CamSep 5 1
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Siedlce University of Natural Sciences and Humanities<br />
Polish Separation Science Society<br />
Camera Separatoria<br />
Volume 5, Number 1 / June 2013<br />
Siedlce 2013
Honorary Editor:<br />
Edward Soczewiński (Lublin)<br />
Editors-in-Chief:<br />
Bronisław K. Głód<br />
(Siedlce)<br />
Marian A. Kamiński (Gdańsk)<br />
Editors:<br />
Tadeusz Dzido (Lublin)<br />
Bronisław K. Głód<br />
(Siedlce)<br />
Marian Kamiński (Gdańsk)<br />
Piotr M. Słomkiewicz (Kielce)<br />
Piotr Stepnowski (Gdańsk)<br />
Andrzej Stołyhwo (Warszawa)<br />
Monika E. Waksmundzka-Hajnos (Lublin)<br />
Mieczysław Sajewicz (Katowice)<br />
Language Editor:<br />
John Podgórski (Manchester)<br />
Technical Editors:<br />
Paweł Piszcz<br />
Paweł M. Wantusiak<br />
Reviewers:<br />
Monika Asztemborska<br />
Bronisław K. Głód<br />
Marian Kamiński<br />
Iwona Kiersztyn<br />
Monika E. Waksmundzka-Hajnos<br />
Paweł Zarzycki<br />
Editorial office’s address:<br />
Department of Analytical Chemistry, Institute of Chemistry<br />
Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach<br />
Siedlce University of Natural Sciences and Humanities<br />
ul. 3 Maja 54, 08-110 Siedlce<br />
tel. : (25) 64310 41<br />
e-mail: psc1@onet.eu<br />
URL: http://dach.ich.uph.edu.pl/camera_separatoria.html
SPIS TREŚCI<br />
(CONTENTS)<br />
PRACE ORYGINALNE / ORIGINAL PAPERS<br />
Grzegorz Boczkaj, Marian Kamiński<br />
Ocena przydatności i optymalizacja warunków rozdzielania w chromatografii gazowej bez<br />
oddziaływań sorpcyjnych (EC-GC) .................................................................................................. 5<br />
Magdalena Bytniewska, Bronisław K. Głód<br />
Właściwości antyoksydacyjne miodów wyznaczone za pomocą HPLC-ED ................................... 14<br />
PRACE PRZEGLĄDOWE / REVIEW PAPERS<br />
Joanna Głazowska, Marian Kamiński<br />
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w Rhaponticum carthamoides –<br />
artykuł przeglądowy ...................................................................................................................... 17<br />
Henryk Lamparczyk, Aleksandra Chmielewska, Paweł K. Zarzycki<br />
Krótki przegląd zastosowań cyklodekstryn dotyczący analiz farmaceutycznych, biomedycznych<br />
oraz środowiskowych .................................................................................................................... 27<br />
Paweł K. Zarzycki<br />
Wspomnienie o profesorze Henryku Lamparczyku ....................................................................... 35<br />
Instrukcje dla autorów ................................................................................................................ 42<br />
Zapory ghostwriting i guest-autorship ...................................................................................... 45<br />
Instructions for Authors and Editorial Policy ........................................................................... 46
Camera Separatoria<br />
PRACE ORYGINALNE<br />
(ORIGINAL PAPERS)
CAMERA SEPARATORIA<br />
Volume 5, Number 1 / January 2013, 5-10<br />
Grzegorz BOCZKAJ*, Marian KAMIŃSKI**<br />
Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny<br />
Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej<br />
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk<br />
e-mail: * grzegorz.boczkaj@gmail.com, ** mknkj@chem.pg.gda.pl<br />
Ocena przydatności i optymalizacja warunków rozdzielania w chromatografii<br />
gazowej bez oddziaływań sorpcyjnych (EC-GC)<br />
Streszczenie: Dotychczasowe badania wykazały, że możliwe jest rozdzielanie wysokowrzących mieszanin<br />
techniką chromatografii gazowej z zastosowaniem pustej rurki kapilarnej z topionej krzemionki, zamiast<br />
kolumn zawierających fazę stacjonarną. Operacja rozdzielania chromatograficznego ma miejsce jedynie na<br />
zasadzie różnicy temperatur wrzenia rozdzielanych substancji. Wysoki stopień podobieństwa warunków<br />
rozdzielania, osiąganych w ten sposób, z klasyczną destylacją okazuje się być korzystny, w przypadku<br />
zastosowania chromatografii gazowej do destylacji symulowanej. W pracy przedstawiono wyniki badań nad<br />
charakterystyką rozdzielczą pustej rurki z topionej krzemionki. Zbadano sprawność układu<br />
chromatograficznego w warunkach braku oddziaływań sorpcyjnych, a także przydatność takich warunków<br />
rozdzielania do destylacji symulowanej tj. do wyznaczania temperatury wrzenia wybranych substancji<br />
chemicznych na podstawie ich retencji względem substancji wzorcowych. W pracy porównano rezultaty<br />
uzyskane z zastosowaniem badanej metodyki z rezultatami otrzymanymi dla klasycznych kolumn do<br />
destylacji symulowanej. Badania wykazały większą zgodność wyznaczanych wartości temperatury wrzenia z<br />
wartościami rzeczywistymi w porównaniu z metodyką normowaną destylacji symulowanej.<br />
Słowa kluczowe: rozdzielanie chromatograficzne, chromatografia gazowa, GC, destylacja symulowana,<br />
SIMDIS, EC-GC.<br />
Evaluation of the usefulness and optimization of the separation conditions in Empty<br />
Column Gas Chromatography (EC-GC)<br />
Abstract: Previous studies revealed that it is possible to separate a high-boiling mixtures by gas<br />
chromatography using an empty fused silica capillary tubing instead of column containing stationary phase.<br />
Chromatographic separation takes place only on the basis of differences in boiling point values of separated<br />
substances. The high degree of similarity in terms of separation achieved in this way, with a classic<br />
distillation, appears to be advantageous when gas chromatography is used for simulated distillation. The<br />
paper presents results of research on the separation properties of the empty fused silica tubing. The<br />
efficiency of such chromatographic system has been examined as well as usefulness of such conditions for<br />
simulated distillation i.e. to determine the boiling point of the selected chemicals based on their retention in<br />
respect to the reference substances. The results obtained using the empty column gas chromatography (EC-<br />
GC) conditions and with the use of classical simulated distillation columns are compared in the paper.<br />
Studies have shown more accurate determination of the boiling point values comparing with simulated<br />
distillation standard method.<br />
Keywords: Chromatographic separation, gas chromatography, GC, simulated distillation, SIMDIS, EC-GC.
6 G. Boczkaj, M. Kamiński<br />
1. Wstęp<br />
(Introduction)<br />
Postęp w technikach rozdzielania, szczególnie w chromatografii, doprowadził do znacznego skrócenia<br />
czasu potrzebnego na osiągnięcie zadowalającego rozdzielenia składników mieszaniny. W przypadku<br />
chromatografii gazowej, efekt rozdzielczy jest uzyskiwany z zastosowaniem kolumn o coraz mniejszej<br />
średnicy wewnętrznej i coraz cieńszym filmie fazy stacjonarnej, co zapewnia ultra wysoką sprawność układu<br />
chromatograficznego [1-2]. W przypadku zastosowania wodoru, jako gazu nośnego, sprawność rozdzielania<br />
tylko nieznacznie spada wraz z dużym wzrostem liniowej prędkości przepływu gazu.<br />
Na „drugim biegunie” oczekiwań użytkowników aparatury chromatograficznej znajdują się aplikacje, w<br />
których dużo większe znaczenie ma pojemność na próbkę i odporność temperaturowa fazy stacjonarnej, a<br />
oczekiwania co do rozdzielczości układu chromatograficznego są zredukowane do absolutnego minimum.<br />
Jedną z takich aplikacji jest destylacja symulowana [3, 4], gdzie efekt rozdzielczy ma zapewnić jedynie<br />
rozdzielenie wybranych n-alkanów, które są stosowane do kalibracji metody, tj. do wyznaczenia zależności<br />
wartości czasu retencji od temperatury wrzenia. W tym przypadku, blisko liniowa zależność, którą<br />
zapewniają nisko-polarne kolumny kapilarne z fazą stacjonarną w postaci polidimetylosiloksanu (PDMS),<br />
pozwala na kalibrację z zastosowaniem tylko kilku lub kilkunastu substancji wzorcowych obejmujących<br />
zakresem wrzenia zakres analizowanych próbek. Tak w przypadku metod badań dedykowanych<br />
wysokowrzącym produktom naftowym, wzorcowe n-alkany powyżej n-C 40 , występują w mieszaninach<br />
kalibracyjnych co dziesięć atomów węgla (tj. n-C 50 , C- 60 etc.) [5, 6]. Uzyskanie rozdzielenia mieszaniny<br />
wzorców, których temperatury wrzenia różnią się o kilkadziesiąt stopni Celsjusza, z zastosowaniem<br />
kapilarnej chromatografii gazowej nie sprawia żadnego problemu. Dużo większe znaczenie ma natomiast<br />
liniowość zależności retencja-temperatura wrzenia, dla innych grup substancji chemicznych obecnych w<br />
próbce w odniesieniu do n-alkanów. Najważniejszym zastosowaniem destylacji symulowanej, jest<br />
wyznaczanie charakterystyk destylacyjnych frakcji i produktów naftowych [7-10]. Mieszanina węglowodorów<br />
wchodzących w skład analizowanych próbek benzyn, olejów napędowych czy destylatów próżniowych, jest<br />
bardzo bogata, a ogólna charakterystyka podawana jako tzw. skład grupowy wskazuje, że oprócz<br />
węglowodorów nasyconych – parafin i naftenów występują także związki aromatyczne, w tym poliaromatyczne,<br />
a w przypadku pozostałości podestylacyjnych czy asfaltów – również składniki żywiczne i<br />
asfalteny [11]. W celu poprawnego wyznaczenia krzywej destylacji metodą destylacji symulowanej,<br />
substancje inne niż n-alkany, muszą w warunkach rozdzielania wykazywać zbliżoną do n-alkanów, a<br />
korzystnie, identyczną zależność temperatury wrzenia od wartości czasu retencji. W przypadku<br />
występowania znacznych odchyleń od oczekiwanej retencji składników próbki, ma miejsce zafałszowanie<br />
krzywej destylacji, wyznaczanej na podstawie pola powierzchni poszczególnych części piku<br />
chromatograficznego [12, 13]. Bardziej szczegółową analizę problemów występujących w destylacji<br />
symulowanej przedstawiono w [14].<br />
Dotychczasowe badania prowadzone nad optymalizacją warunków analizy wykazały, że możliwym do<br />
zastosowania, rozwiązaniem jest zastąpienie kolumn kapilarnych z filmem fazy stacjonarnej, pustą kolumną<br />
kapilarną z topionej krzemionki o dezaktywowanej powierzchni wewnętrznej [15]. Takie warunki rozdzielania<br />
określono skrótem EC-GC (ang. Empty Column Gas Chromatography). Ze względu na wyeliminowanie<br />
oddziaływań sorpcyjnych takie rozwianie wydaje się w lepszy sposób "symulować" proces destylacji, a stąd<br />
zapewniać bardziej zbieżne wyniki. Dla kilku związków z grupy WWA, dla których odnotowano duże<br />
odchylenia obliczonej względem rzeczywistej (TBP) temperatury wrzenia, badania w warunkach EC-GC<br />
wykazały, że uzyskuje się bardziej dokładne wartości TBP.<br />
W pracy przedstawiono wyniki dalszych badań nad warunkami EC-GC. Przedstawiono wyznaczone krzywe<br />
Van Deemtera opisujące zależność sprawności od liniowej prędkości przepływu gazu nośnego, a także<br />
porównano wyznaczane w warunkach SIMDIS oraz EC-GC wartości TBP dla wybranych związków<br />
chemicznych.<br />
2. Część eksperymentalna<br />
(Materials and Methods)<br />
2.1. Materiały<br />
(Materials)<br />
- Mieszanina wzorcowa SIMDIS 2887 Extended - n-parafiny w zakresie n-C 5 - n-C 60 (AC Analytical Controls);<br />
- Substancje wzorcowe: α-metylo-naftalen, p-nitro-anilina, 2,4-dinitro-anilina, benzydyna, dibenzotiofen,<br />
sulfon dietylowy, piren, chryzen, antracen, fenantren, mentol, skwalan, 4,6-dinitro-o-krezol, α-naftylo-amina,<br />
9-hydroxyfluoren, 1,10-fenantrolina (Sigma Aldrich, USA);<br />
- mieszanina wzorcowa metanu w powietrzu (100 ppm, Linde Gas);<br />
- dwusiarczek węgla (>99% (GC), Fluka Analytical), metanol (czystość do HPLC, Merck);<br />
- azot, hel, powietrze czystości 5,0 N (Linde Gas).<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Ocena przydatności i optymalizacja warunków rozdzielania w chromatografii…<br />
7<br />
2.2. Aparatura<br />
(Instruments)<br />
Generator wodoru (Packard)<br />
SIMDIS<br />
- Chromatograf gazowy Autosystem (Perkin Elmer),<br />
- Oprogramowanie TotalChrom ver. 6.3 (Perkin Elmer),<br />
EC-GC<br />
- Chromatograf gazowy Autosystem XL (Perkin Elmer),<br />
- Oprogramowanie TotalChrom ver. 6.3 (Perkin Elmer),<br />
2.3. Metody postępowania<br />
(Methods)<br />
Przygotowanie roztworów<br />
Preparation of the solutions<br />
Roztwór wzorcowych n-parafin sporządzono poprzez rozpuszczenie naważki w dwusiarczku węgla w<br />
stosunku masowym ok. 1:100. Roztwór skwalanu o stężeniu ok. 100 ppm przygotowano w dwusiarczku<br />
węgla. Roztwory innych substancji wzorcowych o stężeniu ok. 100 ppm przygotowano, o ile to było możliwe,<br />
w dwusiarczku węgla. Roztwory substancji wzorcowych nierozpuszczalnych w CS2 przygotowano o stężeniu<br />
ok. 100 ppm w metanolu.<br />
Warunki analizy<br />
Chromatographic conditions<br />
Próbki dozowano ręcznie w objętości 1 ul za pomocą mikrostrzykawki. Dla każdej z próbek wykonano trzy<br />
analizy.<br />
SIMDIS:<br />
- Gaz nośny: Azot, 10 ml/min;<br />
- Kolumna: Zebron ZB-1XT SIMDIS (Phenomenex) 10m x 0.53 mm x 0.15 μm;<br />
- Program temperatury: 40ºC przez 1 min., narost 5ºC/min do 380ºC, utrzymywana 20 min;<br />
- Dozownik typu split/splitless w trybie splitless, temperatura: 380ºC;<br />
- Temperatura detektora FID: 385ºC.<br />
EC-GC:<br />
- Kolumna: pusta rurka z topionej krzemionki o dezaktywowanej powierzchni wewnętrznej (methyl<br />
deactivated) 30 m x 0.53 mm (BGB Analytic); pozostałe warunki jak dla SIMDIS.<br />
Wyznaczanie krzywych Van Deemtera<br />
Determination of the Van Deemter plots<br />
Krzywe sprawności wyznaczono dla skwalanu. Analizy prowadzono w warunkach stałego ciśnienia gazu<br />
nośnego w dozowniku (constant pressure mode) dla trzech gazów nośnych - azotu, helu i wodoru. Dla<br />
każdych warunków rozdzielania wykonano trzy analizy.<br />
Badania charakterystyk retencyjnych<br />
Retention behavior research<br />
Wartość temperatury wrzenia wyznaczoną w warunkach SIMDIS i EC-GC obliczano na podstawie wartości<br />
czasu retencji substancji w oparciu o kalibrację wykonaną z zastosowaniem n-alkanów. Wartość temperatury<br />
wrzenia obliczano na podstawie interpolacji względem dwóch sąsiadujących n-alkanów. Wartości<br />
rzeczywistej temperatury wrzenia przyjęto na podstawie danych literaturowych.<br />
3. Wyniki i dyskusja<br />
(Results and discussion)<br />
Zastosowanie warunków EC-GC, tj. brak fazy stacjonarnej w kolumnie, pozwala na maksymalne<br />
wyeliminowanie oddziaływań sorpcyjnych. Pozwala to na uzyskanie większego podobieństwa warunków<br />
rozdzielania chromatograficznego do klasycznej destylacji. Ten efekt zbadano w niniejszej pracy poprzez<br />
porównanie temperatury wrzenia wybranych substancji chemicznych wyznaczonej w warunkach SIMDIS<br />
oraz EC-GC z rzeczywistą temperaturą wrzenia.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
8 G. Boczkaj, M. Kamiński<br />
3.1. Sprawność rozdzielania w warunkach EC-GC<br />
(Efficiency of the chromatographic system in EC-GC conditions)<br />
Brak fazy stacjonarnej w kolumnie skutkuje jednak, znacznym obniżeniem rozdzielczości układu<br />
chromatograficznego. Głównie, ma to miejsce z powodu znacznie niższej sprawności kolumny bez fazy<br />
stacjonarnej. Na rysunku 1 przedstawiono krzywe Van Deemtera wyznaczone dla trzech typowych gazów<br />
nośnych stosowanych w chromatografii gazowej – helu, wodoru i azotu.<br />
Rys. 1. Nałożenie krzywych Van Deemtera dla trzech gazów nośnych dla kolumny o średnicy wewnętrznej 0,53 mm<br />
Fig.1. A comparison of Van Deemter plots for three carrier gases for a 0,53 mm ID capillary column<br />
Efekt rozdzielczy oraz przydatność warunków EC-GC do destylacji symulowanej wysokowrzących<br />
mieszanin opisano w poprzedniej pracy [15]. Krzywe Van Deemtera zostały wyznaczone dla<br />
2,6,10,15,19,23-heksametylotetrakozanu (C 30 H 62 , temperatura wrzenia 470°C, skwalan), który dotychczas<br />
jest używany jako niepolarna, ciekła faza stacjonarna do gazowej chromatografii. Wybrany związek<br />
chemiczny odpowiada właściwościami fizykochemicznymi analizowanym metodom SIMDIS frakcjom i<br />
produktom naftowym, stąd dobrze charakteryzuje sprawność układu rozdzielczego. Wyniki badań wykazały,<br />
że charakterystyka zmian sprawności rozdzielczej wyrażanej jako wysokość równoważna półce teoretycznej<br />
(ang. Height Equivalent to Theoretical Plate, HETP) w funkcji średniej liniowej prędkości przepływu fazy<br />
ruchomej (u) jest zbliżona do zmian odnotowywanych dla kolumn zawierających fazę stacjonarną. Wartości<br />
liniowej prędkości przepływu zapewniające najwyższą sprawność rozdzielczą wyniosły odpowiednio: 11,1<br />
cm/s dla azotu, 13,7 cm/s helu, 25 cm/s dla wodoru. W tych warunkach kolumna o długości 30,0 m ma<br />
sprawność wynoszącą: od 3890 (hel) do 4130 (wodór i azot) półek teoretycznych. Jest to wystarczająca<br />
sprawność do wykonywania destylacji symulowanej. Klasyczna kolumna do destylacji symulowanej<br />
stosowana w pracy charakteryzowała się sprawnością na poziomie ok. 20000 półek teoretycznych (ok. 2000<br />
półek na jeden metr).<br />
3.2. Porównanie poprawności wyznaczania temperatury destylacji w warunkach<br />
EC-GC i SIMDIS<br />
(Comparison of the accuracy of determined boiling point values in EC-GC and<br />
SIMDIS conditions)<br />
Największą zaletą zastosowania pustej kolumny kapilarnej bez fazy stacjonarnej wydaje się być<br />
zapewnienie większego podobieństwa zjawisk zachodzących podczas rozdzielania chromatograficznego do<br />
tych mających miejsce podczas klasycznej destylacji. Badania prowadzone dla związków chemicznych o<br />
różnej polarności, mogących występować we frakcjach naftowych, wykazały że występują znaczne<br />
odchylenia od wyznaczanych metodą SIMDIS wartości temperatury wrzenia [5, 13].<br />
W tabeli 1 porównano rezultaty badań metodą SIMDIS oraz w warunkach EC-GC wyznaczania<br />
temperatury wrzenia wybranych substancji o różnej polarności.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Ocena przydatności i optymalizacja warunków rozdzielania w chromatografii…<br />
9<br />
Tabela 1. Porównanie różnic obliczonych na podstawie wartości czasu retencji temperatur wrzenia w<br />
warunkach SIMDIS i EC-GC z wartościami rzeczywistymi.<br />
Table 1. Comparison of the results of determination of the boiling point obtained with SIMDIS and EC-GC<br />
conditions<br />
Związek<br />
chemiczny<br />
(chemical<br />
compounds)<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Rzeczywista<br />
temperatura<br />
wrzenia<br />
(True Boiling<br />
Point) (P=760<br />
mm Hg)<br />
(TBP)<br />
Obliczona<br />
temperatura<br />
wrzenia<br />
(calculated<br />
boiling<br />
point)<br />
Simdis<br />
Różnica<br />
(difference)<br />
EC-GC<br />
Obliczona<br />
temperatura<br />
wrzenia<br />
(calculated<br />
boiling point)<br />
Różnica<br />
(difference)<br />
[°C] [°C] [°C] [°C] [°C]<br />
mentol 212 218 -6 211 1<br />
α-metylo-naftalen 234 223 11 224 10<br />
sulfon dietylowy 246 335 -89 302 -56<br />
α-naftylo-amina 301 259 42 281 20<br />
dibenzotiofen 332 297 35 317 15<br />
fenantren 332 304 28 309 23<br />
p-nitro-anilina 332 314 18 326 6<br />
4,6-dinitro-okrezol<br />
332 357 -24 317 15<br />
antracen 342 305 37 320 22<br />
1,10-fenantrolina 360 338 22 378 -18<br />
9-hydroksyfluoren<br />
368 344 24 350 18<br />
piren 395 345 50 359 36<br />
2,4-dinitro-anilina 401 404 -3 399 2<br />
benzydyna 401 360 41 411 -10<br />
chryzen 447 376 71 407 40<br />
Uzyskane rezultaty pokazują, że dla każdej zbadanych substancji chemicznych, temperatura wrzenia<br />
wyznaczona w warunkach EC-GC jest bliższa rzeczywistej, niż ma to miejsce w przypadku zastosowania<br />
klasycznych kolumn do destylacji symulowanej. Najwyższą zgodność rezultatów uzyskano dla w przypadku<br />
EC-GC dla mentolu oraz 2,4-dinitro-aniliny. Odchylenia od wartości rzeczywistej wyniosły odpowiednio jeden<br />
i dwa stopnie Celsjusza. W warunkach SIMDIS najwyższą zgodność uzyskano również dla tych samych<br />
dwóch związków chemicznych. Odchylenia w przypadku mentolu wyniosły 6 stopni, a dla 2,4-dinitroaniliny 3<br />
stopnie.<br />
Metodyka polegająca na zastosowaniu pustej rurki z topionej krzemionki o dezaktywowanej<br />
powierzchni wewnętrznej, powinna znaleźć zastosowanie przede wszystkim do wyznaczania rozkładu<br />
temperatury destylacji średnio i niskolotnych mieszanin, w których mogą występować polarne substancje<br />
chemiczne, a także produktów uzyskiwanych podczas nowo opracowanych procesów technologicznych, w<br />
