Pobierz opis

Adam Chomicki
Uniwersytet Medyczny w Lublinie,
Wydział Farmaceutyczny,
Zakład Chemii Fizycznej,
ul. Staszica 6, 20-081 Lublin.
e-mail: [email protected]
Badania nad efektywnością rozdzielenia, szczególnie aminokwasów, łączonymi
metodami separacji z uwzględnieniem elektrochromatografii planarnej ciśnieniowej.
Skrócony opis tematyki pracy doktorskiej:
Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) jest obecnie jedną z najpopularniejszych metod
chromatograficznych, stosowanych w takich dziedzinach nauki jak biomedycyna, farmacja, czy
ochrona środowiska. Na jej popularność wpływa wiele zalet takich jak niski koszt analizy, łatwość
prowadzenia procesu rozdzielania, płytki chromatograficzne można przechowywać po wykonaniu
doświadczeń, do lokalizacji stref rozdzielnych substancji można zastosować różne metody
derywatyzacji i detekcji, chromatogramy można rejestrować i analizować przy wykorzystaniu
zaawansowanej aparatury i programów komputerowych.
Ciśnieniowa elektrochromatografia planarna (PPEC) jest młodą metodą separacji, w której
przepływ fazy ruchomej jest wywołany efektem elektroosmotycznym. Charakteryzuje się ona
wieloma zaletami takimi jak krótki czas pomiaru, czy wysoka sprawność, porównywalna
z układami wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Ponadto posiada ona zalety
chromatografii cienkowarstwowej. W PPEC prędkość przepływu fazy ruchomej jest stała, podczas
gdy w TLC, wraz ze wzrostem dystansu migracji eluentu, szybkość przepływu fazy ruchomej
maleje. Profil elektroosmotycznego przepływu fazy ruchomej w układach PPEC jest bardziej
korzystny, ze względu na zmniejszenie szerokości stref rozdzielanych substancji, w porównaniu do
przepływu
laminarnego,
który charakteryzuje
układy chromatografii kolumnowej
i cienkowarstwowej. Inną bardzo ważną zaletą elektrochromatografii planarnej jest możliwość
uzyskiwania różnej selektywności rozdzielania, w szczególności gdy rozdzielane substancje ulegają
dysocjacji w układzie separacyjnym. Za zmianę selektywności jest odpowiedzialny efekt
elektroforetyczny towarzyszący separacji mieszanin substancji w procesach PPEC.
Dzięki tej ostatniej właściwości, interesujące jest połączenie obu metod (TLC i PPEC) w procesie
dwuwymiarowego rozdzielania (2D) mieszanin substancji. Należy wtedy oczekiwać znacznego
wzrostu efektywności separacji badanych mieszanin, ponieważ rozdzielanie w „kierunku” PPEC
jest powodowane zarówno podziałem substancji pomiędzy dwie fazy jak i migracją
elektroforetyczną, a w „kierunku” TLC – tylko podziałem substancji pomiędzy fazę stacjonarną
i ruchomą.
Celem pracy jest przeprowadzenie badań nad efektywnością rozdzielenia mieszanin substancji
połączonymi metodami chromatograficznymi - z wykorzystaniem tradycyjnej chromatografii
planarnej (TLC), wysokosprawnej chromatografii cienkowarstwowej (HPTLC) i ciśnieniowej
elektrochromatografii planarnej (PPEC), które sprzężone w dwuwymiarowy układ separacyjny
stwarzają możliwości polepszenia separacji skomplikowanych próbek. Badania są prowadzone nad
zastosowaniem tego podejścia do rozdzielania mieszanin substancji biologicznie czynnych,
szczególnie aminokwasów. Cel pracy obejmuje również aspekty zastosowania wariantów
konstrukcji prototypowej aparatury do ciśnieniowej elektrochromatografii planarnej,
skonstruowanej w Zakładzie Chemii Fizycznej Katedry Chemii.
Praktyczne możliwości wykorzystania wyników pracy doktorskiej:
Izolacja i separacja aminokwasów są bieżącym problemem w analizie biomedycznej. Są one
głównie oznaczane w celu wykrycia różnych schorzeń, takich jak: chorób genetycznych o podłożu
metabolicznym, zaburzeń w funkcjonowaniu wątroby, nerek, tarczycy, chorób układu
sercowo – naczyniowego, a także badań przesiewowych w kierunku chorób spichrzeniowych, itp.
Badania te mogą również służyć do oznaczania wpływu metabolitów różnych leków na organizm
ludzki. Obecne metody służące do oznaczania tego typu substancji są bardzo kosztowne
i skomplikowane. Żadna z metod nie pozwala na całkowite rozdzielenie wszystkich aminokwasów
w pojedynczym procesie rozdzielczym.
Wykorzystanie elektrochromatografii planarnej do separacji aminokwasów oraz jej połączenie
z chromatografią planarną w jeden dwuwymiarowy proces separacyjny (2D TLC/PPEC) jest
innowacyjnym pomysłem. Uzyskane wyniki na obecnym etapie badań pozwalają sądzić, że metoda
dwukierunkowego rozdzielania TLC/PPEC może być przełomem w dziedzinie separacji
aminokwasów. Zastosowanie powyższej metody w sposób znaczący obniżyłoby koszty i czas
analizy, co bardzo ważne jest w przypadku diagnostyki laboratoryjnej.
Metoda dwuwymiarowej separacji może wpłynąć na rozwój metod służących do wykrywania
chorób. Prawdopodobnie przyśpieszyłoby to badania nad nowymi lekami oraz usprawniło badania
kliniczne, co nie jest bez znaczenia w dobie obecnego zagrożenia nowymi, nie do końca poznanymi
chorobami.
Elektrochromatografia planarna jest młodą metodą separacji. Podane powyżej przykłady stanowią
niewielki procent jej potencjalnego zastosowania . W przyszłości może się ona stać wiodącą gałęzią
chromatografii w analizie farmaceutycznej, biomedycznej, toksykologicznej, klinicznej, ochrony
środowiska, artykułów spożywczych, itp.