Определение аминокислот и их оптических изомеров методом двумерной ВЭЖХ

выводы.

1. Изучено разделение аминокислот в виде о-фталевых производных с различными N-замещёнными цистеинами на сорбенте «Zorbax Eclipse ААА». Показано, что использование М-изобутирил-Ь-цистеина позволяет улучшить селективность разделения аналитов и продлить эксплуатационные сроки колонок с данным сорбентом.

2. Для о-фталевых производных аминокислот с тремя нуклеофилами (НАЦ, ИБЛЦ, НМЦ) предложена модель «удерживание-свойство», позволяющая предсказывать порядок элюирования дериватизированных аминокислот.

3. С помощью разработанного подхода, методом реакционной обращенно-фазовой ВЭЖХ проведено определение аминокислот и их оптических изомеров в лекарственных препаратах, образцах детского питания и мяса.

4. Изучено разделение энантиомеров ряда аминокислот в нативной форме и в виде бензилкарбаматных производных, на сорбенте марки «Nautilus-E» с привитым эремомицином. Установлено, что в основе механизма стереораспознования аминокислот лежат ионные взаимодействия, для модифицированных аминокислот большее значение имеют гидрофобные взаимодействия. В выбранных оптимальных условиях определено содержание компонентов и энантиомерной чистоты аминокислотных лекарственных препаратов «Элтацин» и «Аспаркам».

5. Предложен способ одновременного определения компонентов и энантиомерной чистоты лекарственного препарата «Цефепим» методом двумерной ВЭЖХ.

6. Впервые методом двумерной ВЭЖХ изучено разделение энантиомеров ряда аминокислот в виде о-фталевых производных с меркаптопропионовой кислотой, меркаптоэтанолом и каптамином, установлен существенный вклад ионных взаимодействий в стереораспознавание. Показано, что меркаптоэтанол и каптамин более перспективные реагенты для двумерной ВЭЖХ.

1. G.E. Pollock, C.N. Cheng, S.E. Cronin. Determination of the D and L isomers of some protein amino acids present in soils // Anal. Chem. 1977. V. 49. P. 27.

2. H. Hasegawa, T. Matsukawa, Y. Shinohara, T. Hashimoto. Simultaneous determination of the enantiomers of leucine and 2H7. leucine in plasma by capillary gas chromatography-mass spectrometry.// J. Chromatogr. B. 1999. V. 735. P. 141−149.

3. A. Hashimoto, T. Nishikawa, T. Hayashi, N. Fujii, K. Harada, T. Oka, K. Takahashi. The presence of free D-serine in rat brain. // FEBS Lett. 1992. V. 296. P. 33−36.

4. H. Bruckner, A. Schieber. Determination of amino acid enantiomers in human urine and blood serum by gas chromatography-mass spectrometry. // Biomed. Chromatogr. 2001. V. 15. P. 166−172.

5. H. Bruckner, A. Schieber. Determination of Free D-Amino Acids in Mammalia by Chiral Gas Chromatography-Mass Spectrometry. // J. High Resolut. Chromatogr. 2000. V. 23. P. 576−582.

6. P. Marfey. Determination of o-amino acids. Use of a Afunctional reagent, 1,5-difluoro-2,4-dinitrobenzene. // Carlsberg Res. Commun. 1984. V. 49. P 591 596.

7. Y. Nagata, K. Yamamoto, T. Shimojo. Determination of Dand L-amino acids in mouse kidney by high-performance liquid chromatography. // J. Chromatogr. 1992. V. 575. P. 147−152.

8. Y. Nagata, R. Masui, T. Akino. The presence of free D-serine, D-alanine and D-proline in human plasma. // Experientia. 1992.V. 48. P. 986−988.

9. W.C. Chan, R. Micklewright, D.A. Barrett. Porous graphitic carbon for the chromatographic separation of 0-tetraacetyl-(3-d-glucopyranosyl isothiocyanate-derivatised amino acid enantiomers. // J. Chromatogr. A. 1995. V. 697. P. 213−217.

10. L.A. Sternson, J.F. Stobaugh, A J. Repta. Rational design and evaluation of improved ophthalaldehyde-like fluorogenic reagents. // Anal. Biochem. 1985. V. 144. № 1. P. 233−246.

