Регистрация / Вход
Прислать материал

ВЛИЯНИЕ ОЛИГОПЕПТИДОВ ГЛИЦИНА НА ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ МЕТАЛЛОВ С ЭДТА

Сведения об участнике
ФИО
Немчинова Дарья Александровна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Неорганическая и координационная химия. Аналитическая химия неорганических соединений
Тема
ВЛИЯНИЕ ОЛИГОПЕПТИДОВ ГЛИЦИНА НА ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ МЕТАЛЛОВ С ЭДТА
Резюме
Изучено влияние ди- и трипептидов глицина на разделение комплексов ионов металлов с ЭДТА методом капиллярного зонного электрофореза. Потенциометрически определены константы ионизации олигопептидов и устойчивости комплексов диглицилглицина с ионами некоторых металлов в условиях электрофоретического анализа. Показано, что в присутствии исследованных олигопептидов эффективные подвижности ионов металлов линейно зависят от констант устойчивости образующихся комплексов, что позволяет повысить селективность электрофоретического определения ионов металлов.
Ключевые слова
Аналитическая химия, Капиллярный зонный электрофорез, Ионы металлов, Комплексы, Олигопептиды глицина, ЭДТА
Цели и задачи
Целью работы являлось изучение электрофоретического поведения комплексов металлов с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА), диглицилглицином (ГГГ), глицилглицином (ГГ) и 2,5 дикетопиперазином (цГГ) с целью выявления влияния природы дополнительного комплексообразующего реагента на селективность разделения комплексов Ме-ЭДТА методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) исследование электрофоретического поведения комплексов Cd(II), Co(II), Сu(II), Ni(II), Zn(II), Mn(II), Fe(II), Fe(III), Ba(II), Ca(II), Bi(III), Pb(II) с ЭДТА в кислой среде при отрицательной полярности источника напряжения;
2) изучение электрофоретического поведения указанных комплексов в присутствии ГГ, ГГГ и цГГ;
3) измерение констант ионизации ГГГ и ГГ, а также констант устойчивости комплексов, образуемых ГГГ с ионами Cu(II), Co(II), Ni(II), Mn(II), Pb(II), Zn(II) и Cd(II) при условиях электрофоретического анализа (ионная сила раствора 0,1 моль/дм3, температура 25 °С).
Введение

 Ионы тяжелых металлов относятся к основным загрязнителям биосферы. Несмотря на высокую эффективность, простоту и экспрессность, метод КЗЭ пока не находит широкого применения для определения неорганических ионов из-за невысокой селективности разделения. Ранее установлена возможность одновременного определения ионов Cu(II), Pb(II), Bi(III) и Fe(III) в виде комплексов с ЭДТА в присутствии диглицилглицина в качестве комплекс-селектора [1], однако механизм действия олигопептида остается неясен. Имеющиеся в литературе сведения о его кислотно-основных и комплексообразующих свойствах противоречивы.

Методы и материалы

Регистрацию электрофореграмм проводили на системе капиллярного электрофореза «Капель 105М» с немодифицированным кварцевым капилляром. Использовали два способа комплексообразования: добавление реагента в пробу, содержащую ионы металлов, и ввод зоны раствора реагента перед зоной пробы. Анализ проводили при длине волны детектирования 190 нм, напряжении -20 кВ, температуре 25 °С; ввод проб гидродинамический. В качестве фонового электролита использовали фосфатный буферный раствор (рН 4,6) с добавлением гидроксида цетилтриметиламмония.

Потенциометрические исследования проводили с использованием лабораторного анализатора жидкости «АНИОН 4100» со стеклянным комбинированным электродом ЭСК-10601/7 и термокомпенсатором. Титрование растворов олигопептидов в присутствии и в отсутствии ионов металлов осуществляли в атмосфере азота. В качестве титрантов использовали растворы HCl, NaOH или KOH. Постоянную ионную силу растворов (0,1 М) поддерживали с использованием KCl или KNO3. Константы ионизации рассчитывали по уравнению Гендерсона-Гассельбаха, константы устойчивости – с использованием графического и расчетного методов, а также с помощью программы CLINP 2.1.

