Введение к работе
. Актуальность работы. Одной из существенных задач при решении 'современных проблем аналитической химии, биотехнологии, медицины, фармацевтической промышленности, контроля окружающей среды является обеспечение надежного контроля состава различных объектов. Среди лабораторных методов очистки, фракционирования, выделения и анализа этих объектов центральное место занимает совокупность различных хроматографических методов. Наиболее перспективным направлением для решения вышеназванных задач является высокоэффективная жидкостная хроматография. По прогнозам на конец XX столетия среди инструментальных методов анализа хроматографические выйдут на первое место. На них будет приходиться до 40 % и более аналитических определений, тогда как сегодня эта доля приходится на спектроскопические методы. Уже сегодня мировой рынок производит жидкостных и газовых хроматографов вместе с принадлежностями и сорбентами на сумму около I млрд. долларов. Это объясняется исключительной универсальностью методов хроматографии, которые применимы к анализу практически любых растворимых веществ. При этом жидкостная хроматография, применима к 80-85 % от известных соединений, тогда как газовая хроматография - лишь к 15-20 %, поскольку необходимость перевода в паровую фазу ограничивает диапазон анализируемых веществ.
Из жидкостно-хроматографических методов в последние 10 лет наибольшее распространение получила высокоэффективная обращенно-фазо-вая хроматография на гидрофобных микрочастичных силикагелях. Этим методом в последние годы решается до 90 % определений, выполняемых на жидкостных хроматографах. Области применения обращенно-фазовой жидкостной хроматографии (0Ф ЕХ) исключительно многообразны: аминокислотный и углеводный анализ, разделение ферментов и пептидов и ряда других биологических объектов. В то же время 0Ф КХ - метод весьма сложный не только в приборном отношении, но и требует больших усилий по созданию аналитических приемов и методив. До сих пор не решены вопросы как разработки и исследования чисто аналитических проблем разделения методами 0Ф ЖХ, так и задачи создания современных высококачественных сорбентов для этого эффективного и универсального метода.
Цель работы. Исследование путей синтеза мелкодисперсных гидрофобных силикагелей для 0Ф SX с длинноцепочечными привитыми по поверхности алкильными группами и возможностей применения их для разделения некоторых классов природных соединений.
Для реализации поставленной цели были намечены следующие задачи:
- разработать методы выбора и подготовки мелкодисперсных силика-
гелай правильной (сферической) и неправильной формы размером частиц
5 и 10 ыкм, пригодных для использования как таковых в прямофазовой ЕХ и для получения из них привитых силикагелей;
исследовать методы получения высших (С^з» Cg) І-октадецил-хлорсиланов и их прививки к поверхностным силанольным группам сили-кагеля, обеспечивающие высокую степень покрытия поверхности и прочность прививки;
исследовать свойства полученных привитых Сд- и Cjg-силикаге-лей для ОФ ЮС в сравнении с новейшими сорбентами того же типа и показать возможность применения их для аналитических разделений некоторых природных соединений, в том числа олигонуклеотидов, белков, аминокислот, гидролизатов полипептидов и ряда других объектов;
установить возможности и пределы применения разработанных сорбентов и дать практические рекомендации для их аналитического использования.
Научная новизна. Развиты методы получения серии микрочастичных, В ТОМ ЧИСЛе МИКрОСферИЧеСКИХ ПрИВИТЫХ СИЛИКагелеЙ - Cjg И -Сд
для высокоэффективной колоночной обращенно-фазовой жидкостной хроматографии, исследованы их гранулометрия, удельные поверхности, степень прививки и другие характери;гики.
Впервые показано, что в строго контролируемых условиях высшие алкилтрихлорсиланы и алкилдихлорсиланы прививаются по поверхности силикагеля без заметного образования полимерной фазы и получаемые силикагели-Cjg для обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭКХ) не уступает более сложно получаемым сорбентам, для модификации поверхности которых применяется алкилмонохлор-силан. Известно, что силикагели-Cjg, цолучаеиые с ионохлорсиланаии до сих пор считаются наилучшими из-sa того, что теоретически в этом случае полностью исключена полимеризация на поверхности примененного моьохлорсилана. Нами установлено, что этот постулат экспериментально не подтверждается, тогда как прививка Cjg-монохлорсилана протекает менее активно, чем в случае Cjg-дихлор- и Стд-трихлорси-ланов и нередко приводит к низкой степени прививки.
Разработаны методы "эндкепинга", т.е. окончательного блокирования силанолышх групп, не вступивших в реакцию на стадии алкил-
ли _ хлорсилирования. Выполнено сопоставительное изучение хроматографи-
ческих характеристик разработанных в данном исследовании привитых
ПОРИСТЫХ МИКрОСферИЧеСКИХ СИЛИКаГЄЛЄЙ-Cjg И-Сд (ПМСС-Cjg И ПМСС-Сд),
а также пористых иикрочастичных силикагелей-Cjg и -Сз неправильной формы (ШЧС-Cjg) и лучших зарубежных аналогов: -Зорбакс-СДС (Дюпон, США), Нуклеосил-С18 (Махерей-Нагель, ФРГ), Силасорб-С18{ЧССР). Установлено, что привитые силикагели ПМСС-Стд и ПЛЧС-Стд не уступают по степени прививки, емкостному фактору к'и гидролитической стабильности названный и другий зарубежным образцам. Порченные сорбенты успешно применены для аналитических разделений в рекиме ОФ ВЭ2Х смеси дансилпроизводних аминокислот, смесей, содержащих модифицированные нуклеозиды, искусственных смесей-белков, смесей рацемических аминокислот. IMCC-Cjg применены для контроля новокаина на всех стадиях его производства.
Практическая ценность. На основании полученных результатов осуществлен выпуск нескольких партий привитых силикагелей IBCC-Cjg и ПМСС-Cg в количестве 900 г, достаточных для заполнения 300-350 аналитических колонок, или 3-3,5 тысяч микроколонок. Рекомендовано использовать разработанную технологию синтеза микросферических силика-гелей-Cjg с диаметром чзстіщ 5 или 10 мха для изготовления крупных партий сорбента для использования на предприятиях биотехнологического профиля. Экономический эффект от использования ПМСС-Cjg только вследствие освобождения от импорта составит до 35 тыс.руолей за I кг.
Апробация работы. Материалы по теме диссертации были предметом сообщения на I Всесоюзной конференция "Хроматография в биологии и медицине" (Москва, 1983), на Всесоюзном симпозиуме "Охрана окружающей среды в химической, нефтехимической промыаленностях.и промышленности по производству минеральных удобрений" (Самарканд, 1983), на Ш Всесоюзном симпозиуме по молекулярной жидкостной хроматографии (Рига, 1984), на Всесоюзном совещании "Применение хроматографии в химической и нефтехимической промышленности" (Пермь, 1985), на Мея-дународном зимпозиуые "Хроматография в биология и медицине" (Москва, 1986).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Объем работы. Диссертационная работа объемом 154 страниц состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы из 129 наименований и приложения, содержит 7 таблиц, 44 рисунка.