title: Influence of capacity on the retention characteristics in Zwitter Ion Chromatography (ZIC) and ZICHydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) onfour different sulfobetaine stationary phases
title: Einfluß der Kapazität auf die Retentionseigenschaften in der Zwitterionenchromatographie (ZIC) und in der ZIC-Hydrophile Interaktions Chromatographie (HILIC) für vier verschiedene Sulfobetain-Austauscher
Creators: name: Rasheed, Ashraf Saad
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Capacity
Chemie
Sulfobetaine
Excess adsorption isotherm
Überschussadsorptionsisothermen
Hydrophilic ion chromatography
Zwitterionenchromatographie
Pharmaceutical
Zwitter ion chromatography
Pharmazeutika
Kapazität
Hydrophile Interaktionschromatographie

description: A number of covalently bonded
      zwitterionic stationary phases with inner quaternary amines
      and outer sulfonic acids in varying capacities was
      synthesized based on poly (styrene-DVB) particles by graft
      polymerization. The different spacer lengths and capacities
      are used as an investigative tool, for the retention behavior
      of the inorganic anions in ZIC and ZIC-HILIC modes. The
      separation mechanism is explored by varying eluent ionic
      strength, eluent pH and the volume fraction of organic
      modifier. Remarkably, the increasing capacity exhibits
      different characteristics of anions retention for all
      exchangers in two modes. Hence, this leads to increased,
      decreased or no significant change in the retention times of
      inorganic anions. Moreover, no change in the separation
      mechanism and selectivity of anions occurred when
      investigating the influence of eluent concentration, pH of
      eluent and acetonitrile content for various capacities of
      zwitterionic columns. It should be noted that high values of
      the capacity of the SB2-exchanger exhibit a different
      separation mechanism for inorganic anions in comparison to a
      previous study made for the ZIC-mode. Furthermore, a new
      correlation between spacer length and the capacity and their
      impact on the retention time of anions in ZIC and ZIC-HILIC
      modes were found. The results of variations of acetonitrile
      content, buffer concentration and mobile phase pH show that
      pharmaceuticals can be separated based on hydrophilic,
      hydrophobic and anion/cation-exchange interactions between
      the stationary phase and analyte. For a differentiation
      between the separation mechanism for the first time a set of
      cation and anion exchangers based on the same core material
      has been used as investigative tool. In addition, we have
      proven the suitability of ZIC-HILIC stationary phases for the
      determination of the chromatographic hydrophobicity
      parameter. The pharmaceutical deferoxamine mesylate (DFOM) is
      a chelating agent which forms complexes with multiple charged
      metal ions of biological importance (Fe3+, Al3+) and other
      metals. We could demonstrate that the sulfobetaine exchangers
      are able to separate the Fe(III)- DFOM and Al(III)-DFOM
      complexes by IC-ICP-AES. The results of the eluent ionic
      strength and pH variations show that metal-DFOM complexes
      were separated based on a cation exchange mechanism. Excess
      adsorption isotherms of water from acetonitrile were measured
      for ten zwitterionic stationary phases (eight sulfobetaine
      exchangers have been prepared and two commercially available
      stationary phases) using the minor disturbance method. The
      retention factors of the eight pharmaceutical compounds
      (Deferoxamine mesylate, Thiamine.HCl, Diclofenac sodium,
      Cyclopentolate.HCl, Dexamethasone sodium phosphate,
      Tetracaine.HCl, Pilocarpine .HCl and Chloramphenicol) can be
      correlated with the maximum excess of water
      adsorption.
description: Die aktuelle Arbeit untersucht die
      Retentionseigenschaften von acht pharmazeutischen
      Verbindungen auf den vier Sulfobetain-basierten stationären
      Phasen unter HILIC-Bedingungen unter Verwendung eines bislang
      einzigartigen Säulenvergleichstests mit reinen Anionbzw.
      Kationenaustauscher. Diese Vergleichssäulen basieren auf dem
      gleichen Grundmaterial, verwenden die gleiche
      Funktionalisierungsstrategie und weisen ähnliche Kapazitäten
      auf. Die Retention der Pharmazeutika basiert einem gemischten
      Modus basierend auf RP, ZIC-HILIC und
      Ionenaustausch-Wechselwirkungen in unterschiedliche
      Ausprägung. Die Untersch-eidung zwischen RP- und
      ZIC-HILIC-Modus erfolgte anhand der Variation des
      Acetonitril-Anteils, die auf Ionenaustausch basierende
      Retention wurde anhand von Variationen der
      Eluentionenkonzentration und des Säulenmaterials ermittelt.
      Der Grund für dieses komplexe Verhalten ist der
      unterschiedliche strukturelle Aufbau der Pharmazeutika. Bei
      Auftragung des logarithmischen Retentionsfaktors gegen die
      logarithmische Acetonitril- Konzentration in der mobilen
      Phase wird eine Korrelation R2 &gt; 0,94 aufgefunden. Die
      geometrischen Ausrichtung der zwitterionischen Materialien
      spielt eine bedeutende Rolle in der Beziehung zwischen log
      k'w und log P und zeigt eine ausgezeichnete Übereinstimmung
      zwischen den experimentellen und den berechneten Werten.
      Diese Reihe von stationären Phasen sind ein neues Werkzeug,
      das verwendet werden kann, um die Retentionsmechanismen von
      multifunktionellen Verbindungen wie z.B. Pharmazeutika zu
      untersuchen. Außerdem kann es helfen, die geeignete
      stationäre Phase für komplexe analytische Probleme in der
      pharmazeutischen, biologischen und Umweltproben auszuwählen.
      Die zwitterionische Ionenchromatographie eignet sich in
      Online-Kopplung an einen elementspezifischen Detektor wie
      ICP-AES für die Untersuchung der Komplexbildungseigenschaften
      von Deferoxamin (DFOM). DFOM ist ein starker Chelatligand für
      mehrfach geladene Ionen wie Fe(III) und Al(III), die vom
      biologischen Standpunkt aus gesehen wichtige Ionen
      darstellen. Es konnte gezeigt werden, daß
      Metall-DFOM-Komplexe auf Sulfobetain-Materialien
      hauptsächlich durch Kationenaustausch getrennt werden. Trotz
      zahlreicher Veröffentlichungen in der Literatur, die besagen,
      dass zwitterionische Materialien in der Regel für die
      Trennung von Anionen gut geeignet sind, hatte bislang keine
      Studie kationische organische Verbindungen untersucht. Die
      aktuelle Studie bestätigt die Fähigkeit der ZIC-HILIC Säulen,
      Metall-Komplexe, organische Kationen und unpolare
      Verbindungen zu trennen. Trotzdem sind weitere Experimente
      nötig, um das mechanistische Wissen um die Trennungen im
      ZICHILIC- Modus für solche Verbindungen zu erweitern. Die
      Variation der Zusammensetzung von
      Acetonitril/Wasser-Gemischen führt auf Sulfobetain-
      Austauschern durch die Anwesenheit von polaren sowie
      unpolaren funktionellen Gruppen auf ihrer Oberfläche zu
      Veränderungen in der Wasser-bzw. Acetonitril-Anreicherung an
      der Grenzschicht. Es wurde festgestellt, dass die
      Sulfobetain-Austauscher Wasser anreichern, wenn der
      Wasseranteil im Eluent gering ist. Interessanterweise spielt
      die Spacerlänge zwischen den geladenen funktionellen Gruppen
      und auch die Kapazität der zwitterionischen Materialien eine
      wichtige Rolle führt die Ausbildung dieser Wasserschicht an
      der Grenzfläche.