Анализ напитков и питательной смеси для бактерий методом гидрофильной хроматографии с использованием цвиттер-ионных неподвижных фаз

Новые сорбенты с различными цвиттер-ионными фрагментами в структуре функционального слоя разной разветвленности использовали для определения органических кислот, сахаров, нуклеозидов и витаминов в различных объектах. Для всех изученных классов аналитов выявлено уменьшение эффективности при наращивании функционального слоя сорбента. В связи с этим для определения нуклеозидов и азотистых оснований в питательной смеси для бактерий использовали наименее разветвленную неподвижную фазу, полученную с помощью 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира и глицина. В случае определения водорастворимых витаминов полного разрешения тиамина и никотинамида достигли на сорбенте с более разветвленным слоем, содержащим таурин во внутренней его части. Установлено, что снижение эффективности при повышении разветвленности слоя компенсируется для органических кислот увеличением силы и количества кислотных групп цвиттер-иона в структуре неподвижной фазы. В результате сорбент с таурином и иминодиуксусной кислотой в структуре разветвленного слоя с наилучшей разделяющей способностью, превышающей возможности известных фаз, выбран для определения органических кислот в различных напитках. Использование таурина при создании гиперразветвленного слоя также улучшило селективность и повысило эффективность по отношению к углеводам, в результате чего сорбент с глицином во внутреннем слое и таурином во внешнем использовали для экспрессного определения углеводов в сладких напитках. Идентификацию аналитов осуществляли путем сравнения их времен удерживания с временами удерживания пиков в растворах стандартов веществ. Диапазон построения градуировочных зависимостей выбирали исходя из предполагаемого содержания в объектах анализа, а также растворимости аналитов в водно-органической подвижной фазе. Правильность результатов подтверждена методом «введено – найдено». Полученные с использованием новых неподвижных фаз содержания соединений различных классов в объектах анализа соответствуют заявленным производителями.

1. Rodríguez-Gonzalo E., García-Gómez D. Hydrophilic interaction chromatography / Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering. 2019. P. 100 – 107. DOI: 10.1016/b978-0-12-409547-2.12681-2

2. Sun H. F., Cui Y. Y., Zhen C. Q., Yang C. X. Monomer-mediated fabrication of microporous organic network@silica microsphere for reversed-phase/hydrophilic interaction mixed-mode chromatography / Talanta. 2023. Vol. 251. 123763. DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123763

3. Weiss J. Handbook of ion chromatography. 4th edition. — Weinheim: Wiley-VCH, 2016. — 1576 p.

4. Buszewski B., Noga S. Hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) — a powerful separation technique / Anal. Bioanal. Chem. 2012. Vol. 402. P. 231 – 247. DOI: 10.1007/s00216-011-5308-5

5. Otis J., Hofmann J., Schmidt T., et al. Hydrophilic interaction liquid chromatography with methanol-water eluent on a zeolite / Anal. Chim. Acta. 2023. Vol. 1267. 341323. DOI: 10.1016/j.aca.2023.341323

6. Chernobrovkina A. Chromatographic comparison of HILIC stationary phases prepared using various hydrophilization techniques / LCGC North America. 2023. Vol. 41. P. 8 – 15. DOI: 10.56530/lcgc.na.nk1881c6

7. Chester T. L. Recent developments in high-performance liquid chromatography stationary phases / Anal. Chem. 2013. Vol. 85. No. 2. P. 579 – 589. DOI: 10.1021/ac303180y

8. Yu Z., Li Z., Zhang F., Yang B. A lysine and amide functionalized polymer-based polar stationary phase for hydrophilic interaction chromatography / J. Chromatogr. A. 2023. Vol. 1708. 464328. DOI: 10.1016/j.chroma.2023.464328

9. Jandera P., Janás P. Recent advances in stationary phases and understanding of retention in hydrophilic interaction chromatography. A review / Anal. Chim. Acta. 2017. Vol. 967. P. 12 – 32. DOI: 10.1016/j.aca.2017.01.060

10. Nguyen N. V. T. Perspective Chapter: Mixed-Mode Chromatography / S. C. Moldoveanu, V. David, Eds. Analytical Liquid Chromatography. New Perspectives. — Intechopen, 2022. DOI: 10.5772/intechopen.104545

