Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie wysokosprawnej kolumnowej chromatografii cieczowej w odwróconych układach faz (RP-HPLC) do rozdzielania i wstępnej identyfikacji składników hydrofilowych mieszanin po hydrolizie zasadowej biomasy lignocelulozowej (BMLC)

Nowak P., Łukajtis R., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2017

|

Vol. 9, No. 2

131--154

PL

Wzrost konsumpcji paliw kopalnych, ich pozyskiwanie oraz eksploatacja niesie ze sobą wiele zagrożeń dla środowiska, dlatego alternatywnym źródłem energii stają się biopaliwa, w tym bio-wodór pozyskiwany w konwersji biomasy ligno-celulozowej, która poddawana jest obróbce wstępnej. Najczęściej wykorzystywaną metodą obróbki wstępnej jest hydroliza alkaliczna, podczas której powstaję bardzo dużo produktów ubocznych, nieprzydatnych do wytwarzania paliw, szczególnie powstałych z hydrolizy ligniny. Najczęściej wykorzystywaną techniką identyfikacji i oznaczania składu hydrolizatów biomasy ligno-celulozowej jest chromatografia cieczowa realizowana w różnych układach faz oraz z wykorzystaniem elucji gradientowej. W przypadku badania hydrolizatów zawierających hydrofobowe składniki, najbardziej korzystne wydają się warunki odwróconych układów faz – RP-HPLC. W niniejszej pracy porównano dwie metodyki wysokosprawnej kolumnowej chromatografii cieczowej w odwróconych układach faz (RP-HPLC) do rozdzielania i wstępnej identyfikacji składników hydrofilowych mieszanin po hydrolizie zasadowej biomasy lignocelulozowej, w celu optymalizacji procesu konwersji biomasy ligno-celulozowej (BMLC) do uzyskania najlepszej efektywności procesu hydrolizy. Wyniki tych badań powinny doprowadzić w przyszłości do procedur pozyskania ubocznych produktów, powstających podczas procesu hydrolizy BMLC, przydatnych użytkowo. Konieczne będą badania uzupełniające, wykonywane w warunkach dwu-wymiarowej elucyjnej gradientowej kolumnowej wysokosprawnej chromatografii cieczowej, z uwzględnieniem spektrometrii Mas (MS), oprócz detektora spektrofotometrycznego z detektorem typu DAD (Diode Array) - 2D-Grad-HPLC-UV-VIS-DAD / MS.

EN

The increase in the consumption of fossil fuels, their acquisition and exploitation carries a lot of threats to the environment, therefore an alternative source of energy are biofuels, including biohydrogen obtained in the conversion of ligno-cellulosic biomass, which undergoes pre-treatment. The most frequently used method of pre-treatment is alkaline hydrolysis, during which a lot of by-products are generated, unsuitable for the production of fuels, especially those resulting from hydrolysis of lignin. The most commonly used technique for identifying and determining the composition of lignocellulose biomass hydrolysates is liquid chromatography carried out in various phase systems and using gradient elution. In the case of testing hydrolysates containing hydrophobic components, the conditions of reversed phase systems - RP-HPLC seem to be most favorable. This paper compares two methods of high performance reverse phase column chromatography (RP-HPLC) for the separation and initial identification of components of hydrophilic mixtures after basic hydrolysis of lignocellulose biomass, in order to optimize the process of converting lignocellulose biomass (BMLC) to the best the effectiveness of the hydrolysis process. The results of these tests should lead in the future to procedures for obtaining by-products of BMLC hydrolysis which are useful for use. Supplementary tests will be required, performed in two-dimensional, elution, gradient, columnar high performance liquid chromatography, including Mas (MS) spectrometry, in addition to a spectrophotometric detector with a DAD detector (Diode Array) - 2D-Grad-HPLC-UV-VISDAD / MS.

2

Techniki chromatografii cieczowej, stosowane w analityce technicznej procesów hydrolizy biomasy ligno-celulozowej - BMLC. Przegląd

Glinka M., Łukajtis R., Nowak P., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2017

|

Vol. 9, No. 2

92--105

PL

Obróbka wstępna biomasy ligno-celulozowej (BMLC) realizowana z zastosowaniem kwasów, zasad oraz enzymów jest ważnym etapem przetwarzania surowca przed procesem fermentacji. Podczas hydrolizy złożone struktury biopolimerów: celulozy, hemicelulozy i ligniny rozpadają się do związków o małej masie cząsteczkowej (cukry, oligosacharydy, związki fenolowe). Jednak nie jest to proces łatwy i wymaga doboru odpowiednich warunków procesu, między innymi rodzaj i stężenie katalizatora, temperatura procesu, czas, ciśnieni). Do określenia składu produktów głównych i ubocznych oraz wydajności produktów w zależności od warunków prowadzonego procesu konieczne jest wykorzystanie pewnych i sprawdzonych metod analitycznych. Odpowiednio dobrana analityka techniczna pozwala również monitorować przebieg procesu hydrolizy w reaktorze. W niniejszej pracy przedstawiono przegląd metod analitycznych wykorzystujących techniki chromatografii cieczowej do analizy technicznej produktów hydrolizy.

EN

Pre-treatment of lignocellulosic biomass (BMLC) using acids, bases and enzymes is an important stage of processing the raw material before the fermentation process. During hydrolysis, complex biopolymer structures: cellulose, hemicellulose and lignin break down into low molecular weight compounds (sugars, oligosaccharides, phenolic compounds). However, this is not easy process and requires the selection of appropriate process conditions, including the type and concentration of the catalyst, process temperature, time, pressure. To determine the composition of main products and by-products, but also to product performance depending on the conditions of the process, it is necessary to use reliable and tested analytical methods. Properly selected technical analytics allow also to monitor the course of the hydrolysis process in the reactor. This paper presents an overview of analytical methods using liquid chromatography techniques for technical analysis of hydrolysis products.

