Лаборатория хроматографии

Группа хиральных разделений и исследования полярных модифицированных силикагелей


Слева направо: асп. Просунцева Д., к.х.н. Ананьева И.А., доц., к.х.н. Шаповалова Е.Н.)

Основные направления исследований
Синтез и изучение свойств новых хиральных неподвижных фаз и полислойных сорбентов на основе силикагеля для разделения полярных соединений методом ВЭЖХ. Разделение оптических изомеров методами ВЭЖХ и капиллярного электрофореза.
Разработка методологии дизайна эффективных хроматографических сорбентов - формирования микроструктур на основе полимерных матриц, содержащих наночастицы металлов, стабилизированные органическими лигандами; установление взаимосвязи между условиями синтеза, морфологией и хроматографическими свойствами для получения сорбционных материалов с заданными свойствами для гидрофильной хроматографии, в том числе хиральных.

Объекты исследования
Хиральные селекторы: производные полисахаридов (фенилкарбамат целлюлозы, сульфат декстрана, N-(3-сульфо-3-карбокси)пропионилхитозан) и циклодекстринов (гептакис(6-амино-6-дезокси)-β-циклодекстрин, 2-гидроксипропил-β-циклодекстрин), макроциклические антибиотики (ванкомицин, эремомицин, эритромицин, кларитромицин и азитромицин), бычий сывороточный альбумин, N-(O)-пропил-N-(S)-(1-фенилэтил)-тиооксамид и N-(3,5-динитрофенил) фенилаланинол, аминокислоты и их производные.
Компоненты полислойных покрытий: поликатионы (6,6 и 6,10- ионены), полианионы (лигносуфонат натрия, сульфат декстрана, N-(3-сульфо-3-карбокси)пропионилхитозан), а также наночастицы золота, стабилизированные цитрат-ионами.
Определяемые вещества: энантиомеры аминокислот, профенов, β-блокаторов и др. фармацевтических субстанций, триазольных пестицидов; арилпропановые и фенолкарбоновые кислоты, фенолы, витамины.

Методы исследования
Основные методы исследования – высокоэффективная жидкостная хроматография и капиллярный электрофорез.