11. R. Barnett, W.P. Jencks. Diffusion-controlled and concerted base catalysis in the decomposition of hemithioacetals. // J. Am. Chem. Soc. 1969. V. 91. № 24. P. 6758−6765.

12. R. Barnett, W.P. Jencks. Base-catalyzed hemithioacetal decomposition at a diffusion-controlled rate. // J. Am. Chem. Soc. 1967. V. 89. № 23. P. 59 635 964.

13. D.W. Aswad. Determination of Dand L-aspartate in amino acid mixtures by high-performance liquid chromatography after derivatization with a chiral adduct of o-phthaldialdehyde. // Anal. Biochem. 1984. V. 137. P. 405−409.

14. Y. Kera, H. Aoyama, H. Matsumura, A. Hasegawa, H. Nagasaki, R. Yamada. Presence of free D-glutamate and D-aspartate in rat tissues. // Biochim. Biophys. Acta. 1995. V. 1243. P. 282−286.

15. A. Morikawa, K. Hamase, T. Inoue, R. Konno, A. Niwa, K. Zaitsu. Determination of free D-aspartic acid, D-serine and D-alanine in the brain of mutant mice lacking d-amino-acid oxidase activity. // J. Chromatogr. B. 2001. V. 757. P 119−125.

16. A. Jegorov, J. Triska, T. Trnka. 1-Thio-p-D-galactose as a chiral derivatization agent for the resolution of D, L-amino acid enantiomers. // J. Chromatogr. A. 1994. V. 673. P. 286−290.

17. M.G. Chernobrovkin, E.N. Shapovalova, D.T. Guranda, P.A. Kudryavtsev, v.

18. Шаповалова E.H., Смоленков А. Д., Попик M.B., Шпигун O.A. Прикладной химический анализ. Практическое руководство по хроматографическим методам анализа. М.: Типография МГУ, 2008. 206 с.

19. Кузнецов М. А. Энантиоселективные сорбенты с иммобилизованными макроциклическими гликопептидными антибиотиками // Дис. Канд. Хим. Наук. М. 2008. 131 с.

20. Т. Fukushima, М. Kato, Т. Santa, К. Imai. Enantiomeric separation and sensitive determination of D, L-amino acids derivatized with fluorogenic benzofurazan reagents on pirkle type stationary phases. // Biomed. Chromatogr. 1995. V. 9. P 10−17.

21. K. Hamase, H. Homma, Y. Takigawa, T. Fukushima, T. Santa, K. Imai. Regional distribution and postnatal changes of D-amino acids in rat brain. // Biochim. Biophys. Acta. 1997. V. 1334. P. 214−222.

22. T. Inoue, K. Hamase, A. Morikawa, K. Zaitsu. Determination of minute amounts of D-leucine in various brain regions of rat and mouse using column-switching high-performance liquid chromatography. // J. Chromatogr. B. 2000. V. 744. P. 213−219.

23. К. Hamase, Т. Inoue, A. Morikawa, R. Konno, К. Zaitsu. Determination of Free D-Proline and D-Leucine in the Brains of Mutant Mice Lacking D-Amino Acid Oxidase Activity. //Anal. Biochem. 2001. V. 298. P. 253−258.

24. D.W. Armstrong, X. Yang, S.M. Han, R.A. Menges. Direct liquid chromatographic separation of racemates with an.alpha.-cyclodextrin bonded phase. //Anal. Chem. 1987. V. 59. P. 2594−2596.

25. D.W. Armstrong, M.P. Gasper, S.H. Lee, N. Ercal, J. Zukowski. Factors controlling the level and determination of D-amino acids in the urine and plasma of laboratory rodents. // Amino Acids. 1993. V. 5. P. 299−315.

26. Matsunaga H., Santa Т., Iida Т., Fukushima Т., Homma H., Imai K. Proton: a major factor for the racemization and the dehydration at the cyclization/cleavage stage in the Edman sequencing method. // Anal. Chem.1996. V.68.P. 2850−2856.

27. Iida Т., Matsunaga H., Fukushima Т., Santa Т., Homma H. Complete Enantiomeric Separation of Phenylthiocarbamoylated Amino Acids on a Tandem Column of Reversed and Chiral Stationary Phases // Anal. Chem.1997. V.68.P. 2850−2856.

