ХРОМАТОФОКУСИРОВАНИЕ

(д.х.н. Нестеренко П.Н., к.х.н. Иванов А.В., к.х.н. Тессман А.Б., асп. Вакштейн М.С., асп. Чирков В.В., дипл. Хасанова Е.М., студенты Смирнова Н.Ю., Чернышев И.А.)

Хроматофокусирование - метод ионообменной хроматографии, использующий в качестве инструмента разделения градиент рН, формируемый в слое сорбента внутри колонки. Метод успешно применяют для разделения цвиттер-ионных биологических макромолекул [1-3].

Формирование внутреннего градиента рН в хроматофокусировании заключается в предварительном уравновешивании анионообменной хроматографической колонки стартовым раствором (СР) с высоким значением рН, содержащим слабое основание, и в последующем пропускании элюента с более низким рН, составленного из слабых органических кислот или амфолитов.

Предложен вариант хроматофокусирования переходных металлов, сочетающий принципы комплексообразовательной хроматографии с формированием нисходящего градиента рН внутри колонки, заполненной сорбентом с привитыми олигоэтиленаминами. В основе этого варианта лежит образование аминных комплексов ионов металлов (например, Cu2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Fe3+, Cr3+, Mn2+, UO22+, Pb2+) при начальном значении рН 7,0 - 7,5 и их последующая диссоциация при линейном снижении рН до 3. Возможности метода продемонстрированы на примере концентрирования и разделения 4 - 5 ионов металлов из изученного ряда в вариантах хроматографии низкого давления и ВЭЖХ [4, 5].

На данный момент ведутся работы на карбоксильных катионообменных сорбентах. Это связано с тем,что комплексообразование ионов металлов с олигоэтиленаминами является многоступенчатым процессом с медленной кинетикой. В случае с карбоксильными сорбентами, вероятно, удастся расширить круг ионов металлов, разделяемых в условиях формирования нисходящего градиента рН, включив в него щелочноземельные металлы. Отметим, что нисходящие градиенты рН внутри катионообменных колонок в хроматофокусировании ранее не получали.

1. Sluyterman L.A. AE., Elgersma O. // J.Chromatogr. 1978. V.150. P.17.
2. Хроматофокусирование Полибуфером на ПБИ (russian translation). Stockholm-Uppsala, 1981.
3. Sluyterman L.A.AE., Kooistra C. // J.Chromatogr. 1989. V.470. P.317.
4. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. // Mendeleev Commun. 1994. №5. P.174.
5. Иванов А.В. Хроматофокусирование переходных металлов. Дисс… канд. хим. наук. М.: МГУ, 1997.

Основные этапы развития направления в рамках научной группы

Основные публикации

Обзоры

1. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Формирование и применение градиентов рН в жидкостной хроматографии. // Журн. аналит. химии. 1999. Т.54. N 6. С.566- 584.

