Применение жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в аналитической лаборатории

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обзор посвящен особенностям метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой (ЖХСНФ) и его возможностям в области выделения, концентрирования и разделения веществ (органических и неорганических) для решения аналитических задач. Показано, что метод ЖХСНФ может быть использован при анализе разнообразных объектов (сверхчистые вещества, геологические образцы, нефти, растительное сырье, фармпрепараты, почвы и др.). Отмечена уникальная особенность метода – возможность создания градиента концентрации реагента в неподвижной фазе в ходе хроматографического процесса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. А. Марютина

Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tatiana@maryutina.ru

доктор химических наук

Россия, 119991, Москва, ул. Косыгина, д. 19

Е. Ю. Савонина

Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН

Email: tatiana@maryutina.ru

кандидат химических наук

Россия, 119991, Москва, ул. Косыгина, д. 19

Список литературы

  1. Ito Y. Golden rules and pitfalls in selecting optimum conditions for high-speed counter-current chromatography. J. Chrom. A. 2005. 1065:145–168. doi: 10.1016/j.chroma.2004.12.044
  2. Vetter W., Muller M., Englert M., Hammann S. Countercurrent chromatography – when liquid-liquid extraction meets chromatography / Liquid-Phase Extraction. Edited by C. F. Poole Elsevier Inc. 2020. P. 290–325. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816911-7.00010-4
  3. Berthod A., Maryutina T., Spivakov B., Shpigun O., Sutherland I. Countercurrent chromatography in analytical chemistry (IUPAC technical report). Pure Appl. Chem. 2009. 81 (2): 355–387. doi: 10.1351/PAC-REP-08-06-05
  4. Terajima Y., Nagatomo R., Nunome M., Harada S., Inoue K. Sustainable chromatographic purification of milbemectin: Application of high-speed countercurrent chromatography coupled with off-line atmospheric pressure solid analysis probe-high resolution mass spectrometry. J. Chrom. A. 2023. 1694. 463901. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2023.463901.
  5. Liu C., Xi X., Liu Y., Lu Y., Che F., Gu Y., Yu Y., Li H., Liu J., Wei Y. Isolation of four major compounds of γ-Oryzanol from rice bran oil by ionic liquids modified high-speed countercurrent chromatography and antimicrobial activity and neuroprotective effect of cycloartenyl ferulate in vitro. Chromatographia. 2021. 84: 635–644. https://doi.org/10.1007/s10337-021-04044-9
  6. Yu J., Chang X., Peng H., Wang X., Wang J., Peng D., Gui Sh. A strategy based on isocratic and linear-gradient high-speed counter-current chromatography for the comprehensive separation of platycosides from Platycodi radix. Anal. Methods. 2021. 13: 477–483. doi: 10.1039/d0ay02029j
  7. Wu D-T., Pan Y.-J. Recent development in counter-current chromatography. Chinese Journal of Analytical Chemistry. 2016. 44 (2): 319–326. doi: 10.1016/S1872-2040(16)60908-8
  8. Yang Y., Khan B. M., Zhang X., Zhao Y., Cheong K.-L., Liu Y. Advances in separation and purification of bioactive polysaccharides through high-speed counter-current chromatography. JCS. 2020. 58 (10): 992–1000. doi: 10.1093/chromsci/bmaa063
  9. Марютина Т. А., Спиваков Б. Я. Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой. Основы метода и области применения в неорганическом анализе / 100 лет хроматографии Под ред. Б. А. Руденко. М.: Наука, 2003. C. 507–528.
  10. Марютина Т. А., Федотов П. С. Жидкостная хроматография со свободной неподвижной фазой в элементном анализе: от нефти до особо чистых веществ. Журн. аналит. химии. 2019. 74 (3): 201–210. doi: 10.1134/S0044450219030095
  11. Dembovski M., Rasmussen H. E., Rowley J. E., Droessler J. E. Separation of rare earth element radioisotopes by reverse-phase high-speed counter-current chromatography. SSRN. 2023. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4542970
  12. Литвина М. Н., Маликов Д. А., Марютина Т. А., Куляко Ю. М., Мясоедов Б. Ф. Разделение U и Pu методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в системе ТБФ-уайт-спирит – азотная кислота. Радиохимия. 2006. 48 (3): 256–259.