28. B.A. даванков. Лигандообменная хроматография прорыв в области энантиоселективных технологий. // 100 лет хроматографии. 2003. Москва. С. 212−233.

29. S. Lam, H. Azyumaya, A. Karmen. High-performance liquid chromatography of amino acids in urine and cerebrospinal fluid // J. Chromatogr. A. 1984. V. 302. P. 21−29.

30. Allenmark S., Andersson S. Chiral amino acid microanalysis by direct optical resolution of fluorescent derivatives on BSA-based (resolvosil) columns // Chromatographic 1991. V.31 P. 429−433.

31. D. W. Armstrong, Y. Tang, S. Chen, Y. Zhou, C. Bagwill, J.R. Chen. Macrocyclic antibiotics as a new class of chiral selectors for liquid chromatography. // Anal. Chem. 1994. V. 66. P. 1473 1484.

32. Armstrong D.W., Liu Y., Ekborg-Ott K.H. A covalently bonded teicoplanin chiral stationary phase for HPLC enantioseparations // Chirality. 1995. V. 7. №. 6. P.474 497.

33. Ekborg-Ott K.H., Liu Y., Armstrong D.W. Highly enantioselective HPLC separations using the covalently bonded macrocyclic antibiotic, ristocetin A, chiral stationary phase // Chirality. 1998. V. 10. P. 434 483.

34. Ekborg-Ott K.H., Kullman J.P., Wang X., Gahm K., He L., Armstrong D.W. Evaluation of macrocyclic antibiotic avoparcin as a new chiral selectors for HPLC // Chirality. 1998. V. 10. P. 627 660.

35. G.F. Gause, M.G. Brazhnikova, N.N. Lomakina, T.F. Berdnikova, G.B. Fedorova, N.L. Tokareva, V.N. Borisova, G.Y. Batta. Eremomycin newglycopeptide antibiotic: chemical properties and structure. // J. Antibiotics. 1989. V. 42. P. 1790−1799.

36. Berthod A., Liu Y., Bagwill С., Armstrong D.W. Facile liquid chromatographic enantioresolution of native amino acids and peptides using a teicoplanin chiral stationary phase // J. Chromatogr. A. 1996. V. 731. P. 123 137.

37. Peter A., Torok G., Armstrong D.W. High-performance liquid chromatographic separation of enantiomers of unusual amino acids on a teicoplanin chiral stationary phase. //J. Chromatogr. A. 1998. V. 793. P. 283 296.

38. Peter A., Torok G., Armstrong D.W., Toth G., Tourwe D. Effect of temperature on retention of enantiomers of P-methyl amino acids on a teicoplanin chiral stationary phase. // J. Chromatogr. A. 1998. V. 828. P. 177 190.

39. Peter A., Olajos E., Casimir R., Tourwe D., Broxterman Q.B., Kaptein В., Armstrong D.W. High-performance liquid chromatographic separation of the enantiomers of unusual a-amino acid analogues. // J. Chromatogr. A. 2000. V. 871. P. 105−113.

40. Torok G., Peter A., Vekes E., Sapi J., Laronze M., Armstrong D.W. Enantiomeric high-performance liquid chromatographic separation of p-substituted tryptophan analogues. // Chromatographia. 2000. V51(suppl.). P. 165−174.

41. Peter A., Vekes E., Gera L., Stewart J.M., Armstrong D.W. A comparison of the direct and indirect LC methods for separating enantiomers of unusualglycine and alanine amino acid analogues. // Chromatographia. 2002. V. 56(suppl.). P. 79−89.

42. Chen S. HPLC enantiomeric resolution of phenyl isothiocyanated amino acids on teicoplanin-bonded phase using an acetonitrile-based mobile phase: a structural consideration. // J. Liq. Chromatogr. Related Technol. 2003. V.26. P. 3475−3495.

43. Chen S., Ward T. Comparison of the chiral separation of amino-acid derivatives by a teicoplanin and RN-P-CD CSPs using waterless mobile phases: Factors that enhance resolution // Chirality. 2004. V.16. P.318−330.

