Solvents orgànics en electroforesi capil·lar i cromatografia de líquids

Abstract

[cat] La cromatografia de líquids d'alta eficàcia (HPLC) és la tècnica de separació més àmpliament utilitzada, degut a la seva sensibilitat, exactitud de les determinacions quantitatives i aplicabilitat a anàlits no volàtils o termolàbils d'interès científic i industrial. L'electroforesi capil·lar juga un paper fonamental en bioquímica. Aquesta tècnica permet obtenir anàlisis ràpides amb una elevada resolució i un baix consum de reactius auxiliars, fet que minimitza la generació de residus. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral en relació a la cromatografia de líquids ha residit en l'establiment d'un model que expliqui la variació del pH en fases mòbils hidroorgàniques en funció de la fracció del solvent orgànic. El pH de la fase mòbil condiciona el grau d'ionització dels anàlits amb propietats àcid/base, i en funció d'aquesta ionització es produeixen variacions significatives en la retenció cromatogràfica dels anàlits, que poden afectar notablement la selectivitat. Aquest model s'ha desenvolupat pels dos solvents orgànics més usats en HPLC, acetonitril i metanol, i pels sistemes amortidors més comuns (amoni/amoníac, àcid acètic/acetat, àcid fosfòric/dihidrogenfosfat/hidrogenfosfat i àcid cítric/dihidrogencitrat/hidrogencitrat/ citrat) a les concentracions de treball més habituals (de 0.001 a 0.1 mol·L-1), fins a un 60% en volum de modificador orgànic per l'acetonitril i un 80% pel metanol. Un cop desenvolupat i avaluat el model, el segon objectiu ha consistit en la interpretació i l'estimació dels temps de retenció cromatogràfics d'anàlits amb propietats àcid/base, en termes de la variació dels seus valors de pKa i del pH de les fases mòbils hidroorgàniques en funció del contingut del solvent orgànic. En relació a l'electroforesi capil·lar zonal (CZE) el primer objectiu ha consistit en la caracterització del nitrometà com a solvent orgànic d'ús en electroforesi capil·lar no aquosa (NACE), en estudiar la viabilitat de la detecció conductimètrica i ultraviolada, la dependència de la mobilitat dels ions en funció de la força iònica del medi, l'establiment d'una escala adequada de pH i fenòmens d'associació. El segon objectiu ha residit en la resolució d'un problema analític concret, la separació d'un fàrmac antidepressiu atípic poc soluble en aigua de dos dels seus metabòlits principals, usant electroforesi capil·lar amb solvents no aquosos, concretament metanol i acetonitril.

[eng] "Organic solvents in capillary electrophoresis and liquid chromatography" TEXT: The use of methanol- and acetonitrile- aqueous buffer mobile phases in RP-HPLC is a common election when performing chromatographic separations of ionisable analytes. The addition of organic solvent to the aqueous buffer to prepare such a mobile phase changes the buffer capacity and the pH of the solution. In this thesis work, the variation of these buffer properties is studied for acetic acid-acetate, phosphoric acid-dihydrogenphosphate-hydrogenphosphate, citric acid-dihydrogencitrate-hydrogencitrate-citrate, and ammonium-ammonia buffers. It is well established that the pH change of the buffers depends on the initial concentration and aqueous pH of the buffer, on the percentage of organic solvent added, and on the particular buffer used. The proposed equations allow the pH estimation of methanol- and acetonitrile-water buffered mobile phases up to 80% and 60%, respectively, in volume of organic modifier from initial aqueous buffer pH and buffer concentration (before adding the organic modifier) between 0.001 and 0.01 mol L-1. From both the estimated pH values of the mobile phase and the estimated pKa of the ionisable analytes, it is possible to predict the degree of ionisation of the analytes and therefore, the interpretation of acid-base analytes behaviour in a particular hydroorganic buffered mobile phase. Nitromethane has several properties that make it an interesting solvent for capillary electrophoresis especially for lipophilic analytes that are not sufficiently soluble in water. In the present thesis we investigated the change of electrophoretically relevant analyte properties (mobilities and pKa values) in nitromethane in dependence on the most important experimental conditions determined by the background electrolyte: the ionic strength and the pH. Sertindole, an atypical antipsychotic drug, was separated by capillary electrophoresis from its two main metabolites norsertindole and dehydrosertindole. The low solubility of the analytes in water was overcome by the use of methanol and acetonitrile as solvents for the background electrolyte.