Закономерности удерживания спиртов, кетонов и сахаров на сульфокатионообменнике в H+-, Ca2+- и La3+-формах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучено хроматографическое удерживание спиртов, кетонов, альдитов и углеводов на катионообменной колонке (200 × 4.6 мм, Севко AA), заполненной сульфированным поли(стирол-дивинилбензол)ом со степенью сшивки 10 % и диаметром частиц 7 мкм, насыщенной различными противоионами (H+, Ca2+ и La3+), в варианте лигандообменной хроматографии. Сорбент в Ca2+-форме показал более высокие времена удерживания и селективность при разделении углеводов и этиленгликолей. Сорбент в La3+-форме обеспечивает сильное удерживание и лучшую селективность разделения альдитов. Показана возможность применения данной колонки для определения углеводов в пищевых продуктах (соке, меде) при использовании рефрактометрического детектирования.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Лаптев

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

С. С. Балашова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

Н. Б. Рожманова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

А. В. Севко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

В. Д. Казакова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

П. Н. Нестеренко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: p.nesterenko@phys.chem.msu.ru

химический факультет

Россия, Ленинские горы, 1, стр. 3, ГСП-1, Москва 119991

Список литературы

  1. Даванков В.A., Навратил Дж., Уолтон Х. Лигандообменная хроматография. М.: Мир, 1989. 294 с.
  2. Magwaza L.S., Opara U.L. Analytical methods for determination of sugars and sweetness of horticultural products-a review // Sci. Hortic. 2015. V. 184. P. 179.
  3. Yan X. Ch. 14. Carbohydrate analysis by high-performance liquid chromatography (HPLC) with evaporative light-scattering detection (ELSD) / Carbohydrate Analysis by Modern Liquid Phase Separation Techniques. 2nd Ed. / Ed. El Rassi Z. Elsevier, 2021. P. 631
  4. Rainer M., Huck C. W., Huber C. G., Bonn G. K. Ch. 3. HPLC of carbohydrates with cation-exchange silica and resin-based stationary phases / Carbohydrate Analysis by Modern Liquid Phase Separation Techniques (Second Edition) / Ed. El Rassi Z. Elsevier, 2021. P. 125.
  5. Laptev A.Y., Rozhmanova N.B., Nesterenko P.N. Retention behavior of carbohydrates on metal loaded chelating stationary phase under conditions of hydrophilic interaction liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 2024. V. 1714. Article 464551.
  6. Лаптев А.Ю., Рожманова Н.Б., Нестеpенко П.Н. Определение сукралозы в комбинированных подсластителях на комплексообразующем сорбенте в условиях гидрофильной хроматографии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2025. Т.66. № 6. С.493. (Laptev A.Y., Rozhmanova N.B., Nesterenko P.N. Determination of sucralose in combined sweeteners on a complexing sorbent under conditions of hydrophilic interaction liquid chromatography // Moscow Univ. Chem. Bull. 2025. V.80. № 6.)
  7. Нестеpенко П.Н., Кебец П.А. Oпределение молочной кислоты методом ионоэксклюзионной хроматографии на сульфированном сверхсшитом полистиролe // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2002. Т. 43. № 1. С. 34.
  8. Нестеренко П.Н., Кебец П.А., Сочилина К.О. Применение микросферического сульфированного сверхсшитого полистирола в ионной хроматографии // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58. № 5. С. 523. (Nesterenko P.N., Kebets P.A., Sochilina K.O. Use of microspherical sulphonated hypercrosslinked polystyrene in ion chromatography // J. Anal. Chem. 2003. V. 58. № 5. P. 467.)
  9. Ng K.L., Dicinoski G.W., Haddad P.R. Effects of stationary phase cross-linking and ion-exchange capacity on the retention of carboxylic acids in ion-exclusion chromatography using sulfonated resins // Anal. Sci. 2001. V. 17. P. 1117.
  10. Лаптев А.Ю., Рожманова Н.Б., Севко А.В., Нестеренко П.Н. Применение сульфированных сополимеров стирола и дивинилбензола с различной степенью сшивки для ионоэксклюзионной хроматографии // Журн. аналит. химии. 2025. Т. 80. С. 95. (Laptev A.Yu., Rozhmanova N.B., Sevko A.V., Nesterenko P.N. Application of sulphonated styrene and divinylbenzene copolymers with various degrees of crosslinking to ion exclusion chromatography // J. Anal. Chem. 2025. V. 80. P. 134.)
  11. Caruel H., Rigal L., Gaset A. Carbohydrate separation by ligand-exchange liquid chromatography. Correlation between the formation of sugar-cation complexes and the elution order // J. Chromatogr. A. 1991. V. 558. P. 89.
  12. Angyal S.J. Complexes of carbohydrates with metal cations. XIX. The effect of the size of the cation and of the inter-oxygen distances // Aust. J. Chem. 2000. V. 53. № 7. P. 567.
  13. Petruš L., Blik V., Kuniak L’, Stankovič L’. Chromatographic-separation of alditols on a cation-exchange resin in the lanthanum form // Chem. Zvesti. 1980. V. 34. P. 530.