44. A.M. Rizzi, P. Briza, M. Breitenbach. Determination of D-alanine and D-glutamic acid in biological samples by coupled-column chromatography using p-cyclodextrin as mobile phase additive. // J. Chromatogr. 1992. V. 582. P. 35−40.

45. D.S. Dunlop, A. Neidle, D. McHale, D.M. Dunlop, A. Lajtha. The presence of free D-aspartic acid in rodents and man. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1986. V. 141. P. 27−32.

46. H. Zhao, K. Hamase, A. Morikawa, Z. Qiu, K. Zaitsu. Determination of D-and L-enantiomers of threonine and allo-threonine in mammals using two-step high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. B. 2004. V. 810. P. 245−250.

47. K. Hamase. Sensitive Two-Dimensional Determination of Small Amounts of D-Amino Acids in Mammals and the Study on Their Functions // Chem. Pharm. Bull. 2007. V. 55. P 503—510.

48. P. Khan, P.R. Fielden. Quantification of the D-(+)-enantiomer of phenylalanine in physiological fluids using high-performance liquid chromatography with column switching. // Anal. Commun. 1998. V. 35. P. 37−40.

49. N.C. van de Merbel, M. Stenberg, R. Oste, G. Marko-Varga, L. Gorton, H. Lingeman, U.A.T. Brinkman. Determination of Dand L-amino acids in biological samples by two-dimensional column liquid chromatography. // Chromatographic 1995. V. 41. P. 6−14.

50. C. Prata, P. Bonnafous, N. Fraysse, M. Treilhou, V. Poinsot, F. Couderc. Recent advances in amino acid analysis by capillary electrophoresis. // Electrophoresis. 2001. V. 22. P. 4129−4138.

51. H. Wan, L.G. Blomberg. Chiral separation of amino acids and peptides by capillary electrophoresis. // J. Chromatogr. A. 2000. V. 875. P. 43−88.

52. K. Otsuka, S. Terabe. Enantiomer separation of drugs by micellar electrokinetic chromatography using chiral surfactants. // J. Chromatogr. A. 2000. V. 875. P. 163−178.

53. M. Tsunoda, M. Kato, T. Fukushima, T. Santa, H. Homma, H. Yanai, T. Soga, K. Imai. Determination of aspartic acid enantiomers in bio-samples by capillary electrophoresis. // Biomed. Chromatogr. 1999. V. 13. P. 335−339.

54. S.L. Zhao, Y.Z. Feng, M.H. LeBlanc, Y.M. Liu. Determination of free aspartic acid enantiomers in rat brain by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. // J. Chroma togr. B. 2001. V. 762. P. 97−101.

55. S.L. Zhao, Y.M. Liu. Electrophoretic separation of tryptophan enantiomers in biological samples. //Electrophoresis. 2001. V. 22. P. 2769−2774.

56. S.L. Zhao, Y.M. Liu. Quantification of amino acid enantiomers in single cells by capillary electrophoresis. // Cell. Mol. Biol. 2001. V. 47. P. 1217.

57. M. Friedman. Chemistry, nutrition, and microbiology of D-amino acids. // J. Agric. Food Chem. 1999. V. 47. P. 3457−3479.

58. M. Fountoulakis, H.-W. Lahm. Hydrolysis and amino acid composition analysis of proteins. //J. Chromatogr. A. 1998. V. 826. P. 109−134.

59. B.A. Bidlingmeyer, S.A. Cohen, T.L. Tarvin. Rapid analysis of amino acids using pre-column derivatization. // J. Chromatogr. 1984. V. 336. P. 93−104.

60. M. Weiss, M. Manneberg, J.-F. Juranville, H.-W. Lahm, M. Fountoulakis. Effect of hydro on the determination of the amino acid composition of proteins. // J. Chromatogr. A. 1998. V. 795. P. 263−275.

61. L. Joergensen, H. N. Thestrup. Determination of amino acids in biomass and protein samples by microwave hydrolysis and ion-exchange chromatography. // J. Chromatogr. A. 1995. V. 706. P. 421−428.

62. R. Hayashi, F. Suzuki. Determination of methionine sulfoxide in protein and food by hydrolysis with p-toluenesulfonic acid. // Anal. Biochem. 1985. V. 149. P. 521−528.