  13. Roehrer S., Bezold F., Garcia E. M., Minceva M. Deep eutectic solvents in countercurrent and centrifugal partition chromatography. J. Chrom. A. 2016. 1434: 102–110. doi: 10.1016/j.chroma.2016.01.024
  14. Plotka-Wasylka J., Rutkowska M., de la Guardia M. Are deep eutectic solvents useful in chromatography? A short review. J. Chrom. A. 2021. 1639: 461918. doi: 10.1016/j.chroma.2021.461918
  15. Sutherland I. A. Recent progress on the industrial scale-up of counter-current chromatography. J. Chrom. A. 2007. 1151: 6–13. doi: 10.1016/j.chroma.2007.01.143
  16. Yang Y., Yang J., Fang Ch., Gu D., Ma Y., Ito Y. A multilayer coil in type-I counter-current chromatography. J. Chrom. A. 2018. 1541: 47–51. doi: 10.1016/j.chroma.2018.02.022
  17. Shinomiya K., Tokura K., Kimura E., Takai M., Harikai N., Yoshida K., Yanagidaira K., Ito Y. Design of a coil satellite centrifuge and its performance on counter-current chromatographic separation of 4-methylumbelliferyl sugar derivatives with polar organic–aqueous two-phase solvent systems. J. Chrom. A. 2015. 1392: 48–55. doi: 10.1016/j.chroma.2015.03.011
  18. Ito Y., Menet J.-M. Coil planet centrifuges for high-speed countercurrent chromatography / Countercurrent chromatography. Edited by J.-M. Menet, D. Thiebaut. N.Y.: Marcel Dekker Inc. 1999. P. 87–120.
  19. Conway W. Countercurrent chromatography. Apparatus, theory and applications. 1990. N.Y.: VCH Publisher Inc. P. 357–441.
  20. Yu J., Sun X., Zhao L., Wang X., Wang X. An efficient method to obtain anti-inflammatory phenolic derivatives from Scindapsus officinalis (Roxb.) Schott. by a high speed counter-current chromatography coupled with a recycling mode. RSC Adv. 2020. 10 (19): 11132–11138. doi: 10/1039/c9ra09453a
  21. Ruttler F., Ormos R., Cannas J., Hammerschick T., Schlag S., Vetter W. Sample preparation of free sterols from vegetable oils by countercurrent chromatography in co-current mode. Anal. Bioanal. Chem. 2023. 415: 4731–4740. https://doi.org/10.1007/s00216-023-04766-9
  22. Gomes Lopes A., Borges R. M., Kuhn S., Garrett R., das Neves Costa F. Combining high-speed countercurrent chromatography three-phase solvent system with electrospray ionization-mass spectrometry and nuclear magnetic resonance to profile the unconventional food plant Syzygium malaccense. J. Chrom. A. 2022. 1677: 463211 https://doi.org/10.1016/j.chroma.2022.463211
  23. Марютина Т. А., Федотов П. С., Спиваков Б. Я. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Двухфазные жидкостные системы. Журн. аналит. химии. 1997. 52 (12): 1263–1270.
  24. Федотов П. С., Марютина Т. А., Гребнева О. Н., Кузьмин Н. М., Спиваков Б. Я. Использование метода жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой для концентрирования и разделения неорганических веществ. Групповое выделение Zr, Hf, Nb и Ta для их последующего атомно-эмиссионного (с индуктивно связанной плазмой) определения. Журн. аналит. химии. 1997. 52 (11): 1141–1146.
  25. Maryutina T. A., Fedotov P. S., Spivakov B. Ya. Application of countercurrent chromatography in inorganic analysis / Countercurrent chromatography. Edited by J.-M. Menet, D. Thiebaut. N.Y.: Marcel Dekker Inc. 1999. PP. 171–222.
  26. Spivakov B.Ya., Maryutina T. A., Fedotov P. S., Ignatova S. N. Different two-phase liquid systems for inorganic separations by countercurrent chromatography / Metal-ion separation and preconcentration. Edited by A. H. Bond, M. L. Dietz, R. D. Rogers. Washington: ACS. 1999. PP. 333–346.
  27. Марютина Т. А., Савонина Е. Ю., Катасонова О. Н. Комбинированный способ пробоподготовки для определения полного элементного состава нефтей. Журн. аналит. химии. 2016. 71 (11): С. 1126–1130. doi: 10.7868/S0044450216110128
  28. Савонина Е. Ю., Марютина Т. А., Катасонова О. Н. Определение микроэлементов в нефти с использованием комбинированного способа пробоподготовки. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. 82 (10): 17–21.
  29. Zolotov Yu.A., Spivakov B.Ya., Maryutina T. A., Bashlov V. L., Pavlenko I. V. Partition countercurrent chromatography in inorganic analysis. Fresenius J. Anal. Chem. 1989. 335 (8): 938–944.
  30. Марютина Т. А., Литвина М. Н., Маликов Д. А., Спиваков Б. Я., Мясоедов Б. Ф., Лекомт М., Хилл К., Мадик Ш. Многоступенчатое экстракционное разделение Am(III) и Cm(III) в планетарных центрифугах. Радиохимия. 2004. 46 (6): 549–554.