których skład i polarność składników mieszaniny nie została jeszcze zbadana. Z powodu lepszego<br />
odwzorowania charakterystyki destylacyjnej każdej z badanych grup składników, w tym węglowodorów<br />
aromatycznych oraz polarnych substancji chemicznych, wydaje się to być dobra metoda do badań rozkładu<br />
temperatury destylacji produktów procesów rozkładu termicznego i katalitycznego tj. piroliza. Obecne<br />
uwarunkowania i trendy badawcze w kierunku termicznego odzysku ciekłych frakcji energetycznych i<br />
paliwowych z odpadów stałych powodują, że na znaczeniu zyskuje metodyka pozwalająca na poprawne<br />
wyznaczania charakterystyki destylacyjnej mieszanin zawierających znaczący udział składników polarnych.<br />
4. Podsumowanie<br />
(Summary)<br />
W pracy zbadano sprawność układu rozdzielczego w warunkach EC-GC. Dla 30-to metrowej kolumny<br />
o średnicy 0,53 mm uzyskano sprawność na poziomie 130-140 półek teoretycznych na metr. Wcześniejsze<br />
Camera Separatoria
10 G. Boczkaj, M. Kamiński<br />
badania [15] wykazały, że uzyskiwana sprawność rozdzielania w warunkach EC-GC spełnia wymagania dla<br />
kolumn do destylacji symulowanej (SIMDIS). W badaniach niniejszej pracy wykazano również, że warunki<br />
EC-GC zapewniają lepsze odwzorowanie charakterystyki destylacyjnej dla każdej z badanych grup<br />
substancji chemicznych. Największą zaletą warunków EC-GC jest zapewnienie znacznie lepszego<br />
odwzorowania charakterystyk destylacyjnych dla polarnych substancji. Jest to szczególnie istotne w<br />
przypadku złożonych mieszanin dla których wykonuje się rozkład temperatury destylacji. Obecnie coraz<br />
częściej SIMDIS jest stosowany w badaniach nad procesami pirolizy/upłynniania materiałów stałych i<br />
półstałych o charakterze odpadowym. Produkty z tych procesów zawierają duże ilości węglowodorów<br />
aromatycznych, stąd poprawne wyznaczanie zakresu temperatury destylacji tej grupy substancji jest<br />
kluczowe dla uzyskiwania poprawnych rezultatów techniką destylacji symulowanej. Zastosowanie do tego<br />
celu warunków EC-GC wydaje się optymalnym rozwiązaniem.<br />
Podziękowania<br />
(Acknowledgements)<br />
Autorzy pragną podziękować za wsparcie niniejszych badań Narodowemu Centrum Nauki (projekt<br />
grantowy nr UMO-2011/01/N/ST8/07757).<br />
Literatura<br />
(Literature)<br />
1. K. Mastovská, S.J. Lehotay, Practical approaches to fast gas chromatography-mass spectrometry, J.<br />
Chromatogr A., 1000(2003)153.<br />
2. P.Q. Tranchida, L. Mondello, Current-day employment of the micro-bore open-tubular capillary column<br />
in the gas chromatography field, J. Chromatogr. A, 1261(2012)23.<br />
3. L.E. Green, L.J. Schumauch, J.C. Worman, Simulated distillation by gas chromatography, Anal.<br />
Chem., 36(1964)1512.<br />
4. L.E. Green, J.C. Worman, Simulated distillation of high boiling petroleum fractions, Anal. Chem.,<br />
37(1965)1620.<br />
5. ASTM D2887: Standard test method for boiling range distribution of petroleum fractions by gas<br />
chromatography.<br />
6. ASTM D3710: Test method for boiling range distribution of gasoline and gasoline fractions by gas<br />
chromatography.<br />
7. ASTM D5307: Standard test method for determination of boiling range distribution of crude petroleum<br />
by gas chromatography.<br />
8. ASTM D6352: Standard test method for boiling range distribution of petroleum distillates in boiling<br />
range from 174 to 700°C by gas chromatography.<br />
9. ASTM D7169: Standard test method for boiling point distribution of samples with residues such as<br />
crude oils and atmospheric and vacuum residues by high temperature gas chromatography.<br />
10. ASTM D7213: Standard test method for boiling range distribution of petroleum distillates in the boiling<br />
range from 100 to 615°C by gas chromatography.<br />
11. W.A. Darka, Crude oil hydrocarbon group separation quantitation. J. Liq. Chromatogr., 5(1982)1645.<br />
12. S.G. Roussis, W.P. Fitzgerald, Gas chromatographic simulated distillation-mass spectrometry for the<br />
determination of the boiling point distributions of crude oils, Anal. Chem., 72(2000)1400.<br />
13. J.P. Durand, A. Bré, J.J. Béboulène, A. Ducrozet, S. Carbonneaux, Improvement of simulated<br />
distillation methods by gas chromatography in routine analysis, Oil Gas Sci. Technol. Rev. IFP,<br />
54(1999)431.<br />
14. G. Boczkaj, M. Kamiński, Wykorzystanie chromatografii gazowej do destylacji symulowanej (SIMDIS).<br />
Aktualny stan wiedzy i nowe perspektywy, Cam. Sep., 2(2010)89.<br />
15. G. Boczkaj, A. Przyjazny, M. Kamiński, New procedure for the determination of distillation temperature<br />
distribution of high-boiling petroleum products and fractions, Anal. Bioanal. Chem., 399(2011)3253.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
CAMERA SEPARATORIA<br />
Volume 5, Number 1 / January 2013, 11-15<br />
Magdalena BYTNIEWSKA, Bronisław K. GŁÓD<br />
Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii,<br />
Wydział Nauk Ścisłych, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach,<br />
ul. 3 Maja 54, 08-110 Siedlce<br />
e-mail: bkg@onet.eu<br />
Właściwości antyoksydacyjne miodów wyznaczone za pomocą HPLC-ED<br />
Streszczenie: Celem pracy było wstępne zbadanie możliwości oznaczenia właściwości przeciwutleniających<br />
miodów oraz miodów pitnych. Oznaczenie całkowitego potencjału antyoksydacyjnego (CPA) miodów,<br />
wykonano za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detekcją elektrochemiczną. Miarą CPA<br />
było sumaryczne pole powierzchni wszystkich pików zarejestrowanych podczas ich anodowego utleniania.<br />
Słowa kluczowe: wolne rodniki, antyoksydanty, całkowity potencjał antyoksydacyjny, miód<br />
Antioxidative properties of honeys determined using HPLC-ED assay<br />
Abstract: The aim of the study was to investigate the possibility of determination of antioxidative properties<br />
of honeys and meads. The total antioxidant potential (TAP), was performed using high performance liquid<br />
chromatography with electrochemical detection. TAP measure was the total area of all peaks recorded<br />
during their anodic oxidation.<br />
Key words: free radicals, antioxidants, total antioxidant potential, honey
12 M. Bytniewska, B.K. Głód<br />
1. Wstęp<br />
(Introduction)<br />
Natura wolnych rodników i antyoksydantów oraz ich wpływ na organizm ludzki, od polowy XX wieku,<br />
stały się częstym tematem badań. Potwierdzeniem tego zainteresowania była nagroda Nobla przyznana w<br />
1956 roku C. Hinshelwoodowi i N.N. Siemionowem za studia nad mechanizmem powstawania wolnych<br />
rodników. Obecnie uważa się, że wolne rodniki pełnią dwojaką rolę w organizmie, szczególnie te tlenowe,<br />
mogą być przyczyną wielu chorób a nawet obarcza się je odpowiedzialnością za starzenie się organizmu. Z<br />
drugiej strony jednak biorą one udział w wielu mechanizmach wewnątrzkomórkowych, np. pełnią funkcje<br />
przekaźników sygnałów [1].<br />
Metabolizm tlenowy wykształcony w toku ewolucji pozwolił na dużo bardziej wydajne wykorzystanie<br />
energii wiązań chemicznych, umożliwiając w ten sposób powstanie nowych, bardziej skomplikowanych pod<br />
względem budowy organizmów. W trakcie oddychania tlenowego tlen cząsteczkowy powinien ulec całkowitej<br />
redukcji do 2 cząsteczek wody, przyłączając 4 protony i 4 elektrony. Jednakże nie zawsze tak się dzieje, a<br />
skutkiem niepełnej redukcji tlenu są RFT, powstające w kolejnych etapach redukcji tlenu [2]. W procesie tym<br />
ważną rolę pełnią enzymy antyoksydacyjne (katalizatory tych przemian) takie jak dysmutaza ponadtlenkowa<br />
(SOD) czy peroksydaza glutationowa (GS-Px) [1]. WR i RFT mogą być generowane wewnątrz komórek,<br />
najważniejszym miejscem ich powstawania są mitochondria (organelle komórkowe, w których zachodzi<br />
proces oddychania komórkowego) bądź powstawać pod wpływem czynników zewnętrznych.<br />
Żywe organizmy w toku ewolucji wykształciły mechanizmy broniące przed szkodliwymi zmianami<br />
wolnorodnikowymi. Żywność pochodzenia roślinnego jest bogatym źródłem zarówno substancji odżywczych<br />
jak i związków o właściwościach przeciwutleniających. Również popularne napoje takie jak: herbata, wino<br />
czy kakao są bardzo bogate w fenolowe fito-związki [3]. Najważniejsze znaczenie, jeżeli chodzi o<br />
antyoksydanty pochodzenia roślinnego, mają związki polifenolowe (kwasy fenolowe i pokaźna grupa<br />
flawonoidów wraz z antocyjanami), witaminy: A, C, tokoferole, karotenoidy, kwasy organiczne oraz<br />
biopierwiastki (np. wapń i selen) [4,5].<br />
W literaturze opisane są metody pozwalające na oznaczenie stężenia zarówno wolnych rodników jak i<br />
antyoksydantów [1,2,6-8]. Nie we wszystkich próbkach skład antyoksydantów jest znanych. Niektóre z nich<br />
wykazują efekty synergiczne i/lub mogą między sobą reagować. W miodzie charakterystyczne na przykład<br />
jest współdziałanie flawanoidów z α-tokoferolem, powodujące wzrost mocy antyoksydacyjnej układu. Dlatego<br />
czasami korzystne jest oznaczenia sumarycznego stężenia wszystkich antyoksydantów czy wszystkich<br />
wolnych rodników, która pozwala ocenić moc układu antyoksydacyjnego oraz rozmiar stresu oksydacyjnego<br />
[1,9,10].<br />
Miód od zamierzchłych czasów był uważany za źródło zdrowia. Już uczestnicy starożytnych olimpiad<br />
przed zawodami wzmacniali się porcją miodu, a przez długie wieki był on niezastąpionym środkiem<br />
wspomagającym gojenie ran. Również w Polsce był często stosowany. Jest naturalnym produktem<br />
pszczelim. Podstawowymi jego surowcami są nektary roślinne występujące w miodnikach, czyli gruczołach<br />
cukrowych ukrytych wewnątrz kwiatu oraz spadź. Spadź jest to substancja wydzielana przez mszyce i<br />
czerwy, zawierająca głównie niestrawione cukry [11]. W miodach wykryto ponad 300 różnych substancji [12].<br />
Głównymi ich składnikami są monosacharydy, glukoza i fruktoza. Wszystkie węglowodany stanowią średnio<br />
77% całego składu miodu.<br />
Wosk pszczeli jest naturalnym tłuszczowcem wydzielanym przez gruczoły woskowe młodych pszczół<br />
robotnic. Postać płynna zastyga na powierzchni płytek chitynowych odwłoka. Początkowo jest to<br />
przezroczysta łuseczka woskowa, która wykorzystywana jest jako materiał do budowy plastrów. Barwa<br />
plastrów z czasem ulega zmianie i uzależniona jest to od jakości surowca i sposobu jego przetworzenia.<br />
Początkowo jest biały, zmienia się na żółty lub nawet ciemnobrązowy ze wzrostem stężenia pyłku<br />
kwiatowego i propolisu (kitu pszczelego). W ulu wosk pszczeli nabiera szczególnej woni miodu (wyczuwalny<br />
jest również zapach kitu pszczelego). Składa się on z węglowodorów, alkoholi, wolnych kwasów<br />
(palmitynowy, mirycylowy, cerylowy, melisowy), estrów, polifenoli (małe stężenia) [13], itp. Wosk pszczeli<br />
stosowany był już w starożytności do otrzymywania odlewów. Stosowany też był do ochrony przed<br />
szkodliwym działaniem wody. W czasach średniowiecznych wykorzystywany był na przykład do produkcji<br />
łuków. Obecnie 60% produkcji wosku pszczelego wykorzystuje przemysł kosmetyczny i farmaceutyczny.<br />
2. Część eksperymentalna<br />
(Experimental)<br />
2.1. Aparatura<br />
(Instrumentation)<br />
W pracy użyto zestaw wysokosprawnego chromatografu cieczowego (Knauer, Niemcy): butlae na<br />
eluent, moduł Smartline Manager 5000 zawierający degazer, pompa dwutłokowa Smartline 1000 (zakres<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Właściwości antyoksydacyjne miodów wyznaczone…<br />
13<br />
przepływu 0,001–50 ml/min), mieszadło magnetyczne, autosampler, lub dozownik o objętości pętli 20 μl,<br />
kolumna COSMOSIL 5 μm, 4,6x150 mm, 5C18-MS-II, detektor elektrochemiczny EC3000 (elektroda<br />
pracująca – elektroda z węgla szklistego, elektroda odniesienia - Ag/AgCl, elektroda pomocnicza - Pt),<br />
detektor UV/VIS z matrycą diodową (DAD) Smartline 2600, oprogramowanie do przetwarzania i obróbki<br />
danych Clarity Chrom V 2.6 2007 oraz Eurochrom 2000, odbieralnik fazy ruchomej. Pomiary fotometryczne<br />
wykonano na fotometrze Helios Epsilon (Thermo Spectronic, USA). pH mierzono na pH-metrze OP-208/1<br />
(RADELKIS, Budapeszt, Węgry).<br />
2.2. Odczynniki<br />
(Reagents)<br />
W badaniach stosowano kwas 4-hydroksybenzoesowy (p-HBA) i 3,4-dihydroksybenzoesowy (3,4-<br />
DHBA), metanol czysty do HPLC, 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazyl (DPPH) i siarczan(VI) żelaza(II) (Sigma-Aldr<br />
ich, St. Louis,USA), diwodoroortofosforan sodu, wodoroortofosforan potasu, brom, wolframian sodowy,<br />
molibdenian sodowy, węglan sodowy bezw., 85% kwas orto-fosforowy, siarczan litu i 3% nadtlenek wodoru<br />
(POCh, Gliwice, Polska) oraz wodorotlenek sodu (Chempur, Piekary Śląskie, Polska).<br />
2.3. Materiał badawczy<br />
(Samples)<br />
Miody (lipowy, akacjowy, wielokwiatowy, gryczany oraz spadziowy) pochodziły z pasieki „Pod<br />
wiązami” (Siedlce, Polska). Do badań były rozcieńczane w stosunku 1:10 (10 mg/ml) i przesączane przez<br />
nylonowy sączek.<br />
Roztwory otrzymywano z wody trójkrotnie destylowanej z kwarcu. Roztwory miodów (0,1g/ml) były<br />
przesączane przez sączek nylonowy o grubości 0,45 μm.<br />
2.4. Warunki pomiarowe<br />
(Procedures)<br />
Pomiary chromatograficzne przeprowadzono w układzie faz odwróconych (RP–C18) stosując bufor<br />
fosforanowy (pH 6,6) jako fazę ruchomą. W pomiarach zastosowano detektor elektrochemiczny w zakresie<br />
potencjału, E = 0 ÷ 1,2 V. Czas trwania analizy wynosił 30 min.<br />
Miarą CPA jest sumaryczna powierzchnia pików chromatograficznych obserwowanych w zakresie<br />
anodowym elektrody pracującej. Pomiar wykonywano w układzie faz odwróconych przy dodatnich<br />
potencjałach elektrody w zakresie od 0V do 0,8V, a czas analizy wynosił 30 min. Jako fazę ruchomą<br />
zastosowano bufor fosforanowy o pH 6,6; nastrzyk próbki miodu (1mg/ml) - 20 μl. Oznaczania wykonane<br />
były z wykorzystaniem detektora elektrochemicznego z elektrodą pracującą z węgla szklistego, elektrodą<br />
odniesienia - Ag/AgCl i elektrodą pomocniczą - Pt.<br />
3. Wyniki i dyskusja<br />
(Results and discussion)<br />
Antyoksydanty utleniane są na powierzchni elektrody. Zmieniając napięcie można uzyskać informacje<br />
tylko o mocnych bądź sumie mocnych i słabych antyoksydantach zawartych w próbce. Przy niskich<br />
potencjałach reakcji ulegają związki o silnych właściwościach redukujących, a przy wyższych potencjałach<br />
obserwujemy działanie zarówno tych słabszych jak i silnych przeciwutleniaczy. Charakterystyczna dla<br />
miodów jest duże sumaryczne pole powierzchni pików przy wysokim potencjale. Świadczy to o obecności<br />
znacznych ilości słabych przeciwutleniaczy, nie dających sygnałów przy niskich potencjałach. CPA miodów<br />
przy E= 0,8 V ilustruje Rys. 1.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
CPA [nA∙ s]<br />
14 M. Bytniewska, B.K. Głód<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Rys. 1. CPA 1 mg/ml miodów wyznaczone dla potencjału elektrody pracującej 0,8 V. Warunki chromatograficzne:<br />
kolumna - COSMOSIL 5 μm, 4,6x150 mm, 5C18-MS-II, faza ruchoma - bufor fosforanowy pH 6,6, szybkość<br />
przepływu - 1 ml/min, detektor elektrochemiczny (elektroda odniesienia – Ag/AgCl).<br />
Fig. 1. TAP values of 1 mg/ml honeys obtained at 0.8V. Experimental conditions: column - COSMOSIL 5 μm, 4,6x150<br />
mm, 5C18-MS-II, mobile phase – phosphate buffer pH 6.6, flow rate - 1 ml/min, amperometric detection<br />
(reference electrode – Ag/AgCl).<br />
Największe CPA otrzymano dla miodów, gryczanego i spadziowego. Oba te miody mają<br />
charakterystyczną ciemną barwę, co sugeruje wysokie stężenie polifenoli, np. flawonoidów z których<br />
większość zalicza się do antyoksydantów. Wartości CPA uzyskane przy potencjale 0,2 V sugerują, że<br />
największe stężenia silnych antyoksydantów występuje w miodzie gryczanym, najniższe w akacjowym (Rys.<br />
2). Ze zmianą potencjału proporcjr te niewiele się zmieniają (Rys. 2). Można więc stwierdzić, że miód<br />
gryczany zawierają największe stężenia zarówno silnych jak i słabych antyoksydantów.<br />
Rys. 2. CPA miodów o stężeniu 1 mg/ml z pasieki „Pod wiązami” w funkcji potencjału elektrody pracującej. Warunki<br />
chromatograficzne jak na Rys. 1.<br />
Fig. 2. Dependence of TAP values of 1 mg/ml honeys from apiary „Pod wiązami” on the working electrode potential.<br />
Experimental conditions as on Fig. 1.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Właściwości antyoksydacyjne miodów wyznaczone…<br />
15<br />
Literatura<br />
(References)<br />
1. B.K. Głód, P. Piszcz, I. Kiersztyn, A. Lamert, P. Zarzycki, Zastosowanie HPLC do oznaczania wolnych<br />
rodników, antyoksydantów oraz całkowitego potencjału antyoksydacyjnego, Cam. Sep., 1(2009)41-66.<br />
2. Q. Chen, E.J. Vazquez, S. Moghaddas, C.L. Hoppel, E.J. Lesnefsky, Production ofreactive oxygen<br />
species by mitochondria, J. Biol. Chem., 278(2003)36027-36031.<br />
3. M.S. Fernandez-Pachon, D, Villano, M.C. Garcia-Parrilla, A.M. Troncoso, Antioxidant activity of wines<br />
and relation with their polyphenolic composition, Anal. Chim. Acta, 513(2004)113–118.<br />
4. B. Maniak, Z. Targowski, Przeciwutleniacze naturalne wystupujące w żywności. Przem. Ferm.,<br />
4(1996)7-10.<br />
5. A. Szajek, J. Borowska, Właściwości przeciwutleniające żywności pochodzenia roślinnego, Żywność.<br />
Nauka Techn. Jakość, 4(2004)5-28.<br />
6. B.K. Głód, E. Olszewska, P. Piszcz, Wolne rodniki a stres oksydacyjny, Tłuszcze Jadalne, 41(2006)254-<br />
263.<br />
7. A. Łuszczewski, E. Matyska-Piekarska, J. Trefler, I. Wawer, J. Łącki, P. Śliwińska-Stańczyk, Reaktywne<br />
formy tlenu: Znaczenie w fizjologii i stanach patologii organizmu, Reumatologia, 45(2007)284–289.<br />
8. T. Laskowska-Kmita, Wolne rodniki tlenowe i obrona przeciwutleniająca, Med. Wieku Rozw., 1(1997)43-<br />
5.<br />
9. C. Buhmann, S. Arlt, A. Kontush, T. Moller-Bertram, S. Sperber, M. Oechsner, M Stuerenburg, U.<br />
Beisiegel, Plasma and CSF markers of oxidative stress are increased in Parkinson's disease and<br />
influenced by antiparkinsonian medication, Neurobiol. Diseas., 15(2004)160-170.<br />
10. A. Rehman, M. Whiteman, B. Halliwell, Scavenging of hydroxyl radicals but not of peroxynitrite by<br />
inhibitors and substrates of nitric oxide synthases, British J. Pharmacol., 122(1997)1702-1706.<br />
11. L. Bornus, Miód pszczeli od producenta do konsumenta, PWRiL, Poznań 1986.<br />
12. J.W. White, Composition of hone, w E. Crane, red., Honey: A comprehensive survey, str. 157-158,<br />
Heinemann, London 1979.<br />
13. R.J. Weston, The contribution of catalase and other natural products to the antibacterial activity of<br />
honey: a review. Food Chem., 71(2000)235–239.<br />
14. B.K. Głód, J. Strosznajder, Wolne rodniki w starzeniu się mózgu i innych procesach biologicznych, w<br />
M.J. Kossakowski, J. Strosznajder, red., Mózg a starzenie, Oświata UN-O, Warszawa 2001.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
Camera Separatoria<br />
PRACE PRZEGLĄDOWE<br />
(REVIEW PAPERS)
CAMERA SEPARATORIA<br />
Volume 5, Number 1 / January 2013, 17-26<br />
Joanna GŁAZOWSKA, Marian KAMIŃSKI*<br />
Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny Politechnika Gdańska<br />
ul. Gabriela Narutowicza 11/12 80-233 Gdańsk<br />
*markamin@pg.gda.pl<br />
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w Rhaponticum<br />
carthamoides – artykuł przeglądowy<br />
Streszczenie: Rhaponticum carthamoides (syn. Leuzea carthamoides, pol. szczodrak krokoszowaty) to<br />
syberyjska, endemiczna, wieloletnia bylina, od wieków wykorzystywana w medycynie ludowej, w postaci<br />
wyciągów alkoholowych, jako preparat wzmacniający organizm. Szczególnie ważną grupą związków<br />
chemicznych, występujących w roślinie, wzbudzających szczególne zainteresowanie, ze względu na<br />
wykazywaną aktywność, są ekdysteroidy. Poznanie dokładnego składu metabolicznego oraz stężeń<br />
ekdysteroidów, a także innych metabolitów w tkankach roślinnych staje się istotnym elementem<br />
poznawczym. Ich znajomość może przyczynić się do wytwarzania preparatów leczniczych i<br />
wspomagających na bazie Leuzei. W rozdzielaniu ekdysteroidów zastosowanie znajduje przede wszystkim<br />
wysokosprawna chromatografia cieczowa w normalnych (NP) i odwróconych (RP) układach faz, a ostatnio,<br />
także, w warunkach oddziaływań hydrofilowych (HILIC) - z reguły, w warunkach elucji gradientowej, a także<br />
chromatografia cienkowarstwowa (TLC) w jednym, a szczególnie w dwóch wymiarach. W dalszym ciągu<br />
poszukuje się możliwie nieskomplikowanych metodyk pozwalających na rozdzielenie i oznaczenie<br />