63. M.F. Maimer, L.A. Schroeder. Amino acid analysis by high-performance liquid chromatography with methanesulfonic acid hydrolysis and 9-fluorenylmethylchloroformate derivatization. // J. Chromatogr. 1990. V. 514. P. 227−239.

64. J.-C. Huet, J. C. Pernollet. Chromatographic separation and determination of tryptophan in foodstuffs after barytic hydrolysis using Fractogel TSK HW 40 S. //J. Chromatogr. 1986. V. 355. P. 451−455.

65. H. Jansen, U. A. Brinkman, R. W. Frei. Stereoselective determination of Lamino acids using column liquid chromatography with an enzymatic solidphase reactor and chemiluminescence detection. // J. Chromatogr. 1988. V. 440. P. 217−223.

66. B.A. Орлова, B.A. Шерстнякова, Ю. А. Карпов. Современные возможности автоклавной химической пробоподготовки. // Заводская лаборатория. 1993. № 9. С. 1−7.

67. Ю. А. Карпов, В. А. Орлова. Аналитические автоклавы. // Высокочистые вещества. 1990. № 3. С. 189−197.

68. Н.-М. Yu, S.-T. Chen, S.-H. Chiou, K.-T. Wang. Determination of amino acids on Merrifield resin by microwave hydrolysis. // J. Chromatogr. 1988. V. 456. P. 357−362.

69. E. Marconi, G. Panfili, L. Bruschi, V. Vivanti, L. Pizzoferrato. Comparative study on microwave and cjnventional method for protein hydrolysis in food. // Amino Acids. 1995. V. 8. P. 201−208.

70. Agilent Zorbax column selection guide for analytical HPLC. Agilent Technologies Inc. USA, 2001. 30 p.

71. Сакодынский К. И., Бражников B.B., Волков С. А., Зельвенский В. Ю., Ганкина Э. С., Шатц В. Д. Аналитическая хроматография. Москва.: Химия, 1993. С. 312.

72. Стыскин E. JL, Ициксон Л. Б., Брауде Е. В. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Химия, 1986. 242 с.

73. Чернобровкин М. Г., Шунина М. В., Ананьева И. А., Шаповалова Е. Н., Шпигун О. А. Определение аминокислот в лекарственных препаратах методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с амперометрическим детектированием. // Заводская лаборатория. 2007. Т.73. № 4. С. 23−28.

74. Agilent Zorbax Eclipse AAA instruction for use. Pub. 5980−3088 EN. Agilent Technologies, 2000.

75. Шатц В. Д., Сахартова O.B. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Рига. Зинатне. 1988. 391 с.

76. Фармакопейная статья предприятия, ФСП 42−90 173 101. Раствор для инфузий «Полиамин». 2001.

77. Кузнецов М. А., Нестеренко П. Н., Васияров Г. Г., Староверов С. М. Высокоэффективная жидкостная хроматография энантиомеров а-аминокислот на силикагеле с иммобилизованным эремомицином / Журнал аналитической химии. 2008. Т. 63. № 1. С. 64−72.

78. А.Е. Prokhorova, E.N. Shapovalova, A.V. Shpak, S.M. Staroverov, O.A. Shpigun. Enantiorecognition of profens by capillary electrophoresis using a novel chiral selector eremomycin / J. Chromatogr. A. V. 1216. 24 April 2009. P. 3674−3677.

79. Фармакопейная статья предприятия, ФСП 42−25 520 204. «Элтацин». 2009.

80. М. Г. Чернобровкин, Н. В. Кольцова, Б. Н. Шепелев. Определение аминокислот в препарате «Элтацин» / Фармация. 2004. Т. 53. № 5. С. 1820.

81. Фармакопейная статья предприятия, ФСП 42 — 15 538 908. «Аспаркам».

82. The United States Pharmacopeia. The national formulary. USP34-NF29. 2011 // Cefepime for Injection. P. 2219.

83. Фармакопейная статья предприятия, ФСП 42- 14 991−07. «Цефепим». 2007.

84. Фармакопейная статья предприятия, ФСП 42 — 9378−08. «Цефепим». 2009.

85. Aboul-Enein H.Y.- Hefnawy M.M.- Hoenen H., LC Determination of the Enantiomeric Purity of L-Arginine Using a Teicoplanin Chiral Stationary.