Spotřební materiál, HPLC, LC kolony
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceVýznam tématu
Analýza chirálních molekul je zásadní v řadě odvětví včetně farmacie, potravinářství, environmentální sledování a biotechnologií.
Enantiomery stejné látky mohou mít odlišné farmakologické, toxikologické a organoleptické vlastnosti, proto je jejich účinná separace a stanovení enantiomérního poměru klíčová pro kontrolu kvality a bezpečnosti produktů.
Cíle a přehled studie / článku
Článek poskytuje přehled stavu výzkumu a aplikací molekulárně otiskovaných polymerů (MIP) jako chirálních stacionárních fází (CSF) v HPLC.
Zaměřuje se na princip molekulového odtláčání, výhody a omezení MIP CSF, přípravu různých forem MIP materiálů a dosažené chromatografické výsledky při enantioseparaci vybraných biologicky aktivních látek.
Použitá metodika a instrumentace
- Princip MIP: tvorba komplementárních dutin polymerní matrice pomocí templátu, monomerů, síťovadla a iniciátoru.
- Typy polymerizace: bloková, suspenzní, precipitační, viackroková napučiavacia, in situ v kolóně a polymerizace na povrchu nosiče.
- Funkční monoméry: kyselina metakrylová (MAA), akrylamid, 4-vinylpyridín, trifluorometakrylová kyselina, modifikovaný β-cyklodextrín.
- Síťovadla: etylénglykol dimetakrylát (EGDMA), trimetylpropán-trimetakrylát (TRIM), divinylbenzen (DVB).
- Iniciátory: AIBN, ABCVA, ADVN, Cu(VBIDA).
- HPLC: reverzní a normal-phase, organické rozpouštědlo/metanol/acetonitril v kombinaci s vodnými tlmivými roztoky a modifikátory (kyseliny nebo báze), teplotní kontrola kolóny.
- SFC: nadkritická fluidní chromatografie s CO2 a organickými rozpouštědly pro zkrácení doby analýzy a vyšší účinnost separace.
Hlavní výsledky a diskuse
- MIP CSF vykazují vysokou selektivitu a stabilitu vůči teplu, tlaku, pH a organickým rozpouštědlům.
- Nejčastěji se dosahuje selektivitní koeficient α > 1,5, rozlišení Rij se pohybuje od 0,6 do 4; nejlepší výsledky poskytují MIP připravené in situ a polykondenzací na povrchu nosiče.
- Omezení MIP zahrnují heterogenitu vazebných míst, pomalou kinetiku difúze v nitru částic, nižší sorpční kapacitu a možné nešpecifické interakce.
- Tyto nedostatky lze omezit optimalizací poměru monomerů, síťovadla, porogénu, modifikací povrchových vazebných míst, vhodným složením mobilní fáze a zvýšením teploty kolóny.
- Porovnání s komerčními CSF potvrzuje, že MIP mohou nabídnout předurčené eluační pořadí enantiomerů a vyšší selektivitu vůči specifickým cílovým molekulám.
Přínosy a praktické využití metody
- Farmaceutická kontrola: stanovení enantiomérní čistoty léčiv, monitorování stability a degradace.
- Potravinářská analýza: autentizace potravin, stanovení chirálních složek aminokyselin a aroma.
- Environmentální monitoring: detekce chirálních pesticidů a antibiotik.
- Enzymové inženýrství a katalýza: screening enantioselektivních biokatalyzátorů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další rozvoj MIP SFC pro rychlé a vysoce účinné chirální separace.
- Integrace MIP CSF s miniaturizovanými a online systémy pro rychlé screenování a povrchové plasmonové rezonance.
- Design multifunkčních MIP se schopností selektivně rozpoznávat více typů strukturálně podobných enantiomerů.
- Využití pokročilých monomerů a nanostrukturálních nosičů (nanočástice, nanovlákna) pro zvýšení sorpční kapacity a kinetiky.
Závěr
Molekulárně otiskované polymery představují perspektivní materiál pro chirální stacionární fáze v HPLC a SFC. Přes své současné limity nabízejí vysokou selektivitu, stabilitu a možnost předurčení eluačního pořadí enantiomerů. Optimalizace polymerizačních postupů, povrchových vazebných míst a chromatografických podmínek umožní další rozšíření jejich praktického uplatnění v analytické chemii.
Reference
- Zawirska-Wojtasiak R.: Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 5, 21 (2006).
- Brookes J. C., Horsfield A. P., Stoneham A. M.: J. R. Soc. Interface 6, 75 (2009).
- Rocco A., Aturki Z., Fanali S.: TrAC Trends Anal. Chem. 52, 2016 (2013).