ekdysteroidów i innych metabolitów wtórnych obecnych w surowym ekstrakcie. Ważne, szczególnie w<br />
przypadku tej rośliny, byłoby opanowanie metodyki rozdzielania i wydzielania wszystkich metabolitów,<br />
ponieważ, niektóre badania wykazują, że działanie ekdysteroidów w organizmach ssaczych jest wzmacniane<br />
w sposób synergiczny przez nieznane dotychczas składniki rośliny. Prace nad rozdzielaniem mają duże<br />
znaczenie dla dalszych badań nad tą, ciągle jeszcze niewystarczająco zbadaną rośliną, w tym także, dla<br />
opracowania procedury standaryzacji "materiału roślinnego", obecnego na rynku w postaci różnego rodzaju<br />
wyciągów i preparatów. Przedmiotem niniejszej pracy jest zestawienie oraz porównanie technik i warunków<br />
chromatograficznych wykorzystywanych dotychczas w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w wyciągach<br />
roślinnych z Rhaponticum carthamoides. W związku z ogromnym bogactwem metabolicznym Rhaponticum<br />
carthamoides, szczególnie obiecujące wydaje się zastosowanie w dalszych badaniach dwuwymiarowej<br />
wysokosprawnej kolumnowej chromatografii cieczowej z elucją gradientową w obu "wymiarach" rozdzielania<br />
(2D-Grad/Grad-HPLC), albo ortogonalnego rozdzielania wielokolumnowego, z przepływem zwrotnym<br />
eluentu w dowolnej kolumnie rozdzielczej ((MC-HPLC-EBF), a w przypadku techniki chromatografii<br />
cienkowarstwowej - elucji kilkustopniowej (NS-TLC), lub rozdzielania dwuwymiarowego (2D-TLC), być może<br />
także z elucją kilkustopniową w drugim "wymiarze" rozdzielania (2D-NS-TLC).<br />
Słowa kluczowe: Rhaponticum carthamoides, Leuzea carthamoides, Fitoekdysteroidy, Wysokosprawna<br />
elucyjna chromatografia cieczowa kolumnowa - HPLC, Chromatografia cienkowarstwowa - TLC, Odwrócone<br />
układy faz - RP, Normalne układy faz - NP, Warunki oddziaływań hydrofilowych - HILIC<br />
Chromatographic techniques in separation and determination of ecdysteroids in<br />
Rhaponticum carthamoides – A review<br />
Abstract: Rhaponticum carthamoides (Leuzea carthamoides) is a Siberian endemic perennial used for<br />
centuries in folk medicine as a body-strengthening specimen based on alcohol extracts. The main group of<br />
substances which is in particular interest, due to exhibiting high activity, are ecdysteroids. The determination<br />
of the exact composition and comcentration of metabolites in the plant tissues is an important element of<br />
cognitive. The knowledge can contribute to the development of new medicinal preparations based on<br />
Leuzea. The separation of ecdysteroids is carried out using the normal and reverse phase high performance<br />
liquid chromatography, as well as the hydrophilic interactions liquid chromatography, in a gradient elution,<br />
and thin layer chromatography in one- and two-dimension. However there is still a need to look for an<br />
uncomplicated method for the separation and identification of ecdysteroids and other plant secondary<br />
metabolites, present in the crude extract of Rhaponticum. Separation and isolation off all metabolites<br />
showing synergic interactions with ecdysteroids in mammalian organisms is important to investigate their<br />
“mode of action”. Further studies, on this still not well known plant, and also on the development of<br />
procedures of standardization of plant material, present on the market in form of different extracts and<br />
preparation are needed. The object of this work is to collate and compare the most popular chromatographic<br />
techniques used in separation and determination of ecdysteroids in plant material of Rhaponticum<br />
carthamoides. Due to its enormous wealth of secondary metabolite it is important to apply two dimmensional<br />
high performance liquid chromatography with gradient elution in both directions (2D-Grad/Grad-HPLC), or
18 J. Głazowska, M. Kamiński<br />
orthogonal column separations with eluent backflush on each column (MC-HPLC-EBF), and in TLC: stepand<br />
multi-dimensional elution (2D-TLC and 2D-NS-TLC).<br />
Key words: Phytoecdysteroids, Rhaponticum carthamoides, Leuzea catrhamoides, Liquid Chromatography,<br />
Thin Layer Chromatography - TLC, Reversed Phase High Performance Chromatography - RP-HPLC,<br />
Normal Phase High Performance Chromatography - NP-HPLC, Hydrophilic Interaction Chromatography -<br />
HILIC.<br />
Użyte skróty: NP-HPLC – wysokosprawna chromatografia cieczowa w normalnych układach faz, RP-HPLC<br />
– wysokosprawna chromatografia cieczowa w odwróconych układach faz, TLC – chromatografia<br />
cienkowarstwowa, HILIC – chromatografia oddziaływań hydrofilowych, OPTLC – chromatografia<br />
cienkowarstwowa z wykorzystaniem nadciśnienia (z wymuszonym przepływem eluentu, HPTLC –<br />
wysokosprawna chromatografia cienkowarstwowa, FFPC – chromatografia planarna z wymuszonym<br />
przepływem fazy ruchomej, UV – promieniowanie nadfioletowe<br />
1. Wstęp<br />
(Introduction)<br />
Rhaponticum carthamoides (synonim Leuzea carthamoides) (Rysunek 1), po polsku szczodrak<br />
krokoszowaty jest endemiczną rośliną, porastającą duże obszary południowej Syberii, w szczególności łąki<br />
gór Ałtaj i Sajan, gdzie spotykana jest na wysokości powyżej 1200 m n.p.m. L. carthamoides to wieloletnia<br />
bylina dożywająca nawet 150 lat. Od ponad 5000 lat znana jest jako roślina lecznicza, stosowana szeroko w<br />
medycynie ludowej ludności syberyjskiej, mongolskiej, tybetańskiej oraz chińskiej w wyniku czego obecnie<br />
zagrożona jest wyginięciem ze względu na wzrost zainteresowania tą rośliną szczególnie, niestety, jej<br />
korzeniami [1-4]. Szczęśliwie, obecnie istnieje coraz więcej upraw tej rośliny, szczególnie w krajach Europy<br />
Środkowej i Zachodniej, a także na terenie Chin i Rosji (rys. 1).<br />
Szczodrak krokoszowaty bogaty jest w związki chemiczne należące do różnych klas, takich jak steroidy,<br />
sterole, flawonoidy i antocyjany, kwasy fenolowe, garbniki, a także triterpeny i tiofeny. Uważa się, że bogate<br />
w ekdysteroidy ekstrakty i preparaty na bazie tej rośliny mają działanie wzmacniające organizm po wysiłku,<br />
zwiększające odporność na długotrwały stres, działają przeciwbakteryjnie, przeciwutleniająco oraz wykazują<br />
właściwości adaptogenów [2, 3, 5-11].<br />
Rys.1. Uprawa Rhaponticum carthamoides. (Źródło:www.leuzea.ru)<br />
Fig. 1. Cultivation of Rhaponticum carthamoides (source: www.leuzea.ru)<br />
W Rhaponticum carthamoides, jak do tej pory, zidentyfikowano około 50 różnych ekdysteroidów [3].<br />
Są one obecne w częściach podziemnych rośliny (korzenie i kłącza) oraz nadziemnych, zarówno<br />
wegetatywnych (łodygach, liściach), jak i generatywnych (kwiaty i nasiona). W zależności od pory roku oraz<br />
stadium rozwoju rośliny stężenia poszczególnych ekdysteroidów zmieniają się [12, 13]. Dotychczasowe<br />
badania dowiodły obecności ekdysteroidów w różnych partiach rośliny: korzeniach, liściach i nasionach na<br />
poziomie, odpowiednio: 0,04 - 0,81 %, 0,03 - 1,22 % i 0,27 - 1,51 % [3].<br />
Do najważniejszych ekdysteroidów występujących w Rhaponticum carthamoides, zalicza się 20-<br />
hydroksyekdyson (Rysunek 2, 20E, spotykany również pod nazwą β-ekdyson, ekdysteron, polipodyna A), α-<br />
ekdyson oraz inokosteron [3]. Szczegółową budowę wszystkich jak dotąd odkrytych ekdysteroidów, w tym<br />
tych występujących w Rhaponticum cartamoides można znaleźć w literaturze [3, 14] oraz bazie „The<br />
Ecdysone Handbook”.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów…<br />
19<br />
Rys. 2. Struktura chemiczna 20-hydroksyekdysonu z numeracją atomów węgla.<br />
Fig.2. Chemical structure of 20-hydroxyecdysone with the numeration of carbon atoms.<br />
2. Struktura ekdysteroidów i jej wpływ na retencję<br />
(The chemical structure of ecdysteroids and its influence on retention)<br />
Ekdysteroidy należą do rodziny związków o bardzo zbliżonej budowie. Są to czteropierścieniowe<br />
steroidy, posiadające od 27 do 29 atomów węgla w cząsteczce. Wyjątki, powstałe w wyniku usunięcia<br />
łańcucha bocznego, to rubrosteron – 19 atomów węgla oraz posteron – 21 atomów węgla [3].<br />
Cechą charakterystyczną ekdysteroidów jest grupa ∆ 7 -keto-6-enowa w pierścieniu B, będąca silnym<br />
chromoforem absorbującym fale o długości 242 nm [15], pierścienie A i B w pozycji cis, a także grupa<br />
hydroksylowa w pozycji 14 [16]. Numerację węgli w cząsteczce ekdysteroidów przedstawiono na rysunku 2.<br />
Są to związki o zróżnicowanej polarności, zawierające od 2 do 10 grup OH w swej strukturze. Posiadają<br />
łańcuch boczny, przyłączony w pozycji 17, który łatwo ulega modyfikacjom i reakcjom podczas syntezy i<br />
metabolizmu ekdysteroidów. Główne reakcje, jakim ulegają ekdysteroidy to reakcje hydroksylacji (najczęściej<br />
w pozycjach 5, 11, 25 lub 26), utleniania (np. w pozycji 26), reakcje tworzenia γ- i δ-laktonów (łańcuch<br />
boczny), alkilowania (rozgałęzienie łańcucha bocznego, w pozycji 24) oraz reakcje koniugacji, mające<br />
miejsce na sąsiadujących grupach hydroksylowych w pozycjach 2, 3 oraz 20, 22. Grupy hydroksylowe w<br />
tych pozycjach mają szczególne znaczenie w przypadku tworzenia się trwałych pochodnych powodując<br />
zmiany w polarności tych ekdysteroidów. Związki te spotykane są często w postaci pochodnych oraz<br />
konjugatów polarnych: glikozydów, siarczanów, fosforanów oraz niepolarnych: eterów, estrów, octanów i<br />
benzoesanów. Skutkuje to obecnością w roślinie związków o bardzo zróżnicowanych właściwościach<br />
fizykochemicznych, również często występujących w ilościach śladowych [3, 14, 16-18].<br />
3. Metodyki ekstrakcji lub ługowania ecdysteroidów z surowego bądź suszonego<br />
materiału roślinnego<br />
(Methods of ecdysteroids extraction from a dry of fresh plant material)<br />
Na podstawie badań przeprowadzonych do tej pory, wpływ na retencję ekdysteroidów w układzie NP<br />
jak i RP, ma nie tylko ilość grup OH w cząsteczce, ale przede wszystkim ich położenie. Dlatego też<br />
dodatkowa grupa -OH w rejonie o charakterze hydrofilowym (np. pozycje 1 lub 24) nie wpłynie znacząco na<br />
retencję w warunkach RP w przeciwieństwie do dodatkowej grupy OH obecnej w bardziej hydrofobowym<br />
rejonie cząsteczki (pozycje 11, 25 lub 26). Odwrotnie sytuacja przedstawia się dla warunków w normalnym<br />
układzie faz. Wyjątkiem jest grupa 5β-OH w polipodynie B, gdzie tworzy ona silne wiązanie wodorowe z<br />
grupą ketonową w pozycji 6 [19, 20] i retencja cząsteczki jest inna w badanych układach i warunkach<br />
rozdzielania, niż mogłoby się to wydawać z teoretycznych założeń.<br />
Reakcje utleniania, szczególnie w pozycji 3 oraz 22 wpływają na spadek polarności a co za tym idzie<br />
na spadek retencji ekdsteroidów w normalnym układzie faz. Może to powodować trudności w uzyskaniu<br />
pełnego rozdzielenia związków o takiej budowie. Na spadek retencji – wzrost hydrofobowości ekdysteroidów<br />
w układach NP mają także wpływ podstawienia grupy alkilowej w pozycji 24, a także reakcje estryfikacji<br />
(acetylacji) w pozycjach 2 i 3 oraz 20, 22, co powoduje, że związki te jak np. 20-hydroksyekdyson 2, 3-<br />
monoacetonid lub 20-hydroksyekdyson 2, 3;20,22-diacetonid są trudne do rozdzielenia [19].<br />
W odwróconych układach faz sytuacja w większości przypadków przedstawia się odmiennie niż w<br />
układach NP. W przypadku układów RP spadek polarności w wyniku np. utleniania grup OH do grup<br />
ketonowych w pozycji 3, przy zastosowaniu eluentów na bazie rozpuszczalnika o większej polarności (np.<br />
metanol) może powodować trudności w rozdzieleniu. Zmienia się to przy zastosowaniu mniej polarnych<br />
rozpuszczalników organicznych jak np. acetonitryl. Duży wpływ na retencję mają wszelkie rozgałęzienia<br />
łańcucha bocznego, szczególnie w pozycji 24. Skutkuje to wzrostem hydrofobowości ekdysteroidów i<br />
zwiększeniem ich retencji. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku związków z grupami estrowymi oraz<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
20 J. Głazowska, M. Kamiński<br />
acetylowymi w pozycjach 2, 3, 20, 22. Związki wykazują znaczną retencję w odwróconych układach faz i<br />
ulegają lepszemu rozdzieleniu niż w przypadku normalnego układu faz [20].<br />
4. Modyfikacje strukturalne ekdysteroidów<br />
(The structural modifications of ecdysteroids)<br />
Píš i współpracownicy [17] zaproponowali szybką i skuteczną metodę oczyszczania ekstraktów<br />
alkoholowych ekdysteroidów za pomocą ekstrakcji do fazy stałej pochodnych kwasu fenyloboronowego.<br />
Reakcji z kwasem fenyloboronowym ulegają jedynie ekdysteroidy posiadające układ diolowy w łańcuchu<br />
bocznym, w pozycji 20, 22. Przykład takiej pochodnej przedstawia rysunek 3. Pierwotne formy<br />
ekdysteroidów można uzyskać w reakcji pochodnych z roztworem nadtlenku wodoru. Fenyloboroniany<br />
ekdysteroidów mogą być przygotowane w różnych rozpuszczalnikach, również zawierających wodę, co jest<br />
ważne w przypadku rozdzielania ich w odwróconych układach faz. Jest to szczególnie korzystne w<br />
przypadku badania próbek biologicznych. Dzięki modyfikacji, ekdysteroidy zmieniają swoje właściwości na<br />
bardziej hydrofobowe, dzięki czemu w układach typu RP wykazują większą retencję. Wzrost wydajności<br />
oczyszczania fenyloboronianów ecdysteroidów, można osiągnąć w wyniku zastosowania faz ruchomych<br />
bardziej polarnych i o niższej sile elucyjnej, w pierwszej kolejności, do wymycia ze złoża polarnych<br />
zanieczyszczeń obecnych w ekstraktach roślinnych, a następnie stosowania eluentów o większej sile<br />
elucyjnej do elucji ekdysteroidów ze złoża. Pozwala to na bardziej selektywne oczyszczenie natywnych<br />
ekdysteroidów. Dodatkową zaletą jest fakt, że wstępnie oczyszczone ekdysteroidy można w tej samej formie<br />
poddać rozdzielaniu w warunkach wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Istotną wadą procedury jest to,<br />
że reakcji ulegają jedynie ekdysteroidy posiadające układ diolowy w pozycji 20, 22. Wiele składników<br />
ekstraktów o inaczej zbudowanym łańcuchu bocznym nie może w ten sposób zostać selektywnie<br />
izolowanych.<br />
Rys.3. Struktura chemiczna 20,22-fenylo-20-hydroksyekdyson<br />
Fig. 3. Chemical structure of a 20,22-phenyl-20-hydroxyecdysone.<br />
5. Metody chromatografii w rozdzielaniu i analityce ekdysteroidów<br />
(The chromatographic methods for separation and analysis of ecdysteroids)<br />
5.1. Chromatografia cienkowarstwowa jedno- i dwuwymiarowa<br />
(Thin-layer chromatography in one-and two dimension)<br />
Chromatografia cienkowarstwowa jest efektywną techniką do rozdzielania ekdysteroidów. Rozdział<br />
odbywa się na płytkach aluminiowych lub szklanych, pokrytych żelem krzemionkowym w układach NP albo<br />
HILIC lub na płytkach pokrytych żelem krzemionkowym modyfikowanym grupami oktadecylowymi (tzw. C18,<br />
układ RP) [21].<br />
TLC należy do grupy nieskomplikowanych w wykonaniu, tanich i szybkich technik separacyjnych, a<br />
wykorzystywana jest przede wszystkim do określania odcisku palca, a także do kontroli procesu ekstrakcji.<br />
Opracowanych zostało wiele faz ruchomych zarówno dla normalnego jak i odwróconego układu faz [15],<br />
zapewniających rozdzielanie zarówno polarnych, średnio polarnych, a także niepolarnych ekdysteroidów. W<br />
analizie ekdysteroidów roślinnych, a w szczególności tych obecnych w Rhaponticum carthamoides,<br />
wykorzystuje się popularne mieszaniny rozpuszczalników organicznych (Tabela 1).<br />
W normalnych układach faz stosuje się eluenty na bazie organicznych rozpuszczalników takich jak:<br />
octanu etylu, dichlorometan, chloroform w połączeniu z alkoholami takimi jak metanol, etanol i izopropanol<br />
[15, 19, 22, 23]. W przypadku stosowania dodatku wody do fazy ruchomej, w ilości od 0,1-0,2 % mówimy już<br />
o chromatografii oddziaływań hydrofilowych (HILIC).<br />
W odwróconych układach faz, jako fazę ruchomą, stosuje się głównie mieszaninę metanolu i wody w<br />
różnych stosunkach objętościowych [15, 19, 22]. Obecnie możliwe jest wykorzystanie technik z użyciem<br />
nadciśnienia (OPTLC, HPTLC, FFPC), co znacznie skraca czas trwania rozdzielania na płytkach TLC [21], a<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów…<br />
21<br />
przede wszystkim umożliwia użycie płytek typu HPTLC, co zapewnia znacznie wyższą wartość tzw.<br />
pojemności względnej pików (węższe strefy rozdzielanych substancji). Technika ta charakteryzuje się<br />
krótkim czasem analizy, lepszą rozdzielczością niż w przypadku tradycyjnego TLC [22].<br />
Rozdzielenie trudnych do separacji ekdysteroidów, takich jak np. ponasteron A i 2-deoksyekdyson,<br />
możliwe jest dzięki zastosowaniu modyfikacji kwasem boronowym ekdysteroidów zawierających układ 20,<br />
22-diolowy w swojej cząsteczce, zarówno w układach TLC jak i HPLC. Możliwe jest to dzięki zmniejszeniu<br />
polarności cząsteczek poprzez modyfikację resztą kwasu boronowego [15, 17].<br />
Do wykrywania ekdysteroidów na płytkach TLC wykorzystuje się techniki niespecyficzne dla danego<br />
związku, np.: absorpcję światła UV dla 254 i 366 nm [15, 22, 23], wygaszanie fluorescencji za pomocą płytek<br />
TLC typu „F 254+366 ” zawierających czynnik luminescencyjny (np. ZnSe), a także wywoływanie w oparach jodu<br />
[15, 21]. Do bardziej specyficznych metod, pozwalających na kolorystyczne rozróżnienie poszczególnych<br />
plamek, zaliczyć można rozpylanie mieszaniny waniliny lub kwasu siarkowego w 95 % etanolu, dające<br />
charakterystyczne zabarwienie plamkom ekdysteroidów, a także kwas siarkowy i amoniak w formie aerozolu<br />
[15, 19]. Ekdysteroidy z Rhaponticum carthamoides barwią się pod wpływem wyżej wymienionych czynników<br />
na kolor: od niebieskiego przez turkusowy, zielony, oliwkowy, szary, fioletowy do brązowego,<br />
pomarańczowego i żółtego.<br />
Lopenna i współpracownicy [23] poddali analizie estry etylowe ecdysteroidów, m. in. techniką TLC,<br />
uzyskując dobre rozdzielenie analogów 20E. W swoich badaniach zastosowali fazę ruchomą składającą się<br />
z chloroformu i metanolu w stosunku 7:1 (v/v) oraz fazy o niższym stężeniu metanolu bardziej odpowiednią<br />
dla rozdzielania 2,3- i/lub 20,22- dioli chronionych grupą acetylową.<br />
Tabela 1.<br />
Table 1.<br />
Zestawienie opisów literaturowych stosowanych warunków rozdzielania ekdysteroidów techniką<br />
TLC.<br />
A list of the TLC separation conditions of ecdysteroids.<br />
Tryb<br />
(Mode)<br />
Faza stała<br />
(The stationary<br />
phase)<br />
Faza ruchoma (v/v)<br />
(The mobile phase (v/v))<br />
Detekcja<br />
(Detection)<br />
NP Żel<br />
krzemionkowy<br />
DCM:EtOH<br />
CHCl 3:MeOH: CO(CH 3) 2<br />
85:15<br />
6:2:1<br />
Światło widzialne oraz UV (254 nm) 366 nm;<br />
Zastosowanie kwasu siarkowego<br />
DCM:96 % EtOH 96:4<br />
CHCl 3:EtOH 9:1<br />
RP C18 MeOH:H 2O 65:35<br />
MeOH:H 2O 6:4<br />
NP-<br />
HPTLC,<br />
FFPC<br />
Żel<br />
krzemionkowy<br />
60 F 254<br />
CHCl 3:MeOH 7:1 Detekcja przy długości fali 254 nm,<br />
zanurzenie płytki w 5% (w/v) p-<br />
10:1 anizoaldehydzie i 5% (v/v) roztworze kwasu<br />
siarkowego w etanolu, podgrzewanie do<br />
15:1<br />
pojawienia się fioletowego, niebieskiego,<br />
9:1<br />
szarego lub zielonego zabarwienia<br />
92,5:7,5<br />
Literatura<br />
(References)<br />
[22]<br />
[22, 23]<br />
NP<br />
NP<br />
Żel<br />
krzemionkowy<br />
F 254<br />
Żel<br />
krzemionkowy<br />
85:15<br />
DCM:96 % EtOH 8:2 Detekcja przy długości fali 254 nm [24, 25]<br />
CHCl 3:MeOH:Benzen 25:5:3<br />
CHCl 3:95% EtOH<br />
CHCl 3:Pr-1-OH<br />
DCM: CO(CH 3) 2:MeOH<br />
7:3<br />
9:5<br />
2:1:1<br />
Detekcja przy długości fali 254 nm, oprócz<br />
zastosowania faz ruchomych z dodatkiem<br />
DCM; dla wszystkich faz MS<br />
DCM: CO(CH 3) 2:EtOH 16:4:5<br />
AcOEt:96 % EtOH:H 2O 80:10:5 Światło widzialne oraz UV (254 nm) 366 nm<br />
AcOEt:EtOH 4:1<br />
RP Merck C 18 MeOH:H 2O 1:1<br />
Whatman C 18<br />
HILIC Żel<br />
AcOEt:MeOH:25% NH 3 85:10:5 Światło widzialne oraz UV (254 nm) 366 nm<br />
krzemionkowy w H 2O<br />
przy zastosowaniu kwasu siarkowego<br />
AcOEt:96 % EtOH:H 2O 8:2:1<br />
AcOEt:MeOH:H 2O 85:10:5<br />
AcOEt:EtOH:H 2O 80:5:2<br />
AcOEt:96 % EtOH:H 2O 16:2:1<br />
DCM:MeOH:H 2O 79:15:1 Detekcja przy długości fali 254 nm, oprócz<br />
DCM:MeOH: 25 % NH 3 77:20:2: zastosowania faz ruchomych z dodatkiem<br />
w H 2O:H2O<br />
1 DCM; dla wszystkich faz MS<br />
NP/ Żel<br />
F 254 CO(CH 3) 2:96%EtOH:25 32:9 waniliną<br />
HILIC krzemionkowy Toluen:<br />
100:140: przy zastosowaniu kwasu siarkowego z<br />
% NH 3 w H 2O<br />