  31. Myasoedov B. F., Kulyako Y. M., Trofimov T. I., Samsonov M. D., Malikov D. A., Maryutina T. A., Spivakov B. Y. Recovery of U and Pu from simulated spent nuclear fuel by adducts of organic reagents with HNO3 followed by their separation from fission products by countercurrent chromatography. Radiochim. Acta. 2009. 97 (9): 473–477. https://doi.org/10.1524/ract.2009.1649
  32. Hoshi H., Tsuyoshi A., Akiba K. High-speed countercurrent chromatography for separation of americium from lanthanides. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2001. 249 (3): 547–550.
  33. Марютина Т. А. Применение градиента концентрации реагента в неподвижной фазе для разделения палладия и родия методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой. Журн. аналит. химии. 2009. 64 (3): 309–312.
  34. Рудик И. С., Катасонова О. Н., Марютина Т. А., Спиваков Б. Я. Сравнительный анализ разделения платины(IV) и палладия(II) при различных вариантах градиентного элюирования. Аналитика. 2020. 10 (3): 196–203.
  35. Mokhodoeva O., Rudik I., Shkinev V., Maryutina T. Countercurrent chromatography approach to palladium and platinum separation using aqueous biphasic system. J. Сhrom. A. 2021. 1657: 462581. doi: 10.1016/j.chroma.2021.462581
  36. Maryutina T., Spivakov B., Tschöpel P. Application of countercurrent chromatography to the purification of chemical reagents. Fresenius J. Anal. Chem. 1996. 356 (7): 430–434.
  37. Ignatova S. N., Maryutina T. A., Spivakov B.Ya., Karandashev V. K. Group separation of trace rare-earth elements by countercurrent chromatography for their determination in high-purity calcium chloride. Fresenius J. Anal. Chem. 2001. 370: 1109–1113.
  38. Федюнина Н. Н., Федотов П. С., Философов Д. В., Якушев Е. А. Определение ультранизких содержаний урана и тория в античном свинце методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой после их выделения методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. 84 (4): 12–15. doi: 10.26896/1028-6861-2018-84-4-12-15
  39. Шатрова Ю. Н., Дженлода Р. Х., Федюнина Н. Н., Карандашев В. К., Федотов П. С. Сравнительное изучение схем фракционирования форм редкоземельных элементов в почвах в режиме динамического экстрагирования. Журн. аналит. химии. 2021. 76 (10): 906–915. doi: 10.31857/S0044450221100108
  40. Fedotov P. S., Savonina E.Yu., Wennrich R., Ladonin D. V. Studies on trace and major elements association in soils using continuous-flow leaching in rotating coiled columns. Geoderma. 2007. 142: 58–68. doi: 10.1016/j.geoderma.2007.07.014
  41. Федотов П. С. Вращающиеся спиральные колонки в вещественном анализе природных образцов: динамическое фракционирование форм элементов в почвах, илах и донных отложениях. Журн. аналит. химии. 2012. 67 (5): 453–468.
  42. Fedotov P. S., Ermolin M. S., Ivaneev A. I., Fedyunina N. N., Karandashev V. K., Tatsy Yu. G. Continuous-flow leaching in a rotating coiled column for studies on the mobility of toxic elements in dust samples collected near a metallurgic plant. Chemosphere. 2016. 146: 371–378. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.11.124
  43. Fedotov P. S., Bauer C., Popp P., Wennrich R. Dynamic extraction in rotating coiled columns, a new approach to direct recovery of polycyclic aromatic hydrocarbons from soils. J. Chrom. A. 2004. 1023 (2): 305–309. doi: 10.1016/j.chroma.2003.10.022
  44. Ермолин М. С., Федотов П. С., Карандашев В. К., Шкинев В. М. Методология выделения и элементного анализа наночастиц вулканического пепла. Журн. аналит. химии. 2017. 72 (5): 462–471. doi: 10.7868/S0044450217050061
  45. Ermolin M. S., Fedotov P. S., Levashov E. A., Savonina E.Yu., Ivaneev A. I. Field-flow fractionation of metallic microparticles in a rotating coiled column. Mend. Comm. 2016. 26 (4): 358–359. doi: 10/1016/j.mencom.2016.07.031
  46. Fedotov P. S., Ermolin M. S., Katasonova O. N. Field-flow fractionation of nano- and microparticles in rotated coiled columns. J. Chrom. A. 2015. 1381: 202–209. doi: 10.1016/j.chroma.2014.12.079
  47. Shen Ch.-W., Yu T. Size-fractionation of silver nanoparticles using ion-pair extraction in a counter-current chromatograph. J. Chrom. A. 2009. 1216 (32): 5962–5967. doi: 10.1016/j.chroma.2009.06.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Области применения метода ЖХСНФ

