بهینه سازی جداسازی برخی از ترکیبات طبیعی و سنتزی در کروماتوگرافی مایع مایسلی و ساب مایسلی با استفاده از روش های کمومتریکس

جداسازی برخی از ترکیبات پلی فنلی طبیعی نظیر فنولیک اسیدها و فلاونوئیدها و برخی از ترکیبات سنتزی با خصلت بازی نظیر دی آمین های آروماتیک و مشتقات آنیلین در کروماتوگرافی مایع فاز معکوس (rplc) با فاز متحرک آبی – آلی،کروماتوگرافی مایع مایسلی (mlc)، کروماتوگرافی مایع ساب مایسلی با غلظت پایین سورفکتانت (lslc) و کروماتوگرافی مایع ساب مایسلی با غلظت بالای سورفکتانت (hslc) بررسی شد. ایجاد تعادلات ثانویه در سه روش اخیر منجر به افزایش گزینش پذیری، تغییر در کارایی و رفتار بازداری گونه های آزمایشی نسبت به جداسازی با فاز متحرک آبی – آلی گردید. با توجه به تعدد پارامترهای موثر بر بازداری و گزینش پذیری، از روش های کمومتریکس برای طراحی آزمایش ها و دست یابی به شرایط بهینه ی جداسازی استفاده شد. بخش اول این کار مربوط به بهینه سازی جداسازی سه فلاونوئید کوئرستین، هسپرتین و کرایزین در mlc می باشد. اثر چهار فاکتور آزمایشی غلظت سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (sds)، تعداد کربن های زنجیر آلکیلی الکل (اتانل، 1-پروپانل و ا-بوتانل)، درصد حجمی الکل و استیک اسید در فاز متحرک، بر زمان بازداری این ترکیبات بررسی گردید. آزمایش های لازم جهت مدل سازی زمان بازداری ترکیبات و تعیین شرایط بهینه جداسازی آن ها، براساس طرح آزمایشی مرکب مرکزی مرکز وجوه (ccf) طراحی و انجام گردیده و مدل سازی به روش رگرسیون خطی چندتایی انجام شد. جهت یافتن سازگاری مناسب تفکیک پیک ها و زمان بازداری آخرین پیک از روش بهینگی پارتو استفاده شد. ترکیب بهینه فاز متحرک برای جداسازی ترکیبات موردنظر، محلول آبی حاوی 8/7% حجمی اتانل، 0/5% حجمی استیک اسید و 124/0 مولار sds بود. قسمت دوم مربوط به بهینه سازی هم زمان تفکیک و زمان جداسازی پنج فلاونوئید مایریستین، کوئرستین، نارینجنین، هسپرتین و آپیژنین در mlc توسط تابع مطلوبیت درینگر می باشد. اثر پنج فاکتور آزمایشی غلظت sds، تعداد کربن های زنجیر آلکیلی الکل (اتانل، 1-پروپانل و 1-بوتانل)، درصد حجمی الکل، درصد حجمی استیک اسید و سرعت جریان فاز متحرک بر یک تابع پاسخ کروماتوگرافی شامل دو تابع مطلوبیت سیگموئیدی بررسی گردید. آزمایش های لازم جهت مدل سازی تابع پاسخ کروماتوگرافی، براساس طرح آزمایشی ccf کسری طراحی و انجام شدند. مدل سازی به روش رگرسیون خطی چندتایی انجام شده و شرایط بهینه جداسازی که منجر به دست یابی به بیشترین مقدار تابع پاسخ کروماتوگرافی گردید توسط یک برنامه جستجوی شبکه ای یافت شد. ترکیب بهینه فاز متحرک برای جداسازی این ترکیبات محلول آبی حاوی 2/11% حجمی بوتانل، 4/1% حجمی استیک اسید و 040/0 مولار sds با سرعت جریان 1/1 میلی لیتر بر دقیقه بدست آمد. قسمت سوم مربوط به مقایسه جداسازی هم زمان پنج فنولیک اسید (گالیک، کلروژنیک، کافئیک، پارا- کوماریک و فرولیک اسید) و چهار فلاونوئید (مایریستین، کوئرستین، مورین و کامپفرول) در سه روش rplc با فاز متحرک آبی- آلی، lslc و mlc است. جداسازی این ترکیبات با فاز متحرک آبی- آلی و lslc و مقایسه آنها با فاز متحرک مایسلی نشان داد که استفاده از روش اخیر منجر به افزایش تفکیک پیک ها و کاهش قابل ملاحظه زمان جداسازی می گردد . بهینه سازی شرایط جداسازی فنولیک اسیدها و فلاونوئیدهای مورد مطالعه، با استفاده از مدل مکانیسمی بازداری در mlc و روش بهینگی پارتو انجام شد. آزمایش های لازم جهت تعیین مقادیر عددی ضرایب مدل در یک فضای دو فاکتوری با سه سطح غلظتی از sds و هر یک از حلال های آلی متانل و 1-پروپانل طراحی و انجام شدند. به منظور کاهش