אתר תאית לא יוני על ידי כרומטוגרפיה גז

תכולת התחליפים באתר תאית לא יונית נקבעה על ידי כרומטוגרפיה של גז, והתוצאות הושוו עם טיטרציה כימית במונחים של זמן רב, תפעול, דיוק, חזרות, עלות וכו', ודנו בטמפרטורת העמודה. השפעת תנאים כרומטוגרפיים כגון אורך העמודה על אפקט ההפרדה. התוצאות מראות שכרומטוגרפיית גז היא שיטה אנליטית שכדאי להפיץ אותה.
מילות מפתח: אתר תאית לא-יוני; כרומטוגרפיה של גז; תוכן תחליפי

אתרי תאית לא-ניוניים כוללים מתיל-צלולוזה (MC), הידרוקסי-פרופיל-מתיל-צלולוזה (HPMC), הידרוקסי-אתיל-צלולוזה (HEC) וכו'. חומרים אלו נמצאים בשימוש נרחב ברפואה, מזון, נפט וכו'. מאחר שלתוכן התחליפים יש השפעה רבה על הביצועים של שאינם חומרי אתר תאית יונית, יש צורך לקבוע את התוכן של תחליפים בצורה מדויקת ומהירה. כיום, רוב היצרנים המקומיים מאמצים את שיטת הטיטרציה הכימית המסורתית לניתוח, שהיא עתירת עבודה וקשה להבטיח דיוק וחזרה. מסיבה זו, מאמר זה בוחן את השיטה לקביעת התוכן של תחליפי אתר תאית לא-יוניים על ידי כרומטוגרפיה של גז, מנתח את הגורמים המשפיעים על תוצאות הבדיקה, ומשיג תוצאות טובות.

1. ניסוי
1.1 מכשיר
כרומטוגרף גז GC-7800, מיוצר על ידי Beijing Purui Analytical Instrument Co., Ltd.
1.2 ריאגנטים
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), הידרוקסיאתילצלולוזה (HEC), תוצרת בית; מתיל יודיד, אתיל יודיד, איזופרופאן יודיד, חומצה הידרו-יודית (57%), טולואן, חומצה אדיפית, או-די טולואן היה בדרגה אנליטית.
1.3 קביעת כרומטוגרפיית גז
1.3.1 תנאי כרומטוגרפיית גז
עמודת נירוסטה ((SE-30, 3% Chmmosorb, WAW DMCS); טמפרטורת תא אידוי 200°C; גלאי: TCD, 200°C; טמפרטורת עמודה 100°C; גז נשא: H2, 40 מ"ל/דקה.
1.3.2 הכנת תמיסה סטנדרטית
(1) הכנת תמיסה סטנדרטית פנימית: קח כ-6.25 גרם טולואן והניח בבקבוק נפח של 250 מ"ל, דלל עד לסימון עם o-xylene, נער היטב והניח בצד.
(2) הכנת תמיסה סטנדרטית: לדגימות שונות יש פתרונות סטנדרטיים תואמים, ודגימות HPMC נלקחות כדוגמה כאן. בבקבוקון מתאים, הוסף כמות מסוימת של חומצה אדיפית, 2 מ"ל חומצה הידרו-יודית ותמיסת תקן פנימית, ושקל את הבקבוקון במדויק. הוסיפו כמות מתאימה של יודואיזופרופאן, שקלו אותה וחשבו את כמות היודואיזופרופאן שנוספה. הוסף שוב מתיל יודיד, שקלו שווה, חשבו את הכמות שמוסיפה מתיל יודיד. רטט במלואו, תן לו לעמוד עבור ריבוד, והרחיק אותו מאור לשימוש מאוחר יותר.
1.3.3 הכנת תמיסה לדוגמא
שקלו במדויק 0.065 גרם של דגימת HPMC יבשה לתוך כור בעל דופן עבה של 5 מ"ל, הוסף משקל שווה של חומצה אדיפית, 2 מ"ל של תמיסה סטנדרטית פנימית וחומצה הידרו-יודית, אטום במהירות את בקבוק התגובה ושקל אותו במדויק. מנערים ומחממים ב-150 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות, תוך טלטול כראוי במהלך התקופה. מצננים ושוקלים. אם הירידה במשקל לפני ואחרי התגובה גדולה מ-10 מ"ג, תמיסת הדגימה אינה חוקית ויש להכין את התמיסה מחדש. לאחר שתמיסת המדגם הורשה לעמוד לרבד, ציירו בזהירות 2 μL מתמיסת הפאזה האורגנית העליונה, הזריקו אותה לכרומטוגרף הגז והקליטו את הספקטרום. דגימות אתר תאית לא-יוניות אחרות טופלו בדומה ל- HPMC.
1.3.4 עקרון המדידה
אם לוקחים את HPMC כדוגמה, זהו אתר מעורב תאית אלקיל הידרוקסיאלקיל, אשר מחומם יחד עם חומצה הידרו-יודית כדי לשבור את כל קשרי המתוקסיל והידרוקסי-פרופוקסיל וליצור את היודואלקן המתאים.
בטמפרטורה גבוהה ותנאים אטומים, עם חומצה אדיפית כזרז, HPMC מגיב עם חומצה הידרו-יודית, ומתוקסיל והידרוקסיפרופוקסיל מומרים למתיל יודיד ו-isopropane jodid. שימוש ב-o-xylene כסופג וממס, תפקיד הזרז והסופג הוא לקדם את תגובת ההידרוליזה השלמה. טולואן נבחר כתמיסת התקן הפנימית, ומתיל יודיד ו-isopropane יודיד משמשים כתמיסה הסטנדרטית. על פי אזורי השיא של התקן הפנימי והתמיסה הסטנדרטית, ניתן לחשב את תכולת המתוקסיל והידרוקסיפרופוקסיל בדגימה.

