУПП НА СУММАРНОЕ УДЕРЖИВАНИЕ В ОБРАЩЕННО-ФАЗОВОЙ ВЭЖХ
© 2007 г. В. И. Дейнека
Белгородский государственный университет, биолого-химический факультет 108015 Белгород, ул. Победы, 85 Поступила в редакцию 13.02.2006 г., после доработки 16.05.2006 г.
В работе предложен новый подход для оценки влияния остаточных силанольных групп (гидрофиль-ности) на удерживание полярных веществ в условиях обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Показано, что численная характеристика относительного положения линий трендов в координатах параметров относительного удерживания: ^к (В) vs. ^к (А) (при различных составах подвижных фаз) для любой стационарной фазы относительно одной, принятой в качестве стандартной, предпочтительнее показателей селективности разделения этой же пары веществ. Для получения полной информации достаточно определить удерживание соответствующих сорбатов в двух различных составах подвижных фаз для каждой из сопоставляемых колонок. Показано, что пара сорбатов пара-толуидин и пара-крезол проявляет большую чувствительность к изменению гидрофильности стационарных фаз по сравнению с парой анилин - фенол. Однако использование неполярного соединения в качестве вещества сравнения более информативно.
Широкое использование обращенно-фазовой хроматографии в различных областях химии, биологии, фармацевтики, медицины и т.д. и наличие большого числа сорбентов различных марок и различных производителей неизбежно ведет к необходимости стандартизации сорбентов и заполненных ими колонок вследствие заметных различий в поведении одних и тех же смесей веществ на колонках различных марок. К настоящему времени известно большое число работ, посвященных методам исследования влияния остаточных силанольных групп на суммарное удерживание в обращено-фазовой хроматографии (см. обзоры [1, 2]). Однако оценка силанольной активности существенно зависит от использованного метода [1]. Поэтому существует необходимость разработки универсальной процедуры [2] такой оценки.
В настоящей работе предлагается новый метод оценки влияния остаточных силанольных групп в обращено-фазовой хроматографии, основанный на анализе относительного удерживания [3, 4].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В работе использовали хроматографическую систему, составленную из насоса А^ех 100А, УФ-детектора LDC (США) Spectromoшtor D, крана-дозатора Rheodyne 7125 с петлей объемом 20 мкл. Для записи и обработки хроматограмм использовали ПС "Мультихром 1.5". Применяли хромато-графические колонки размером 150 х 4 мм, за-
полненные сорбентами Диасфер-110-С18 и Диа-сфер-110-С18КТ с величиной зерна 5 мкм ("БиоХимМак", Москва).
Для приготовления подвижных фаз использовали ацетонитрил, ос.ч. УФ-205 (ООО "ХромРе-сурс"), прочие использованные реактивы марки ч. и х.ч.
Скорость подачи подвижной фазы была 1 мл/мин. Все эксперименты выполняли при комнатной температуре. "Мертвое время" определяли по удерживанию урацила. Параметры удерживания рассчитывали как среднее арифметическое значение двух параллельных экспериментов. Расхождение между параллельными значениями логарифмов факторов удерживания всех веществ не превышало 0.002.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Экспериментальные данные, полученные с использованием колонок, заполненных сорбентами марки Диасфер-110-С18 (БиоХимМак, РФ), представлены в таблице. Для анализа относительного удерживания каждую точку на графике строили по координатам, определяемым логарифмами факторов удерживания избранной пары соединений при некотором составе подвижной фазы. Затем проводили анализ расположения точек для избранной пары при различных составах подвижных фаз. Основное преимущество этого метода -быстрый учет зависимостей удерживания от состава подвижных фаз. Предложенная методоло-
Логарифмы факторов удерживания сорбатов в подвижных фазах ацетонитрил-водный фосфатный буферный раствор
ф* Толуол Этилбензол Анилин пара-Толуодин Фенол пара-Крезол
№ 1 № 2 № 1 № 2 № 1 № 2 № 1 № 2 № 1 № 2 № 1 № 2
20.1 26.0 40.4 46.0 52.0 1.095 0.918 1.055 0.879 1.324 1.119 1.279 1.074 0.682 0.544 0.386 0.670 0.532 0.384 1.103 0.880 0.614 1.115 0.887 0.641 0.868 0.662 0.427 0.831 0.627 0.407 1.231 0.966 0.663 1.190 0.927 0.642
ф* - объемная доля ацетонитрила в подвижных фазах, содержащих 0.001 М фосфатный буферный раствор (рН = 7); колонки размером 150 х 4 мм Диасфер-100-С18 (< 1) и Диасфер-110-C18NT (< 2).
гия позволяет получать прямые линии трендов [3, 4], что существенно уменьшает число необходимых измерений параметров удерживания - в принципе достаточно измерений всего при двух составах подвижных фаз.
Как следует из рис. 1, все четыре экспериментальные точки, построенные по удерживанию пары толуол-этилбензол на обеих колонках, лежат на одной линии. То обстоятельство, что эта линия является общей характеристикой для использованной пары малополярных соединений и мало зависит от марки использованного сорбента, подтверждается близостью к данной линии точек, построенных по данным работ [5, 6], рис. 1. Из работы [5] взяты данные для шести колонок, заполненных сорбентами С18, и трех колонок, заполненных сорбентами С8, с наибольшей гидрофобностью, а из работы [6] взята точка с положительным значе-
нием логарифма факторов удерживания, так как в этих случаях влияние способа определения "мертвого" времени колонки минимально.