RP<br />
Żel<br />
krzemionkowy<br />
mod. C 18 F 254<br />
THF:H 2O 45:55<br />
MeOH:H 2O 55:45<br />
[15]<br />
[22]<br />
[15]<br />
[24]<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
22 J. Głazowska, M. Kamiński<br />
5.2. Wysokosprawna chromatografia cieczowa w normalnych układach faz<br />
(The Normal Phase High Performance Liquid Chromatography)<br />
Fazy stacjonarne<br />
W normalnych układach faz w chromatografii cieczowej ekdysteroidów wykorzystuje się jako fazy<br />
stacjonarne kolumny wypełnione żelem krzemionkowym niemodyfikowanym lub modyfikowanym polarnymi<br />
grupami, np. –diol (DIOL), -poliol (n-OL), -aminopropylosilan, -aminowymi (NH 2 ) oraz nitrowymi (NO 2 ).<br />
Kolumny te stosuje się zarówno w analityce, jak i w semi-preparatywnym i preparatywnym rozdzielaniu<br />
ekdysteroidów z ekstraktów szczodraka krokoszowatego. Układ faz normalnych pozwala na rozdzielenie<br />
ekdysteroidów o zróżnicowanej polarności, od niepolarnych do polarnych [15, 26]. W przypadku kolumn z<br />
polarną fazą stacjonarną kolejność elucji ekdysteroidów nie zależy od rodzaju wypełnienia. Związane jest to<br />
z inną naturą oddziaływań jakie mają miejsce na powierzchni złoża pomiędzy grupami hydroksylowymi<br />
ekdysteroidów i żelu krzemionkowego. Istotną wadą stosowania żelu krzemionkowego jest jego powolna<br />
dezaktywacja w wyniku silnej adsorpcji na jego powierzchni śladowych ilości wody. Jednakże, jeżeli kolumna<br />
stosowana jest w tych warunkach w stałej temperaturze oraz jest zrównoważona z eluentem, problem<br />
dezaktywacji złoża nie powinien występować [15]. Szczegółowe zestawienie warunków rozdzielania<br />
chromatograficznego w normalnych układach faz oraz układach oddziaływań hydrofilowych przedstawia<br />
tabela 2.<br />
Tabela 2.<br />
Table 2.<br />
Zestawienie opisów literaturowych warunków rozdzielania ekdysteroidów w normalnych<br />
układach faz wysokosprawnej chromatografii cieczowej (NP-HPLC) oraz chromatografii<br />
oddziaływań hydrofilowych (HILIC).<br />
A list of the NP-HPLC and HILIC separation conditions of ecdysteroids.<br />
Układ<br />
(Mode)<br />
HILIC<br />
Kolumna<br />
(The kolumn)<br />
Zorbax-Sil<br />
(DuPont), 250x4,6<br />
mm<br />
Warunki Lucji<br />
(Elution conditions)<br />
Faza ruchoma<br />
(Mobile chase)<br />
DCM:2-PrOH:H 2O<br />
125:30:2<br />
DCM:2-PrOH:H 2O<br />
125:40:3 lub<br />
100:40:3<br />
DCM:2-PrOH:H 2O<br />
125:15:1<br />
Program elucji<br />
(The elution<br />
program)<br />
Przepływ<br />
eluentu<br />
(The flow<br />
rate)<br />
Detekcja<br />
(Detection)<br />
Litera<br />
tura<br />
(References)<br />
Izokratyczna 1 mL/min 242 nm [15]<br />
Cykloheksan:2-<br />
PrOH:H 2O (100:40:3)<br />
NP<br />
Silasorb 600, 5<br />
µm, 250x4 mm<br />
Apex II diol<br />
column, 5 µm,<br />
150×4,6 mm<br />
(GRACE,<br />
Wilmington, DE,<br />
USA)<br />
n-heksan:EtOH:H 2O<br />
812:180:8<br />
Eter<br />
dietylowy:ACN:H 2O<br />
880:102:18<br />
DCM:2-PrOH:H 2O<br />
84:15:1<br />
A: MeOH<br />
B: DCM<br />
Izokratyczna<br />
Liniowy<br />
program elucji<br />
od 2 do 10% B<br />
w 20 min<br />
Liniowy<br />
program elucji<br />
od 4 do 10% B<br />
w 20 min<br />
0,8<br />
mL/min<br />
1 mL/min<br />
MS [27]<br />
242 i 300<br />
nm<br />
[23]<br />
Fazy ruchome<br />
W normalnych układach faz preferowanymi składnikami eluentów stosowanymi w rozdzielaniu<br />
ekdysteroidów są dichlorometan i chloroform, modyfikowane alkoholami takimi jak metanol, etanol lub<br />
izopropanol. Stosuje się również inne rozpuszczalniki niepolarne do tworzenia eluentu takie jak, n-heksan<br />
czy cykloheksan lub eter dietylowy. Niestety te fazy charakteryzują się większą lepkością niż fazy na bazie<br />
wody, co powoduje powstawanie dużych oporów przepływu i w konsekwencji wysokie ciśnienie robocze,<br />
przy stosunkowo niskim przepływie eluentu. Stosowanie dichlorometanu oraz chloroformu jest niekorzystne<br />
również z innego powodu. Rozpuszczalnik te uniemożliwia detekcję ekdysteroidów za pomocą UV dla<br />
długości fali 235 i 245 nm, ponieważ absorbują UV w zakresie do 245 nm.<br />
Lapenna [23] zaproponował zastosowanie elucji gradientowej o malejącej sile elucyjnej (malejącej<br />
zawartości dichlorometanu w fazie ruchomej). Ma to szczególnie zastosowanie w rozdzielaniu związków<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów…<br />
23<br />
średnio i nisko polarnych, w tym przypadku ekdysteroidów zawierających grupy eterowe i estrowe w miejscu<br />
polarnych grup OH. Zastosowanie tego typu układu umożliwia rozdzielenie ekdysteroidów w zależności od<br />
ilości grup eterowych oraz możliwość ich rozdzielenia w przypadku bardzo niewielkich różnic w polarności.<br />
W rozdzielaniu ekdysteroidów w układzie faz normalnych stosowanie kolumn zrównoważonych z<br />
eluentami zawierającymi wodę korzystnie wpływa na ograniczenie „ogonowania” pików oraz poprawia<br />
symetrię pików. Jednocześnie należy mieć na uwadze, że nawet niewielkie, dodatkowe ilości wody np. w<br />
próbce, powodują powolną dezaktywację fazy stacjonarnej, co skutkuje zmianami w czasach retencji<br />
eluowanych pików. Według przeprowadzonych badań [15, 28], najbardziej „odporną kolumną” na zmienne<br />
zawartości wody w eluencie jest kolumna Zorbax-Sil. Zauważono, że w przypadku normalnych układów faz<br />
rodzaj wypełnienia kolumny oraz obecność wody w fazie ruchomej bądź próbce, nieznacznie wpływa na<br />
wartości czasów retencji ekdysteroidów. Obecnie technika wykorzystująca eluenty zawierające znaczne<br />
ilości wody (więcej niż 0,1 %) znana jest jako chromatografia oddziaływań hydrofilowych (HILIC).<br />
5.3. Wysokosprawna chromatografia cieczowa w odwróconych układach faz<br />
(The Reverse Phase High Performance Liquid Chromatography)<br />
Fazy stacjonarne<br />
W chromatografii ekdysteroidów stosuje się typowe fazy stacjonarne o charakterze hydrofobowym,<br />
takie jak, żele krzemionkowe modyfikowane grupami C22, C18, C8, C6, a także grupami fenylowymi.<br />
Wypełnienia te charakteryzują się dużą uniwersalnością i możliwością rozdzielenia ekdysteroidów o bardzo<br />
szerokim spektrum właściwości fizykochemicznych i zróżnicowanej budowie, a także innych składników<br />
matrycy roślinnej. W przypadku ekdysteroidów różnorodność struktury wpływa na kolejność elucji<br />
poszczególnych związków. Dlatego istotne jest dobranie indywidualnie najkorzystniejszych warunków<br />
chromatograficznych w zależności od posiadanej kolumny i stosowanego układu [15, 20]. Szczegółowe<br />
przedstawienie omawianych warunków rozdzielania ecdysteroidów przedstawia tabela 3.<br />
Tabela 3.<br />
Table 3.<br />
Zestawienie opisów literaturowych warunków rozdzielania ekdysteroidów w odwróconych<br />
układach faz wysokosprawnej chromatografii cieczowej (RP-HPLC).<br />
A list of the RP-HPLC separation conditions of ecdysteroids.<br />
Kolumna<br />
(The column)<br />
Warunki elucji<br />
(The elution conditions)<br />
Faza ruchoma<br />
(The mobile phase)<br />
Program elucji<br />
(The elution program)<br />
Natężenie przepływu<br />
eluentu<br />
(The flow rate)<br />
Detekcja<br />
(Detection)<br />
Litera<br />
tura<br />
(Referenc<br />
es)<br />
Lichrospher 100 RP-18e,<br />
250x4.6 mm, 5 μm (Merck,<br />
Niemcy)<br />
Spherisorb 5ODS2<br />
(Biochrom), 250x4,6 mm<br />
C18 Phenomenex<br />
Sphereclone ODS2, 5µm,<br />
150mm×4.60mm<br />
(Phenomenex,<br />
Macclesfield, UK)<br />
C6<br />
Phenomenex<br />
Sphereclone, 5µm,<br />
150mm×4.6mm<br />
(Phenomenex,<br />
Macclesfield, UK)<br />
Separon SGX C18, 5 µm,<br />
250x4mm<br />
Sherisorb ODS-2<br />
Symmetry C18,<br />
150x3,9mm, 5 μm (Waters)<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
ACN:H 2O 25:75<br />
(+0.01% TFA)<br />
ACN:H 2O<br />
23:77(+0.01% TFA)<br />
H 2O:MeOH 50:50<br />
(0.01% TFA)<br />
H 2O:2-PrOH 82:18<br />
(0.01% TFA)<br />
A: MeOH<br />
B: H 2O<br />
A: H 2O<br />
B: MeOH<br />
A: MeOH<br />
B: H 2O<br />
A:woda<br />
B:acetonitryl<br />
Izokratyczna 1 mL/min 246 nm [29]<br />
Izokratyczna 1 mL/min 242 nm [15, 21]<br />
Liniowy program<br />
elucji od 30 do 100%<br />
w 25 min<br />
Liniowy program<br />
elucji od 10 do 70% B<br />
w 50 min<br />
Liniowy program<br />
elucji od 30 do 100 %<br />
A w 30 min 100 % A<br />
10 min<br />
20-25% B w 0-20min<br />
90% B w 20min<br />
90% B w 20-30min<br />
Rekondycjonowanie<br />
kolumny 20% B przez<br />
5min<br />
1 mL/min 242 i 300 nm [23]<br />
0,6 mL/min MS [27]<br />
1 mL/min 242 nm [30]<br />
0,7 mL/min 254 nm [31, 32]<br />
Camera Separatoria
24 J. Głazowska, M. Kamiński<br />
Fazy ruchome<br />
W układach faz odwróconych (RP) w rozdzielaniu ekdysteroidów najpopularniejszymi eluentami są<br />
mieszaniny metanol:woda oraz acetonitryl:woda. Te organiczne dodatki do eluentów stosowane są zarówno<br />
w elucji izokratycznej, jak i gradientowej [15, 21]. Stosowanie buforu, najczęściej mrówczanowego lub<br />
dodatku 0,01% kwasu trifluorooctowego w mieszaninie wody z acetonitrylem, pozwala na osiągnięcie pików<br />
o lepszym kształcie, a także znacznie polepsza rozdzielenie ekdysteroidów bardzo zbliżonej strukturze lub<br />
występujących w postaci zdysocjowanej lub glikozydowej. Wymienione eluenty są dość uniwersalne i nadają<br />
się do rozdzielania ekdysteroidów zarówno polarnych (jonowych i niejonowych), jak i średnio polarnych<br />
związków [15].<br />
Retencja w odwróconych układach faz zależy przede wszystkim od ilości wolnych grup OH oraz<br />
struktury łańcucha bocznego. Obecność lub brak którejś z grupy OH również wpływa na kolejność elucji.<br />
Wraz z większą ich ilością zwiększa się polarność związku, a co za tym idzie zmniejsza się ich<br />
hydrofobowość i retencja. Szczególne znaczenie ma w tym przypadku grupy hydroksylowe w pozycji 11, 25 i<br />
26, które znacznie wpływają na hydrofilowy charakter cząsteczki. Jednakże nie tylko to ma znaczący wpływ<br />
na stopień oddziaływań danej cząsteczki z fazą stacjonarną i ruchomą. Ważne są tu również oddziaływania<br />
steryczne oraz konformacja i układ przestrzenny cząsteczki – pozycja aksjalna lub ekwatorialna grupy OH,<br />
czy grupa ta jest wolna czy oddziałuje z innymi grupami w cząsteczce. Niektóre ekdysteroidy posiadają<br />
łańcuch boczny (grupy metylowe lub etylowe w pozycji 24), który, o ile niepodstawiony, powoduje wzrost<br />
hydrofobowości cząsteczki i zwiększenie retencji, a podstawienie przynajmniej jedną grupą hydroksylową<br />
powoduje zmianę charakteru cząsteczki czyniąc ją znacznie bardziej polarną [19, 20, 28].<br />
5.4. Chromatografia gazowa<br />
(Gas Chromatography)<br />
Ekdysteroidy, jako bardzo polarne związki chemiczne są nielotne, a także termo labilne (najniższą<br />
temperaturę topnienia posiada kartamosteron: 170 °C, [33]). Z tych względów nie mogą być w prosty sposób<br />
rozdzielane i oznaczane za pomocą chromatografii gazowej. Wykorzystanie tej techniki możliwe jest jedynie<br />
po przeprowadzeniu ekdysteroidów w ich lotne pochodne w wyniku derywatyzacji. Takimi pochodnymi<br />
stosowanymi w analizie GC są pochodne trimetylosililowe, zmniejszające polarność, zwiększające lotność<br />
oraz wytrzymałość pochodnych na wysoką temperaturę. Poważną wadą tej metody jest fakt, że ekdysteroidy<br />
mogą tworzyć podczas derywatyzacji pochodne o zróżnicowanej budowie, utrudniające satysfakcjonujące<br />
rozdzielenie otrzymanych pochodnych oraz jednoznaczną identyfikację [15, 28].<br />
6. Podsumowanie<br />
(Summary)<br />
Ekstrakty ekdysteroidów z Rhaponticum stanowią bardzo skomplikowaną mieszaninę związków<br />
chemicznych. Wiele z nich należy do grup o bardzo zbliżonej budowie i właściwościach, przez co uzyskanie<br />
pełnego rozdzielenia podczas jednej operacji chromatograficznej stanowi problem. Inne grupy związków<br />
chemicznych, obecnych w tkankach rośliny posiadające podobne właściwości tzn. polarność,<br />
hydrofobowość, mogą i w praktyce przeszkadzają w rozdzieleniu, identyfikacji i oznaczaniu ekdysteroidów,<br />
które są szczególnym przedmiotem zainteresowania. Stosowane dotychczas metodyki rozdzielania<br />
ekdysteroidów opierają sie głównie na jednowymiarowej chromatografii cieczowej z elucją izokratyczną albo<br />
gradientową. Nie eliminuje to, jednak, możliwości koelucji analogów strukturalnych ekdysteroidów oraz<br />
innych związków chemicznych o zbliżonych właściwościach. Jednym z „rozwiązań” tego problemu<br />
rozdzielczego jest tworzenie pochodnych ekdysteroidów, pozwalających, tak na bardziej selektywną<br />
ekstrakcję, jak i na selektywne rozdzielanie chromatograficzne. Nie wszystkie ekdysteroidy obecne w próbce<br />
można jednak w ten sposób rozdzielić i oznaczyć. Wilson ze współpracownikami [31, 32] zaproponował<br />
jednowymiarowe rozdzielenie w warunkach elucji gradientowej, z zastosowaniem odwróconych układów faz,<br />
równocześnie wykorzystując detektor UV oraz spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego do<br />
jednoczesnego określania struktury rozdzielanych ecdysteroidów.<br />
Technika chromatografii cienkowarstwowej (TLC) stanowi dobrą technikę wstępnego doboru<br />
warunków rozdzielania i kontroli efektywnej ekstrakcji/ługowania oraz wstępnej oceny składu frakcji. W<br />
przypadku techniki TLC należy zbadać rozdzielanie dwuwymiarowe oraz wielostopniowe, pozwalające na<br />
rozdzielenie wszystkich ekdysteroidów, a także innych składników obecnych w ekstrakcie podczas jednej<br />
operacji rozdzielczej. Najkorzystniejsze warunki rozdzielania ekdysteroidów, z zastosowaniem TLC<br />
zaproponowała Báthori [24] zarówno w warunkach normalnych jak i odwróconych układów faz.<br />
Zaproponowała warunki dwuwymiarowej chromatografii cienkowarstwowej pozwalające na rozdzielenie<br />
kilkunastu ekdysteroidów obecnych w badanych ekstraktach roślinnych.<br />
Optymalnym rozwiązaniem wydaje się opracowanie metodyki opartej o wielowymiarowe oraz<br />
wielostopniowe rozdzielanie ekdysteroidów, dwu- lub wyżej wymiarowe (HPLC oraz UPLC), ze względu na<br />
zwiększona wydajność i rozdzielczość tychże układów. W szczególności zastosowanie elucji gradientowej,<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów…<br />
25<br />
również jako dwuwymiarowej wysokosprawnej chromatografii cieczowej, do rozdzielania i oznaczania<br />
bogatych w ekdysteroidy ekstraktów, wydaje się być bardziej celowe ze względu na zwiększoną sprawność i<br />
selektywność tych układów w porównaniu do układów izokratycznych. Dalsze prace badawcze powinny być<br />
skoncentrowane na rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w ekstraktach Rhaponticum carthamoides, oraz<br />
innych roślin zawierających te metabolity.<br />
Literatura<br />
(References)<br />
1. Lotocka B., Geszprych A., Anatomy of the vegetative organs and secretory structures of Rhaponticum<br />
carthamoides (Asteraceae). Bot. J. Linn. Soc., 144 (2004) 207.,<br />
2. Timofeev N.P., Leuzea carthamoides DC.: Application prospects as pharmpreparations and biologically<br />
active components. Functional Foods for Chronic Diseases, D&A Inc. 2006.,<br />
3. Kokoska L., Janovska D., Chemistry and pharmacology of Rhaponticum carthamoides: A review.<br />
Phytochemistry 70 (2009) 842.,<br />
4. Zhang X.-P., Zhang J., Dong M., Zhang M.-L., Hou C.-H., Shi Q.-W., Gu Y.-C., Chemical constituents of<br />
plant from the genus Rhaponticum. Chem Biodivers 7 (2010) 594.,<br />
5. Janovská D. Klouček P., Urban J., Vaněk T., Rada V., Kokoška L. Susceptibility of some clinical isolates<br />
of Staphylococcus aureus to fractions from the aerial parts of Leuzea carthamoides. Biologia 63 (2008)<br />
607.,<br />
6. Le Bizec B., Antignac J.-P., Monteau F., Andre F. Ecdysteroids: one potential new anabolic family in<br />
breeding animals. Anal Chim Acta 473 (2002) 89.,<br />
7. Miliauskas G., Venskutonis R.P., van Beek T.A. Screening of radical scavenging activity of some<br />
medicinaland aromatic plant extracts. Food Chem 85 (2004) 231.,<br />
8. Miliauskas G., van Beek T.A., de Waard P., Venskutonis R.P., Sudhölter E.J.R. Identification of radical<br />
Scavenging Compounds in Rhaponticum carthamoides by means of LC-DAD-SPE-NMR. J Nat Prod 68<br />
(2005)168.,<br />
9. Todorov I.N., Mitrokhin Yu.I., Efremova O.I., Sidorenko L.I. Effect of Extract from Rhaponticum<br />
carthamoides on RNA and Protein Biosynthesis in Mice. Pharm Chem J-USSR 34 (2000) 479.,<br />
10. Biskup E., Lojkowska E., Evaluation of biological activities of Rhaponticum carthamoides extracts. J<br />
Med Plants Res 3 (2009) 1092.,<br />
11. Biskup E., Szynklarz B., Golebiowski M., Borsuk K., Stepnowski P., Lojkowska E., Composition and<br />
biological activity of Rhaponticum carthamoides extracts obtained from plants collected in Poland and<br />
Russia. J Med Plants Res 11 (2013) 687.,<br />
12. Adler J.H., Grebenok R.J., Biosynthesis and distribution of Insect-molting hormones in plants – A<br />
review. Lipids 30 (1995) 257.,<br />
13. Timofeev N.P., Ecological relations of agricultural populations of ecdysteroid-containing plants<br />
Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin and Serratula coronata L. with herbivorous insects Report<br />
2.Composition variability of phytoecdysteroids in agrocenoses and their role in the vulnerability of plants<br />
to phytophagans. Contemp Probl Ecol 2 (2009) 531.,<br />
14. Baltaev U.A. Phytoecdysteroids: structure, sources, and biosynthesis in plants. Russ J Bioorg Chem 26<br />
(2000) 799.,<br />
15. Lafont R., Blais C., Harmatha J., Wilson I.D., Ecdysteroids: Chromatography.w: Encyclopedia of<br />
Separation Science (2000) 2631.,<br />
16. Adler H., Grebenok R. J., Occurrence, Biosynthesis, and Putative Role of Ecdysteroids in Plants, Crit<br />
Rev Biochem Mol 34 (1999) 253.,<br />
17. Píš J., Hykl J., Vaisar T., Harmatha J., Rapid determination of 20-hydroxyecdysteroids in complex<br />
mixtures by solid-phase extraction and mass spectrometry. J Chromatogr A 658 (1994) 77.,<br />
18. Báthori M., Pongracz Z., Phytoecdysteroids – From Isolation to Their Effects on Humans. Curr Med<br />
Chem 12 (2005) 153.,<br />
19. Lafont R., Kaouadji N., Morgan E.D., Wilson I.D., Selectivity in the high-performance liquid<br />
chromatography of ecdysteroids. J Chromatogr A 658 (1994) 55.,<br />
20. Wilson I.D., Bielby C.R., Morgan E.D., Selective effects of mobile and stationary phases in reversedphase<br />
high-performance liquid chromatography of ecdysteroids. J Chromatogr A 238 (1982) 97.,<br />
21. Dinan L., Harmatha J., Lafont R. Chromatographic procedures for the isolation of plant steroids. J<br />
Chromatogr A 935 (2001) 105.,<br />
22. Báthori M., Purification and characterization of plant ecdysteroids of Silene species. Trends Anal. Chem<br />
17 (1998) 372.,<br />
23. Lapenna S., Dinan L., HPLC and TLC characterisation of ecdysteroid alkyl ethers. J Chromatogr B 877<br />
(2009) 2996.<br />
24. Báthori M., Blunden G., Kalasz H., Two-Dimentional Thin-Layer Chromatography of Plant Ecdysteroids.<br />
Chromatographia 52 (2000) 815.,<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
26 J. Głazowska, M. Kamiński<br />
25. Báthori M., Mathe I., Guttman A., Determination of 20-hydroxyecdysone content by TLC and Micellar<br />
electrokinetic chromatography. Chromatographia 48 (1998) 145.,<br />
26. Meng Y., Whiting P., Zibareva L., Bertho G., Girault J.-P., Lafont R., Dinan L., Identification and<br />
quantitative analysis of the phytoecdysteroids in Silene species (Caryophyllaceae) by high-performance<br />
liguid chromatography. Novel ecdysteroids from S. pseudotites. J Chromatogr A 935 (2001) 309.,<br />
27. Buděšínský M., Vokáč K., Harmatha J., Cvačka J. Additional minor ecdysteroid components of Leuzea<br />
carthamoides. Steroids 73 (2008), 502.,<br />
28. Lafont R., Morgan E.D., Wilson I.D. Chromatographic procedures for phytoecdysteroids. J Chromatogr<br />
A 658 (1994) 31.,<br />
29. Ghosh D., Laddha K.S., Extraction and monitoring of phytoecdysteroids trought HPLC. J Chromatogr<br />
Sci 44 (2006) 22.,<br />
30. Volodin V., Chadin I., Whiting P., Dinan L. Screening plants of European North-East Russia for<br />
ecdysteroids. Biochem Syst Ecol 30 (2002) 525.,<br />
31. Wilson I.D., Morgan E.D., Lafont R., Wright B., High-performance liquid chromatography coupled to<br />
nuclear magnetic resonance spectroscopy: Application to the ecdysteroids of Silene otites. J<br />
Chromatogr A 799 (1998) 333.,<br />
32. Wilson I.D., Morgan E.D., Lafont R., Shockcor J.P., Lindon J.C., Nicholson J.K., Wright B., High<br />
Performance Liquid Chromatography Coupled to Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and Mass<br />
