Способ получения анионообменника Советский патент 1980 года по МПК B01J41/00 B01J19/04 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНООБМЕННИКА

1

Изобретение относится к способам получения ионообменных сорбентов и может быть использовано в химии, биохимии, молекулярной биологии, в микробиологической и медицинской промышленности.

Известны способы получения ионообменных пелликулярных сорбентов и сорбентов с контролируемой поверхностной пористостью 1 .

Сорбенты, получаемые при этом, обладают малой емкостью и непригодны для разделения сложных смесей высокомолекулярных природных соединений.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения анионообменнцка, заключающийся в нанесении соли четвертичного амина (триметилоктиламмонийхлорида) на гранулы хлортрифторполиэтилена в хлороформе с последующим растиранием суспензии для получения мелкодисперсной и однородной фазы с диаметром частиц до 10 мкм 2.

Указанный способ характеризуется необходимостью использования дефицитных реагентов и сложностью операции получения мелкодисперсных частиц сорбента. Кроме того, этот способ не позволяет получать анионообменники, обладающие длительным сроком службы, поскольку в процессе мх эксплуатации происходит постепенное вымывание жидкого амина с поверхности частиц сорбента. Последнее обстоятельство обуславливает изменение емкости сорбента и ухудшение других характеристик, что приводит к получению невоспроизводимых результатов.

10 Целью изобретения является получение анионообменника с длительным сроком службы, повышение экономичности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что гидрофобизированный инертный носитель,

15 например, силилированного силикагеля обрабатывают твердой солью триметилцетиламмонийбромида в хлороформе в количестве 19-29% от веса носителя в течение 20- 24 с.