3

Wpływ rodzaju kwasu jako dodatku do eluentu na parametry rozdzielania polifenoli techniką chromatografii cieczowej w odwróconych układach faz (RP-HPLC)

Glinka M., Łukajtis R., Kamiński M.

Camera Separatoria

|

2015

|

Vol. 7, No. 1

25--40

PL

Chromatografia cieczowa jest jedną z technik najczęściej wykorzystywanych w badaniach składu mieszanin, a także do wydzielania czystych składników z mieszanin w postaci frakcji eluatu. Z punktu widzenia współczesnej chemii, farmakologii, a także medycyny, czy biotechnologii, chromatografia pełni ważną rolę, w zakresie analityki jakościowej i ilościowej. Dzięki możliwości otrzymywania naturalnych składników biologicznie czynnych w czystej postaci z ekstraktów pochodzenia naturalnego, jak i składników mieszanin po syntezie organicznej, ma też ważne znaczenie w skali preparatywnej, i coraz większe, w skali procesowej. W celu zapewnienia efektywności procesu konieczne jest dobranie optymalnych warunków realizacji operacji rozdzielania, detekcji oraz kolekcji frakcji, w zależności od właściwości fizykochemicznych składników rozdzielanej mieszaniny. Niniejsza praca dotyczy badań nad optymalizacją warunków stosowanych przy rozdzielaniu składników jednej z grup związków chemicznych stanowiących metabolity roślinne – polifenole. W pracy zbadano wpływ na retencję, selektywność i sprawność rozdzielania, w tym także na symetrię pików, poprzez zastosowanie dodatków do eluentu w postaci kwasów (HCl, H3PO4, H2SO4, CH3COOH, TFA), do rozdzielania wybranych, naturalnie występujących materiale roślinnym polifenoli w warunkach RP HPLC. W rozdzielaniu peptydów w układach RP, w tym, w proteomice, najczęściej używanym modyfikatorem fazy ruchomej, jest kwas trifluorooctowy (TFA). Spełnia on wówczas dwie funkcje:- ogranicza kwaśną dysocjację peptydu (na tzw. „C-końcu”), co zwiększa poziom hydrofobowości molekuł; - solwatuje sprotonowane lub spolaryzowane, dodatnio naładowane fragmenty cząsteczki peptydu lub białka ujemnymi jonami zdysocjowanego kwasu, powodując wyraźne dodatkowe podwyższenie hydrofobowości rozdzielanych cząsteczek. W przypadku polifenoli i warunków RP, obecny w eluencie kwas, powoduje jedynie cofnięcie dysocjacji elektrolitycznej rozdzielanych mniej lub bardziej kwaśnych związków chemicznych. Wpływa to na wyraźny wzrost hydrofobowości cząsteczek. Zwiększenie hydrofobowości skutkuje wzrostem współczynnika retencji, poprawą symetrii pików i lepszym rozdzieleniem składników mieszaniny w stosunków do warunków rozdzielania bez dodatku kwasu do eluentu. Badania tej pracy potwierdzają konieczność dodania kwasu do eluentu, w przypadku stosowania warunków faz odwróconych (RP). Pokazują, że każdy z badanych kwasów powoduje korzystne efekty, jednak, najbardziej korzystne - zwłaszcza dla celów analityki - okazuje się stosowanie niewielkiego dodatku kwasu siarkowego (VI).

EN

Liquid chromatography is the one of commonly used technique in research of mixture composition, and also for separation of pure components form of eluate fractions. From the standpoint of modern chemistry, pharmacology, medicine or biotechnology, chromatography plays an significant role in the field of qualitative and quantitative analysis. Additionally, through the possibility of isolation from natural origin extracts the biologically active components in its pure form, as well as the components of the mixture after organic synthesis, chromatography is important technique, which can be used in preparative and also in process scale. In order to provide the effectiveness of the process, it is necessary to select the optimum conditions of the separation, detection and collection of fractions, which depend on the physiochemical properties of separated components constituting the mixture. This paper, include the research related to optimization of chromatographic conditions, applied for the separation of the one group of chemical compounds, namely plant metabolites – polyphenols. In this research, effects of retention, separation selectivity and efficiency, including the symmetry of peaks, by applying the additive to the eluent in the form of acids (HCl, H3PO4, H2SO4, CH3COOH, TFA) for separation naturally occurring in plant polyphenols under RP-HPLC conditions was investigated. In the separation of peptides under RP conditions, including proteomics, the most commonly used acidic modifier is trifluoroacetic acid (TFA). It meets two functions: - reduces the acid dissociation of the peptide (on the so-called “C-end”), which results in an increase hydrophobicity of the molecules; - causes the salvation of the protonated or positively polarized fragments of the peptide or protein molecule by negative ions dissociated acid, resulting in a noticeable increase hyrophobicity of separated molecules. In the case of polyphenols and RP conditions, the presence of acid in the eluent, cause only the withdrawal of electrolytic dissociation of separated acidic compounds. This can affect the significant increase in the hydrophobicity of the molecules. In addition, increasing hydrophobicity resulting in increase the retention rate, improvement of peak symmetry and better separation of mixture components, regarding to separation without the addition of acid to the eluent. Research, carried out in this study, confirm that it is necessary to use acid additive to the eluent, in the case of reversed phase (RP) conditions. Indicate that each of tested acids results in beneficial effects, however, the most preferred - especially for the purpose of analysis – turns out a small addition of sulfuric acid (VI).