Статьи

1. Нестеренко П.Н., Иванов А.В. Комплексообразующие свойства полибуфер- ионообменника ПБИ-94 и их использование для разделения переходных металлов. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 1992. Т.33. N 6. С.574-578.
2. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Detection of Transition Metals during their Separation in Isoconductive pH-Gradient. // J.Chromatogr. 1994. V.671. N 1-2. P.95-99.
3. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Applicability of Chromatofocusing to the Concentration and Separation of Transition Metals with Tetraethylenepentamine Bonded Silica. // Mendeleev Communication. 1994. N 5. P.174-176.
4. Нестеренко П.Н., Иванов А.В., Галева Н.А., Сеневиратне Дж.Б.Ч. Комплексообразующие и ионообменные свойства силикагелей с привитыми олигоэтиленаминами. // Журн. аналит. химии. 1997. Т.52. N 8. С.814-820.
5. Гармаш А.В., Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Физико-химическая и математическая модели формирования внутреннего линейного градиента рН в хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 1997. Т.71. N 9. С.1683-1689.
6. Гармаш А.В., Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Расчет внутренних градиентов рН при хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 1997. Т.71. N 10. С.1872-1876.
7. Гармаш А.В., Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н. // Расчет влияния инертных компонентов элюента на градиент рН при хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 1997. Т.71. N 11. С.2054-2059.
8. Тессман А.Б., Иванов А.В., Курочкина Е.В., Гармаш А.В., Нестеренко П.Н. Моделирование внутренних градиентов рН в хроматофокусировании. // Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж: ВГУ, 1998. Т.23. С.347-358.
9. Иванов А.В., Курочкина Е.В., Нестеренко П.Н. Влияние ионной силы элюента на формирование внутреннего градиента рН в комплексообразовательной хроматографии металлов. // Журн. физич. химии. 1998. Т.72. N 6. С.1129-1132.
10. Garmash A.V., Tessman A.B., Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Modeling of of the Internal pH-Gradient in Chromatofocusing. // Fresenius' J. Anal. Chem. 1998. V.361. N 3. P.274-275.
11. Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Гармаш А.В. Образование аномальных участков внутреннего градиента рН в хроматофокусировании. // Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж: ВГУ, 1999. Т.24. С.20-22.
12. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Формирование индуцированных градиентов рН и их применение в хроматографии для разделения переходных металлов. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 1999. Т.40. N 3. С.155-160.
13. Иванов А.В., Тессман А.Б. Непрерывный контроль рН эффлюента в хроматографии с градиентом рН. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 1999. Т.40. N 4. С.241-245.
14. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Формирование индуцированных внутренних градиентов рН и разделение переходных металлов при использовании многокомпонентных подвижных фаз. // Известия ВУЗов. Сер. Химия и химтехнология. 1999. Т.42. N 2. С.122-128.
15. Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Гармаш А.В. Применение слабых органических протолитов для формирования градиентов рН в хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 1999. Т.73. N 8. С.1476-1479.
16. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н., Рунов В.К. "Аномальные" участки на профиле внутреннего градиента рН в хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 2000. Т.74. N 6. С.1103-1106.
17. Иванов А.В., Тессман А.Б., Вакштейн М.С. Влияние состава подвижных фаз на профиль начального участка градиента рН в хроматофокусировании. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 2000. Т.41. N 4. С.251-255.
18. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н. Применение кремнезема с привитыми группами оксипролина для одновременного ионохроматографического определения Na+, Cl- и анионов дикарбоновых кислот. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия. 2000. Т.41. N 4. С.255-258.
19. Тессман А.Б., Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Влияние ионной силы и присутствия слабого основания на профиль градиента рН в хроматофокусировании. // Журн. физич. химии. 2001. Т.75. №2. С. 342-347.
20. Тессман А.Б., Иванов А.В. Программа "Acid-Base Calculator" для расчета рН и ионной силы в водных растворах. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2, Химия. 2001. Т.42. №1. С.19-22.
21. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н. Ионохроматографическое определение коэффициентов катионного обмена K(H+,Na+) на сорбированных дикарбоновых кислотах для расчетов градиентов рН в хроматофокусировании. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2, Химия. 2001. Т.42. №1. С.22-26.
22. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н., Вакштейн М.С., Матвеев А.В. Ионная сила стартового раствора как эффективное средство оптимизации в хроматофокусировании. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2001. Т.42. №2. С.109-111.
23. Иванов А.В., Тессман А.Б., Матвеев А.В., Ремизова Е.В. Информационная база данных по внутренним градиентам рН в хроматофокусировании. // Журн. аналит. химии. 2001. Т.56. №2. С.164-169.
24. Тессман А.Б., Иванов А.В. Компьютерный расчет кислотно-основных равновесий в водных растворах с помощью программы "Acid-Base Calculator". // Журн. аналит. химии. 2002. Т.57. №1. С.6-11.
25. Иванов А.В., Хасанова Е.М., Макшина Е.В., Нестеренко П.Н., Матвеев А.В., Тессман А.Б. Ионохроматографическое определение коэффициентов анионного обмена K(Cl,A) на кремнеземах с привитыми олигоэтиленаминами. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т.43. №1. С.28-31.
26. Тессман А.Б., Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Сравнение протолитических свойств кремнеземов с привитыми аминогруппами для моделирования внутренних градиентов рН. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т.43. №1. С.13-16.
27. Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Формирование нисходящих градиентов рН в катионообменных карбоксильных колонках. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т.43. №3. С.180-182.
28. Иванов А.В. Индуцированные восходящие градиенты рН в жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т.43. №5. С.296-300.
29. Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Формирование нисходящего градиента рН внутри колонки с карбоксильным катионообменником. // Журн. физич. химии. 2003. Т.77. №1. С.137-139.
30. Иванов А.В., Тессман А.Б., Пирогов А.В. Формирование восходящих градиентов рН внутри тонких капилляров со свободной неподвижной фазой. // Журн. физич. химии. 2003. Т.77. №5. C.836-840.
31. Вакштейн М.С., Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Хасанова Е.М. Использование карбоновых кислот для формирования нисходящих градиентов рН внутри колонки, заполненной сверхсшитым полистиролом с карбоксильными группами. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2003. Т.44. №4. С.258-263.
32. Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н., Хасанова Е.М. Способ формирования внутренних градиентов рН в хроматографической колонке с карбоксильным катионообменником. // Журн. физич. химии. 2003. Т.77. №11. С.2046-2050.
33. Иванов А.В., Вакштейн М.С., Хасанова Е.М. Оптимизация профиля градиента рН внутри карбоксильных колонок за счет ионной силы подвижных фаз. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2003. Т.44. №5. С.318-323.