Все растворы готовили на деионизованной воде. Условные константы устойчивости комплексов рассчитывали с помощью программы HySS 2009.

Описание и обсуждение результатов

В настоящей работе исследовали электрофоретическое поведение комплексов ЭДТА с ионами металлов в присутствии ГГГ, ГГ, цГГ.

Установлено, что в отсутствии олигопептидов комплекс Fe(II) подвергается окислению до комплекса Fe(III), и на ЭФГ обнаруживаются два пика, соответствующие комплексам Fe(II)-ЭДТА и Fe(III)-ЭДТА. Показано, что между относительной электрофоретической подвижностью комплексов Me-ЭДТА и условной константой устойчивости комплексов, а также отношением суммы двух первых потенциалов ионизации металла (I1+I2) к его ионному радиусу r существует линейная зависимость.

Введение ГГГ позволяет получать на ЭФГ хорошо воспроизводимые пики комплексов Ca(II) и Ba(II), чего не удавалось добиться в отсутствие олигопептида из-за комплексообразования ионов Са (II) и Ba (II) с фосфат-ионами фонового электролита. Также в присутствии ГГГ наблюдается значительное изменение подвижности ионов Bi(III), что приводит к увеличению разницы времен миграции комплексов FeY и BiY.

Сравнение величин относительных подвижностей комплексов свидетельствует о том, что между ионами пробы и ГГГ происходит химическое взаимодействие: для большинства металлов в присутствии ГГГ величина относительной подвижности комплекса увеличивается, причем величина этого увеличения зависит от природы металла.

Установлена линейная зависимость подвижности комплексов Co(II), Cu(II), Ni(II), Zn(II), Pb(II) от логарифма константы устойчивости соответствующих комплексов Ме(ГГГ)2. Установлено, что введение ГГГ зоной перед зоной пробы делает пики более узкими и симметричными.

В присутствии ГГ и цГГ относительные электрофоретические подвижности также изменяются, однако величина этого изменения меньше, чем в присутствии ГГГ. В ходе исследований также установлено, что глицилглицин ведет себя так же, как и 2,5-дикетопиперазин. Была установлена линейная зависимость подвижности комплексов Co(II), Fe(III), Mn(II), Zn(II), Pb(II) от логарифма константы устойчивости соответствующих комплексов МеГГ.

В присутствии ГГГ, в отличии от ГГ, можно разделить ионы Cu(II) и Pb(II). Таким образом, можно предположить, что селективное действие олигопептидов может быть обусловлено числом атомов азота в пептидной цепи молекулы, способных к реакции комплексообразования с ионами металлов.

Используемые источники
1 Лебедева Е.Л. Электрофоретическое разделение и определение ионов металлов в виде комплексов с органическими реагентами : дис… канд. хим. наук. – Екатеринбург, 2014. – 167 с.
Information about the project
Surname Name
Nemchinova Daria
Project title
Effect of glycine oligopeptides on electrophoretic separation of metal ion complexes with EDTA
Summary of the project
The effect of di- and tripeptides of glycine on separation of the complexes of metal ions with EDTA by capillary zone electrophoresis was studied. Ionization constants of the oligopeptides and stability constants of the complexes of diglicylglicyne with certain metal ions in conditions of electrophoretic analysis were determined by potentiometric titration. It is shown that in the presence of investigated oligopeptides the effective mobilities of the metal ions are linearly dependent on the stability constants of the complexes formed, this enabling increase in the selectivity of the electrophoretic analysis of the metal ions.
Keywords
Analytical chemistry, Сapillary zone electrophoresis, Metal ions, Glycine oligopeptides, Complexes, EDTA