یونش ترکیبات در کلیه جداسازی ها 2/0% حجمی از فسفریک اسید به فاز متحرک اضافه شد. مقادیر تجربی فاکتور ظرفیت هر یک از فنولیک اسیدها و فلاونوئیدها در آزمایش های انجام شده، توسط رگرسیون خطی چندتایی پردازش شده و مقادیر عددی ضرایب مدل برای هر ترکیب در هر یک از حلال های آلی متانل و 1-پروپانل محاسبه شد. فاکتور ظرفیت هر یک از 9 ترکیب مورد مطالعه توسط یک برنامه جستجوی شبکه ای پیش بینی گردیده و شرایط بهینه جداسازی برای هر یک از حلال های آلی متانل (0/15% حجمی متانل در آب، 035/0 مولار نسبت به sds) و 1- پروپانل (5/1% حجمی 1-پروپانل در آب، 067/0 مولار نسبت به sds) به صورت جداگانه بدست آمد. بخش چهارم این کار مربوط به بررسی و مقایسه رفتار بازداری، قدرت شویش (شیب نمودار فاکتور ظرفیت بر حسب غلظت سورفکتانت و حلال آلی)، کارایی (n)، فاکتور نامتقارنی (b/a) و گزینش پذیری در جداسازی برخی از دی آمین های آروماتیک در rplc با فاز متحرک آبی- آلی، lslc، mlc و hslc می باشد. در کلیه جداسازی ها از حلال آلی متانل و سورفکتانت sds استفاده گردید و ph فاز متحرک در 0/3 تنظیم شد. در مقایسه با جداسازی های آبی- آلی، حضور سورفکتانت sds در lslc، mlc و hslc موجب افزایش زمان بازداری ترکیبات، افزایش کارایی، کاهش فاکتور نامتقارنی و تغییرات اساسی در گزینش پذیری گردید. بر خلاف رفتار بازداری مورد انتظار در rplc، در ناحیه میانی بین mlc و hslc (50-25% حجمی متانل) با افزایش غلظت متانل در فاز متحرک افزایش قابل توجهی در بازداری برخی ترکیبات مشاهده شد. این رفتار غیر معمول به از هم گسیختگی مایسل ها در فاز متحرک و در نتیجه تقویت برهمکنش های تعویض یونی با فاز ساکن پوشیده شده با مونومرهای sds نسبت داده می شود. بیشترین میانگین کارایی (n) در جداسازی ها در hslc و کمترین میانگین مقادیر فاکتور نامتقارنی (b/a) برای پیک ها در lslc مشاهده شد. گزینش پذیری در جداسازی این ترکیبات با تغییر در شرایط جداسازی از آبی- آلی به lslc، mlc و hslc متغیر بود. از میان چهار روش جداسازی بررسی شده، hslc از لحاظ تفکیک پیک ها و زمان جداسازی نتایج بهتری ارائه نمود. جهت دست یابی به شرایط بهینه جداسازی ترکیبات در hslc، فاکتور ظرفیت هر یک از ترکیبات توسط مدل مکانیسمی بازداری در این روش، پیش بینی شده و از روش بهینگی پارتو برای یافتن سازگاری مناسب بین تفکیک پیک ها و زمان جداسازی استفاده گردید. ترکیب بهینه فاز متحرک برای جداسازی ترکیبات موردنظر محلول آبی حاوی 0/53% حجمی متانل و 120/0 مولار sds بود. بخش پنجم این کار، مربوط به بهینه سازی جداسازی آنیلین و هفت مشتق پارا-آنیلین در hslc با استفاده از مدل های تجربی بازداری و تابع مطلوبیت درینگر است. به منظور یافتن مدل مناسب جهت پیش بینی بازداری ترکیبات در hslc، کیفیت پیش بینی فاکتور ظرفیت ترکیبات توسط 16 مدل بازداری مختلف (شامل 14 مدل تجربی، یک مدل مکانیسمی برای hslc و یک مدل مکانیسمی مربوط به mlc) مقایسه شدند. آزمایش های لازم جهت تعیین ضرایب رگرسیونی مدل ها و مقایسه قدرت پیش بینی آنها در یک فضای دو فاکتوری با سه سطح غلظتی از sds و حلال آلی متانل طراحی و اجرا شدند. بیشترین مقدار ضریب تعیین چندتایی و کمترین مقدار میانگین خطای نسبی در پیش بینی فاکتور ظرفیت ترکیبات، توسط یک مدل تجربی لگاریتمی بدست آمد. ارزیابی کیفیت جداسازی ها در شرایط پیش بینی شده توسط یک تابع پاسخ کروماتوگرافی مرکب از دو تابع مطلوبیت سیگموئیدی انجام شده و شرایط دارای بیشترین مقدار تابع پاسخ کروماتوگرافی به عنوان شرایط بهینه جداسازی انتخاب شد. ترکیب بهینه فاز متحرک برای جداسازی این ترکیبات، محلول آبی حاوی 0/53% حجمی متانل و 119/0 مولار sds بدست آمد.