Тезисы

1. Нестеренко П.Н., Иванов А.В. Хроматофокусирование переходных металлов. / Тез докл. VI Всесоюз. конф. "Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии (Иониты-91)". Воронеж, ВГУ, октябрь 1991. С.339-340.
2. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Chromatofocusing: a New Approach to Preconcentration and Separation of Transition Metal Ions with a Single Column. / Proc. International Ion Chromatogr. Symposium (IICS-92). Austria, Linz. 21-24 September 1992. Sess.1, N 10.
3. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Possibility of Conductometric Detection of Chromatofocusing of Transition Metals. / Proc. International Ion Chromatogr. Symposium (IICS-93). USA, Baltimore. 12-15 September 1993. N 90.
4. Nesterenko P.N., Ivanov A.V. Strategies for the Formation of pH-Gradient in Chromatofocusing of Transition Metals. / Proc. International Ion Chromatogr. Symposium (IICS-94). Italy, Turin. 19-22 September 1994. N23.
5. Гармаш А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н., Иванов А.В. Математическое моделирование внутреннего градиента рН в хроматофокусировании. / Тез докл. VIII Всеросс. конф. "Физико-химические основы и практическое применение ионообменных процессов (Иониты-96)". Воронеж, ВГУ, 24-26 сентября 1996. С.8-9.
6. Garmash A.V., Tessman A.B., Nesternko P.N., Ivanov A.V. Modeling of Internal pH-Gradients in Chromatofocusing. / Proc. International Congress on Analytical Chemistry (ICAC-97). Russia, Moscow. 15-21 June 1997. V.1. E-19.
7. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Получение индуцированных градиентов рН в хроматографических колонках, заполненных сорбентами с привитыми олигоэтиленаминами. / Тез. докл. XVI Международного Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Санкт-Петербург, С-ПбГУ, РАН, 25-29 мая 1998. Т.3. С.109.
8. Курочкина Е.В., Иванов А.В. Анионообменные свойства сорбента на основе кремнезема с привитыми группами тетраэтиленпентаамина. / Тез. докл. XVI Международного Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Санкт-Петербург, С-ПбГУ, РАН, 25-29 мая 1998. Т.3. С.152.
9. Нестеренко П.Н., Иванов А.В. Хроматофокусирование переходных металлов. / Тез. докл. XVI Международного Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Санкт-Петербург, С-ПбГУ, РАН, 25-29 мая 1998. Т.3. С.193-194.
10. Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Тессман А.Б., Гармаш А.В. Формирование внутренних градиентов рН с использованием смеси слабых органических протолитов и аминокислот. / Тез. докл. Всеросс. симп. по теории и практике хроматографии и электрофореза. Москва, РАН,. 13-17 апреля 1998. С.48.
11. Гармаш А.В., Тессман О.Б., Нестеренко П.М., Iванов О.В. Математичне моделювання внутрiшнього градiенту рН у хроматофокусувннi. / Тез. докл. Всеукраiн. конф. з аналiтичноi хiмii. Украина, Ужгород, 15-17 сентября 1998. С.43.
12. Тессман А.Б., Иванов А.В. Исторические и методологические аспекты автоматизации расчета кислотно-основных равновесий. / Тез. докл. II Всеросс. конф. по истории и методологии аналитической химии (ИМАХ-2). Москва, ИОНХ РАН, 26-29 января 1999. С.99-102.
13. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н., Гармаш А.В. Определение коэффициентов катионного обмена на сорбированных дикарбоеновых кислотах, и их использование при расчетах градиентов рН. / Тез. докл. Всеросс. симп. по химии поверхности, адсорбции и хроматографии (SCAC-99). Москва, РАН, 12-16 апреля 1999. С.107.
14. Тессман А.Б., Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Гармаш А.В. Образование "аномальных" участков внутреннего градиента рН в хроматофокусировании. / Тез. докл. Всеросс. симп. по химии поверхности, адсорбции и хроматографии (SCAC-99). Москва, РАН, 12-16 апреля 1999. С.108.
15. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Применение кремнезема с привитыми олигоэтиленаминами для концентрирования и разделения переходных металлов. / Тез. докл. VII Всеросс. конф. "Органические реагенты в аналитической химии". Саратов, СарГУ, 20-25 сентября 1999. С.220.
