Анотація до роботи:

Купчик О.Ю. Міцелярна рідинна хроматографія: особливості модифікованих фаз та застосування для розділення консервантів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02 – аналітична хімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2008.

В роботі досліджено специфіку стаціонарної фази в міцелярній рідинній хроматографії (МРХ) та гібридних міцелярних елюентів. Вперше продемонстровано, що в МРХ характер модифікації поверхні стаціонарної фази С18 компонентами міцелярного елюенту і властивості поверхні змінюються при температурі вище точки фазового переходу прищепленого шару октадецильних радикалів. Охарактеризовано механізми модифікації та полярність модифікованої поверхні стаціонарної фази. Показано, що хлорпохідні оцтової кислоти більш ефективно модифікують властивості міцелярних елюентів, ніж аліфатичні спирти та кислоти з близькими характеристиками гідрофобності. Розроблено, досліджено, оптимізовано та апробовано методику розділення та кількісного визначення 14 консервантів і споріднених речовин у продуктах харчування методом МРХ при мінімальній пробопідготовці.

Сукупністю методів дослідження суспензій октадецилсилікагелю С18 в міцелярних розчинах ДСН виявлено, що характер модифікації компонентами міцелярного елюенту і властивості поверхні стаціонарної фази С18 змінюються при температурі вище точки фазового переходу прищепленого шару. Розділення в МРХ при таких температурах відбувається за механізмом рідино-рідинного розподілу речовин між рухомою фазою та модифікованим шаром «розтоплених» прищеплених радикалів. Розроблено методику МРХ для розділення і визначення 14 консервантів і споріднених речовин, що складає «зелену» альтернативу методикам традиційної обернено-фазової ВЕРХ.

1. За даними електронної скануючої мікроскопії, сорбція ДСН на частинках С18 при 25 ⁰С сприяє їх взаємному притяжінню та злипанню. Цей ефект усувається при додаванні 1-пентанолу в розчин ДСН та при підвищенні температури до 40 ⁰С, вище точки фазового переходу прищепленого шару.

2. Потенціометричне дослідження суспензій октадецилсилікагелю в міцелярних розчинах ДСН свідчить про різний характер модифікуючої дії міцелярного елюенту стосовно стаціонарної фази С18 при температурі вище і нижче точки фазового переходу. Нижче температури фазового переходу прищепленого шару сорбція ДСН на С18 призводить до утворення геміміцел з більш низькими значеннями ККМ, ніж для міцел ДСН у розчині. Вище точки фазового переходу прищепленого шару С18 (40 ⁰С) сорбція ДСН відбувається як розчинення мономерів ДСН у «розтопленому» шарі прищеплених радикалів С18.

3. Зондування модифікованої поверхні октадецилсилікагелю за допомогою рК-проби ГМЧ та стандартного бетаїнового індикатора Райхардта свідчить про те, що при 25 ⁰С поверхня стаціонарної фази С18 з адсорбованим ДСН менш полярна, ніж поверхня міцел ДСН у рухомій фазі, та близька до полярності гібридних міцел ДСН, утворених в присутності 1-пентанолу. Поверхневий шар С18, модифікований ДСН та 1-пентанолом, стає менш полярним вище точки фазового переходу прищепленого шару.

4. Уточнені значення ККМ та ступеня зв’язування протиіонів міцелами ДСН у присутності 1-пентанолу як традиційного модифікатора міцелярних елюентів узгоджуються з моделлю утримування в МРХ, що базується на квазіхімічній концепції міцелоутворення, та з даними про модифікуючий вплив аліфатичних спиртів і карбонових кислот з однаковим числом атомів Карбону.

5. Хлорпохідні оцтової кислоти є більш ефективними модифікаторами міцелярних елюентів, ніж середньоланцюгові аліфатичні спирти та кислоти з близькими характеристиками гідрофобності, оскільки набагато сильніше впливають на ККМ та ступінь зв’язування протиіонів міцелами ДСН.