Достигнутые результаты
На кафедре аналитической химии МГУ исследования в области разделения оптических изомеров начаты в 1999 г. с использованием в качестве хирального селектора производных целлюлозы, принадлежащих к числу наиболее известных и универсальных селекторов. Удалось с хорошим разрешением разделить энантиомеры ряда триазольных пестицидов и дициклопентадиеновых комплексов металлов при использовании в качестве хирального селектора 3,5-диметилфенилкарбамата целлюлозы.
В сотрудничестве с В.А. Даванковым (ИНЭОС РАН), В.П. Варламовым и С.А. Лопатиным (Центр «Биоинжененрия» РАН) синтезирована и исследована новая хиральная неподвижная фаза (ХНФ), где в качестве хирального селектора использован гептакис(6-амино-6-дезокси)-β-циклодекстрин (β-ГАДЦД). Силикагель, модифицированный β-ГАДЦД, оказался эффективным сорбентом для разделения КБЗ-, бензоил-, дансил-, ДНФ-, ДНП-, ОФА-, БОК-, ФМОК-, фталил- производных аминокислот. Следует отметить, что на β-ГАДЦД по сравнению с β-ЦД спектр разделяемых производных аминокислот значительно расширяется. Данный селектор обладает высокой энатиоселективностью при его добавлении в фоновый электролит в методе капиллярного электрофореза при разделении энантиомеров карбоксибензильных, N-трет-бутоксикарбонильных и бензоильных производных аминокислот и, особенно успешно, позволяет разделять профены.
Синтезирован новый анионный хиральный селектор N-(3-сульфо-3-карбокси)пропионилхитозан, в котором по аминогруппе хитозана введен дополнительный хиральный центр, сульфогруппа и карбоксильная группа. Получено частичное разделение флуоксетина, гидроксизина, хлорциклизина, эпинефрина, тербуталина методом ВЭЖХ и разделение этих соединений с высоким разрешением методом капиллярного электрофореза.
Разработаны методики синтеза новых хиральных неподвижных фаз для ВЭЖХ на основе низкомолекулярных селекторов ─ N-(O)-пропил-N-(S)-(1-фенилэтил)-тиооксамида и N-(3,5-динитрофенил) фенилаланинола. Получено разделение энантиомеров 1,1’-бинафтил-2,2’-диола, основания «Трёгера», трифтороантранилэтанола, N-(фенилэтил)-бензилацетамида, N-[1-(1-нафтил)этил]бензилацетамида и N-[1-(4-хлорфенил)этил]бензилацетамида. Показано, что определяющими факторами в энантиораспознавании являются образование водородных связей и π-π-взаимодействия между энантиомерами и селектором. Нами активно исследуется разделение энантиомеров широкого круга соединений (профенов, β-блокаторов и др.) методом КЭ в присутствии новых хиральных селекторов: эремомицина с водными, а азитромицина, кларитримицина и эритримицина с неводными фоновыми электролитами. Исследовано влияние широкого круга факторов на энантиоселективность, выявлены закономерности разделения оптических изомеров. Особую роль в неводном капиллярном электрофорезе играет борная кислота. Доказано, что она образует комплекс с антибиотиком, который принимает участие в энантиоразделении.
Синтезированы и исследованы силигагели, модифицированные наночастицами золота, стабилизированными цитрат-ионами, цистеином, хитозаном, производными β-циклодекстрина и макроциклическими антибиотиками, которые позволяют разделять разнообразные полярные соединения (нитроанилины, пиридины, замещенные гидразины, витамины, производные аминокислот, профены, β-блокаторы, в том числе и оптические изомеры производных аминокислот и β-блокаторов. Лучшая селективность разделения полярных органических веществ достигнута в условиях нормально-фазовом и полярно-органическом режимах ВЭЖХ. При работе с водно-органическими подвижными фазами удерживание сорбатов невелико, что затрудняет разделение сложных смесей. Описаны закономерности удерживания веществ на этих сорбентах. Синтезируются и исследуются новые сорбенты на основе полимерной матрицы, модифицированной наночастицами золота, модифицированными различными органическими лигандами.
Для контроля фармакокинетики лекарственных средств, которые являются рацемическими смесями, необходимо определять содержание индивидуальных оптических изомеров в биологических жидкостях, для чего необходима достаточно сложная пробоподготовка, чтобы устранить влияние матрицы (белков). Актуальным является разработка новых хроматографических материалов, которые не удерживали белки и устраняли их влияние на разделение оптических изомеров. Для получения таких сорбентов можно использовать покрытие уже изученных хиральных фаз с макроциклическими антибиотиками слоем альбумина. Исследуются силикагели, последовательно модифицированные эремомицином (ванкомицином) и бычьим сывороточным альбумином в качестве смешанного хирального селектора в ВЭЖХ на примере разделения энантиомеров аминокислот, нестероидных противовоспалительных лекарственных средств и ß-блокаторов. Предложены методики определения оптической чистоты пеметрекседа и 2-этил-6-метил-3-оксипиридиния N-ацетил-L-глутамината на силикагеле, модифицированном эремомицином, с использованием колонки Nautilus-E.
Изучена иммобилизации полиэлектролитов на кварцевой поверхности с закрепленными наночастицами металлов, стабилизированных органическими лигандами, и разделения широкого круга биологически активных соединений с использованием как высокоэффективной жидкостной хроматографии, так и капиллярного электрофореза. Проведено комплексное исследование большого числа факторов, влияющих на формирование слоев (концентрации модификаторов и наночастиц золота, природы полиэлектролиров, ионной силы, величины рН, предварительной подготовки капилляра). Для получения покрытий использовали наночастицы золота стабилизированные анионами (цитрат- и цистеин-) и катионами (хитозан, аммониевые основания) и ряд анионных полиэлектролитов: лигносульфонат натрия (ЛСТ), декстран сульфат (ДС), N-(3-сульфо, 3-карбокси)-пропионилхитозан (СКПХ) и др. Качество таких материалов может быть улучшено при использовании многослойного покрытия. Получено эффективное разделение фенолкарбоновых кислот и ряда азотсодержащих соединений, в том числе β-блокаторов в ВЭЖХ и капиллярном электрофорезе.