Spectrometry Applied to Plant Products: Identification of Ecdysteroids from Silene otites.<br />
Chromatographia 49 (1999) 374.,<br />
33. Ramazanov N.Sh., Maksimov E.S., Saatov Z., Abdullaev N.D., Phytoecdysteroids of plants of the genus<br />
Rhaponticum II. Carthamosterone A from Rh. carthamoides. Chem Nat Compd 33 (1997) 301.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
CAMERA SEPARATORIA<br />
Volume 5, Number 1 / January 2013, 27-34<br />
Henryk LAMPARCZYK 1* , Aleksandra CHMIELEWSKA 1 ,<br />
Paweł K. ZARZYCKI 2<br />
1<br />
Department of Pharmaceutical Chemistry, Medical University of Gdańsk, Faculty of Pharmacy, Hallera 107, 80-416 Gdańsk, Poland<br />
e-mail addresses: chmola@gumed.edu.pl<br />
2<br />
Section of Toxicology and Bioanalytics, Faculty of Civil Engineering, Environmental and Geodetic Sciences, Koszalin University of<br />
Technology<br />
Sniadeckich 2, 75-453 Koszalin, Poland<br />
e-mail: pkzarz@wp.pl or pawel_k_z@hotmail.com<br />
*Professor Lamparczyk regrettably deceased in November 16, 2012.<br />
Krótki przegląd zastosowań cyklodekstryn dotyczący analiz farmaceutycznych,<br />
biomedycznych oraz środowiskowych<br />
Streszczenie: Przedstawiona praca jest ostatnim projektem naukowym nad jakim pracował Profesor Henryk<br />
Lamparczyk, który przedwcześnie zmarł 16 listopada 2012 roku w wieku 65 lat. Przeglądowa praca o<br />
charakterze dydaktyczno-poglądowym dotyczy zastosowania cyklodekstryn w bioanalityce i została napisana<br />
w oparciu o prace opublikowane przez Profesora i współpracowników. Niniejsza wersja bazuje na artykule<br />
pt. “Natural cyclodextrins: development in theory, chromatography and pharmacy, A. Chmielewska, H.<br />
Lamparczyk;” opublikowanej w materiałach Supramolecular Chemistry and Advanced Materials. Wojciech<br />
Macyk & Konrad Szaciłowski, Editors, Kraków Jagielonian University 2007, pages 131-136 i jest rozszerzona<br />
o wiadomości przedstawione w najnowszych publikacjach dotyczących zastosowania cyklodekstryn w<br />
HPLC, głównie do oznaczeń sterydów i analiz przesiewowych próbek środowiskowych.<br />
Słowa kluczowe: Cyklodekstryny, chromatografia gazowa, wysokosprawna chromatografia cieczowa,<br />
chromatografia cienkowarstwowa, zależność struktura-retencja, sterydy, próbki biologiczne i środowiskowe,<br />
efekty temperaturowe, kompleksy inkluzyjne.<br />
Short review of cyclodextrins applications in separation science focusing on<br />
pharmaceutical, biomedical and environmental analisys<br />
Abstract: This is the last research project of Professor Henryk Lamparczyk that prematurely passed away at<br />
age 65. In his intention it was to prepare a demonstrative review paper concerning application of<br />
cyclodextrins in bioanalysis, based on his and co-worker contributions to the field of supramolecular<br />
chemistry. This version of paper is based on the manuscript entitled “Natural cyclodextrins: development in<br />
theory, chromatography and pharmacy, A. Chmielewska, H. Lamparczyk;” that was published in<br />
Supramolecular Chemistry and Advanced Materials. Wojciech Macyk & Konrad Szaciłowski, Editors, Kraków<br />
Jagielonian University 2007, pages 131-136 and now is extended for the latest papers concerning HPLC<br />
application of cyclodextrins for steroids analysis and environmental samples screening. The main tools<br />
applied in described investigations were various chromatographic techniques such as gas chromatography<br />
(GC), high performance liquid chromatography (HPLC) and thin-layer chromatography (TLC). Topics such as<br />
structure-retention relationships, equilibrium constants between cyclodextrins (CDs) and guest molecules,<br />
thermodynamics and CDs separations were discussed. Additionally few examples of practical applications of<br />
CDs in pharmacy as well as biomedical and environmental analysis are given.<br />
Key words: Cyclodextrins, gas chromatography, high-performance liquid chromatography, thin-layer<br />
chromatography, structure-retention relationships, steroids, biological and environmental samples,<br />
temperature effects, inclusion complexes.
28 H. Lamparczyk, A. Chmielewska, P.K. Zarzycki<br />
1. Introduction<br />
Natural cyclodextrins (CDs) were discovered and described by Villiers in 1891. The natural CDs are<br />
produced from starch by the action of cyclodextrin glucosyltransferase, an enzyme present in several<br />
organisms, Bacillus macerans being the earliest source.<br />
Cyclodextrins are toroidal-sharped cyclic oligomers of -1,4-D-glucopyranose unit. The three most<br />
commonly employed natural cyclodextrins contain six seven and eight glucopyranose units and are denoted<br />
as -CD, -CD and -CD respectively. Native cyclodextrin consisting of nine units is called -CD. The<br />
dimensions of the cyclodextrin cavity increase with the number of glucose units in the ring, while the height of<br />
the cavity is the same for all three types. Internal dimensions of cavities are 0.47-0.53, 6.0-6.5 and 7.5-8.3 in<br />
-CD, -CD and -CD respectively. The ability of a cyclodextrin to form an inclusion complex with guest<br />
molecule is a function of two key factors. The first is steric and depends on relative size of the cyclodextrin to<br />
the size of guest molecule. If the guest is the wrong size, it will not to fit properly into the cyclodextrin cavity.<br />
The second critical factor is the thermodynamic interactions between the different components of the system<br />
CD-guest-solvent. For a complex to form, there must be a favourable net energetic driving force that pulls the<br />
guest into cyclodextrin. The aqueous solubilities of - and -CD at 25C are 0.121 and 0.168 M respectively,<br />
whereas that of -CD is roughly a factor less, i.e. 0.0163 M. The interior of CD cavities is relatively<br />
hydrophobic. It is formed by a circular configuration of hydrogen atoms and glucoside oxygen atoms, while<br />
all the hydroxyl groups are outside of the molecule. Therefore CD’s and their inclusion complexes, even with<br />
nonpolar organic compounds are quite soluble in water. The CD complexation process is highly<br />
stereoselective.<br />
2. Discussion on results included in our former works<br />
2.1. Structure retention study<br />
In supramolecular chemistry the binding forces are determined by electrostatic interactions, molecular<br />
geometry, and hydrogen bonds. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are good model compounds to<br />
study these effects using chromatographic techniques.<br />
The electrostatic interactions (van der Waals) my be devided into three groups: the orientation<br />
interactions (Keesom), the inductive interactions (Debey) and the dispersive interations (London). When the<br />
solutes are nonpolar, like PAH, and their ionization potentials are nearly identical, the operating interactions<br />
should be inductive and dispersive. Under these circumstances the molecular polarizability () of the solute<br />
appears to be the most important factor governing the retention order [1,2]. The second factor should be<br />
geometry of the solute molecules The molecular geometry was expressed by the shape parameter ().<br />
Mention above parameters were used to study the relationships between chromatographic retention data<br />
and structures of selected PAH [3,4] using GC technique with -CD bonded to stationary phase and<br />
cyclodextrin modified mobile phase in the case of HPLC. In both systems this idea was fully confirmed by<br />
regression equations and moreover by the elution order of solutes. Slightly different attempt was applied in<br />
structure-retention study of eight isomeric dimethylnaphtalenes [5]. On the basis of GC and HPLC retention<br />
data stability constants of the inclusion complexes with - and -CDs were calculated. All complexes under<br />
investigation were of moderate stability, except the complex of 1,8-dimethylnaphthalene with -CD.<br />
Remarkable 1,8-dimethylnaphthalene is the most compact molecule among investigated compounds.<br />
2.2. Temperature effect and thermodynamics<br />
Methanol and acetonitrile are commonly used as organic components of the mobile phases for a number of<br />
prepurification and separation techniques, including liquid or solid phase extraction and capillary<br />
electrophoresis as well as planar and column chromatography. Particularly, temperature-dependent inclusion<br />
chromatography requires the presence of macrocyclic additives in mobile phases, especially those that are<br />
not retarded by the stationary-phase components [6]. As it was mentioned above, the solubility of native<br />
cyclodextrins in binary organic/water mixtures is very complex and usually non-linear. For most of the<br />
isocratic separations that involve cyclodextrin additives, the concentration of water should be as high as<br />
possible to allow good solubility of such macrocycles in the mobile phases. Therefore, a concentration of<br />
organic liquids that is close to the mole fraction of Xs = 0.16 is often used. Our experimental data confirmed<br />
that under elevated temperature conditions β-cyclodextrin is almost three-times more soluble in<br />
acetonitrile/water than a methanol/water mixture [7]. At sub-zero temperature the change in solubility<br />
between both phases is more evident. Under such conditions β-cyclodextrin is almost 5-times more soluble<br />
in acetonitrile/water than in a methanol/water mixture (1.6 and 7.9 mM, respectively).<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Krótki przegląd zastosowań cyklodekstryn dotyczący…<br />
29<br />
Therefore, the effective application of β-cyclodextrin as a modifier of mobile phases based on<br />
methanol/water mixtures at sub-ambient temperature may be strongly limited. It is noteworthy that the<br />
HPBCD derivative is at least two factors more soluble than native β-CD under all of the conditions<br />
investigated.<br />
In order to demonstrate experimentally the temperature effect not any sophisticated equipment is<br />
required [8]. It is well known phenolphthalein in alkaline medium is purple coloured (reference solution). The<br />
colour diminishes when phenolphthalein is incorporated into the cavity of or -CD (thermochromic solution).<br />
In iced water the thermochromic solution due to high stability constant of the inclusion complex is colourless,<br />
whereas the reference solution is purple coloured. When the temperature was raised to 40ºC the<br />
thermochromic solution became pale purple. In 70ºC water bath the colour intensity of both solutions is<br />
identical. After moving the coloured thermochromic solution to iced water the colour will disappear. This can<br />
be explained because the complexation processes occurring in solution is reversible and hysteresis<br />
phenomena is not observed.<br />
In the next work the equilibrium constants of -CD-phenolphthalein complex in wide range of<br />
temperatures (10 to 70C) and -CD/phenolphthalein ratios (from 0.8:1 to 427:1) was studied<br />
spectroscopically [9]. Additionally, the competitive effect of tetrahydrofuran, solvent commonly used in HPLC<br />
and TLC was also examined. The stoichiometric proportion and binding constants (K 11 ) were calculated<br />
using Scott’s equation. The stoichiometric ratio of investigated complex was 1:1, the K 11 values ranged from<br />
0.26 x 10 4 M -1 (70C) to 7.44 x 10 4 M -1 (10C). Strong competition at the binding site between<br />
phenolphthalein and tetrahydrofuran was observed. On the basis of this observation it can be now easily<br />
explained, that relatively high concentration of CD is needed, when tetrahydrofuran-water binary system is<br />
used in chromatography. The formation of inclusion complexes between dyes and cyclodextrins has proven<br />
to be an excellent model system for studying the nature of noncovalent binding forces in water based<br />
solutions. This phenomenon was widely applied to indirect post-column detection of macrocycles in<br />
chromatographic methods as well as measurement of association constant of low molecular mass<br />
compounds. Recently, we explored the host-guest complex formation between selected bile acids<br />
(dehydrocholic, cholic, deoxycholic, taurodeoxycholic, glycodeoxycholic, glycocholic and chenodeoxycholic<br />
acid) and cyclodextrins (β-cyclodextrin and its hydroxypropyl derivative) at sub-ambient and elevated<br />
temperature, using as a probe the phenolphthalein-cyclodextrin inclusion complex detected via UV-Vis<br />
spectrophotometry [10]. In order to explore the general trends in the complexation ability of the bile acids by<br />
macrocycles investigated, the quantitative data set containing ΔAU values was analyzed by principal<br />
component analysis (PCA). It has been found that within investigated bile acids group the strongest<br />
interaction with cyclodextrins was observed for chenodeoxycholic acid at subambient temperature. Such<br />
behaviour can be explained by lack of keto or hydroxyl groups linked to C12 carbon atom in the steroid<br />
structure. The results of chemometric investigation indicate that under particular conditions an effective<br />
inclusion complex formation may improve chromatographic separation of bile acids, especially those that are<br />
difficult to separate using unmodified with macrocycles mobile phases.<br />
Generally, in classical chromatography solute retention is inversely related to temperature and is<br />
known as van’t Hoff plot which is linear. Nevertheless any reversible process which alters the enthalpy or<br />
entropy of adsorption in principle give rise to nonlinear dependency. For example presence of multiple types<br />
of retention mechanisms or multiple types of binding sites leads to non-linearity of the van’t Hoff plots.<br />
In the subsequent work [11] the influence of CD modified mobile phases on thermodynamic<br />
parameters and multiple separation was studied. Investigated compounds; estriol, 17-estradiol, 17estradiol,<br />
d-equilenin, equilin and estrone, belong to the group of female sexual hormones. However estriol,<br />
estrone and 17-estradiol are human hormones, while d-equilenin and equilin are horse hormones both<br />
groups were applied in human medication. When unmodified mobile phase was used the van’t Hoff plots are<br />
linear for all steroids and the retention times are very long. Modification of mobile phase with -CD produce<br />
deviation from the linearity, particularly in low temperature region, moreover the retention time is shorter. At<br />
subambient temperature region the selectivity of the chromatographic systems is greatly improved even for<br />
very complex multiple separations. Similar results were obtained when prednisone, cortisone, testosterone,<br />
17-methyltestosterone and 17-hydroxyprogesterone were used as a model compounds [12]. The best<br />
separation in the shortest retention time of the last solute was achieved when phase modified with 16 mM -<br />
CD at 5C was applied.<br />
We observed that in liquid chromatographic systems modified by macrocycles a decrease of retention<br />
is followed by an increase of solute complexation by inclusion modifier of the mobile phase [6,12,13]. This<br />
behaviour can be explained by assuming that the retention of cyclodextrin is considerably lower than the<br />
retention of solutes chromatographed and the predominating mechanism for retention is the formation of<br />
guest-cyclodextrin complexes in the mobile phase. Our experimental data indicated that at the wide range of<br />
temperatures investigated the retention of -cyclodextrin is significantly lower than the retention of the<br />
steroids chromatographed using an unmodified mobile phase [6]. The results seem to indicate that retention<br />
of inclusion complexes can be varied between two lines formed by the van’t Hoff plot of the cyclodextrin and<br />
van’t Hoff plot of the uncomplexed steroid. Additionally, in the low temperature region the inclusion modifier<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
30 H. Lamparczyk, A. Chmielewska, P.K. Zarzycki<br />
action is more efficient due to high values of the binding constant of the complexes created and large<br />
differences in retention of -cyclodextrin and uncomplexed solutes.<br />
In our further study we explored the capability of native α-, β- and γ-cyclodextrin as well as their<br />
hydroxypropyl derivatives for host-guest interaction in different temperatures with 7,8-dimethoxyflavone,<br />
selected steroids (estetrol, estriol, estradiol, estrone, testosterone, cortisone, hydrocortisone, progesterone<br />
and 17α-hydroxyprogesterone) and polycyclic aromatic hydrocarbons (toluene, naphthalene, 1,8-<br />
dimethylnaphthalene, 1-acenaphthenol, acenaphthylene and acenaphthene) under reversed-phase liquidchromatography<br />
conditions [14]. The study has revealed that native cyclodextrins interact more efficiently<br />
with the analytes investigated than do their hydroxypropyl counterparts. In the low-temperature region,<br />
enormously high ratios were observed for polycyclic aromatic hydrocarbons, particularly 1,8-<br />
dimethylnaphthalene, acenaphthene and acenaphthylene chromatographed on a β-cyclodextrin-modified<br />
mobile phase. In such a case, the retention times of the polycyclic aromatic hydrocarbons were strongly<br />
reduced and were close to the hold-up time of the high-performance liquid chromatography (HPLC) system.<br />
Experimental data revealed that mobile phases modified with native β-cyclodextrin and γ-cyclodextrin have<br />
ability for chiral separation of acenaphthenol optical isomers. At subambient temperature the peak of the<br />
mixture of enantiomers was broadened and split (Rs = 0.02 and 0.73 for γ-cyclodextrin and β-cyclodextrin<br />
modified eluents, respectively). Baseline separation of acenaphthenol enantiomers (Rs = 1.62; α = 1.14)<br />
under the same temperature and mobile-phase conditions was observed by applying a 15-cm column filled<br />
with Develosil ODS-UG-5 stationary phase. Circular dichroism spectra derived from the extracted fractions of<br />
pure enantiomers indicated that the (-) isomer was eluted first. Within the steroids group investigated, strong<br />
interaction was observed for estradiol and testosterone. The results of cluster analysis indicate that β-<br />
cyclodextrin as well as γ-cyclodextrin and its hydroxypropyl derivative can be most effective mobile-phase<br />
additives under reversed phase HPLC conditions for 3D-shape-recognition-driven separation, performed at<br />
subambient and elevated temperatures, respectively. It is noteworthy that irrespective of the temperature and<br />
macrocyclic modifier type, no significant interaction was observed for 7,8-dimethoxyflavone. Taking into<br />
account the 3D structures of the analytes it is clear that 7,8-dimethoxyflavone is less compact than steroids<br />
having similar molecular mass. Therefore, such compounds cannot enter the internal cavity of the<br />
macrocycles and form stable host-guest complex.<br />
The results of our study clearly show the key role of temperature in chromatographic separation, which<br />
is driven by native cyclodextrins and their hydroxypropyl derivatives used as the mobile phase additives. For<br />
a given concentration of macrocycles in the eluent, most effective host-guest complexation of analytes<br />
performed at subambient and elevated temperature was observed for β-cyclodextrin as well as γ-<br />
cyclodextrin and its hydroxypropyl derivative, respectively. Such macrocycles should be considered as the<br />
first choice mobile-phase additives for separation of low molecular mass compounds via temperaturedependent<br />
inclusion chromatography.<br />
2.3. Chromatographic properties of cyclodextrins and macrocyclic antibiotics<br />
In particular cases conventional planar chromatography can actually provide more effective and robust<br />
systems than column chromatography. This is the case of retention measurements of CDs and other<br />
macrocycles. Although, HPLC technique were formerly used this technique has a number of disadvantages<br />
for such purposes.<br />
Since CDs show almost no UV absorption, universal detectors of low sensitivity such as refractive<br />
index or light scattering detector must be used. This requires overload injections which resulting enormous<br />
adsorption effect, strongly influencing the retention measurements. Furthermore, the mobile phase<br />
