Новые подходы к формированию покрытий на основе альбумина и наночастиц золота для хирального разделения методом капиллярного электрофореза
Аннотация
Объединение свойств наночастиц золота и бычьего сывороточного альбумина перспективно при создании хиральных стационарных фаз для обеспечения высокой энантиоселективности за счет развитой поверхности покрытий и увеличения концентрации хирального селектора на стенках капилляра. В работе предложены и сопоставлены два подхода к формированию физически адсорбированных полислойных покрытий на основе цитрат-стабилизированных наночастиц золота (цНЧЗ) и бычьего сывороточного альбумина (БСА) для осуществления хирального разделения в условиях капиллярного электрофореза. Первый подход заключался в прививке цНЧЗ, предварительно модифицированных БСА, к поверхности капилляра, покрытого поли(диаллилдиметиламмоний хлоридом) (ПДАДМАХ). Полимер ПДАДМАХ выполнял роль связующего слоя, способствующего сорбции наночастиц на поверхности капилляра. Показано, что низкий дзета-потенциал цНЧЗ-БСА снижает эффективную сорбцию наночастиц на поверхности капилляра и не позволяет создавать плотные покрытия с высоким содержанием хирального селектора. Второй подход включал послойное последовательное нанесение ПДАДМАХ и цНЧЗ на предварительном этапе, в результате чего формировался плотный слой наночастиц на поверхности капилляра. Основной этап состоял в функционализации цНЧЗ альбумином, проводимой непосредственно внутри капилляра. Показано, что послойное нанесение модификаторов обеспечивает формирование плотного слоя наночастиц на поверхности капилляра, что подтверждено снимками сканирующей электронной микроскопии. Покрытие оказалось стабильным во всем диапазоне исследуемых значений рН (2-10). Использование такого покрытия позволяет существенно сократить концентрацию вводимого БСА (до 5 мкМ) в фоновый электролит для разделения энантиомеров триптофана, что подтверждает перспективность сочетания наночастиц золота и хиральных модификаторов в капиллярном электрофорезе для увеличения удельной поверхности внутренних стенок капилляра.
Ключевые слова: наночастицы золота, бычий сывороточный альбумин, поли(диаллилдиметиламмоний хлорид), хиральное разделение, капиллярный электрофорез, полислойные покрытия.
Полный текст:
PDFЛитература
REFERENCES
Teng Y., Gu C., Chen Z., Jiang H., Xiong Y., Liu D., Xiao D. Advances and applications of chiral resolution in pharmaceutical field. Chirality, 2022, vol. 34, pp. 1094-1119. doi: 10.1002/chir.23453.
Kartsova L.A., Makeeva D.V., Bessonova E.A. Current status of capillary electrophoresis. J. Anal. Chem., 2020, vol. 75, pp.1497–1513. doi: 10.1134/S1061934820120084.
Saz J.M., Marina M.L. Recent advances on the use of cyclodextrins in the chiral analysis of drugs by capillary electrophoresis. J. Chrom A, 2016, vol. 1467, pp. 79-94. doi: 10.1016/j.chroma.2016.08.029.
Rizvi S.A., Shamsi S.A. Synthesis, characterization, and application of chiral ionic liquids and their polymers in micellar electrokinetic chromatography. Anal. Chem., 2006, vol. 78, pp. 7061-7069. doi: 10.1021/ac060878u.
Gübitz G., Schmid M.G. Chiral separation by capillary electromigration techniques. J. Chromatogr. A, 2008, vol. 1204, pp. 140-156. doi: 10.1016/j.chroma.2008.07.071.
Kolobova E.A., Kartsova L.A., Alopina E.V., Smirnova N.A. [Separation of amino acids and β-blockers enantiomers by capillary electrophoresis with 1-butyl-3-methylimidazolium L-prolinate [C4MIm][L-Pro] as a chiral selector]. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2018, vol. 22, no. 1, pp. 51-60 (in Russian). doi: 10.15826/analitika.2018.22.1.