16. Иванов А.В., Нестеренко П.Н., Тессман А.Б. Применение ионообменных свойств екремнезема с привитыми группами пролина и оксипролина в хроматографии. / Тез. докл. VII Всеросс. конф. "Огранические реагенты в аналитической химии". Саратов, СарГУ, 20-25 сентября 1999. С.222.
17. Иванов А.В., Тессман А.Б., Вакштейн М.С. Формирование линейных градиентов рН в хроматофокусировании при использовании элюентов простого состава. / Тез. докл. Всеросс. конф. "Химический анализ веществ и материалов". Москва, РАН, 16- 21 апреля 2000. С.119.
18. Иванов А.В., Тессман А.Б., Нестеренко П.Н. Хроматографическое определение коэффициентов обмена K(Cl, A) на кремнеземах с привитыми олигоэтиленаминами. / Тез. докл. Всеросс. конф. "Химический анализ веществ и материалов". Москва, РАН, 16-21 апреля 2000. С.291.
19. Tessman A.B., Ivanov A.V., Vakshtein M.S. Quasi-Linear pH Gradients for Chromatofocusing Using Simple Eluents: Computer Modeling and Experimental Verification. / Proc. International Ion Chromatogr. Symposium (IICS-2000). France, Nice, 11-14 September 2000. N 143.
20. Тессман А.Б., Иванов А.В. Коэффициенты анионного обмена K(Cl,A) на кремнеземах с привитыми олигоэтиленаминами для использования в моделировании внутренних градиентов рН. / Тез.докл. VI конф. "Аналитика Сибири и Дальнего Востока". Новосибирск, РАН. 22-24 ноября 2000 г. С.202.
21. Иванов А.В., Тессман А.Б., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Сравнение протолитических свойств кремнеземов с привитыми аминогруппами для моделирования в хроматофокусировании. / Тез. докл. VIII Всеросс. симпозиума по молекулярной жидкостной хроматографии и капиллярному электрофорезу. Москва, РАН, 15-19 октября 2001 г. С.66.
22. Иванов А.В., Нестеренко П.Н. Применение комплексообразующего ионообменника РВЕ-94 для концентрирования ионов переходных металлов. / Тез. докл. Международной научной конф. "Концентрирование в аналитической химии". Астрахань, АстрГУ, 26-29 ноября 2001. С.33.
23. Иванов А.В., Вакштейн М.С., Нестеренко П.Н. Формирование нисходящих градиентов рН в колонках, заполненных карбоксильными катионообменниками. / Тез. докл. Всеросс. симпозиума "Современные проблемы хроматографии", посвященного 100-летию К.В.Чмутова. Москва, РАН, 18-22 марта 2002. №40.
24. Shpigun O.A., Ivanov A.V. HPLC and counter-current chromatography possibilities comparison. / Abstr. of 2-nd International Conf. on counter-current chromatography. China, Beijing, 15-20 April 2002. P.17.
25. Vakstein M.S., Ivanov A.V., Nesterenko P.N., Tessman A.B. Linear pH gradient for chromatofocusing using single-component eluents within carboxylic column. / "100 Years of Chromatography". Abstr. of 3rd Int. Symposium on Separations in BioSciencies (SBS'03). Moscow, 13-18 May 2003. N 211. P.321.
26. Кубышев С.С., Иванов А.В. Способ формирования нисходящих градиентов рН в капиллярной хроматографии со свободной неподвижной фазой. / Тез. докл. IV Всеросс. конф. молодых ученых "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии". Саратов, СГУ, 23-25 июня 2003 г. С.27.
27. Вакштейн М.С., Иванов А.В., Хасанова Е.М., Чернышев И.А., Януль Н.Ю. Сорбция ионов переходных металлов на карбоксильном катионообменнике СМ-52. / Тез. докл. IV Всеросс. конф. молодых ученых "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии". Саратов, СГУ, 23-25 июня 2003 г. С.141. (доклад получил диплом III степени от Оргкомитета конференции).
28. Vakstein M.S., Ivanov A.V., Nesterenko P.N., Dubovik D.B. A single-component eluent for generation of pH gradients within column packed with hyper-crosslinked polystyrene having attached carboxylic groups. / Abstr. of 10-th International Conf. "Separation of Ionic Solutes" (SIS'03). Slovakia, High Tatras, Podbanske, 6-11 September 2003. P.138-139.
29. Нестеренко П.Н., Иванов А.В., Вакштейн М.С., Тессман А.Б. Нисходящие градиенты рН внутри слабоосновных и слабокислотных ионообменных колонок. / Тез. докл. XVII Международного Менделевского съезда по общей и прикладной химии. Казань, КазНЦ РАН, 21-26 сентября 2003. Т.2. С.123. (№ А-556).

© 2003-2004. Copyright by GSM.
Перепечатка любых материалов без разрешения авторов сайта запрещена.
Программирование и дизайн Кебец Павел