composition which can be investigated is strictly restricted because under extreme conditions the retention<br />
time is too long or the solute does not elute from the column. Considering these disadvantages, TLC seems<br />
to be the method of choice.<br />
It is well know that the aqueous solubilities of - and -CDs are ten time higher than -CD. The<br />
solubility behaviour in binary mixtures commonly used as mobile phases in chromatography is even more<br />
complicated. Moreover, in real chromatographic systems the influence of stationary phases cannot be<br />
neglected. Therefore, a detailed knowledge of macrocycles behaviour in chromatographic systems is of<br />
great importance because it supports the theoretical basis of chiral separations and relates to other industrial<br />
applications of CDs.<br />
In the first two works [15,16] of this cycle the retention behaviour of -, - and -CDs has been<br />
examined using RP-18W [15] and polyamide [16] plates as stationary phases. Six binnary solvent mixtures<br />
(acetonirile-water, methanol-acetonitrile, methanol-water, ethanol-water, propanol-water, and<br />
tetrahydrofuran-water) in wide rage concentrations 0-100% v/v were used as mobile phases. The retention<br />
behaviour of CDs in both systems is difficult to rationalise. Generally, the separation of CDs on polyamide<br />
phase is worse than on RP-18W [16]. On RP-18W phase [15] the most hydrophobic -CD migrates last<br />
when methanol-water and ethanol-water are used as mobile phases. In propanol-water the elution behaviour<br />
of all the cyclodextrin considered is similar, whereas in tetrahydrofuran-water mixtures the CDs again behave<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Krótki przegląd zastosowań cyklodekstryn dotyczący…<br />
31<br />
differently. At very low concentrations of tetrahydrofuran -CD migrates furthest whereas at high<br />
tetrahydrofuran concentration its migration is lowest. It is noteworthy that in contrast with reversed-phase<br />
chromatography, the order of elution of CDs on polyamide plates corresponds to the order of their molecular<br />
weights [16]. Hence, the shortest migration distance was observed for -CD and the longest for -CD. This<br />
contradicts commonly accepted idea that the retention of structurally similar compounds is determined by<br />
their solubility in mobile phase, i.e. retention decreases as the solubility increases. According to this concept<br />
the elution order should be -, - and -CD, this is not observed, therefore it can be concluded that the<br />
solubilities of CDs cannot be directly related to retention data.<br />
In the subsequent works temperature controlled chromatographic chambers were applied. Problem of<br />
chambers construction is discussed in details in work [17].<br />
Thermostated TLC was used to study the retention behaviour of -, - and -CDs on RP-18W<br />
reversible stationary phase [18]. As mobile phases, a homologous series of n-alcohols from ethanol to<br />
butanol, and their mixtures with water were investigated. Chromatographic experiments were performed<br />
either at constant 30C temperature and over wide range of binary mixtures (0-100%, v/v), for ethanol and<br />
propanol, as well as at fixed mobile phase composition and different temperatures from 5C to 60C. Using<br />
isoelution binary mobile phases, the effect of temperature on retention of CDs was examined.<br />
Thermodynamic parameters such as the change of ethalpy (H) and the change of entropy (S) were<br />
estimated. In each case the sign of the calculated parameters is negative. Nonlinear van’t Hoff plots were<br />
observed when propanol or butanol was used as a component of binary mobile phase. Most recently, we<br />
demonstrated that native β-cyclodextrin and its methyl, dimethyl as well as trimethyl derivatives can be<br />
effectively separated under isocratic temperature controlled micro-TLC conditions. Fast separation was<br />
performed using simple binary mobile phase consisted of 50% (v/v) acetonitrile:water and RP18W HPTLC<br />
plates chromatographed inside horizontal micro-chamber [19].<br />
In other work [20] the mobile phase system was restricted to methanol-water from 0 to 100% v/v<br />
binary compositions but two additional solutes were added i.e. rifamycyn and rifampicin. Both solutes<br />
belongs to the group of macrocyclic antibiotics. They are frequently used in human medicine, particularly in<br />
case of tuberculosis. It was observed that temperature changes produce significant differences in migration<br />
of the investigated compounds. Generally, the plots of the rate mobility factor (R M ) versus the reciprocal of<br />
the absolute temperature are linear. From these plots thermodynamic parameters were calculated. In each<br />
case the sign of (H) and the (S) is negative. However, the magnitudes of (H) and the (S) indicate<br />
significant thermodynamic differences between two groups of solutes, one of which includes - and -CDs<br />
and the other which includes macrocyclic antibiotics and -CD. From the practical point of view, when the<br />
macrocycles are choosing as a candidate for mobile phase additives, theirs retardation factor (R F ) should be<br />
equal unity. The most adsorbed solute is rifampicin for which the R F value never reaches unity. On the other<br />
hand, rifampicin might be the best candidate for physical immobilization on the support and therefore serve<br />
as stationary phase modifier.<br />
2.4. Examples of application in pharmacy<br />
Living organisms are largely constructed from chiral compounds. Therefore, in such a highly chiral<br />
environment it should not be surprising that some drugs, which possess an asymmetric centre, exhibit a high<br />
degree of stereoselectivity in their interactions with various enzymatic systems and also with receptor.<br />
Moreover, most of the enantiomers should be considered as a separate active substances.<br />
Norgestrel [()13-ethyl-17-hydroxy-18,19-dinor-17-pregn-4-en-20-yn-3-one] belongs to the group of<br />
synthetic progestagenes. It is frequently used as a component of various oral contraceptive pills.<br />
Enantiomers of this compound have different intrinsic pharmacological activity. Currently norgestrel is<br />
manufactured as separate enantiomer named levonorgestrel. Therefore, method suitable for checking optical<br />
purity is very important. In the proposed method [21] mobile phase modified with -CD and temperature<br />
controlled HPLC were used. The base line separation of two enantiomers was achieved at 0C using<br />
acetonitrile-water (25:75 v/v) modified by the addition of 14 mM -CD. On a molecular level,<br />
enantioselectivity in this temperature can probably be interpreted as being due to slower rotation of the guest<br />
and host molecules and hence a steric fit is possible.<br />
Semi-natural mixtures of menthol, - and -pinene, borneol,, camphene, cineol and menthone have<br />
choleretic, spasmolytic, and bacteriostatic properties. Disolved in oliva oil they are used to treat cholesterol<br />
stones in the gall bladder and the bile ducts as well as in the treatment of patients with uretic stones. The<br />
enzymatic mechanism of terpene action suggest that the enantiomeric composition of the drug might be an<br />
important factor determining its therapeutic properties. Despite this fact in commercially available<br />
preparations the enantiomeric composition is not standardised and controlled. They are usually described as<br />
a mixture of six terpenes in which even the - and - pinenes are not discriminated. The enantiomeric<br />
composition of five commercially available drugs i.e. Terpichol, Terpinex, Rowachol, Rowatinex and Uroterp,<br />
were studied using a GC system with -CD [22]. It was found that, depending on the manufacturer, drugs<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
32 H. Lamparczyk, A. Chmielewska, P.K. Zarzycki<br />
possessing similar chemical compositions differ considerably from one to another regarding the content of<br />
enantiomers.<br />
In biomedical analysis solution of two problems is substantial. Firstly, the compounds of interest<br />
should be separated from biological matrix and secondly, the detection of usually small amount of active<br />
substance should be as high as possible. In solution of these problems CDs might be very useful.<br />
The fluorescence spectra of anethole and eugenol, compounds commonly present in essential oils,<br />
dissolved in methanol-water binary systems with the addition of - and -CD were studied [23]. In both<br />
cases, anethole and eugenol, detection limits were improved after addition of cyclodextrins. This<br />
phenomenon can be applied for improvement of both direct fluorescence and HPLC assays.<br />
Estrogens are of clinical and analytical interest for many reasons. Biochemical studies have<br />
demonstrated that there are characteristic changes in the concentration of estradiol in both plasma and urine<br />
during the menstrual cycle. Most of these studies indicated that defined changes of urinary estrogens might<br />
be used as chemical indices to locate the start and finish of fertile period. The level of estrogens should be<br />
also controlled in menopausal and postmenopausal woman specially when hormone replacement therapy is<br />
applied. During pregnancy, estrogens urinary concentration in patients with gestosis is lower than those in<br />
normal pregnant subjects.<br />
Hence, a simple procedure for simultaneous determination of 17-estradiol, estriol and estrone in<br />
human urine was elaborated [24]. After acid hydrolysis of the sulphate and glucoronide conjugates,<br />
estrogens were extracted into diethyl ether and after concentration applied directly to an HPLC column.<br />
Using acetonitrile-water (25:75 v/v) modified by the addition -CD as mobile phase, the separation of<br />
estrogens was achieved within 20 minutes. Estrogens were detected using spectrofluorimetric detector ( exc<br />
= 280 nm, em = 312nm). In this case -CD plays double role, improving separation and detection. Described<br />
method was fully validated and applied practically for measurements of estrogens level in nonpregnant and<br />
pregnant women.<br />
2.5. Application of temperature-dependent inclusion chromatography for<br />
metabolomic investigation involving biological and environmental samples<br />
Clinical and metabolomic investigations of complex human fluids require cost-effective methodologies<br />
that can rapidly assess the whole steroid hormone pattern of individual samples. We optimised the solidphase<br />
extraction protocol for the extraction of a range of steroids of varied polarity from estetrol to<br />
progesterone from human plasma [25]. In this paper, we also improved the separation methodology of our<br />
previous work using isocratic elution with a mobile phase composed of 35% acetonitrile and 12 mM of -<br />
cyclodextrin at 29ºC. Under these conditions most of the fluid components including estetrol were detected in<br />
the first 10 min with progesterone appearing at 43 minutes. We applied these pre-purification and separation<br />
analytical protocols for separation of cord blood extracts [26]. Human male and female fetal cord blood<br />
samples were purified, selectively extracted and separated to examine a fraction of steroids ranging from<br />
polar estetrol to relatively non-polar progesterone. Resulting UV diode array chromatographic patterns<br />
revealed the presence of 27 peaks. Observed chromatographic patterns of UV detected steroids were<br />
analyzed using principal components analysis, which revealed differences between male/female and<br />
labour/not-in-labour clusters. Quantitative analysis of nine identified steroids including: estetrol, 17-estradiol,<br />
estrone, estriol, cortisol, cortisone, progesterone, 20α-hydroxyprogesterone and 17α-hydroxyprogesterone<br />
were not significantly different between males and females. Significant differences between male and female<br />
fetuses were related to as yet unidentified compounds. Four peaks were significantly different with labour<br />
which corresponded with cortisol, cortisone and two unidentified compounds. This protocol may distinguish<br />
significant differences between clinical groups that are not readily identifiable using univariate measurements<br />
of single steroids or different low-molecular mass biomarkers. Moreover, we have provided new evidence<br />
that despite the absence of testosterone there are number of steroids and low-molecular mass compounds<br />
that differ between male and female fetuses.<br />
In our last works we optimised the separation of battery of key UV non-transparent low-molecular<br />
mass compounds having possible endocrine disrupting compounds (EDCs) activity or which may be used as<br />
the endocrine effect biomarkers [27,28]. Simple optimization strategy was based on strong temperature<br />
effect in presence of cyclodextrin in HPLC mobile phase. Particularly, the effect of temperature involving<br />
native -cyclodextrin and its hydroxypropyl derivative to improve separation of number of natural (dequilenin,<br />
equilin, estetrol, estriol, estrone, 17-estradiol, 17-hydroxyprogesterone, 20hydroxyprogesterone,<br />
cortisol, cortisone, progesterone, testosterone, tetrahydrocortisol and<br />
tetrahydrocortisone) and artificial steroids (ethynylestradiol, norgestrel isomers, medroxyprogesterone,<br />
mestranol, methyltestosterone, norethindrone, 17-estradiol) as well as non-steroidal compounds<br />
(diethylstilbesterol, bisphenol A, 4-tert-butylphenol, dimethyl phthalate, dibutyl phthalate and dioctyl<br />
phthalate) was investigated. It has been found that successful isocratic separation of 27 chemicals can be<br />
achieved using acetonitrile/water eluents modified with -cyclodextrin or hydroxypropyl--cyclodextrin at<br />
concentration of 10 mM and temperature of 47ºC. Separation protocol may be easily adapted for rapid<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Krótki przegląd zastosowań cyklodekstryn dotyczący…<br />
33<br />
separation and quantification of wide range of given steroids and related EDCs in environmental samples,<br />
particularly those that are characterised by unstable biological matrix and components of interest load.<br />
Using such analytical approach the environmental samples derived from Baltic Sea, selected lakes<br />
and rivers of the Middle Pomerania in northern part of Poland as well as untreated and treated sewage water<br />
from municipal sewage treatment plant near Koszalin were analyzed [28]. Moreover, some preliminary data<br />
concerning estriol, testosterone and equilin biodegradation involving activated sludge material were reported.<br />
Cluster and principal components analysis of the acquired data sets confirms a high separation and<br />
quantification throughput of the solid-phase extraction and isocratic HPLC protocols presented. Using this<br />
approach, two main associations consisting of untreated wastewater cluster and remaining samples cluster,<br />
which clearly split into treated wastewater and surface water samples groups, can be recognized. PCA<br />
investigation revealed that mechanical and biological units of the municipal wastewater treatment plant can<br />
reduce and, which is more important, to unify the organic pollution load of untreated sewage water. However,<br />
the EDCs fraction in the resulting treated wastewater may still have significant impact on the natural<br />
environment. Our investigations concerning of EDCs compounds level presented in Dzierżęcinka river<br />
(passing through Koszalin City) indicate low contribution of the Koszalin to organic pollutants load of this<br />
river. The method can be useful for simple and rapid classification of the environmental samples<br />
characterized by different sources of EDCs loading. The results of this work extend the utility of temperaturedependent<br />
inclusion chromatography as an inexpensive, efficient and accurate analytical tool appropriate for<br />
characterisation and quantification of complex environmental samples. Such approach may be simple and<br />
non-expensive alternative for fingerprinting protocols based on LC-MS machines.<br />
3. Conclusion<br />
As it can be seen from this compilation, which is a tiny fraction comparing to enormous amount of<br />
worldwide published works, supramolecular chemistry or chemistry beyond the molecule is a fascinating<br />
branch of science. It offers solution to many problems connected with life sciences and technical<br />
applications. Separation protocols based on isocratic temperature-dependent inclusion chromatography<br />
provides the opportunity for steroids and related low-molecular mass compounds of differing polarities to be<br />
robustly profiled in biological and environmental samples and provides a great deal of information on a<br />
physiological situation and ecosystems without the need to perform more complex and expensive assays.<br />
References<br />
1. H. Lamparczyk, Chromatographia 20 (1985) 283.<br />
2. H. Lamparczyk, M. Atomura, K. Jinno, Chromatographia 23 (1987) 752.<br />
3. H. Lamparczyk, P. Zarzycki, R.J. Ochocka, D. Sybilska, Chromatographia 30 (1990) 91.<br />
4. H. Lamparczyk, P.Zarzycki, R.J. Ochocka, M. Asztemborska, D. Sybilska, Chromatographia 31 (1991)<br />
157.<br />
5. D. Sybilska M. Asztemborska, A. Bielejewska, J. Kowalczyk, H. Dodziuk, K. Duszczyk, H. Lamparczyk,<br />
P. Zarzycki, Chromatographia 35 (1993) 637.<br />
6. P.K. Zarzycki, R. Smith, J. Chromatogr. A. 912 (2001) 45.<br />
7. P.K. Zarzycki, E. Włodarczyk, D.W. Lou, K. Jinno, Anal. Sci. 22 (2006) 453.<br />
8. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk, J. Chem. Educ. 73 (1996) 459.<br />
9. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk, J. Pharm. Biomed. Anal. 18 (1998) 165.<br />
10. P.K. Zarzycki, M.J. Baran, F.B. Harasimiuk, M.M. Ślączka, Pomiary Automatyka Kontrola 56 (2010)<br />
355.<br />
11. P.K. Zarzycki, M. Wierzbowska, H. Lamparczyk, J. Pharm. Biomed. Anal. 15 (1997) 1281.<br />
12. P.K. Zarzycki, M. Wierzbowska, H. Lamparczyk, J. Pharm. Biomed . Anal. 14 (1996) 1305.<br />
13 P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk, Chromatographia 48 (1998) 377.<br />
14. P.K. Zarzycki, H. Ohta, Y. Saito, K. Jinno, Anal. Bioanal. Chem. 391 (2008) 2793.<br />
15. P.K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Chmielewska, H. Lamparczyk, J. Planar Chromatogr. 8 (1995) 227.<br />
16. P.K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Chmielewska, H. Lamparczyk, J. Planar Chromatogr. 9 (1996) 260.<br />
17. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk, Chem. Anal. (Warsaw) 46 (2001) 469.<br />
18. P.K. Zarzycki, M. Wierzbowska, J. Nowakowska, A. Chmielewska, H. Lamparczyk, J. Chromatogr. A<br />
839 (1999) 149.<br />
19. P.K. Zarzycki, J. Chromatogr. A 1187 (2008) 250.<br />
20. P.K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Chmielewska, M. Wierzbowska, H. Lamparczyk, J. Chromatogr. A<br />
787 (1997) 227.<br />
21. H. Lamparczyk, P.K. Zarzycki, J. Nowakowska, J. Chromatogr. A 668 (1994) 469.<br />
22. D. Sybilska, J. Kowalczyk, M. Asztemborska, R.J. Ochocka, H. Lamparczyk, J. Chromatogr. A 665<br />
(1994) 67.<br />
23. R.J. Ochocka, A. Marzec, H. Lamparczyk, J. Pharm. Biomed. Anal. 10 (1992) 809.<br />
24. H. Lamparczyk, P.K. Zarzycki, J. Nowakowska, R.J. Ochocka, Chromatographia 38 (1994) 168.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
34 H. Lamparczyk, A. Chmielewska, P.K. Zarzycki<br />
25. P.K. Zarzycki, K.M. Kulhanek, R. Smith, V.L. Clifton, J. Chromatogr. A 1104 (2006) 203.<br />
26. V. L. Clifton, A. Bisits, P.K. Zarzycki, J. Chromatogr. B 855 (2007) 249.<br />
27. P.K. Zarzycki, E. Włodarczyk, M.J. Baran, J. Chromatogr. A. 1216 (2009) 7602.<br />
28. P.K. Zarzycki, E. Włodarczyk, M.J. Baran, J. Chromatogr. A. 1216 (2009) 7612.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
CAMERA SEPARATORIA<br />
Volume 5, Number 1 / January 2013, 35-41<br />
Paweł Konrad Zarzycki<br />
Zakład Toksykologii i Bioanalityki, Wydział Inżynierii Lądowej,<br />
Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska,<br />
Śniadeckich 2,75-453 Koszalin,<br />
e-mail: pkzarz@wp.pl or pawel_k_z@hotmail.com<br />
Wspomnienie o profesorze Henryku Lamparczyku<br />
W dniu 16 listopada 2012 roku zmarł Profesor Henryk<br />
Lamparczyk (1947-2012). Profesor całe swoje życie zawodowe<br />