20 Отличительным признаком способа является обработка гидрофобизированного силикагеля твердой солью триметилцетиламмонийбромида. Другое отличие заключается в том, что силикагель обрабатывают тгч1метилцетиламмонийбромидом в концентрации его 19-29% от веса силикагеля в течение 20-24 ч. Технология способа заключается в следующем. Силикагель силилируют триметилхлорсиланом в смеси с гексаметилдисилазаном в течение 1-2 ч при комнатной температуре. Далее силикагель обрабатывают твердой солью триметилцетиламмонийбромида, причем соотношение амина к силикагелю может быть различным в зависимости от требований, предъявляемых к емкости йолучаемого анионообменника. Оптимальным является использование триметилцетиламмонийбромида в концентрации 19-29% от веса силикагеля, так как при меньшем количестве анионообмениого покрытия получаются сорбенты, обладающие малой емкостью, непригодные для разделения сложных многокомпонентных смесей. Так, попытка использования этих сорбентов для разделения смеси, содержащей более трих олигонуклеотидов, не привела к успеху. При большем же, чем 29%, весовом содержании триметилцетиламмонийбромида в смеси толщина слоя анионообменного покрытия получается слишком большой, в результате чего значительно увеличивается путь диффузии мол.екул анализируемых веществ и их сорбция. Это приводит к размыванию зон сорбции, увеличению времени удерживания веществ на колонке и удлинению самого процесса разделения. Продолжительность обработки силикагеля триметилцетиламмонийбромидом определяется составом реакционной смеси и должна быть тем больше, чем меньше соотношение амин:силикагель. При 19%-ном содержании амина в смеси оптимальное время обработки составляет 24 ч, при 29%-ном содержании - 20 ч. Меньшая продолжительность обработки приводит к неполному покрытию частиц силикагеля анионообменным слоем, большая же продолжительность практически не влияет на свойства получаемого анионообменника и нецелесообразна из-за увеличения затрат времени на производство сорбента, Пример 1. Суспензию 25 г силикагеля (тип «Н, 40 мкм, фирма «Мерк, ФРГ) в 75 мл толуола обрабатывают 2,5 г триметилхлорсилана и 2,5 г гексаметилдисилазана и перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре. После этого силилированный силикагель фильтруют, промывают хлороформом и метанолом и высушивают в течение 10 ч при 100°С и 1 мм рт. ст. К 25,6 г силилированного силикагеля приливают раствор 6 г триметилцетиламмонийбромида (фирма «Хемапол, ЧССР) в 60 мл хлороформа и энергично перемешивают в течение 20 ч до загустения массы. Для полного удаления хлороформа сорбент высушивают в вакуум-эксикаторе при 25°С. Пример 2. Суспензию силикагеля в хлороформе обрабатывают триметилхлорсиланом и гексаметилдисилазаном по режиму, описанному в примере 1. Затем к 14,7 г силилированного силикагеля приливают раствор 6 г триметилцетиламмонийбромида в 60 мл хлороформа и энергично перемешивают в течение 24 ч, после чего дальнейшие операции проводят согласно примеру 1. Предложенный анионообменник был применен для разделения различных смесей олигонуклеотидов. В таблице приведено изменение вели-чины времени удерживания олигонуклеотида d(pT-A-G-T) и величины стандартного отклонения при количественном определении этого олигонуклеотида на колонках (2,4 мм X 25 см) с известным и полученным анионообменником в условиях элюции градиентом концентрации ацетатаммоннйного буфера (0,1-0,8 М, рН 5,0). Результаты испытания свидетельствуют о том, что хроматографические характеристики полученного анионообменника практически не изменяются после шестимесячной его эксплуатации, в то время как известный сорбент оказывается непригодным в указанных условиях уже после трех месяцев его использования. Условные обозначения, принятые в структурных формулах олигонуклеотидов, приведены на стр.5 Величину стандартного отклрнения рассчи тывали по формуле ± , где xi - величииа i-ro измерения, х - среднее арифметическое всех измерений, п-число измерений. На фиг. 1 и 2 представлены хроматограммы фракционирования смесей олигонуклеотидов. По оси ординат обозначена оптическая плотность элюируемого раствора в единицах оптической плотности при длине волны 254 нм; по оси абсцисс - время элюции в минутах. На фиг. 1 пик 1-3 и т. д. соответствуют МОНО-, ДИ-, три- и т. д. олигомерам адениловой кислоты. На фиг. 2 пик 1 соответств. олигонуклеотиду d(pT-C), пик 2 - d(pA-i), пик 3 - d(pT-G), пик 4 - d(C-C-Ap), пик 5 - d(pT)3, пик 6 - d(pT-G-G), пик 7 - d(pT-A-G-T) и пик 8 - d(A-T-G-T-T-)« Для обозначения олигонуклеотидов приняты следующие сокращения: d - дезоксирибоза, р - концевая фосфатная группа, Т - тимидин, С - цитидин, А - аденозин, G. - гуанозин. Приведенные хроматограммы .свидетельствуют о возможности использования полученного анионообменника для эффективного разделения различных олигонуклеотидов как по длине цепи, так и по нуклеотидному составу. Предложенный способ получения анионообменника значительно проще известного, так как исключает необходимость в трудоемкой стадии измельчения частиц сорбента и получения однородной гомогенной фракции.

Продолжение табл. Таким образом, анионообменник, полученный по предложенному способу, имеет длительный срок службы (до полугода) без потери хроматографических свойств, так как твердый ионообменный слой, нанесенный на подложку из частиц силилированного силикагеля, не смывается в процессе эксплуатации. Использование в качестве анионообменного покрытия триметилцетиламмонийбромида обеспечивает сорбенту высокую эффективность и разрешающую способность, позволяя осуществлять быстрое разделение смесей, содержащих высокомолекулярные соединения полианионной природы. Формула изобретения 1.Способ получения анионообменника путем обработки инертного носителя органической жидкостью в хлороформе и последующего удаления хлороформа, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и увеличения срока службы анионообменника, процесс ведут путем обработки гидрофобизированного силикагеля триметилцетиламмонийбромидом. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что триметилцетиламмонийбромид берут в количестве 19-29% от веса носителя и процесс ведут в течение 20-24 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3577266, кл. 117-100. 2.А.. D. Kelmers, D. Е. Hertherly, Anal. Biochem.. 44, 486 (1971). Columns for Rapid Chromatograpfic Separation of Small Amounts of Tracer-Labelled Transfer Ribonucleic Asids. (Ptiz. i