2. תוצאות ודיון
העמודה הכרומטוגרפית המשמשת בניסוי זה אינה קוטבית. לפי נקודת הרתיחה של כל רכיב, סדר השיא הוא מתיל יודיד, יודיד איזופרופאן, טולואן ואו-קסילן.
2.1 השוואה בין כרומטוגרפיה של גז וטיטרציה כימית
קביעת תכולת המתוקסיל וההידרוקסי-פרופוקסיל של HPMC על ידי טיטרציה כימית היא בוגרת יחסית, וכיום ישנן שתי שיטות נפוצות: שיטת הפרמקופואה והשיטה המשופרת. עם זאת, שתי השיטות הכימיות הללו דורשות הכנת כמות גדולה של תמיסות, הפעולה מסובכת, גוזלת זמן ומושפעת מאוד מגורמים חיצוניים. באופן יחסי, כרומטוגרפיית גז היא פשוטה מאוד, קלה ללמידה והבנה.
התוצאות של תכולת מתוקסיל (w1) ותכולת הידרוקסיפרופוקסיל (w2) ב- HPMC נקבעו על ידי כרומטוגרפיה גז וטיטרציה כימית בהתאמה. ניתן לראות כי התוצאות של שתי השיטות הללו קרובות מאוד, מה שמעיד על כך ששתי השיטות יכולות להבטיח את דיוק התוצאות.
בהשוואת טיטרציה כימית וכרומטוגרפיית גז מבחינת צריכת זמן, קלות תפעול, חזרות ועלות, התוצאות מראות שהיתרון הגדול ביותר של כרומטוגרפיית פאזה הוא נוחות, מהירות ויעילות גבוהה. אין צורך להכין כמות גדולה של ריאגנטים ותמיסות, ולוקח רק יותר מעשר דקות למדוד דגימה, והזמן שנחסך בפועל יהיה גדול מהסטטיסטיקה. בשיטת הטיטרציה הכימית, הטעות האנושית בשיפוט נקודת הסיום של הטיטרציה גדולה, בעוד שתוצאות בדיקת כרומטוגרפיית הגז מושפעות פחות מגורמים אנושיים. יתרה מכך, כרומטוגרפיית גז היא טכניקת הפרדה המפרידה את תוצרי התגובה ומכמתת אותם. אם הוא יכול לשתף פעולה עם מכשירי מדידה אחרים, כגון GC/MS, GC/FTIR וכו', ניתן להשתמש בו כדי לזהות כמה דגימות מורכבות לא ידועות (סיבים מותאמים) מוצרי אתר רגילים) הם בעלי יתרון רב, שאין שני לו בטיטרציה כימית . בנוסף, יכולת השחזור של תוצאות כרומטוגרפיית גז טובה יותר מזו של טיטרציה כימית.
החיסרון של כרומטוגרפיית גז הוא שהעלות גבוהה. העלות מהקמת תחנת כרומטוגרפיה גז ועד אחזקת המכשיר ובחירת העמוד הכרומטוגרפי גבוה מזו של שיטת הטיטרציה הכימית. תצורות מכשירים ותנאי בדיקה שונים ישפיעו אף הם על התוצאות, כגון סוג גלאי, עמודה כרומטוגרפית ובחירת שלב נייח וכו'.
2.2 השפעת תנאי כרומטוגרפיית גז על תוצאות הקביעה
עבור ניסויי כרומטוגרפיה גז, המפתח הוא לקבוע את התנאים הכרומטוגרפיים המתאימים כדי לקבל תוצאות מדויקות יותר. בניסוי זה, hydroxyethylcellulose (HEC) וה-hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) שימשו כחומרי גלם, ונבדקה ההשפעה של שני גורמים, טמפרטורת העמודה ואורך העמודה.
כאשר מידת ההפרדה R ≥ 1.5, זה נקרא הפרדה מלאה. על פי ההוראות של "פרמקופאה סינית", R צריך להיות גדול מ-1.5. בשילוב עם טמפרטורת העמודה בשלוש טמפרטורות, הרזולוציה של כל רכיב גדולה מ-1.5, העומדות בדרישות ההפרדה הבסיסיות, שהן R90°C>R100°C>R110°C. בהתחשב בגורם הזנב, גורם הזנב r>1 הוא שיא הזנב, r<1 הוא השיא הקדמי, וככל ש-r קרוב יותר ל-1, כך הביצועים של העמודה הכרומטוגרפית טובים יותר. עבור טולואן ואתיל יודיד, R90°C>R100°C>R110°C; o-xylene הוא הממס בעל נקודת הרתיחה הגבוהה ביותר, R90°C
השפעת אורך העמודה על תוצאות הניסוי מראה שבאותם תנאים, רק אורך העמודה הכרומטוגרפית משתנה. בהשוואה לעמוד הדחוס של 3 מ' ו-2 מ', תוצאות הניתוח והרזולוציה של עמודת 3 מ' טובים יותר, וככל שהעמודה ארוכה יותר, כך יעילות העמודה טובה יותר. ככל שהערך גבוה יותר, כך התוצאה אמינה יותר.