- Vasapollo G. et al.: Int. J. Mol. Sci. 12, 5908 (2011).
- Cheong W. J., Yang S. H., Ali F.: J. Sep. Sci. 36, 609 (2013).
- Sádecká J., Polonský J.: Chem. Listy 99, 222 (2005).
- Machyňáková A., Hroboňová K.: Chem. Listy 110, 609 (2016).
- Wei Z. H. et al.: Trends Anal. Chem. 86, 84 (2017).
- Chen L. et al.: Chem. Soc. Rev. 45, 2137 (2016).
- Xu Z. et al.: J. Mater. Chem. B 2, 8418 (2014).
- Zhang H. et al.: J. Chromatogr. Sci. 50, 499 (2012).
- Huang B. Y. et al.: J. Chromatogr. A 1218, 849 (2011).
- Ye N., Li J.: J. Sep. Sci. 37, 2239 (2014).
- Wei Z. H. et al.: Electrophoresis 33, 3021 (2012).
- Moreno-Gonzalez D. et al.: J. Chromatogr. A 1360, 1 (2014).
- Zhao T. et al.: J. Sci. Food Agric. 84, 1974 (2014).
- Aydogan C. et al.: Food Chem. 187, 130 (2015).
- Wulff G., Vesper W.: J. Chromatogr. 167, 171 (1978).
- Sellergren B.: J. Chromatogr. A 906, 227 (2001).
- Kim H. et al.: Chem. Eng. Sci. 60, 5425 (2005).
- Gao B., Chen L., Li Y.: J. Chromatogr. A 1443, 10 (2016).
- Liu J. M. et al.: Polymers 9, 546 (2017).
- Rampey A. M. et al.: Anal. Chem. 76, 1123 (2004).
- Yang G. et al.: Chromatographia 58, 53 (2003).
- Umpleby R. J. et al.: Anal. Chem. 73, 4584 (2001).
- Turiel E. et al.: Analyst 128, 137 (2003).
- Sellergren B.: J. Chromatogr. A 96, 227 (2001).
- Yasuyama T. et al.: Chem. Pharm. Bull. 61, 546 (2013).
- Ou J. et al.: J. Chromatogr. A 1117, 163 (2006).
- Ansell R. J., Kuah K. L.: Analyst 130, 179 (2005).
- Kim H., Guiochon G.: Anal. Chem. 77, 93 (2005).
- Yu C., Mosbach K.: J. Org. Chem. 62, 4057 (1997).
- Huang X. et al.: J. Chromatogr. A 984, 273 (2003).
- Fu Q. et al.: J. Chromatogr. A 984, 273 (2003).
- Haginaka J., Kagawa C.: J. Chromatogr. B 804, 19 (2004).
- Haginaka J. et al.: Talanta 80, 1713 (2010).
- Yilmaz E. et al.: J. Mater. Chem. 12, 1577 (2002).
- Scorrano S. et al.: J. Mol. Sci. 12, 1753 (2011).
- Takeuchi T., Haginaka J.: J. Chromatogr. B 728, 1 (1999).
- Scatchard G. K.: Anal. Chem. 21, 242 (1949).
- Fournier B. et al.: J. Chromatogr. A 1009, 245 (2003).
- Ellwanger A. et al.: J. Chromatogr. A 897, 317 (2000).
- Ansell R. J.: Adv. Drug Deliv. Rev. 57, 1809 (2005).
- Yin J. et al.: J. Chromatogr. A 1090, 68 (2005).
- Gutierrez-Climente R. et al.: J. Mol. Recognit. 29, 106 (2016).
- Zhang Z. et al.: Sep. Purif. Technol. 87, 142 (2012).
- Amut E. et al.: J. Polym. Res. 17, 401 (2010).
- Li Z. Y. et al.: Chinese Chem. Lett. 18, 322 (2007).
- Bai L. H. et al.: Anal. Bioanal. Chem. 405, 8935 (2013).
- Qi J. et al.: Adv. Mater. Res. 535, 1525 (2012).
- Gutierrez-Climente R. et al.: J. Mol. Recognit. 29, 106 (2016).
- Zhang Z. et al.: Sep. Purif. Technol. 87, 142 (2012).
- Amut E. et al.: J. Polym. Res. 17, 401 (2010).
- Li Z. Y. et al.: Chinese Chem. Lett. 18, 322 (2007).
- Bai L. H. et al.: Anal. Bioanal. Chem. 405, 8935 (2013).
- Qi J. et al.: Adv. Mater. Res. 535, 1525 (2012).
- Ansell R. J. et al.: J. Chromatogr. A 1264, 117 (2012).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.