ФОРМИРОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ИОНИТОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ И АМИНОКИСЛОТ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОХРОМАТОГРАФИИ
Аннотация
Наночастицы активно используются в капиллярном электрофорезе в качестве стационарных фаз, адсорбированных на поверхности кварцевого капилляра, в целях улучшения электрофоретического разделения аналитов в режиме капиллярной электрохроматографии. Формирование покрытий за счет физической адсорбции полимерных наночастиц – наиболее быстрый и простой в исполнении метод. Однако полученные покрытия зачастую характеризуются низкой стабильностью. В работе предложен подход к формированию плотного и стабильного покрытия стенок кварцевого капилляра с внешним отрицательно-заряженным слоем нанокатионита, заключающийся в последовательном нанесении за счет физической адсорбции противоположно-заряженных слоев нанормазмерных ионообменников. Сформировано двухслойное покрытие «наноанионит-нанокатионит», отличающееся высокой стабильностью в диапазоне рН от 2 до 10, и позволяющее проводить до 120 циклов анализа без обновления покрытия. Полученные снимки внутренней поверхности капилляров на сканирующем электронном микроскопе позволили провести сравнение плотности и равномерности одно- и двухслойных покрытий на основе наноионитов. Аналитические возможности двухслойного покрытия продемонстрированы при анализе смесей биогенных аминов и аминокислот в режиме капиллярной электрохроматографии. Достигнуты высокие значения эффективности (N = 450-720 тыс т.т./м и N = 400-520 тыс т.т./м для катехоламинов и аминокислот, соответственно). Высокая концентрация отрицательно заряженных ионогенных групп на поверхности капилляра способствует увеличению степеней концентрирования, достигаемых в результате электростэкинга, поскольку к общему механизму концентрирования добавляется взаимодействие аналита с функциональными центрами поверхности капилляра. Это позволило снизить пределы обнаружения аналитов в 2-4 раза по сравнению с однослойным НИК-покрытием (3-4 нг/мл в случае катехоламинов и 40-100 нг/мл для аминокислот).
Ключевые слова: наноанионит, нанокатионит, двухслойные покрытия, капиллярная электрохроматография, биогенные амины, аминокислоты, концентрирование
Полный текст:
PDF (Russian)Литература
REFERENCES
Hu W., Hong T., Ga X., Ji Y. Applications of nanoparticle-modified stationary phases in capillary electrochromatography. Trends Anal. Chem., 2014, vol. 61, pp. 29-39. DOI: 10.1016/j.trac.2014.05.011.
Zhang Z., Yan B., Liao Y., Liu H. Nanoparticle: Is it promising in capillary electrophoresis?, Anal. Bioanal. Chem. 2008, vol. 391, pp. 925-927. DOI: 10.1007/s00216-008-1930-2.
Nilsson C., Birnbaumb S., Nilsson S. Use of nanoparticles in capillary and microchip electrochromatography, J. Chrom. A. 2007, vol. 1168, pp. 212-224. DOI: 10.1016/j.chroma.2007.07.018.
Kartsova L.A., Makeeva D.V., Davankov V.A. Nano-sized polymer and polymer-coated particles in electrokinetic separations, Trends Anal. Chem. 2019, vol. 120, 115656. DOI: 10.1016/j.trac.2019.115656.
Dolgonosov A., Khamizov R., Kolotilina N., Shayhina S., Yevstigneyeva P. Preparation, properties and application of the colloid solutions of nano-sized ion-exchangers. Sorption and chromatography processes, 2016, vol. 16, no.4, pp.400-414.
Makeeva D.V., Kartsova L.A., Polikarpova D.A. Nano-sized ion exchangers – stationary phases in capillary electrochromatography. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2018, vol. 22, no. 3, pp. 273-283. DOI: 10.15826/analitika.2018.22.3.006 (In Russian).
Polikarpova D., Makeeva D., Kolotilina N., Dolgonosov A., Peshkova M., Kartsova L., Nano‐sized cation exchanger for the electrophoretic separation and preconcentration of catecholamines and amino acids, Electrophoresis, 2020, vol. 41, pp. 1031-1038. DOI: 10.1002/elps.201900416.
Leclercq L., Morvan M., Koch J., Neusub C., Cottet H., Modulation of the electroosmotic mobility using polyelectrolyte multilayer coatings for protein analysis by capillary electrophoresis. Analyt. Chim. Acta, 2019, vol. 1057, pp. 152-161. DOI: 10.1016/j.aca.2019.01.008.
Vitali L., Gonçalves S., Rodrigues V., Fávere V.T., Micke G.A., Development of a fast method for simultaneous determination of hippuric acid, mandelic acid, and creatinine in urine by capillary zone electrophoresis using polymer multilayer-coated capillary. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016, vol. 409 (7), pp. 1943–1950. DOI: 10.1007/s00216-016-0142-4.
Fang L., Wang P., Wen X., Guo X., Luo L., Yu J., Guo X. Layer-by-layer self-assembly of gold nanoparticles/thiols β-cyclodextrin coating as the stationary phase for enhanced chiral differentiation in open tubular capillary electrochromatography. Talanta, 2017, vol. 167, pp.158–165. DOI: 10.1016/j.talanta.2017.01.082.
Kravchenko A., Kolobova E., Kartsova L., Multifunction covalent coatings for separation of amino acids, biogenic amines, steroid hormones, and ketoprofen enantiomers by capillary electrophoresis and capillary electrochromatography. Sep Sci plus, 2020, vol. 3(4), pp.1–10. DOI: 10.1002/sscp.201900098
Huang Y., Chiang C., Lin Y., Liu K., Hu C., Bair M., Chang H., Capillary electrophoretic separation of biologically active amines and acids using nanoparticle-coated capillaries. Electrophoresis, 2008, vol. 29, pp. 1942-1951. DOI: 10.1002/elps.200700534.
Zhang S., Macka M., Haddad P., Preparation and characterization of duallayer latex-coated columns for open-tubular capillary electrochromatographic preconcentration of cations combined in-line with their separation by capillary electrophoresis, Electrophoresis, 2006, vol. 27, pp. 1069-1077. DOI: 10.1002/elps.200500674.
Hutchinson J.P., Hilder E.F., Macka M., Avdalovic N., Haddad P.R. Preparation and characterization of anion-exchange latex-coated silica monoliths for capillary electrochromatography. J. Chromatogr. A, 2006, vol. 1109, pp. 10-18. DOI:10.1021/ac9806456.
DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2021.25.3.004
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.