poświęcił badaniom dotyczącym chromatografii, chemii fizycznej i<br />
chemometrii. Rezultaty tych badań, opublikowane w ponad 100<br />
pracach naukowych, znalazły zastosowanie praktyczne, głównie<br />
w analizie leków, farmakokinetyce, kosmetologii, współczesnej<br />
bioanalityce oraz analizie środowiska, jak również żywności.<br />
Profesor był wieloletnim pracownikiem Studium Farmaceutycznego CMKP w Bydgoszczy oraz<br />
Akademii Medycznej w Gdańsku, sprawując funkcje Kierownika Zakładu Biofarmacji (CMKP) oraz Katedry<br />
Chemii Farmaceutycznej (AMG). Swoje pasje naukowe z sukcesem realizował podczas wieloletnich staży,<br />
uzyskanych w drodze międzynarodowych konkursów, w wiodących zagranicznych ośrodkach badawczych<br />
Anglii, Japonii oraz Hiszpanii. Należał On do pionierów wykorzystania narzędzi chemometrycznych w<br />
przetwarzaniu i interpretacji danych pozyskanych poprzez spektroskopię, chromatografię oraz termoanalizę.<br />
Obszar badań Profesora był imponujący i dotyczył między innymi: fizykochemii związków<br />
krzemoorganicznych, oddziaływań elektrostatycznych, polaryzowalności, indeksów retencji, parametru<br />
kształtu, zagadnień QSRR i QSAR, termodynamiki i optymalizacji procesów rozdzielania w chromatografii<br />
gazowej, cieczowej oraz elektroforezie kapilarnej, wykorzystania faz ciekłokrystalicznych do rozdzielania<br />
przy pomocy GC, chemii supramolekularnej - w szczególności kompleksów typu gość-gospodarz z<br />
wykorzystaniem cyklodekstryn i antybiotyków makrocyklicznych, specjacji węglowodorów i antybiotyków w<br />
próbkach żywności oraz kosmetykach, analizy n-alkanów oraz WWA w materiałach pobranych z<br />
ekosystemów wodnych, oznaczania kwasu nikotynowego, kumaryn oraz sterydów w materiałach<br />
biologicznych, profilowaniem poziomu estrogenów w cyklu miesięcznym oraz w trakcie ciąży, problemów<br />
związanych z rozdzielaniem izomerów związków organicznych (w tym enancjomerów), metabolizmu<br />
substancji rakotwórczych, składu enancjomerycznego olejków eterycznych oraz wosków, biodostępności<br />
leków z preparatów farmaceutycznych, a ostatnio wpływu płci na farmakokinetykę wybranych leków.<br />
Wiele prac Jego autorstwa włączając w to artykuł pt. “The role of electric interactions in the retention<br />
index concept. Universal interaction indices for GLC, HPLC and TLC” (Chromatographia 20, 1985, 283-288;<br />
pełną listę publikacji Profesora zamieszczam poniżej) jest powszechnie uznawanych za “kamienie milowe”<br />
współczesnej nauki o rozdzielaniu. Był osobą otwartą na każdą dyskusję dotyczącą nauki, historii,<br />
architektury oraz muzyki, niezmiernie hojną i bezinteresowną w dzieleniu się swoją wiedzą, przemyśleniami i<br />
pomysłami naukowymi. Profesor wypromował 9 doktorów. Z perspektywy ponad 20-letniej pracy z<br />
Profesorem mogę stwierdzić, że nigdy i nigdzie nie zabiegał o popularność. Był człowiekiem prostolinijnym,<br />
bezkompromisowym i klarownym w swoich ocenach oraz poglądach, umiejącym docenić zaangażowanie w<br />
pracy wszystkich swoich wspópracowników.<br />
In memory of professor Henryk Lamparczyk<br />
Professor Henryk Lamparczyk prematurely passed away on November 16, 2012, at age of 65 years.<br />
Professor made a massive contribution to chromatography, physical chemistry and chemometrics. His<br />
passion for science performed successfully out of the Poland during long-term research visits as the<br />
international competitive grants winner in Great Britain, Japan and Spain. Since 1974 Professor Henryk<br />
Lamparczyk has published over 100 scientific papers mainly related to environmental analysis, structureretention<br />
and structure-activity relationships, chromatography, drug analysis as well as pharmacokinetics.<br />
One of his first research interest was study on intermolecular interactions involved in supramolecular<br />
chemistry and separation science, particularly chromatography and electrophoresis. He clearly demonstrated<br />
that general behavior of the solute molecules in chromatographic systems can be explained on the basis of<br />
solute-phases reversible interactions like electrostatic (van der Waals) forces and stereoselective molecular<br />
fitting to stationary and mobile phases. In this field he has studied the effect of electrostatic interactions on<br />
chromatographic retention using number of analytes, including polycyclic aromatic hydrocarbons,
36 P.K. Zarzycki<br />
polychlorinated biphenyls and steroids. He successfully proposed an electrostatic retention index system<br />
common to GC, HPLC and TLC based on the experimental data involving silica, octadecyl-silica, arenyl-silica<br />
as well as liquid crystalline stationary phases. His work entitled “The role of electric interactions in the<br />
retention index concept. Universal interaction indices for GLC, HPLC and TLC” (Chromatographia 20,<br />
1985, 283-288; full publication list is enclosed below) is commonly recognized as the separation science<br />
milestone.<br />
Using simple molecular descriptors including molecule shape, polarizability, dipole moment, and<br />
ionization potential values of the solutes and mobile phase components, he and co-workers were successful<br />
to explain the retention properties of target analytes in complex chromatographic systems. In spite of his<br />
latest research, which was mainly focused on drug analysis and pharmacokinetic studies, he productively<br />
used and reported a planar chromatography technique as the key tool for preliminary study concerning<br />
separation and detection capability of complex mixtures, also using multivariate statistics approach including<br />
principal components analysis. He has published number of research papers concerning supramolecular<br />
chemistry, mainly based on temperature effects on host-guest interactions between cyclodextrins and<br />
steroids.<br />
Professor Henryk Lamparczyk successfully supervised nine PhD students. He was enormously<br />
generous with sharing, exchanging and discussing new research ideas and really appreciated any<br />
involvement of his co-workers. He never forced to be popular but always was clear in his opinions,<br />
statements and principles. Great passions of Professor Henryk Lamparczyk were history, architecture and<br />
music.<br />
Dorobek naukowy profesora Henryka Lamparczyka<br />
(Publications Or professor Henryk Lamparczyk)<br />
Książki<br />
(Books)<br />
1. Henryk Lamparczyk, Handbook of Chromatography, Analysis and Characterization of Steroids, Joseph<br />
Sherma Editor, CRC Press Boca Raton Florida, 1992. ISBN 0-8493-3008-4.<br />
2. R. Kaliszan, H. Lamparczyk, M. Pankowski, B. Damasiewicz, A. Nasal, J. Grzybowski; A gas<br />
chramatographic polarity parameter and its application in studies of quantitative structure-oflactory<br />
activity relationships in phenols. In Chromatography, the State of Arts. H. Halasz and L. S. Ettre Eds.,<br />
Akademiai Kiado Budapest 1985, ISBN 963-05-4089-4, pages 679-695.<br />
3. L. Konieczna, H. Lamparczyk; Wpływ płci na farmakokinetykę wybranych leków. W Statystyka i data<br />
mining w badaniach naukowych. Kraków, StatSoft Polska 2005, ISBN 83-88724-28-2, strony 33-52.<br />
4. A. Chmielewska, H. Lamparczyk; Natural cyclodextrins: development in theory, chromatography and<br />
pharmacy. In Supramolecular Chemistry and Advanced Materials. Wojciech Macyk & Konrad<br />
Szaciłowski, Editors, Kraków Jagielonian University 2007, ISBN-978-83-9244-98-1-2, pages 131-136.<br />
5. L. Konieczna, H. Lamparczyk; Wpływ płci na farmakokinetykę wybranych leków. W zastosowanie metod<br />
statystycznych w badaniach naukowych III. Kraków, Statsoft Polska 2008, ISBN 978-83-88724-38-1,<br />
strony 299-310.<br />
Prace oryginalne<br />
(Reserch papers)<br />
1. A. Radecki, H. Lamparczyk; Determination of silicon in lower alkoxy-, allilo-, silane. Chemia Analityczna<br />
19, 457, 1974.<br />
2. J. Łukasiak, A. Radecki, H. Lamparczyk; Organosilicon derivatives of p-aminosalicylic acid. Roczniki<br />
Chemii 48, 891, 1974.<br />
3. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Halkiewicz, Z. Jamrógiewicz; A kinetic study of hydrolysis of methyl- 2-<br />
trimethylsiloxybenzoate. Roczniki Chemii 48, 811, 1974.<br />
4. J. Łukasiak, Z. Jamrógiewicz, H. Lamparczyk, R. Piękoś; Methyl silicon derivatives of ethyl p-<br />
hydroxybenzoate. Acta Pol. Pharm. 32, 429, 1975.<br />
5. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Halkiewicz On the rate of hydrolysis of trimethylphenoxysilane. J.<br />
Organometal. Chem. 77, 307, 1974.<br />
6. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, J. Halkiewicz; Acid interferences in indirect determination of<br />
silicon by atomic absorption spectroscopy. Spectroscopy Letters 7, 627,1974.<br />
7. A. Radecki, P. Bednarek, J. Bołtrukiewicz, R. Cacha, W. Rapicki, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, H.<br />
Lamparczyk; Analysis of an industrial smoke preparations. Part I. Separation and identyfication of some<br />
high-boiling phenolic fractions. Bromat. Chem. Toksykol. 8, 179, 1975.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Wspomnienie o profesorze Henryku Lamparczyku…<br />
37<br />
8. A. Radecki, J. Halkiewicz, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, P. Bednarek, J. Bołtrukiewicz, R. Cacha, W.<br />
Rapicki; Analysis of an industrial smoke preparation. Part II. Separation and identification of some lowboiling<br />
phenolic fractions. Bromat. Chem. Toksykol. 8, 185,1975.<br />
9. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, P. Bednarek, J. Bołtrukiewicz, W. Rapicki;<br />
Analysis of an industrial smoke preparation. Part III. Separation and identification of some low-boiling<br />
phenolic fraction components. Bromat. Chem. Toksykol. 9, 327, 1976.<br />
10. A. Radecki, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, H. Lamparczyk, P. Bednarek, J. Bołtrukiewicz, W. Rapicki<br />
Analysis of an industrial smoke preparation. Part IV. Separation and identification of some components<br />
significantly influencing organoleptic and preservating properties of smoke preparation. Bromat. Chem.<br />
Toksykol. 9, 461, 1976.<br />
11. A. Radecki, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, H. Lamparczyk; Isolation and identification of some<br />
components of the lower boiling fraction of a commercial smoke flavorings. Acta Alimentaria Polonica 3,<br />
203, 1977.<br />
12. A. Radecki, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, H. Lamparczyk; Gas-liquid chromatographic determination of<br />
zinc copper and nickel in marine bottom sediments. J. Chromatogr. 151, 259, 1978.<br />
13. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Halkiewicz, J. Grzybowski; Studies on determination of benzo(a)pyrene<br />
in smoke flavorings. Acta Alimentaria Polonica 3, 209, 1977.<br />
14. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, J. Halkiewicz; Separation of polycyclic aromatic<br />
hydrocarbons and determination of benzo(a)pyrene in liquid smoke preparations. J. Chromatogr. 150,<br />
527, 1978.<br />
15. R. Kaliszan, H. Lamparczyk; A relationship between the connectivity indices and retention indices of<br />
polycyclic aromatic hydrocarbons. J. Chromatogr. Sci. 16, 246, 1978.<br />
16. R. Kaliszan, H. Lamparczyk, A. Radecki; A relationship between repression of<br />
dimethylnitrosaminedemethylase by polycyclic aromatic hydrocarbons and their shape. Biochem.<br />
Pharmacol. 28, 123, 1979.<br />
17. A. Radecki, J. Grzybowski, H. Lamparczyk, A. Nasal; Relationship between retention indices and<br />
substituent constants of phenols on polar stationary phases. J. HRC and CC 2, 581, 1979.<br />
18. A. Radecki, H. Lamparczyk, R. Kaliszan; A relationship between retention indices on nematic phase and<br />
shape of the molecules of polycyclic aromatic hydrocarbons. Chromatographia 12, 595, 1979.<br />
19. J. Grzybowski, H. Lamparczyk, A. Nasal, A. Radecki A relationship between the retention indices of<br />
phenols on polar and non-polar stationary phases. J. Chromatogr. 196, 217, 1980.<br />
20. A. Radecki, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, J. Halkiewicz; Gas-chromatographic determination of<br />
benzo(a)pyrene in petroleum products used for the manufacture of drugs and cosmetics. Fresenius Z.<br />
Anal. Chem. 303, 397, 1980.<br />
21. T. Jankowski, R. Kaliszan, H. Lamparczyk; A computer program for investigation of quantitative<br />
relationships between chemical structure and biological activity; Acta Polon. Pharm. 37, 573, 1980.<br />
22. H. Lamparczyk, A. Radecki, J. Falandysz; Separation of polychlorinated biphenyls on liquid crystals and<br />
isotropic phases. J. HRC and CC 3, 301, 1980.<br />
23. H. Lamparczyk, A. Radecki, D. Wilczyńska; Determination of average molecular polarizabilities of<br />
polycyclic aromatic hydrocarbons directly from retention indices. Chromatographia 14, 707, 1981.<br />
24. H. Lamparczyk, A. Radecki, R. Kaliszan; Application of a geometric parametr defining molecular shape,<br />
for the quantitation of interaction of polycyclic aromatic hydrocarbons with enzyme systems. Biochem.<br />
Pharmacol. 30, 2337, 1981.<br />
25. R. Kaliszan, M. Pankowski, L. Szymula, H. Lamparczyk, A. Nasal, B. Tomaszewska, J. Grzybowski<br />
Structure-olfactory activity relationship in a group of substituted phenols. Pharmazie 37, 499, 1982.<br />
26. H. Lamparczyk, D. Wilczyńska, A. Radecki Relationship between the average molecular polarizabilities<br />
of polycyclic aromatic hydrocarbons and their retention indices determined on various stationary<br />
phases. Chromatographia 17, 300, 1983.<br />
27. H. Lamparczyk, A. Radecki Lack of evidence for dispersive interaction between polycyclic aromatic<br />
hydrocarbons and stationary phases in gas liquid chromatography. J. HRC and CC 6, 390, 1983.<br />
28. H. Lamparczyk, P.B. Farmer, P.D. Cary, P.L. Grover, P. Sims The metabolism of 9,10-<br />
dimethylanthracene by rat liver microsomal preparations. Carcinogenesis 5, 1405, 1984.<br />
29. H. Lamparczyk, A. Radecki; The role of electric interactions in retention index concept; Implications in<br />
quantitative structure-retention studies. Chromatographia 18, 615, 1984.<br />
30. H. Lamparczyk; Separation of twelve monomethylbenz(a)antracenes on liquid crystal and isotropic<br />
stationary phases in relation to the shape of their molecules.J. HRC and CC 8, 90, 1985.<br />
31. J. Halkiewicz, H. Lamparczyk, A. Radecki Behaviour of copper (II) and nickel (II)<br />
dialkyldithiocarbamates on polar and non-polar stationary phases. Fresenius Z. Anal. Chem. 320, 577,<br />
1985.<br />
32. R. Kaliszan, H. Lamparczyk, M. Pankowski, B. Damasiewicz, A. Nasal, J. Grzybowski A gas<br />
chromatographic polarity parameter and its application in studies of quantitative structure-olfactory<br />
activity relationships in phenols. "Chromatography, the state of the art" H. Kalasz and L. S. Ettre (Eds)<br />
Vol 2 pp. 679-695. Akademiai Kiado Budapest (1985).<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
38 P.K. Zarzycki<br />
33. H. Lamparczyk; The role of electric interactions in the retention index concept. Universal interaction<br />
indices for GLC, HPLC and TLC. Chromatographia 20, 283, 1985.<br />
34. H. Lamparczyk; Badania nad strukturalnymi uwarunkowaniami właściwości chemicznych i biologicznych<br />
węglowodorów aromatycznych. Acta Polon. Pharm. 42, 497, 1985.<br />
35. H. Lamparczyk, S. McKay, P.B. Farmer, P.D. Cary, P.L. Grover, P. Sims The metabolism of 9-<br />
methylanthracene by rat-liver microsomal preparations. Xenobiotica 16, 325, 1986.<br />
36. H. Lamparczyk, R. Kaliszan, A. Radecki Correlation between retention on liquid crystalline phases and<br />
chemical structure. J. Chromatogr. 361, 442, 1986.<br />
37. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka The role of electric interaction in the retention index concept. Application<br />
of the electric interaction indices to quantitative structure-biological activity studies of monomethylbenz<br />
(a) anthracenes. Chromatographia 21, 409, 1986.<br />
38. J. Jadżyn, K. Pralat, D. Wilczyńska, H. Lamparczyk Dipole moments and induction effects in series of<br />
polychlorinated biphenyls. Polish J. Chem. 59, 1255, 1985.<br />
39. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka; Electrostatic interactions in normal and reversed-phase highperformance<br />
thin-layer chromatography. Preliminary experiments. Chromatographia 23, 337, 1987.<br />
40. J. Halkiewicz, H. Lamparczyk, J. Grzybowski, A. Radecki; On the aliphatic and polycyclic aromatic<br />
hydrocarbons levels in the Southern Baltic Sea atmosphere. Atmospheric Environment 21, 2057, 1987.<br />
41. H. Lamparczyk, T. Nagoshi, K. Jinno; Application of the electrostatic interaction concept for the study of<br />
the retention behaviour of peropyrene-type polycyclic aromatic hydrocarbons in reversed-phase liquid<br />
chromatography. Chromatographia 23, 473, 1987.<br />
42. J. Grzybowski, J. Halkiewicz, H. Lamparczyk, A. Radecki; The determination of aliphatic and polycyclic<br />
aromatic hydrocarbons in water from the Southern Baltic Sea. Marine Poll. Bull. 18, 247, 1987.<br />
43. H. Lamparczyk, M. Atomura, K. Jinno; Qualitative description of dispersive and inductive electrostatic<br />
interactions in reversed-phase liquid chromatography. Chromatographia 23, 752, 1987.<br />
44. H. Lamparczyk, R.J. Ochocka, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, A. Radecki Parameters related to marine<br />
environment pollution derived from n-alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons concetrations in<br />
Baltic Sea waters and sediments. Marine Poll. Bull. 19, 222, 1988.<br />
45. K. Jinno, T. Ibuki, H. Lamparczyk, M. Okamoto, N. Tanaka, J. C. Fetzer, W. R. Biggs; Study on<br />
retention behaviour of peropyrene-type polycyclic aromatic hydrocarbons with various bonded stationary<br />
phases in reversed-phase liquid chromatography. Chromatographia 25, 483, 1988.<br />
46. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka; Study of dispersive and inductive electrostatic interactions in reversedphase<br />
thin-layer chromatography. Chromatographia 25, 643, 1988.<br />
47. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka, P. Zarzycki; Evidence for electrostatic interactions of steroids in thinlayer<br />
chromatography. Chromatographia 27, 565, 1989.<br />
48. H. Lamparczyk, M. Wesołowski; Application of principal component analysis and thermoanalytical<br />
methods in evaluation of edible fish oils. Thermochim. Acta 155, 327, 1989.<br />
49. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka, P. Zarzycki, J. P. Zieliński; Separation of steroids by reversed-phase<br />
HPTLC using various binary mobile phases. J. Planar Cromatogr. 3, 34, 1990.<br />
50. H. Lamparczyk, M. Wesołowski Application of principal component analysis and thermoanalytical<br />
methods in evaluation of lube oils. Thermochim. Acta 159, 235, 1990.<br />
51. H. Lamparczyk, P. Zarzycki, R. J. Ochocka, D. Sybilska; Structure-retention studies on the inclusion<br />
complex formation of some polycyclic aromatic hydrocarbons with beta-cyclodextrin. Chromatographia<br />
30, 91, 1990.<br />
52. H. Lamparczyk, R. J. Ochocka, J. Grzybowski, J. Halkiewicz, A. Radecki; Classification of Marine<br />
Environment Samples Based on Chromatographic Analysis of Hydrocarbons and Principal Component<br />
Analysis. Oil & Chemical Pollution 6, 177, 1990.<br />
53. R.J. Ochocka, M. Wesołowski, H. Lamparczyk; Thermoanalysis supported by principal component<br />
analysis of essential oil samples. Thermochim. Acta 173, 199-210, 1990.<br />
54. A. Lebiedzińska, H. Lamparczyk, Z. Ganowiak, K.I. Eller; Differences in biogenic amine patterns in fish<br />
obtained from commercial sources. Z. Lebensm. Unters. Forsch. 192, 240-243, 1991.<br />
55. H. Lamparczyk, P. Zarzycki, R.J. Ochocka, M. Asztemborska, D. Sybilska; Retention behaviour of the<br />
inclusion complexes of some polycyclic aromatic hydrocarbons with beta-cyclodextrin.<br />
Chromatographia 31, 157-162, 1991.<br />
56. H. Lamparczyk, M. Miszkiel; Gas chromatographic evaluation of wool wax alcohols supported by<br />
principal component analysis. Chromatographia 31, 243-246, 1991.<br />
57. H. Lamparczyk, M. Miszkiel, M. Wesołowski; Thermoanalytical and gas-chromatographic evaluation of<br />
wool wax alcohols supported by principal component analysis. Thermochem. Acta 179, 177-185, 1991.<br />
58. T. M. Traczewska, R. Ochocka, H. Lamparczyk; The metabolism of anthracene and 9,10-<br />
