ИСТИНА

Проект посвящен созданию и изучению свойств новых высокоселективных химически модифицированных анионообменных сепарационных материалов для ионной хроматографии, позволяющих определять профиль органических кислот в присутствии неорганических анионов в объектах со сложными матрицами в градиентном режиме безреагентной ионной хроматографии. В задачи проекта входит разработка новых способов повышения селективности химически модифицированных анионообменников по органическим кислотам, эффективности предложенных сорбентов, а также методик их практического применения. Актуальность поставленной задачи обусловлена повышенным интересом и необходимостью определения профиля органических кислот в объектах фармацевтической и пищевой промышленности, а также отсутствием такого рода сепарационных материалов на российском рынке и высокой стоимостью сорбентов, производимых иностранными компаниями. В результате выполнения проекта будут разработаны методики получения химически модифицированных анионообменных сорбентов для ионной хроматографии на основе полимерных матриц с повышенной эффективностью и селективностью. Разработанные методики синтеза сепарационных материалов будут хорошо воспроизводимы и позволят получать ковалентно привитые сорбенты, значительно превосходящие импортные химически модифицированные аналоги по хроматографическим характеристикам, в особенности по части селективности. Для всех полученных материалов будет продемонстрирована возможность их использования для анализа сложных реальных объектов, таких как фармацевтические препараты, напитки (вино, сок, чай, кофе и др.) и пищевые продукты, а также объекты окружающей среды; будут разработаны соответствующие методики. Полученные результаты будут доложены на российских и зарубежных конференциях и опубликованы в ведущих российских и зарубежных журналах.

The project is devoted to the creation and study of the properties of new highly selective chemically derivatized anion-exchange separation materials for ion chromatography for the determination of organic acids profile in the presence of inorganic anions in the samples with complex matrices in gradient mode of reagent-free ion chromatography. The project aim is to develop new ways to increase the selectivity of chemically bonded anion exchangers toward organic acids and efficiency of the proposed adsorbents, as well as the methods of their practical application. The importance of the task is caused by the increased interest and need in determining organic acids profile in the complex objects of pharmaceutical and food industry, as well as the lack of such separation materials on Russian market and high cost of adsorbents produced by foreign manufacturers. As a result of the project, methods of obtaining chemically derivatized anion-exchange adsorbents for ion chromatography based on polymer substrates with high efficiency and selectivity will be developed. The developed methods of synthesis will be well reproducible and allow the obtaining of chemically bonded anion exchangers that are superior to foreign chemically derivatized analogues in terms of their chromatographic characteristics, especially in selectivity. For all obtained materials the possibility of their use for the analysis of real objects such as pharmaceutical preparations, beverages (wine, juice, tea, coffee, etc.), food products and environmental samples will be demonstrated, and the respective techniques of analysis will be developed. The results of the project will be reported at Russian and foreign conferences, and published in the leading Russian and foreign scientific journals.

1) Установление взаимосвязи характеристик полимерной матрицы и ионохроматографических свойств ковалентно привитых анионообменников, что позволит выбрать оптимальную матрицу для создания гиперразветвленных сорбентов для безреагентной ионной хроматографии. 2) На матрице с оптимальными характеристиками разработка способа синтеза ковалентно привитых гиперразветвленных анионообменников с использованием альтернативных реагентов, ранее не использовавшихся для формирования гиперразветвленного функционального слоя, таких как различные аминокислоты, аминосульфокислоты, аминодикарбоновые кислоты, аминоспирты, а также ди- и триамины. 3) Установление взаимосвязи структуры гиперразветвленного функционального слоя и хроматографических характеристик анионообменника, в частности выявление влияния на селективность и эффективность следующих факторов: 1. разветвленности функционального слоя, 2. гидрофильности внешней части ионообменного слоя, 3. гидрофильности внутренней части гиперразветвленного слоя, 4. расположения ранее не использовавшихся аминов в функциональном слое, 5. заместителей у ди- и триаминов, 6. гидрофильности алкилирующего агента для сорбентов с ди- и триаминами, 7. эффектов отталкивания. Установление влияния указанных факторов на хроматографические свойства анионообменника позволит управлять селективностью на стадии синтеза сорбентов, что даст возможность получения анионообменников для решения конкретных аналитических задач. 4) Полученные результаты позволят получать сорбенты для безреагентной ионной хроматографии, по хроматографическим характеристикам не уступающие альтернативным коммерческим зарубежным анионообменникам и превосходящие по селективности существующие на рынке химически модифицированные сорбенты.

1) Коллектив владеет методикой синтеза полимерных матриц с диаметром частиц от 3 до 6 мкм с возможностью варьировать площадь поверхности и пористость получаемых материалов. 2) Коллективом накоплен значительный опыт в области модифицирования полимерных матриц. Впервые было предложено ковалентное закрепление гиперразветвленных функциональных слоев на поверхности полистирол-дивинилбензола, а также исследовано влияние числа циклов модифицирования 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир – метиламин на селективность анионообменников [Uzhel A.S., Zatirakha A.V., Shchukina O.I., Smolenkov A.D., Shpigun O.A. Covalently-bonded hyperbranched poly(styrene-divinylbenzene)-based anion exchangers for ion chromatography. // J. Chromatogr. A. 2016. V.1470. P.97-103]. 3) Продемонстрирована возможность получения анионообменников с отрицательно заряженными группами в структуре гиперразветвленного слоя за счет использования глицина в качестве первичного амина. Изучено влияние положения глицина, количества фрагментов с отрицательно заряженными группами, а также общего числа циклов модифицирования на селективность и эффективность анионообменников [Uzhel A.S., Zatirakha A.V., Smirnov K.N., Smolenkov A.D., Shpigun O.A. Anion exchangers with negatively charged functionalities in hyperbranched ion-exchange layers for ion chromatography. // J. Chromatogr. A. 2017. V.1482. P.57-64]. Показана возможность значительного увеличение селективности анионообменников, особенно по органическим кислотам, при использовании глицина в качестве первичного амина во внутренней части ионообменного слоя, однако отмечено, что такая селективность является недостаточной для решения наиболее сложных аналитических задач. Использование альтернативных аминов для создания анионообменников может привести к дальнейшему повышению селективности сорбентов и позволит с их помощью решать наиболее актуальные задачи фармацевтической и пищевой промышленности, а также экологического мониторинга.