Σχεδιασμός και ανάπτυξη διαχωριστικών συστημάτων πολλαπλών μεταβλητών για τη μελέτη μηχανισμού συγκράτησης προσδιοριζόμενων ουσιών με HPLC
Authors: Κούσκουρα Μαρία 
Published: September 2021

Αντικείμενο της διατριβής αποτελεί η μελέτη της χρωματογραφικής συμπεριφοράς μεγάλου αριθμού ουσιών με ή χωρίς φαρμακολογική δράση. Βασικός στόχος είναι η εύρεση βασικών κανόνων που καθορίζουν τη συμπεριφορά τους. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης έτσι ώστε να διερευνηθούν οι μηχανισμοί που επικρατούν και επηρεάζουν την συγκράτηση ουσιών στις χρωματογραφικές στήλες. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε τέσσερις στατικές φάσεις για 135 χημικές ενώσεις (απλά οργανικά μόρια ή/και φάρμακα). Οι τρεις από τις στήλες που χρησιμοποιούνται είναι αντίστροφης φάσης (phenyl, butyl και cyano) ενώ στην τέταρτη επιχειρείται η αντίστοιχη μελέτη με χρωματογραφία υδροφιλικών αλληλεπιδράσεων (HILIC). Τα αποτελέσματα αξιολογούνται με χημειομετρικές μεθόδους μέσω της ανάλυσης πολλαπλών μεταβλητών. Οι μέθοδοι που εφαρμόζονται είναι η ανάλυση κύριων συνιστωσών και η προβολή μερικών ελαχίστων τετραγώνων σε λανθάνουσες δομές. Στα μοντέλα που αναπτύχθηκαν γίνεται συσχέτιση των περιγραφικών μεταβλητών (μεταβλητές Χ) με το χρόνο συγκράτησης των ουσιών (μεταβλητή ή απόκριση Υ). Οι περιγραφικές μεταβλητές συμπεριλαμβάνουν α. φυσικοχημικές ιδιότητες της κινητής φάσης, β. φυσικοχημικές ιδιότητες των ουσιών και γ. δομικά χαρακτηριστικά των ουσιών. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν είναι ότι στις τρεις στήλες αντίστροφης φάσης πρωταρχικό ρόλο στην αύξηση του χρόνου έκλουσης των ουσιών παίζει η λιποφιλικότητά τους καθώς και το μέγεθος μιας χημικής ένωσης (μοριακός όγκος, πολωσιμότητα, διαθλασιμότητα και η παρουσία ογκωδών ομάδων ή συμπυκνωμένων δακτυλίων). Αντίθετα, η έκλουση επιταχύνεται στην περίπτωση ουσιών με υδρόφιλο χαρακτήρα (υψηλές τιμές διαλυτότητας και υδροφιλικότητας), ή λόγω πολικότητας μιας ουσίας (μεγάλη πολική επιφάνεια και διπολική ροπή), ή λόγω παρουσίας στη δομή του μορίου καρβοξυλικής ή υδροξυλικής ομάδας. Η ένταση της επίδρασης των περιγραφικών μεταβλητών δεν ταυτίζεται στις τρεις στατικές φάσεις, ενώ διαφορές εμφανίζονται και όταν μεταβάλλεται η σύσταση της κινητής φάσης (αλλαγή του οργανικού διαλύτη ή του ποσοστού του οργανικού διαλύτη). Οι συσχετισμοί αυτοί αποδεικνύεται ότι μεταβάλλονται στη μελέτη των ουσιών με χρωματογραφία υδροφιλικών αλληλεπιδράσεων. Σ’ αυτήν την περίπτωση, η έκλουση καθορίζεται κυρίως από την παρουσία ομάδων που ιονίζονται στις διαφορετικές τιμές pH της κινητής φάσης και συγκρατούνται ισχυρότερα από το ιονισμένο τμήμα της στατικής φάσης. Η τιμή της λιποφιλικότητας είναι δευτερεύουσας σημασίας, όμως ο μοριακός όγκος εξακολουθεί να είναι παράγοντας καθυστερημένης έκλουσης. Τέλος, επιχειρείται προσομοίωση της στατικής φάσης με τις κυτταρικές μεμβράνες στην προσπάθεια δημιουργίας μοντέλου που θα προβλέπει τη συμπεριφορά των φαρμάκων στον ανθρώπινο οργανισμό. Ένα τέτοιο μοντέλο μπορεί σταδιακά να εμπλουτίζεται με νέα στοιχεία, ώστε μελλοντικά να αποτελέσει βάση δεδομένων που θα χρησιμεύει ως εργαλείο βάσει του οποίου θα αποφεύγεται η σύνθεση χημικών ενώσεων που δεν θα πληρούν τις προϋποθέσεις, από χημικής άποψης, να δράσουν ως φάρμακα.