  14. Tiihonen J., Markkanen I., Paatero E. Complex stability of sugars and sugar alcohols with Na+, Ca2+, and La3+ in chromatographic separations using poly(styrene-co-divinylbenzene) resins and aqueous organic eluents // Chem. Eng. Commun. 2002. V. 189. № 7. P. 995.
  15. Vidal-valverde C., Olmedilla B., Martin-villa C. Reliable separation of xylitol from some carbohydrates and polyols by high performance liquid chromatography // J. Liq. Chromatogr. 1984. V. 7. № 10. P. 2003.
  16. Angyal S.J., Bethell G.S., Beveridge R.J. The separation of sugars and of polyols on cation-exchange resins in the calcium form // Carbohydr. Res. 1979. V. 73. № 1. P. 9.
  17. Nesterenko P.N. Ch. 3. Stationary phases for ion separations / Ion-Exchange Chromatography and Related Techniques / Eds. Nesterenko P.N., Poole C.F., Sun Y. Elsevier, 2024. P. 49.
  18. Hemström P., Irgum K. Hydrophilic interaction chromatography // J. Sep. Sci. 2006. V. 29. P. 1784.
  19. Нестеpенко П.Н., Савельев В.И. Высокоэффективная жидкостная хроматография смеси моно-, ди- и трисахаридов с использованием в качестве подвижной фазы смеси ацетон-этилацетат-вода // Журн. аналит. химии. 1990. V. 45. № 6. P. 1134. (Nesterenko P.N., Savel’ev V.I. High performance liquid chromatorgaphy of a mixture of mono-, di- and tri-saccarides using acetone-ethyl acetate-water mobile phase // J. Anal. Chem. 1990. V. 45. № 6. P. 819.)
  20. Hutchinson J.P., Remenyi T., Nesterenko P., Farrell W., Groeber E., Szucs R., Dicinoski G., Haddad P.R. Investigation of polar organic solvents compatible with corona charged aerosol detection and their use for the determination of sugars by hydrophilic interaction liquid chromatography // Anal. Chim. Acta. 2012. V. 750. P. 199.
  21. Herbreteau B. Review and state of sugar analysis by high performance liquid chromatography // Analusis. 1992. V. 20. № 7. P. 355.
  22. Angyal S.J. Chromatography on cation columns: A much-neglected method of separation // Aust. J. Chem. 2002. V. 55. № 2. P. 79.
  23. Angyal S.J. Complexes of metal cations with carbohydrates in solution // Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 1989. V. 47. P. 1.
  24. Angyal S.J., Craig D.C. Complex formation between polyols and rare earth cations. The crystal structure of galactitol 2PrCl3·14 H2O // Carbohydr. Res. 1993. V. 241. P. 1.
  25. Israëli Y., Morel J.-P., Morel-Desrosiers N. Complexation of trivalent lanthanide cations by sugars and alditols in water: Chromatography calorimetry comparison // Carbohydr. Res. 1994. V. 263. № 1. P. 25.
  26. Bonn G.K. High-performance liquid chromatographic elution behaviour of oligosaccharides, monosaccharides and sugar degradation products on series-connected ion-exchange resin columns using water as the mobile phase // J. Chromatogr. A. 1985. V. 322. P. 411.
  27. O’Conner C., Odell A., Bailey A. Mutarotation of D(+)-glucose. I. Evidence of electrophilic attack by hydrated monomeric and dimeric copper(II) species // Aust. J. Chem. 1982. V. 35. № 5. P. 951.
  28. Bobbio P.A., Bobbio F. O., Rodrigues L. R., Reyes F. G. R. Mutarotation I – effect of Cu2+ and Ca2+ on the mutarotation of glucose // An. Acad. Bras. Cienc. 1978. № 50. P. 225.
  29. Baker J.O., Himmel M.E. Separation of sugar anomers by aqueous chromatography on calcium- and lead-form ion-exchange columns. Application to anomeric analysis of enzyme reaction products // J. Chromatogr. A. 1986. V. 357. P. 161.
  30. Angyal S., Greeves D., Mills J. Complexes of carbohydrates with metal cations. III. Conformations of alditols in aqueous solution // Aust. J. Chem. 1974. V. 27. № 7. P. 1447.
  31. Angyal S., Pickles V. Equilibria between pyranoses and furanoses. II. Aldoses // Aust. J. Chem. 1972. V. 25. № 8. P. 1695.
  32. Que L. Jr., Gray G.R. Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectra and the tautomeric equilibriums of ketohexoses in solution // Biochemistry. 1974. V. 13. № 1. P. 146.
  33. Wilbur D.J., Williams C., Allerhand A. Detection of the furanose anomers of D-mannose in aqueous solution. Application of carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy at 68 MHz // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99. № 16. P. 5450.
  34. Mori M. Ch. 8. Ion-exclusion chromatography / Ion-Exchange Chromatography and Related Techniques / Eds. Nesterenko P.N., Poole C.F., Sun Y. Elsevier, 2024. P. 163.
  35. Rudrum M., Shaw D.F. 10. The structure and conformation of some monosaccharides in solution. // J. Chem. Soc. (Resumed). 1965. P. 52.
  36. Bates F.J. Polarimetry, saccharimetry and the sugars / Circular of the National Bureau of Standards. 1942. № 440.
  37. ГОСТ 19792- 2017. Мед натуральный. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2017. 20 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Хроматограмма разделения модельной смеси одноатомных спиртов с концентрацией 0.5 мг/мл: 1 – метанол, 2 – этанол, 3 – изопропанол, 4 – трет-бутанол, 5 – н-пропанол, 6 – втор-бутанол, 7 – изобутанол, 8 – н-бутанол, 9 – изопентанол, 10 – н-пентанол. Условия см. в табл. 2, рефрактометрический детектор.

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Хроматограмма разделения модельной смеси альдитов с концентрацией 1 мг/мл: 1 – мио-инозит; 2 – эритрит, 3 – маннит; 4 – дульцит. Условия см. в подписи к рис. 1.

Скачать (69KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Хроматограмма разделения модельной смеси сахаров и альдитов с концентрацией 1 мг/мл: 1 – сахароза, 2 – глюкоза 3 – фруктоза, 4 – эритрит, 5 – манит, 6 – дульцит. Условия см. в подписи к рис. 1.

Скачать (75KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Хроматограмма разделения модельной смеси кетонов с концентрацией 0.5 мг/мл: 1 – ацетон, 2 – метилэтилкетон, 3 – диэтилкетон, 4 – метилизобутилкетон, 5 – метилбутил-кетон. Условия см. в подписи к рис. 1.

Скачать (95KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Хроматограммы меда (сверху) и сока (снизу). Сорбент в Ca2+-форме. 1 – сахароза, 2 – глюкоза 3 – фруктоза. Условия см. в подписи к рис. 1.

Скачать (66KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Хроматограмма образца мёда концентрацией 2 мг/мл. Две последовательно соединенные колонки Наутилус ИЭ в Ca2+-форме. 1 – мальтоза, 2 – сахароза, 3 – глюкоза, 4 – фруктоза. Элюент: 5 мМ H2SO4, скорость потока 0.4 мл/мин. Температура колонки 80°С, рефрактометрический детектор. Объем пробы 20 мкл.

Скачать (65KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025