Исследование процессов хроматографического анализа лекарственных препаратов на металлоорганических каркасных структурах типа HKUST-1

Исследован процесс анализа тетрациклина и парацетамола с использованием металлоорганического каркасного сорбента HKUST-1 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Для получения экспериментальных данных по ранее описанной методике синтезирован образец исследуемого материала и изучены его физико-химические свойства. Установлено, что отдельные частицы сорбента имеют октаэдрическую форму и обладают пористой структурой, способной адсорбировать химические соединения различной природы. Удельная поверхность образца рассчитана по методу БЭТ и составила S_уд = 551,3 м²/г. Отмечено, что при использовании для хроматографического анализа воды или водноорганических сред в качестве элюентов сорбенты на основе HKUST-1 обладают низкой стабильностью, их деградация наблюдается при пропускании элюирующих растворов в количестве, равном 300--500 объемам хроматографической колонки. При использовании только органических растворителей для хроматографического анализа тетрациклина и парацетамола в диапазоне значений температуры 25...45 °С не наблюдается разложения сорбента HKUST-1 и деградации анализируемых лекарственных препаратов. Установлено, что эффективность элюента увеличивается в ряду тетрагидрофуран--метанол--ацетонитрил. Для всех использованных органических растворителей определены значения времени удерживания, рассчитаны степень разделения, ВЭТТ, а также коэффициент быстродействия при различных значениях температуры. Проведенным комплексом исследований доказана возможность использования металлоорганического сорбента HKUST-1 для эффективного разделения смесей лекарственных препаратов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

Работа выполнена при финансовой поддержке программы Минобрнауки России (проект № 075-03-2020-223 (FSSF-2020-0017))

Литература

[1] Yu Y., Ren Y., Shen W., et al. Applications of metal-organic frameworks as stationary phases in chromatography. Trends Analyt. Chem., 2013, vol. 50, pp. 33--41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2013.04.014

[2] Chen B., Liang C., Yang J., et al. A microporous metal-organic framework for gas-chromatographic separation of alkanes. Angew. Chem., 2006, vol. 45, iss. 9, pp. 1390--1393. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.200502844

[3] Ульянов А.В., Полунина И.А., Полунин К.Е. и др. Хроматографическое разделение продуктов взаимодействия 1,1-диметилгидразина с изотиоцианатами. Сорбционные и хроматографические процессы, 2019, т. 19, № 2, с. 130--138. DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/730

[4] Xue Z., Zhu M., Dong Y., et al. An integrated targeting drug delivery system based on the hybridization of graphdiyne and MOFs for visualized cancer therapy. Nanoscale, 2019, vol. 11, iss. 24, pp. 11709--11718. DOI: https://doi.org/10.1039/c9nr02017a

[5] Mahmoodi N.M., Abdi J. Nanoporous metal-organic framework (MOF-199): synthesis, characterization and photocatalytic degradation of Basic Blue 41. Microchem. J., 2019, vol. 144, pp. 436--442. DOI: https://doi.org/10.1016/j.microc.2018.09.033

[6] Цивадзе А.Ю., Аксютин О.Е., Ишков А.Г. и др. Металл-органические каркасные структуры как адсорбенты для аккумулирования природного газа. Успехи химии, 2019, т. 88, № 9, с. 925--978.

[7] Ke X., Song X., Qin N., et al. Rational synthesis of magnetic Fe₃O₄@MOF nanoparticles for sustained drug delivery. J. Porous Mater., 2019, vol. 26, no. 3, pp. 813--818. DOI: https://doi.org/10.1007/s10934-018-0682-4

[8] Dahanayaka M., Babicheva R., Chen Zh., et al. Atomistic simulation study of GO/HKUST-1 MOF membranes for seawater desalination via pervaporation. Appl. Surf. Sci., 2020, vol. 503, art. 144198. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144198

[9] Chuah C.Y., Li W., Samarasinghe S.A.S.C., et al. Enhancing the CO₂ separation performance of polymer membranes via the incorporation of amine-functionalized HKUST-1 nanocrystals. Microporous Mesoporous Mater., 2019, vol. 290, art. 109680. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2019.109680

[10] Zhang H.-Y., Yang Ch., Geng Q., et al. Adsorption of hydrogen sulfide by amine-functionalized metal organic framework (MOF-199): an experimental and simulation study. Appl. Surf. Sci., 2019, vol. 497, art. 143815. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143815

[11] Desai A.V., Sharma Sh., Let S., et al. N-donor linker based metal-organic frameworks (MOFs): advancement and prospects as functional materials. Coord. Chem. Rev., 2019, vol. 395, pp. 146--192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.05.020

[12] Katoch A., Goyal N., Gautam S. Applications and advances in coordination cages: metal-organic frameworks. Vacuum, 2019, vol. 167, pp. 287--300. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.03.038

[13] Xiao T., Liu D. The most advanced synthesis and a wide range of applications of MOF-74 and its derivatives. Microporous Mesoporous Mater., 2019, vol. 283, pp. 88--103. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2019.03.002

[14] Батракова М.К., Маркова Е.Б., Школин А.В. и др. Высокотемпературный синтез металлоорганической структуры MOF-199. Матер. II Всерос. конф. с междунар. участием "Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности". М., Клязьма, РАН, 2015, с. 128.

[15] Bratchikova I.G., Kovtun S.O., Markova E.B., et al. Features of the separation of difficultly separable organic compounds by liquid-phase adsorption on HKUST-1-type framework structures. J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1347, art. 012023. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1347/1/012023