Прямая линия тренда 2 (рис.2) для зависимости ^ к (анилин) относительно ^ к (фенол) пересекает координатную биссектрису (1) для колонки № 1 в точке А с координатами (0.303; 0.303). В этой точке наблюдается инверсия порядка элюирования пары сорбатов анилин-фенол. Для данной пары полярных сорбатов предположение об общности полученной линии тренда для любых стационарных фаз не имеет смысла вследствие возможного влияния остаточных силаноль-ных групп. Действительно, точки, построенные по удерживанию пары анилин-фенол для тех же, что и на рис. 1, 9-ти стационарных фаз из работы [5], располагаются как выше, так и ниже найденной прямой линии. Однако в любом случае изме-
lg k (этилбензол) 1.75
1.25
0.75
0.25
0.25
0.75
1.25
1.75
lg k (толуол)
Рис. 1. Удерживание этилбензола относительно толуола.
Данные, полученные для колонок < 1 (О), < 2 (•) и (х) - из работы [5], (+) - из работы [6]. Подвижные фазы: системы вода - ацетонитрил.
lg k (анилин) 1.00
0.75
0.50
0.25
0.25
0.50
0.75 1.00 lg k (фенол)
Рис. 2. Удерживание анилина относительно фенола: 1 - данные, полученные для колонки < 1, 2 - координатная биссектриса; (х) - данные из работы [5].
0
742
ДЕЙНЕКА
^k (анилин)
^ k (фенол)
Рис. 3. Удерживание анилина относительно фенола: 1 - данные, полученные для колонки < 1, 2 - данные, полученные для колонки < 2, 3 - координатная биссектриса.
^ k (ияря-толуидин)
lg k (ияря-крезол)
Рис. 4. Удерживание ияря-толуидина относительно ияря-крезола: 1 - данные, полученные для колонки < 1, 2 - данные, полученные для колонки < 2, 3 - координатная биссектриса.
нение гидрофобности колонки и вариации состава подвижной фазы могут привести к различному удерживанию анилина относительно фенола -вплоть до инверсии порядка удерживания при постоянстве гидрофильности колонки (в данной работе мы обозначаем этим словом влияние вклада остаточных силанольных групп). Однако, в связи с тем, что соотношение величин удерживания пары анилин-фенол зависят от двух факторов (гидрофобности и гидрофильности колонки), то измерения этого параметра при одном составе элю-ента (что используется в некоторых известных методах [1]) недостаточно для выявления характеристик колонки.
На рис. 3 сопоставлены линии трендов для удерживания пары анилин-фенол, полученные для обеих колонок. Линия (2) для колонки № 2 примерно параллельна таковой для колонки № 1, но располагается выше; численная характеристика указанного смещения является характеристикой изменения гидрофильности стационарных фаз исследованных хроматографических колонок, уже не зависящей от состава подвижной фазы. В диапазоне логарифмов факторов удерживания фенола (0.25; 0.75) среднее различие вкладов гидрофильного удерживания (Д^ Н (анилин/фенол)) составляет
0.010 с погрешностью ±0.002, сопоставимой с погрешностью определения логарифмов факторов удерживания. Следовательно, во-первых, стационарная фаза без эндкеппинга оказывается более гидрофильной (что и следовало ожидать), и, во-вторых, вклад гидрофильного удерживания в довольно широком диапазоне времен удерживания
может быть принят в качестве постоянного. К сожалению, расчетные параметры линий трендов весьма чувствительны к методу определения "мертвого времени" колонки, особенно при малых временах удерживания, поэтому более точные расчеты весьма проблематичны. По этой же причине предлагаемый метод невозможно применить к данным работы [5], поскольку в ней в качестве индикатора "мертвого времени" использовано удерживание нитрат-иона, а данные по удерживанию использованных веществ в других составах элюента отсутствуют.
Наконец, для различных веществ относительная гидрофильность может быть различной. Так анилин (относительно фенола), проявляет меньшую чувствительность к влиянию остаточных силанольных групп по сравнению с ияря-толуиди-ном (относительно ияря-крезола) - различие в
1 л БЮН
гидрофильности исследованных колонок Дотн (ияря-толуидин/ияря-крезол) в этом случае составляет 0.044 ± 0.001 логарифмических единиц в диапазоне логарифмов факторов удерживания ияря-крезола (0.50-1.25), рис. 4.
Таким образом, в качестве количественной характеристики влияния остаточных силанольных групп предлагается оценка положения линий трендов зависимости ^ к (анилин) или ^ к (пяря-толуидин) относительно ^ к (фенол) или ^ к (пя-ря-крезол) для любой колонки относительно одной, принятой в качестве стандартной. Для получения полной информации достаточно определить удерживание фенола и анилина в двух
различных составах подвижных фаз для каждой из сопоставляемых колонок.
Предлагаемый в данной работе подход имеет два преимущества п
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.