Новости химической науки > Самая маленькая хроматографическая колонка в мире

Исследователи из США отмечают, что онокристалл металлоорганического каркасного соединения [metal-organic framework (MOF)] может использоваться в качестве миниатюрной хроматографической колонки.

Колонка на основе металлоорганической каркасной структуры может разделить два красителя, оставив между ними расстояние в несколько сотен микрометров. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI: 10.1021/ja1074322)

Металлоорганические каркасные структуры представляют собой высокопористые материалы, которые состоят из металлов, связанных с помощью полидентатных лигандов. Пористая структура таких материалов и высокая площадь их внутренней поверхности удобна для решения многих практических задач, например для улавливания и хранения таких газов как водород или углекислый газ.

Теперь исследователи из Северо-западного Университета (Иллинойс) впервые использовали металлоорганическую каркасную структуру для получения объекта, который по праву может считаться самой маленькой хроматографической колонкой в мире.

Обычно при замене в хроматографической колонке кремния на металлоорганические каркасные структуры приводит к тому, что длина такой колонки может составлять десятки метров – пустоты большого размера между кристаллитами ухудшают степень хроматографического разделения. Бартож Грибовски (Bartosz Grzybowski) с коллегами смог получить миллиметровый монокристалл металлоорганического каркасного соединения, в котором в качестве линкеров-соединителей использовались остатки терефталевой кислоты, а в качестве металлосодержащих узлов – фрагменты Zn₄O(CO₂)₆. Полученный монокристал смог разделить красители, взятые в очень небольшом количестве.

Исследователи поместили кристалл MOF на пропитанный диметилформамидом органогель, содержавший смесь двух флуоресцентных красителей. Проходя через монокристалл MOF,смесь разделялась, расстояние между разделенными фронтами красителей составляло несколько сотен микрометров. Исследователи наблюдали за процессом разделения и с помощью флуоресцентной конфокальной микроскопии обнаружили, что произошло полное разделение обоих красителей.

Грибовски полагает, что в будущем методы хроматографического разделения, в которых будут применяться металлоорганические каркасные структуры, будут использоваться гораздо чаще, чем сейчас. Он предполагает, что если поместить такой кристалл на микрочип, разделение соединений в металлоорганической каркасной структуре позволит облегчить процедуру анализа.

Эндрю Бэрроуз (Andrew Burrows) отмечает, что исследователи из Иллинойса наглядно продемонстрировали принципиальную возможность использования пористого монокристалла в качестве хроматографической колонки, разделяющей смеси за счет того, что одни молекулы проходят через поры MOF быстрее других, добавляя, что такой подход будет очень удобным для многих разработчиков систем lab-on-a-chip.

Гржибовски уверен, что разработанная в его группе миниатюрная хроматографическая колонка из MOF сможет проводить разделение смесей достаточно близких по строению соединений, как, например, нити ДНК определенного типа в непрерывном потоке.

По словам Гржибовски, монокристаллическая металлоорганическая каркасная система может также применяться в роли микрореактора – если подавать реагенты в такой кристалл с двух его концов, в месте встречи двух микропотоков будет происходить химическая реакция. Гржибовски заявляет, что поскольку полученная в его группе монокристаллическая металлоорганическая каркасная система прозрачна, следить за протеканием реакции с помощью микроскопии любого вида.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI: 10.1021/ja1074322

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология