Электроэкстракция
См. «Запатентовано через N-й цикл» для процесса электроэкстракции металла. [1]
Электроэкстракция (ЭЭ) — это метод обогащения пробы, который фокусирует заряженные аналиты из большого объема одной фазы в небольшой объем водной фазы посредством применения электрического тока. [2] Первоначально этот метод был разработан как метод разделения в химической технологии , но с тех пор был объединен с капиллярным электрофорезом и жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией как средство улучшения пределов обнаружения , времени анализа и селективности . [2] [3] [4] Использование EE-CE сделало капиллярный электрофорез более применимым в фармацевтической промышленности.
Номенклатура
[ редактировать ]Термин электроэкстракция используется для описания нескольких процессов. В этой статье электроэкстракция описывает извлечение заряженных частиц через барьер жидкой фазы. Этот термин можно использовать для описания электролиза , то есть извлечения металлов из их соединений посредством электрохимических процессов. Электроэкстракция также описывает процесс проникновения биопродуктов из клеточной мембраны с помощью электрического поля. [5]
Использование в химической инженерии
[ редактировать ]Иоганн Штихльмайр разработал электроэкстракцию в Эссенском университете в Германии в 1987 году как усовершенствованную технологию жидкостно-жидкостной экстракции в электрическом поле. Электрические поля применяются для усиления расслоения образца в двухфазной системе. Однако по мере прохождения тока через систему возникающее в результате конвективное перемешивание нарушает разделение. Электроэкстракция это исправляет. две или три жидкие фазы, электропроводящие и несмешивающиеся Между электродами удерживаются друг с другом, и при приложении электрического поля заряженные частицы переходят из одной фазы в другую, разделяя анионы и катионы . Двухфазная система переносит анионы в одну фазу, а катионы в другую. Трехфазная система экстрагирует анионы и катионы в две внешние фазы, оставляя незаряженные частицы в средней фазе. [6] Конвективное перемешивание ограничивается каждой фазой и не перемещается между фазами. Диаграмма представлена на рисунке 1. В используемые органические фазы обычно добавляют небольшое количество воды, чтобы обеспечить проводимость. Другие возможные фазы включают смеси воды и высокополимеризованных веществ или воду с неионогенными поверхностно-активными веществами. [3] Электроэкстракция также повлияла на разработку аналогичных методов электрофоретического разделения с использованием мембраны между двухфазными системами.
Приложения
[ редактировать ]Электроэкстракция успешно применяется для отделения красителей из сточных вод . Электроэкстракция лучше других методов из-за ее способности извлекать небольшие количества красителя из очень разбавленных растворов. ЭЭ также эффективно использовался при разделении аминокислот . разделение осуществляли с использованием водной двухфазной системы декстран полиэтиленгликоль - Это -вода для стабилизации аминокислот. [7] Скорость пересечения частицей фазового барьера прямо пропорциональна силе приложенного электрического поля, поэтому 100% разделение достигается при достаточно сильном поле. [8]
Использование в аналитической химии
[ редактировать ]Схема электроэкстракционного аппарата представлена на рисунке 2. Аппарат состоит из флакона с коническим дном, заземленного платинового электрода, капилляра для введения водного раствора и регулируемого золотого анода с круглым дном, контактирующего со всей органикой. фаза.
ЭЭ также часто проводят в капиллярном электрофорезе . Это называется капиллярной электроэкстракцией или КЭЭ. В этой установке, показанной на рисунке 3, капилляр, содержащий водную фазу, помещается во флакон с органической фазой и окружен полым катодом. Затем выход капилляра заземляют. [9]
Когда ЭЭ сочетается с изотахофорезом в сочетании с капиллярным электрофорезом, пределы обнаружения уменьшаются до наномолярного диапазона, и для завершения изотахофореза требуется всего несколько минут. Аналогичные пределы обнаружения достигаются при сочетании ЭЭ с жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией. [2] Аналогичные пределы обнаружения достигаются при сочетании ЭЭ с жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией. [4]
Приложения
[ редактировать ]ЭЭ идеально подходит для фармацевтических препаратов с низкими концентрациями активного ингредиента, например, тех, которые содержат белки и пептиды , из-за его способности снижать пределы обнаружения для жидкостной хроматографии и капиллярного электрофореза. [10] Кроме того, обогащение проб ЭЭ помогает преодолеть малые объемы ввода и короткую длину оптического пути детекторов УФ-ВИД, которые сопровождают КЭ. [2] EE, связанный с CE, использовался для разделения и анализа антисмысловых олигонуклеотидов . Антисмысловые олигонуклеотиды ингибируют экспрессию белков за счет комплементарной последовательности пар оснований и могут лечить определенные заболевания и генетические нарушения. [11] низкой концентрации ЭЭ в сочетании с жидкостной хроматографией также успешно обнаруживает метаболиты в моче с целью изучения метаболических процессов. [12] Кроме того, EE-ITP-CE использовался при определении содержания лекарственных препаратов кленбутерол , сальбутамол , тербуталин и фенотерол . [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ N-й цикл, N-й цикл. «Система и метод электрохимического осаждения металлов» . Патент Google .
- ^ Jump up to: а б с д ван дер Влис; Мазереув; Тьяден; Ирт; Ван дер Греф. J. Chromatogr. A 1994, 687, 333-341.
- ^ Jump up to: а б Stichlmair; Schmidt; Proplesch. Chem. Eng. Sci. 1992, 47, 3015-3022.
- ^ Jump up to: а б Линденбург; Храмы; Джейден; графа; Ханкемайер. Ж. Хроматография., А 2012, 1249, 17-24.
- ^ Электроэкстракция. http://www.electroextraction.org/ Архивировано 26 марта 2013 г. в Wayback Machine .
- ^ Куба; Слампова; Бочек. Электрофорез 2010, 31, 768-785.
- ^ Zhai, S.L.; Luo, G.S.; Liu, J.G. Chem. Eng. J. 2001, 83, 55-59.
- ^ Луо, Г.С.; Цзян, В.Б.; Дай, YY, сентябрь 1999 г., 34, 781-791.
- ^ Линденбург; Зейтцингер; Храмы; Джейден; графа; Ханкемайер. Электрофорез 2010, 31, 3903-3912.
- ^ Строинк; Паарльберг; Водопад; Ударяться; Андерберг. Электрофорез, 2001, 22, 2374.
- ^ Пальма; Марко-Варга. Дж. Фарм. Биомед. Анальный. 2004, 35, 415.
- ^ Линденбург; Тьяден; ван дер Гриф; Ханкемайер. Электрофорез 2012, 33, 2987-2995.
- ^ Аль-Маджед; Аналитические профили лекарственных веществ и вспомогательных веществ. 2001, 162, 429–441.