Скачать (248KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Разделение Pd и Rh в модельном солянокислом растворе [33]. а – изократическое элюирование в системе 0,07 М МТАА в толуоле – 6 М HCl; б – создание градиента реагента (МТАА) в неподвижной фазе. Система 0,07 М МТАА в толуоле – 6 М HCl – толуол – 1 М HCl. Условия эксперимента: скорость вращения колонки 600 об. / мин, скорость прокачивания подвижной фазы 0,5 мл / мин

Скачать (313KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Разделение Pd(II) и Pt(IV) в модельном хлоридном растворе в системе МТАА в толуоле – HCl [34]. а – градиент концентрации реагента (NH2CSNH2) в подвижной фазе: 1 – 25 мл 0.01 М NH2CSNH2 в 0,5 M HCl, 2 – 25 мл 1 M NH2CSNH2 в 0,5 MHCl); б – градиент концентрации реагента (МТАА) в неподвижной фазе. Состав подвижной фазы: 1 – 20 мл 1 M HCl + 30 г/л Cl–, 2 – 25 мл 1 M NH2CSNH2 в 0,5 M HCl

Скачать (312KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Разделение Pt(IV) и Pd(II) и отделение их от Cu(II) и Ni(II) методом ЖХСНФ [35]. Состав водной двухфазной системы – ПЭГ-1500 – (NH4)2SO4–0,1 М HCl – NaCl. 1 – модельный раствор металлов в (0,1 М HCl + 50 г/л NaCl), 2 – 20% масс (NH4)2SO4 в (0,1 M HCl + 50 г/л NaCl); 3 – 28% масс (NH4)2SO4, рН = 5; 4 – 20% масс (NH4)2SO4, рН = 9

Скачать (184KB)
Метаданные

© Марютина Т.А., Савонина Е.Ю., 2023