Wpływ pH i zawartości rozpuszczalnika organicznego w fazie ruchomej na retencję flawonoidów na retencję flawonoidów

Wpływ pH fazy ruchomej badano dla dwóch wartości pH 2,8 oraz 7. Wartości te odnoszą się do składnika wodnego fazy ruchomej. W pH 7 flawonoidy są częściowo zdysocjowane (zależnie od ich wartości pKa), co powoduje wzrost ich polarności. Można zatem przypuszczad, że w tych warunkach czasy retencji flawonoidów powinny byd dłuższe niż w pH 2,8, gdy są w formie sprotonowanej. Zatem wraz ze wzrostem pH, przy założeniu, że głównym mechanizmem rozdzielania na kolumnie krzemionkowej jest hydrofilowy podział analitu między wartswę wodną, zadsorbowaną na powierzchni hydrofilowego złoża a niepolarny eluent, powinniśmy obserwowad wzrost retencji związków. Analizując wyniki otrzymane z zastosowaniem acetonitrylu jako składnika fazy ruchomej, hipoteza ta potwierdza się szczególnie dla aglikonów (rys. 30). Wraz ze wzrostem pH ich czasy retencji ulegają nieznacznemu wydłużeniu. W przypadku glikozydów (bardziej polarnych) nie zaobserwowano istotnego wpływu pH fazy ruchomej na ich retencję. Może to sugerowad, że mechanizm retencji bardziej polarnych flawonoidów nie opiera się jedynie na hydrofilowym podziale. Grupy silanolowe, które mogą oddziaływad z analitami w pH 7 są już zdysocjowane (dla reakcji

H SiOH

SiOH₂ pKa wynosi -2,77, natomiast dla reakcji SiOH SiO H pKa wynosi 6,77 [186]). Powoduje to, że na powierzchni krzemionki tworzy się wypadkowy ładunek ujemny, który może elektrostatycznie oddziaływad z analitami. W takiej sytuacji mechanizm retencji będzie wypadkową hydrofilowego podziału i słabych oddziaływao elektrostatycznych.

Czasy retencji aglikonów ulegaja wydłużeniu wraz ze wzrostem pH eluentu również wtedy, gdy jako składnik fazy ruchomej został zastosowany metanol. Alkohol ten, ze względu na swoje podobieostwo do wody, jest uznawany za eluent o dużej sile elucji w chromatografiii HILIC. Ma on także zdolnośd do tworzenia wiązao wodorowych, przez co może oddziaływad z grupami silanolowymi krzemionki. Prawdopodobnie ta jego

72 zdolnośd jest odpowiedzialna za znaczne skrócenie czasów retencji glikozydów wraz ze wzrostem pH fazy ruchomej.

Wpływ zależności zawartości rozpuszczalnika organicznego w eluencie na wartości współczynników retencji badanych związków przedstawiono na rys. 30-31. W przypadku acetonitrylu, podobnie jak dla toluenu, uzyskane krzywe miały kształt litery U (rys. 30).

Taki kształt zależności współczynników retencji od zawartości rozpuszczalnika organicznego w fazie ruchomej obrazuje, zgodnie z danymi literaturowymi [57-60], przejście z trybu RP do trybu HILIC. Kryje się za tym zmiana dominującego mechanizmu retencji z adsorpcji (charakterystycznej dla chromatografii w układzie faz odwróconych) do hydrofilowego podziału (utożsamiany z HILIC). Można wnioskowad, że powyżej 70%

(minimum krzywej) acetonitrylu w eluencie dominującym mechanizmem retencji będzie podział analitu, poniżej 70% przeważad będzie adsorpcja. Dla najmniej polarnych związków (chryzyna i apigenina) otrzymane wartości współczynników retencji prawie nie zmieniają się przy wzroście zawartości acetonitrylu w fazie ruchomej.

Podobnego kształtu krzywej nie obserwuje się stosując metanol, jako składnik faz ruchomych (rys. 31). W tym przypadku, ze wzrostem jego zawartości w eluencie retencja flawonoidów maleje. Jak wspomniano wczesniej, metanol ze względu na swoje podobieostwo do wody, może wypierad jej cząsteczki w wytworzonej warstwie, obniżając jej polarnośd. Prowadzi to do skrócenia retencji analitów ulegających hydrofilowemu podziałowi, dla których warstwa wodna przestaje byd atrakcyjniejsza pod względem polarności od eluentu. Ponad to, ze względu na zdolnośd tworzenia wiązao wodorowych, może on oddziaływad bezpośrednio z powierzchnią złoża, utrudniając dostęp analitów do jego powierzchni.