11. Wang X., Zhu T., Wang X., et al. Preparation of two zwitterionic polymer functionalized stationary phases and comparative evaluation under mixed-mode of reversed phase/ hydrophilic interaction/ion exchange chromatography / J. Chromatogr. A. 2024. Vol. 1714. 464586. DOI: 10.1016/j.chroma.2023.464586

12. Максимов Г. С., Шемякина А. О., Ужель А. С., Чернобровкина А. В. Изучение хроматографических свойств разработанного гиперразветвленного цвиттер-ионного сорбента на основе силикагеля в режиме гидрофильной хроматографии / Сорбцион. и хроматогр. процессы. 2024. Т. 24. ¹ 3. С. 304 – 320. DOI: 10.17308/sorpchrom.2024.24/12234

13. Uzhel A. S., Zatirakha A. V., Smirnov K. N., et al. Anion exchangers with negatively charged functionalities in hyperbranched ion-exchange layers for ion chromatography / J. Chromatogr. A. 2017. Vol. 1482. P. 56 – 64. DOI: 10.1016/j.chroma.2016.12.066

14. Uzhel A. S., Gorbovskaya A. V., Zatirakha A. V., et al. Manipulating selectivity of covalently-bonded hyperbranched anion exchangers toward organic acids. Part I: Influence of primary amine substituents in the internal part of the functional layer / J. Chromatogr. A. 2019. Vol. 1589. P. 65 – 72. DOI: 10.1016/j.chroma.2018.12.052

15. Uzhel A. S., Gorbovskaya A. V., Zatirakha A. V., et al. Manipulating selectivity of covalently-bonded hyperbranched anion exchangers toward organic acids. Part II: Effect of mono- and dicarboxylic amino acids in the internal part of the functional layer / J. Chromatogr. A. 2019. Vol. 1596. P. 117 – 123. DOI: 10.1016/j.chroma.2019.03.006

16. Uzhel A. S., Zatirakha A. V., Smolenkov A. D., Shpigun O. A. Quantification of inorganic anions and organic acids in apple and orange juices using novel covalently-bonded hyperbranched anion exchanger with improved selectivity / J. Chromatogr. A. 2018. Vol. 1567. P. 130 – 135. DOI: 10.1016/j.chroma.2018.06.065

17. Chen Y., Bicker W., Wu J., et al. Simultaneous determination of 16 nucleosides and nucleobases by hydrophilic interaction chromatography and its application to the quality evaluation of ganoderma / J. Agric. Food Chem. 2012. Vol. 60. P. 4243 – 4252. DOI: 10.1021/jf300076j

18. Chikurova N. Yu., Shemiakina A. O., Shpigun O. A., Chernobrovkina A. V. Multicomponent Ugi reaction as a tool for fast and easy preparation of stationary phases for hydrophilic interaction liquid chromatography. Part I: The influence of attachment and spacing of the functional ligand obtained via the Ugi reaction / J. Chromatogr. A. 2022. Vol. 1666. 462804. DOI: 10.1016/j.chroma.2022.462804

19. Чернобровкина А. В., Крыжановская Д. С., Ужель А. С. и др. Новые гиперразветвленные сорбенты для ВЭЖХ и способы управления их разделяющей способностью / Журн. аналит. химии. 2025. Т. 80. № 11 (в печати).

20. Kawachi Y., Ikegami T., Takubo H., et al. Chromatographic characterization of hydrophilic interaction liquid chromatography stationary phases: Hydrophilicity, charge effects, structural selectivity, and separation efficiency / J. Chromatogr. A. 2011. Vol. 1218. No. 35. P. 5903 – 5919. DOI: 10.1016/j.chroma.2011.06.048

21. Ву Х., Зяблов А. Н. Применение МИП-сенсоров для определения консервантов в безалкогольных напитках / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88. № 8. С. 10 – 16. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-8-10-16

22. Gorbovskaia A. V., Talipova I. I., Timichev A. A., et al. Novel stationary phases based on epoxidized polystyrene-divinylbenzene for three modes of liquid chromatography / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 10. С. 19 – 24. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-10-19-24

23. Колесников А. В., Ковалев Е. В., Ковалева А. Ю. Ионохроматографический анализ питьевых и сточных вод на содержание катионов и анионов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 9. С. 28 – 31.

24. Гурский В. С., Приданцев А. А., Харитонова Е. Ю., Цапко Ю. В. Ионохроматографическая система контроля ионного состава радиоактивных водных сред / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. ¹ 11. С. 19 – 22.