6. З різних модифікаторів міцелярних розчинів ДСН та рН-підтримуючих реагентів для розділення 14 консервантів та споріднених речовин найбільш підходять 1-пентанол та трихлороцтова кислота. За двофакторним планом експерименту одержано залежність характеристик утримування від концентрації компонентів міцелярного елюенту, що склала основу оптимізації складу рухомої фази.

7. Метод МРХ з міцелярною рухомою фазою оптимального складу забезпечує розділення та кількісне визначення 14 консервантів і споріднених речовин у продуктах харчування. Правильність результатів підтверджено апробацією методики на ряді продуктів харчування, що містять журавлину.

8. Методика МРХ, яку запропоновано, дозволяє за 20 хвилин розділити та визначити 8 консервантів, які найбільш часто використовують у харчових продуктах, при мінімальній пробопідготовці.

Публікації автора:

1. Яковлева Е.Ю. О состоянии поверхности октадецилсиликагеля как стационарной фазы для мицеллярной жидкостной хроматографии / Е.Ю. Яковлева, Л.П. Логинова // Вісник Харк. нац. ун-ту, Серія Хімія. Вип. 14(37). — 2006. — C. 151-156.

Здобувач експериментально вивчила особливості поверхні прищепленого шару октадецилсилікагелю при контакті з міцелярними розчинами ДСН в присутності 1-пентанолу та без нього методами електронної скануючої мікроскопії та твердофазної спектрофотометрії, обробила експериментальні дані, взяла участь в обговоренні результатів, формулюванні висновків та у підготовці тексту статті.

2. Логинова Л.П. Влияние некоторых алифатических спиртов и кислот на мицеллярные свойства додецилсульфата натрия / Л.П. Логинова, М.Н. Галат, Е.Ю. Яковлева // Вісник Харк. нац. ун-ту, Серія Хімія. Вип. 15(38). — 2007. — C. 109-118.

Здобувач провела експериментальне дослідження впливу 1-пентанолу на характеристики міцелоутворення ДСН, взяла участь в обговоренні результатів. Прийняла участь в написанні статті.

3. Loginova L.P. MLC determination of preservatives in cranberry foodstuffs / Lidia P. Loginova, Artem U. Kulikov, Elena Y. Yakovleva, Alexander P. Boichenko // Chromatographia — 2008. — Vol. 67. — P. 615-620.

Здобувач виконала експериментальні дослідження щодо можливості застосування МРХ для ізократичного розділення 14 консервантів та споріднених речовин, розробила методику їх одночасного розділення та визначення, дослідила залежність характеристик утримування від концентрацій компонентів міцелярного елюенту, провела апробацію методики на реальних об’єктах аналізу, взяла участь в обговоренні результатів, формулюванні висновків та у підготовці тексту статті.

4. Loginova L.P. Effect of aliphatic alcohols and aliphatic carboxylic acids on the critical micelle concentration and counter ion binding degree of sodium dodecylsulfate / Lidia P. Loginova, Elena Yu. Yakovleva, Marina N. Galat, Alexander P. Boichenko // J. Мol. Liq. — 2008. doi:10.1016/j.molliq.2008.05.009.

Здобувач експериментально дослідила вплив моно-, ди- та трихлороцтових кислот на міцелярні характеристики ДСН та провела порівняння з традиційними модифікаторами міцелярного елюенту – нерозгалуженими аліфатичними спиртами та кислотами (С4-С5), обробила експериментальні дані, взяла участь в обговоренні результатів, формулюванні висновків та у підготовці тексту статті.

5. Loginova L.P. Micellar Liquid Cromatography: new ideas and applications / L.P. Loginova, A.P. Boichenko, A.U. Kulikov, A.L. Iwashchenko, L.V. Samokhina, E.Yu. Yakovleva // Тези доп. Міжнар. конгресу. «International Congress on Analytical Sciences» — Москва. — 2006. — С. 167-168.

