Influence of capacity on the retention characteristics in Zwitter Ion Chromatography (ZIC) and ZICHydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) onfour different sulfobetaine stationary phases

A number of covalently bonded zwitterionic stationary phases with inner quaternary amines and outer sulfonic acids in varying capacities was synthesized based on poly (styrene-DVB) particles by graft polymerization. The different spacer lengths and capacities are used as an investigative tool, fo...

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Main Author: Rasheed, Ashraf Saad
Contributors: Seubert, Andreas (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2014
Chemie
Subjects:
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Table of Contents: Die aktuelle Arbeit untersucht die Retentionseigenschaften von acht pharmazeutischen Verbindungen auf den vier Sulfobetain-basierten stationären Phasen unter HILIC-Bedingungen unter Verwendung eines bislang einzigartigen Säulenvergleichstests mit reinen Anionbzw. Kationenaustauscher. Diese Vergleichssäulen basieren auf dem gleichen Grundmaterial, verwenden die gleiche Funktionalisierungsstrategie und weisen ähnliche Kapazitäten auf. Die Retention der Pharmazeutika basiert einem gemischten Modus basierend auf RP, ZIC-HILIC und Ionenaustausch-Wechselwirkungen in unterschiedliche Ausprägung. Die Untersch-eidung zwischen RP- und ZIC-HILIC-Modus erfolgte anhand der Variation des Acetonitril-Anteils, die auf Ionenaustausch basierende Retention wurde anhand von Variationen der Eluentionenkonzentration und des Säulenmaterials ermittelt. Der Grund für dieses komplexe Verhalten ist der unterschiedliche strukturelle Aufbau der Pharmazeutika. Bei Auftragung des logarithmischen Retentionsfaktors gegen die logarithmische Acetonitril- Konzentration in der mobilen Phase wird eine Korrelation R2 > 0,94 aufgefunden. Die geometrischen Ausrichtung der zwitterionischen Materialien spielt eine bedeutende Rolle in der Beziehung zwischen log k'w und log P und zeigt eine ausgezeichnete Übereinstimmung zwischen den experimentellen und den berechneten Werten. Diese Reihe von stationären Phasen sind ein neues Werkzeug, das verwendet werden kann, um die Retentionsmechanismen von multifunktionellen Verbindungen wie z.B. Pharmazeutika zu untersuchen. Außerdem kann es helfen, die geeignete stationäre Phase für komplexe analytische Probleme in der pharmazeutischen, biologischen und Umweltproben auszuwählen. Die zwitterionische Ionenchromatographie eignet sich in Online-Kopplung an einen elementspezifischen Detektor wie ICP-AES für die Untersuchung der Komplexbildungseigenschaften von Deferoxamin (DFOM). DFOM ist ein starker Chelatligand für mehrfach geladene Ionen wie Fe(III) und Al(III), die vom biologischen Standpunkt aus gesehen wichtige Ionen darstellen. Es konnte gezeigt werden, daß Metall-DFOM-Komplexe auf Sulfobetain-Materialien hauptsächlich durch Kationenaustausch getrennt werden. Trotz zahlreicher Veröffentlichungen in der Literatur, die besagen, dass zwitterionische Materialien in der Regel für die Trennung von Anionen gut geeignet sind, hatte bislang keine Studie kationische organische Verbindungen untersucht. Die aktuelle Studie bestätigt die Fähigkeit der ZIC-HILIC Säulen, Metall-Komplexe, organische Kationen und unpolare Verbindungen zu trennen. Trotzdem sind weitere Experimente nötig, um das mechanistische Wissen um die Trennungen im ZICHILIC- Modus für solche Verbindungen zu erweitern. Die Variation der Zusammensetzung von Acetonitril/Wasser-Gemischen führt auf Sulfobetain- Austauschern durch die Anwesenheit von polaren sowie unpolaren funktionellen Gruppen auf ihrer Oberfläche zu Veränderungen in der Wasser-bzw. Acetonitril-Anreicherung an der Grenzschicht. Es wurde festgestellt, dass die Sulfobetain-Austauscher Wasser anreichern, wenn der Wasseranteil im Eluent gering ist. Interessanterweise spielt die Spacerlänge zwischen den geladenen funktionellen Gruppen und auch die Kapazität der zwitterionischen Materialien eine wichtige Rolle führt die Ausbildung dieser Wasserschicht an der Grenzfläche.