3. מסקנה
חומצה הידרו-יודית משמשת להרוס את קשר האתר של אתר תאית לא-יוני כדי ליצור יודיד מולקולה קטנה, המופרדת בכרומטוגרפיה של גז ומכומתת בשיטת תקן פנימית כדי לקבל את תוכן התחליף. בנוסף hydroxypropyl methylcellulose, אתרי תאית המתאימים לשיטה זו כוללים hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, ו methyl cellulose, ושיטת הטיפול לדוגמה דומה.
בהשוואה לשיטת הטיטרציה הכימית המסורתית, לניתוח כרומטוגרפיית גז של תכולת התחליפים של אתר תאית לא-יוני יש יתרונות רבים. העיקרון פשוט וקל להבנה, הפעולה נוחה, ואין צורך להכין כמות גדולה של תרופות וריאגנטים, מה שחוסך מאוד את זמן הניתוח. התוצאות המתקבלות בשיטה זו תואמות את התוצאות המתקבלות בטיטרציה כימית.
בעת ניתוח תכולת תחליפים על ידי כרומטוגרפיה גז, חשוב מאוד לבחור תנאים כרומטוגרפיים מתאימים ואופטימליים. ככלל, הפחתת טמפרטורת העמודה או הגדלת אורך העמודה יכולה לשפר ביעילות את הרזולוציה, אך יש להקפיד על מניעת התעבות של רכיבים בעמודה עקב טמפרטורת העמודה נמוכה מדי.
נכון לעכשיו, רוב היצרנים המקומיים עדיין משתמשים בטיטרציה כימית כדי לקבוע את תכולת התחליפים. עם זאת, בהתחשב ביתרונות ובחסרונות של היבטים שונים, כרומטוגרפיית גז היא שיטת בדיקה פשוטה ומהירה שכדאי לקדם מנקודת מבט של מגמות פיתוח.