Здобувач провела експериментальні дослідження з зондування поверхні стаціонарної фази кислотно-основним барвником та сольватохромними індикаторами Райхардта, дослідила методом електронної скануючої мікроскопії стан стаціонарної фази, модифікованої компонентами міцелярного елюенту, в умовах МРХ-розділення.

6. Loginova L.P. Description of retention in micellar liquid chromatography based on mass-action concept of micelle formation / L.P. Loginova, A.P. Boichenko, A.U. Kulikov, A.L. Iwashchenko, E.Yu. Yakovleva // Тези доп. Міжнар. конферен. «Modern Physical Chemistry for Advanced Materials» — Харків. — 2007. — С. 58-59.

Здобувач виконала експериментальне дослідження поверхні стаціонарної фази С18, модифікованої компонентами міцелярного елюенту, з застосуванням стандартного сольватохромного індикатора Райхардта.

7. Boichenko A.P. Application of chemometrics in reversed-phase liquid chromatography and related techniques / A.P. Boichenko, L.P. Loginova, A.U. Kulikov, A.L. Iwashchenko, E.Yu. Yakovleva // Тези доп. Міжнар. конферен. «Modern Physical Chemistry for Advanced Materials» — Харків. — 2007. — С. 164-166.

Здобувач експериментально дослідила залежність характеристик утримування консервантів та споріднених сполук від концентрації компонентів міцелярного елюенту.

8. Boichenko A.P. Evaluation of rugged and optimal analysis conditions in micellar liquid chromatography by using interpretative optimization strategy and Derringer’s desirability function / Alexander P. Boichenko, Lidia P. Loginova, Artem U. Kulikov, E. Yu. Yakovleva // Тези доп. Міжнар. конферен. «4^th Black Sea Basin conference on analytical chemistry» — Сонячний берег, Болгарія. — 2007. — P. O13.

Здобувач експериментально дослідила залежність характеристик утримування консервантів та споріднених сполук від концентрації компонентів міцелярного елюенту.

9. Loginova L.P. Qualitative and quantitative characteristics of modification of stationary and mobile phases in micellar liquid chromatography / L.P. Loginova, E.Yu. Yakovleva, M.N. Galat // Тези доп. Міжнар. конферен. «4^th Black Sea Basin conference on analytical chemistry» — Сонячний берег, Болгарія. — 2007. — P. 117.

Здобувач дослідила методами електронної скануючої мікроскопії та твердофазної спектрофотометрії вплив гібридних міцелярних розчинів (ДСН та 1-пентанол) та індивідуальних розчинів ДСН на стан поверхні стаціонарної фази С18 та методом потенціометрії кількісно охарактеризувала вплив хлорпохідних оцтової кислоти та 1-пентанолу на міцелоутворення ДСН.

10. Яковлева Е.Ю. Разделение и определение консервантов методом мицеллярной жидкостной хроматографии и свойства модифицированных хроматографических фаз / ЯковлеваЕ.Ю., Логинова Л.П., Куликов А.Ю. // Тези доп. сесії наукової ради НАНУ з проблеми «Аналітична хімія» — Харків. — 2007. — С. 37.

Здобувач розробила методику одночасного розділення 14 харчових консервантів, потенціометрично дослідила вплив 1-пентанолу та моно- і трихлороцтових кислот на міцелярні характеристики ДСН, вивчила модифікуючу дію компонентів міцелярного елюенту на поверхню С18 при температурах 25С та 40С, підготовила усну доповідь.

11. Логинова Л.П. Мицеллярные свойства растворов додецилсульфата натрия в присутствии алифатических карбоновых кислот и их применение в мицеллярной жидкостной хроматографии / Логинова Л.П., Яковлева Е.Ю., Галат М.Н., Марков В.В., Бойченко А.П. // Тези доп. Міжнар. конферен. «ІІІ Международная конференція по коллоидной химии и физико-химической механике» — Москва. — 2008. — C. 47.

Здобувач експериментально дослідила вплив моно-, ди- та трихлороцтових кислот на міцелярні характеристики ДСН.