73

Rys. 30. Zależnośd współczynników retencji flawonoidów od zawartości acetonitrylu w fazie ruchomej dla kolumny silikażelowej silikażelowej.

 chryzyna  apigenina  kaemferol  luteolina  ramnetyna  mirycetyna  genisteina  katechina

 rutyna  naringenina  naringina  moryna  kwercetryna  kwercetyna  hesperydyna  hesperetyna

74

Rys. 31. Zależnośd współczynników retencji flawonoidów od zawartości metanolu w fazie ruchomej dla kolumny silikażelowej.

75 6.4.2. Wpływ stężenia soli na retencję flawonoidów

Zbadano wpływ stężenia soli, na przykładzie octanu amonowego, w fazie ruchomej na retencję flawonoidów. Dodatek soli powoduje znaczny wzrost polarności warstwy wodnej, przez co jest ona atrakcyjniejsza dla polarnych analitów. Jednakaże taki wpływ zaobserwowano jedynie dla metanolu (rys. 32). Sugeruje to, że głównym mechanizmem retencji jest hydrofilowy podział analitów.

Dla acetonitrylu występuje spadek retencji wraz ze wzrostem stężenia soli w eluencie (rys. 32). Acetonitryl, jako protono-akceptor, ma zdolności do tworzenia wiązao wodorowych, a eluenty zawierające go w składzie tworzą pojedynczą, cienką warstwę wodną, która jedynie w nieznacznym stopniu może ograniczad dostęp analitów do powierzchni złoża a tym samym ich potencjalną adsorpcję *187]. Ze względu na dysocjację grup silanolowych na powierzchni krzemionki, należy założyd, że nie sam hydrofilowy podział będzie dominującym mechanizmem retencji, ale również swój wkład będą mogły mied oddziaływania elektrostatyczne analitów z tymi grupami. Jeżeli dominującym mechanizmem retencji byłby podział analitu, to wraz ze wzrostem soli, obserwowany byłby wzrost retencji badanych związków. Dodatek soli zwiększa grubośd warstwy wodnej i anality mogą w nią głębiej wnikad, co znacznie wydłuża czas potrzebny do ich wymycia z kolumny [61].

76 Kolumna SiO2 MeOH/H2O ACN/H2O

Rys.32. Wpływ stężenia octanu amonu na współczynniki retencji flawonoidów dla kolumny silikażelowej.

Rutyna

77 6.4.3. Wpływ temperatury na retencję flawonoidów

Badania wpływu temperatury kolumny na retencję flawonoidów prowadzono co pięd stopni w zakresie temperatur 20-40 ^oC. Zgodnie z założeniami chromatografii HILIC, wraz ze wzrostem temperatury retencja związków ulegających hydrofilowemu podziałowi spada, a potwierdzeniem takiego mechanizmu jest prostoliniowy przebieg izoterm van’t Hoffa [51,60]. Zbadano tę zależnośd stosując zarówno acetonitrylu jak i metanol.

W obydwu przypadkach otrzymano prostoliniowe zależności (rys. 33), co potwierdza tezę o hydrofilowym podziale analitu jako wiodącym mechanizmie rozdzielenia.

Rys. 33. Przebieg izoterm van’t Hoffa dla analizowanych związków. Eluent: 95% ACN lub MeOH/woda.

3,2x10^-3 3,2x10^-3 3,2x10^-3 3,3x10^-3 3,3x10^-3 -2,0

3,2x10^-3 3,2x10^-3 3,2x10^-3 3,3x10^-3 3,3x10^-3 -2,7

78 Wszystkie badane flawonoidy charakteryzują się ujemnymi wartościami zmiany entalpii retencji, co sugeruje, że ich rozdzielenie jest procesem egzotermicznym (tabela 14). Wyniki takie uzyskano dla obydwu rozpuszczalników organicznych. Rozdzielanie flawonoidów z zastosowaniem krzemionkowego złoża zależy zatem w dużej mierze od członu entalpowego izotermy van’t Hoffa. Wyznaczone zależności termodynamiczne charakteryzowały się dużymi współczynnikami dopasowania powyżej 0,8 dla obydwu stosoawnych eluentów (tabela 14).

Tabela 14. Wartości zmiany entaplii rozdzielania na kolumnie Atlantis HILIC.