Millot M.C. Separation of drug enantiomers by liquid chromatography and capillary electrophoresis, using immobilized proteins as chiral selectors. J. Chrom. B, 2003, vol. 797, pp.131-159. doi: 10.1016/j.jchromb.2003.08.035.
Kuntip N., Japrung D., Pongprayoon P. How human serum albumin-selective DNA aptamer binds to bovine and canine serum albumins. Biopolymers, 2021, vol. 112, article 23421. doi: 10.1002/bip.23421.
Ye N., Gu X., Luo G. Chiral separation of ephedrine isomers by capillary electrophoresis using bovine serum albumin as a buffer additive. J. Chrom. Sci., 2007, vol. 5, pp. 246-250. doi: 10.1093/chromsci/45.5.246.
Yang Y., Hage D.S. Chiral separations in capillary electrophoresis using human serum albumin as a buffer additive. Anal. Chem., 1994, vol. 66, pp. 2719-2725. doi: 10.1093/chromsci/45.5.246.
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, article 115656. doi: 10.1016/j.trac.2019.115656.
J. You, L. Zhao, G. Wang, H. Zhou, J. Zhou, L. Zhang, Quaternized cellulose supported gold nanoparticles as capillary coatings to enhance protein separation by capillary electrophoresis. J. Chromatogr. A., 2014, vol. 1343, pp.160-166. doi: 10.1016/j.chroma.2014.03.079.
Khodashenas B., Ardjmand M., Baei M.S., Rad A.S., Khiyavi A.A. Bovine serum albumin/gold nanoparticles as a drug delivery system for Curcumin: experimental and computational studies. J. Biomol. Struct. Dyn., 2020, vol.38, pp. 4644-4654. doi: 10.1080/07391102.2019.1683073.
Iosin M., Canpean V., Astilean S. Spectroscopic studies on pH- and thermally induced conformational changes of Bovine Serum Albumin adsorbed onto gold nanoparticles. J. Photochem. Photobiol. A., 2011, vol. 217, pp. 395-401. doi: 10.1016/j.jphotochem.2010.11.012.
Zhang A., Ye F., Lu J., Zhao S. Screening a-glucosidase inhibitor from natural products by capillary electrophoresis with immobilised enzyme onto polymer monolith modified by gold nanoparticles. Food Chem., 2013, vol. 141, pp. 1854–1859. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.04.100.
Bai Q., Zhang C., Zhao Y., Wang C., Maihemuti M., Sun C., Qi Y., Peng J., Guo X., Zhang Z., Fang L. Evaluation of chiral separation based on bovine serum albumin-conjugated carbon nanotubes as stationary phase in capillary electrochromatography. Electrophoresis., 2020, vol. 41, pp. 1-19.doi: 10.1002/elps.202000003.
Liu Q., Lin F., Hartwick R.A. Poly (diallyldimethylammonium chloride) as a coating for capillary electrophoresis. J. Chrom., Sci. 1997, vol. 36, pp. 126-130. doi: 10.1093/chromsci/35.3.126.
Grabar K.C., Freeman R.G., Hommer M.B., Natan M.J. Preparation and characterization of Au Colloid Monolayers, Anal. Chem., 1995, vol. 67, pp. 735-743. doi: 10.1021/ac00100a008.
Ye M., Zou H., Liu Z., Wu R., Lei Z., Jianyi-Ni. Study of competitive binding of enantiomers to protein by affinity capillary electrochromatography. J. Pharm. Biomed. Anal., 2002, vol. 15, pp. 651-60. doi: 10.1016/S0731-7085(01)00608-2.
Ye N., Gu X., Luo G. Chiral separation of ephedrine isomers by capillary electrophoresis using bovine serum albumin as a buffer additive. J. Chrom. Sci., 2007, vol. 5, pp. 246-250. doi: 10.1093/chromsci/45.5.246.
DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2023.27.1.002
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.