dimethylanthracene by bacteria isolated from waters. Acta Microbiologica Polonica 40, 235-241, 1991.<br />
59. R. J. Ochocka, M. Wesołowski, H. Lamparczyk; Thermoanalysis supported by principal component<br />
analysis (PCA) in quality assessment of essential oil samples. Thermochem. Acta 210, 151-162, 1992.<br />
60. P. Zarzycki, A. Jankowski, J. Nowakowska, H. Lamparczyk; Oznaczanie estrogenów w moczu metodą<br />
wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Problemy Terapii Monitorowanej, 3, 148-152, 1992.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Wspomnienie o profesorze Henryku Lamparczyku…<br />
39<br />
61. R. J. Ochocka, A. Marzec, H. Lamparczyk; Fluorescence enhancement of two terpenes commonly<br />
present in essential oils. J. Pharm. Biomed. Anal. 10, 809-812, 1992.<br />
62. A. Jankowski, A. Marzec, H. Lamparczyk; Comparative bioavailability of verapamil from rapidly<br />
absorbed and slow release preparation. J. Pharm. Biomed. Anal. 10, 1101-1103, 1992.<br />
63. R. J. Ochocka, H. Lamparczyk; Evaluation of essential oils from the family Umbelliferae using principal<br />
component analysis. Pharmazie 48, 229-230, 1993.<br />
64. D. Sybilska, M. Asztemborska, A. Bielajewska, J. Kowalczyk, H. Dodziuk, K. Duszczyk, H. Lamparczyk,<br />
P. Zarzycki; Chromatographic studies on the inclusion of isomeric dimethylnaphthalenes by gamma and<br />
beta cyclodextrin. Chromatographia 35 637-642, 1993.<br />
65. A. Jankowski, A. Marzec, A. Skorek, H. Lamparczyk High-performance liquid chromatographic<br />
determination of glibenclamide in biological material. Acta Chromatographica 2, 33-39, 1993.<br />
66. H. Lamparczyk, P. K. Zarzycki, J. Nowakowska, R. J. Ochocka; Application of beta-cyclodextrin for the<br />
analysis of estrogenic steroids in human urine by high-performance liquid chromatography.<br />
Chromatographia 38, 168-172, 1994.<br />
67. R. J. Ochocka, M. Asztemborska, J. Kowalczyk, H. Lamparczyk;Gas-chromatographic evaluation of<br />
essential oils supported by principal component analysis. Pharmazie 49, 287-288, 1994.<br />
68. A. Skorek, A. Marzec, A. Jankowski, H. Lamparczyk, M. Linka, M. Ziółkowski, J. Rybakowski<br />
Farmakokinetyka kliniczna klozapiny po jednorazowym i wielokrotnym podaniu leku. Problemy Terapii<br />
Monitorowanej, 5, 47-49, 1994.<br />
69. D. Sybilska, J. Kowalczyk, M. Asztemborska, R. J. Ochocka, H. Lamparczyk; Chromatographic studies<br />
of the enantiomeric composition of some therapeutic compositions applied in the treatment of liver and<br />
kidney diseases. J. Chromatogr. A, 665, 67-73, 1994.<br />
70. H. Lamparczyk, P. K. Zarzycki, J. Nowakowska; Effect of temperature on separation of norgestrel<br />
enantiomers by high-performance liquid chromatography. J. Chromatogr. A, 668, 413-417, 1994.<br />
71. A. Jankowski, H. Lamparczyk; Evaluation of chromatographic methods for the determination of<br />
nifedipine in human serum. J. Chromatogr. A, 668, 469-473, 1994.<br />
72. P. K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Radecki, A. Jankowski, H. Lamparczyk; Oznaczanie kwasu<br />
nikotynowego w osoczu krwi metodą HPLC. Problemy Terapii Monitorowanej, 5, 84-90, 1994.<br />
73. H. Lamparczyk, P. K. Zarzycki; Effect of temperature on separation of estradiol stereoisomers and<br />
equilin by liquid chromatography using mobile phases modified with beta-cyclodextrin. J. Pharm.<br />
Biomed. Anal. 13, 543-549, 1995.<br />
74. A. Jankowski, A. Skorek, K. Krzyśko, P. K. Zarzycki, R. J. Ochocka, H. Lamparczyk; Captopril:<br />
determination in blood and pharmacokinetics after single oral dose. J. Pharm. Biomed. Anal. 13, 655-<br />
660, 1995.<br />
75. A. Skorek, A. Jankowski, H. Lamparczyk; Application of HPLC for doxepine determination in<br />
pharmacokinetic studies. Acta Chromatographica 4, 109-116, 1995.<br />
76. P. K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Chmielewska, H. Lamparczyk; Retention properties of cyclodextrins<br />
in reversed phase HPTLC, J. Planar Chromatogr. 8, 227-231, 1995.<br />
77. P. K. Zarzycki, P. Kowalski, J. Nowakowska, H. Lamparczyk; High-performance liquid chromatographic<br />
and capillary electrophoretic determination of free nicotinic acid in human plasma and separation of its<br />
metabolites by capillary electrophoresis. J. Chromatogr. A, 709, 203-208, 1995.<br />
78. R. J. Ochocka, D. Rajzer, P. Kowalski, H. Lamparczyk; Determination of coumarins from<br />
Chrysanthemum segetum L. by capillary electrophoresis. J. Chromatogr. 709, 197-202, 1995.<br />
79. A. Jankowski, A. Skorek-Jankowska, L. Warda, M. Steinborn-Piotrzkowska, H. Lamparczyk. Application<br />
of HPLC for bezafibrate determination in biological fluids. Acta Chromatographica 5, 151-157, 1995.<br />
80. A. Jankowski, A. Skorek-Jankowska, H. Lamparczyk; Simultaneous determination of spironolactone and<br />
its metabolites in human plasma. J. Pharm. Biomed. Anal. 14, 1359-1365, 1996.<br />
81. P. K. Zarzycki, M. Wierzbowska, H. LamparczykThe influence of temperature on the high-performance<br />
liquid chromatographic separation of steroids using mobile phases modified with beta-cyclodextrin. J.<br />
Pharm. Biomed. Anal. 14, 1305-1311, 1996.<br />
82. P. K. Zarzycki, H. Lamparczyk; A simple experiment demonstrating the temperature effect in<br />
supramolecular chemistry. J. Chem. Educ. 73, 459-460, 1996.<br />
83. P. K. Zarzycki, J. Nowakowska A. Chmielewska, H. Lamparczyk; Retention properties of cyclodextrins<br />
on polyamide TLC. J. Planar Chromatogr. 8, 260-263, 1996.<br />
84. H. Lamparczyk, P. Kowalski, D. Rajzer, J. Nowakowska; Determination of piracetam in human plasma<br />
by capillary electrophoresis. J. Chromatogr. B, 692, 483-487, 1997.<br />
85. A. Jankowski, A. Skorek-Jankowska, H. Lamparczyk; Determination and pharmacokinetics of a<br />
furosemide-amiloride drug combination. J. Chromatogr. B, 693, 383-391, 1997.<br />
86. P. K. Zarzycki, M. Wierzbowska, H. Lamparczyk; The influence of temperature on the multiple<br />
separation of estrogenic steroids using mobile phases modified with beta-cyclodextrin in highperformance<br />
liquid chromatography. J. Pharm. Biomed. Anal. 15, 1281-1287, 1997.<br />
87. P. K. Zarzycki, J. Nowakowska, A. Chmielewska, M. Wierzbowska H. Lamparczyk Thermodynamic<br />
study of the retention behaviour of selected macrocycles using reversed-phase high-performance thin-<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
40 P.K. Zarzycki<br />
layer chromatography plates and methanol-water mobile phases. J. Chromatogr. A, 787, 227-233,<br />
1997.<br />
88. A. Jankowski, H. Lamparczyk, K. Pawlik Ocena biorównoważności preparatu Hepatil-saszetki w<br />
porównaniu z OLB. Terapia i leki, Rok 1997/XXIV/XLVII/6.<br />
89. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk; Evidences for Temperature-Dependent Mechanism of Host-Guest<br />
Complexation. Chromatographia 48, 377-382, 1998<br />
90. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk; The equilibrium constant of -cyclodextrin- phenolphtalein complex;<br />
influence of temperature and tetrahydrofuran addition; J. Pharm. Biomed. Anal. 18, 165-170, 1998.<br />
91. A. Jankowski, A.L. Jankowska, H. Lamparczyk; Determination and pharmacokinetics of acyclovir after<br />
ingestion of suspension form. J. Pharm. Biomed. Anal. 18, 249-254, 1998.<br />
92. P. K. Zarzycki, M. Wierzbowska, J. Nowakowska, A. Chmielewska, H. Lamparczyk; Interactions<br />
between native cyclodextrins and n-alcohols studied using thermostated thin-layer chromatography. J.<br />
Chromatogr. A, 839 ,149-156, 1999.<br />
93. P. Kowalski, I. Olędzka, P. Okoniewski, M. Switała, H. Lamparczyk; Determination of streptomycin in<br />
eggs yolk by capillary electrophoresis. Chromatographia, 50, 101-104, 1999.<br />
94. P.K. Zarzycki, M. Wierzbowska, H. Lamparczyk; Retention and separation studies of cholesterol and<br />
bile acids using thermostated thin-layer chromatography; J.Chromatogr.A, 857, 255-262, 1999.<br />
95. A. Jankowski, H. Lamparczyk, B. Szefler, E. Nartowicz, M. Woźnicki, E. Sikorska.Ocena<br />
równoważności biologicznej preparatu Flutamid tabl. 250 mg w porównaniu z odpowiednikiem leku<br />
badanego. Terapia i leki,1-2, 37-39, 1999.<br />
96. H. Lamparczyk, P. Kowalski. Zastosowanie elektroforezy kapilarnej w analizie leków. Biuletyn Instytutu<br />
Leków, 44, (1), 126-127, 2000.<br />
97. H. Lamparczyk, A. Jankowski, E. Nartowicz, M. Woźnicki; Ocena równoważności biologicznej preparatu<br />
Cipronex w porównaniu z preparatem Ciprobay. Medycyna po Dyplomie. Wydanie specjalne, 12-14,<br />
Maj 2000.<br />
98. P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk; Temperature Controlled Thin-Layer Chromatography. Chem. Anal.<br />
(Warsaw), 46, 469-475, 2001.<br />
99. H. Lamparczyk, A. Chmielewska, L. Konieczna, A. Plenis, P. K. Zarzycki; RP-HPLC method with<br />
electrochemical detection for the determination of metoclopramide in serum and its use in<br />
pharmacokinetic studies. Biomed. Chromatogr. 15, 513-517, 2001.<br />
100. P. Kowalski, I. Olędzka, H. Lamparczyk; Capillary electrophoresis in analysis of veterinary drugs. J.<br />
Pharm. Biomed. Anal., 32, 937-947, 2003<br />
101. P. Kowalski, M. Bieniecki, I. Olędzka, H. Lamparczyk; Validated capillary electrophoretic method for the<br />
analysis of ivermectin in plasma after intragastric administration in pigs and horses. Biomed.<br />
Chromatogr., 18, 302-310, 2004<br />
102. P. Kowalski, A. Chmielewska, L. Konieczna, I. Olędzka, P.K. Zarzycki, H. Lamparczyk, The<br />
bioequivalence study of baclofen and lioresal tablets using capillary electrophoresis. Biomed.<br />
Chromatogr., 18, 310-317, 2004<br />
103. P.K. Zarzycki, K.M. Kulhanek, R. Smith, M.A. Bartoszuk, H. Lamparczyk. Planar Chromatography<br />
Versus Column Chromatography: A Performance Comparison. LCGC North America, 23, (3), 286-300,<br />
2005.<br />
104. P. Kowalski, L. Konieczna, A. Chmielewska, I. Olędzka, A. Plenis, M. Bieniecki, H. Lamparczyk<br />
Comparative evaluation between capillary electrophoresis and high-performance liquid chromatography<br />
for the analysis of florfenicol. J. Pharm. Biomed. Anal., 39, 983-989, 2005.<br />
105. L. Konieczna, H. Lamparczyk. Wpływ płci na farmakokinetykę wybranych leków. Statystyka i data<br />
mining w badaniach naukowych, Wyd. Stat-Soft, Warszawa-Kraków 2005, 33-52.<br />
106. A. Chmielewska, L. Konieczna, A. Plenis, M. Bieniecki, H. Lamparczyk. Determination of diclofenac in<br />
plasma by high-performance liquid chromatography with electrochemical detection. Biomed.<br />
Chromatogr., 20, 119-124, 2006.<br />
107. P. Kowalski, M. Bieniecki, I. Olędzka, H. Lamparczyk. Validated method for L-ornithine-L-aspartate<br />
analysis in human plasma by capillary electrophoresis. Biomed. Chromatogr., 20, 185-194, 2006.<br />
108. A. Chmielewska, L. Konieczna, A. Plenis, H. Lamparczyk. Quantitative determination of pentoxifylline in<br />
human plasma. Acta Chromatogr., 16, 70-79, 2006.<br />
109. A. Chmielewska, L. Konieczna, H. Lamparczyk. Development of a reversed-phase HPLC-method for<br />
analysis of fluocinolone acetonide in gel and ointment. Acta Chromatogr., 16, 80-91, 2006<br />
110. L. Konieczna, A. Chmielewska, H. Lamparczyk. Influence of sex on the pharmacokinetics of<br />
ciprofloxacin and ofloxacin. Chemotherapy, 52, 111-121, 2006<br />
111. A. Chmielewska, L. Konieczna, A. Plenis, H. Lamparczyk. Sensitive quantification of chosen drugs by<br />
reversed-phase chromatography with electrochemical detection at a glassy carbon electrode. J.<br />
Chromatogr. B, 839, 102-111, 2006<br />
112. A. Plenis, A. Chmielewska, L. Konieczna, H. Lamparczyk. A validated high-performance liquid<br />
chromatographic method for the determination of moclobemide and its two metabolites in human<br />
plasma and application to pharmacokinetic studies. Biomed. Chromatogr. 21, 958-966, 2007.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Wspomnienie o profesorze Henryku Lamparczyku…<br />
41<br />
113. A. Chmielewska, H. Lamparczyk; Mass versus mole doses, similarities and differences. Pharmazie 63,<br />
843-847, 2008.<br />
114. A. Chmielewska, L. Konieczna, A. Plenis, T. Bączek, H. Lamparczyk. Rapid and sensitive RP-LC<br />
method with amperometric detection for pharmacokinetic assessment of propafenone in human serum<br />
of healthy volunteers. J. Anal. Chem.2010; vol. 65, nr 11, s. 1164-1169<br />
115. Aleksandra Chmielewska, Lucyna Konieczna, Henryk Lamparczyk. Oznaczanie enrofloksacyny w<br />
osoczu krwi zwierzęcej metodą RP-HPLC z detekcją fluorymetryczną. Bromat. Chem. Toksykol. – XLIV,<br />
2011, 3, str. 742–747.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
Camera Separatoria<br />
INSTRUKCJE DLA AUTORÓW<br />
W Camera Separatoria wydawane są artykuły oryginalne (nie publikowane wcześniej) oraz<br />
przeglądowe poświęcone różnym działom nauki, techniki i technologii rozdzielania. Dodatkowo publikowane<br />
będą listy do redakcji, informacje na temat aparatury naukowej, recenzje książek, reklamy, materiały<br />
firmowe, sprawozdania redakcji jak również informacje o konferencjach.<br />
Artykuł do <strong>CamSep</strong> przygotowany w edytorze Microsoft Word 2003 lub nowszym (w formacie .doc lub<br />
.docx) zgodnie z przedstawionym poniżej opisem należy przesłać wraz z listem motywacyjnym na adres e-<br />
mail: psc1@onet.eu. Nie ma ograniczenia co do długości artykułu.<br />
* * *<br />
Jan KOWALSKI 1 , Anna KOWALSKA 2* (Arial 10 pkt., bold)<br />
1<br />
Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny, Wydział Nauk Ścisłych, Instytut Chemii,<br />
Zakład Chemii Analitycznej, ul. 3 Maja 54, 08-110 Siedlce,<br />
e-mail: psc1@onet.eu<br />
2<br />
Uniwersytet … (Afiliacja – Arial 8 pkt., normal bez boldu)<br />
Tytuł artykułu w języku polskim – 12 pkt. Arial bold<br />
Streszczenie: (Arial 8 pkt. normal bold). Treść streszczenia – Arial 8 pkt. kursywa bez boldu. Streszczenie polskojęzyczne powinno<br />
zawierać około 500 – 700 znaków (ze spacjami). Należy w nim krótko wskazać czego dotyczy artykuł, co jest w nim nowego oraz<br />
podsumowanie wniosków.<br />
Słowa kluczowe: Arial 8 pkt., bez boldu, kursywą<br />
Tytuł artykułu w języku angielskim – 12 pkt. Arial bold - kursywa<br />
Abstract: (Arial 8 pkt. normal bold). Streszczenie anglojęzyczne – Arial 8 pkt. kursywa bez boldu, powinno być rozszerzone, o<br />
objętości około 1000 – 1200 znaków (ze spacjami). Powinno<br />
zawierać: wskazanie czego dotyczy artykuł, co jest w nim nowego oraz podsumowanie wniosków.<br />
Key words: Arial 8 pkt., bez boldu, kursywą<br />
* autor do korespondencji<br />
Podtytuły – Arial 11 pkt., bold (Wstęp, Część eksperymentalna, Wyniki i dyskusja,<br />
Podsumowanie lub Wnioski, Literatura itp.) – wersja polska - normal i (angielska - kursywą),<br />
śródtytuły – Arial 10 pkt., bold, wersja polska - normal i (angielska - kursywą)<br />
Wcięcia akapitowe na 1,0 cm, tekst podstawowy wyjustowany – Arial 10 pkt., odstępy między<br />
wierszami pojedyncze. Nie wymuszać w żaden sposób podziałów wierszy. Marginesy dostosować tak, aby<br />
wysokość kolumny tekstowej miała 19 cm (bez nr stron), a szerokość 12 cm - zgodnie z wymogami<br />
zamieszczonymi na stronie:<br />
http://www.uph.edu.pl/index.php/druki-firmowe/dokumenty-wydawnictwa-ap.html<br />
http://dach.ich.uph.edu.pl/pl/_cs.html<br />
http://dach.ich.uph.edu.pl/download/cam_sep/<strong>CamSep</strong>_ww.pdf
Instrukcje dla autorów<br />
43<br />
Wzory i rysunki należy sformatować jako obiekty wyśrodkowane przenoszone z tekstem. Wzory<br />
napisane w edytorze równań należy traktować jako element zdania np.:<br />
V<br />
t<br />
F<br />
R<br />
<br />
R<br />
(1)<br />
gdzie:<br />
V R – objętość retencji,<br />
t R – czas retencji [min.],<br />
F – przepływ gazu nośnego [cm 3 /s].<br />
Symbole użyte we wzorach powinny mieć rozmiar zgodny z rozmiarem czcionki tekstu rozdziału.<br />
Wzory należy numerować kolejno w całym tekście artykułu. Numery wzorów powinny być wyrównane do<br />
prawej. Oznaczenia stosowane na rysunkach i w tabelach muszą być czytelne i zgodne z oznaczeniami<br />
używanymi we wzorach i w tekście artykułu. Nazwy związków chemicznych stosować zgodnie z<br />
nomenklaturą IUPAC, jednostki z układu SI.<br />
W odpowiednie miejsca w tekście należy wstawić rysunki i tabele wraz z tytułami. Powinny one<br />
znajdować się w miejscach, w których po raz pierwszy są do nich odwołania w tekście artykułu. Rysunki i<br />
zdjęcia zamieszczone w artykule muszą być czytelne i kontrastowe oraz zapisane jako czarno-białe lub w<br />
skali odcieni szarości.<br />
Rysunki i tabele należy numerować kolejno w całym tekście artykułu (Rys. i Tab. nr arabskie).<br />
Tytuły rysunków i tabel należy podać w języku polskim i angielskim (kursywą) jak na przykładzie<br />
przedstawionym poniżej:<br />
Tabela 1. Całkowita emisja metali z obszaru Polski według rodzajów działalności. Arial 10 pkt.<br />
Table 1. Total emission of heavy metals in the area of Poland kinds of activities. Arial 10 pkt.<br />
Ogółem<br />
(Total)<br />
Elektrociepłownie, elektrownie,<br />
ciepłownie<br />
(Heat and power plants, power<br />
stations)<br />
Cd Pb Cu Zn Ni<br />
tony<br />
66,1 555,0 390,9 2345,1 295,8<br />
1,9 19,9 12,8 59,2 72,2<br />
Tabele w pionie nie mogą przekraczać szerokości 12 cm, a w poziomie – 18 cm. Czcionka wewnątrz tabeli –<br />
Arial 8 pkt.<br />
Rysunek, wykres, czy inna forma materiału ilustracyjnego nie może przekraczać w pionie – szerokości<br />
12 cm, wysokości 18 cm; w poziomie – szer. – 18 cm, wysokości – 9÷10 cm (na stronie musi zmieścić się<br />
jeszcze podpis do rysunku). Materiał ilustracyjny powinien być zapisany z rozszerzeniem JPG i przesłany<br />
dodatkowo w oddzielnych plikach podpisanych, jako Rys.1., Rys. 2. itd.<br />
Rys. 1. Tytuł rysunku w języku polskim, Arial 8 pkt.<br />
Fig. 1. Tytuł rysunku w języku angielskim, Arial 8 pkt.<br />
Literatura<br />
(w tekście numerujemy w kolejności cytowania [1], [2, 3], [4-8] itd., - Arial 10 pkt.):<br />
1. L.E. Green, J.C. Worman, Research of separation…, Anal. Chem., 37(1965)1620.<br />
Oprócz danych bibliograficznych należy zamieścić tytuł, w tym także publikacji, materiału z internetu,<br />
opisu patentowego itp. Tytuł w j. polskim, lub innym, niż język polskim jest pisany zwykłym drukiem w<br />
cudzysłowie, tytuł w języku angielskim – kursywą.<br />
2. T. Paryjczak, „Chromatografia gazowa…”, tłumaczenie tytułu na j. angielski kursywą, PWN, Warszawa<br />
1986.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
44 Instrukcje dla autorów<br />
(w przypadku, gdy tytuł pracy jest w innym języku, niż po angielsku, należy tytuł oryginalny napisać w języku<br />
oryginału, a następnie jego tłumaczenie na język angielski - kursywą)<br />
Wszystkie materiały:<br />
artykuł (w formacie .doc lub .rtf),<br />
dodatkowo zdjęcia i rysunki (w formacie JPG),<br />
prosimy przesyłać w formie plików, w jednej wiadomości na adres e-mail: psc1@onet.eu<br />
* * *<br />
Przesłany artykuł do <strong>CamSep</strong> podlega wstępnej ocenie przez Edytora, następnie przekazywany jest<br />
dwóm recenzentom do oceny. Recenzenci pozostają anonimowi.<br />
O przyjęciu artykułu do druku decyduje redakcja, w oparciu o przygotowaną recenzję. Jeśli w jej<br />
wyniku zachodzi konieczność poprawienia artykułu przez autora, to powinno to nastąpić w okresie nie<br />
dłuższym niż trzy tygodnie. Po tym terminie uważa się, że autor rezygnuje z publikacji lub gdy artykuł<br />
zostanie przesłany do redakcji podlegać on będzie ponownej ocenie.<br />
Po opublikowaniu autorzy bezpłatnie otrzymują elektroniczna wersję artykułu i właściwy nr <strong>CamSep</strong><br />
jako egzemplarz autorski.<br />
Ogłoszenia/reklamy mogą być publikowane za odpowiednią, wcześniej ustaloną, opłatą.<br />
Przepisy etyczne<br />
Ważne jest, aby uzgodnić standardy etycznych zachowań dla wszystkich zaangażowanych w<br />
działania publikacji: autora, redaktora czasopisma, recenzenta, wydawcy i społeczeństwa czasopism.<br />
Redaktorzy i recenzent są zobowiązani do zapewnienia, że reklama, przedruk lub inny przychód komercyjny,<br />
nie ma wpływu na decyzje redakcyjne. Nie mogą oni ujawniać żadnych informacji na temat przedstawionego<br />
rękopisu do kogokolwiek innego niż autora artykułu. Niepublikowane materiały, ujawnione w przedstawionej<br />
pracy, nie mogą być używane przez redaktorów/recenzentów, jako część własnych badań bez pisemnej<br />
zgody autora. Powielanie lub adaptacja opublikowany wcześniej tabel, rycin, ilustracji lub obszernych<br />
cytatów z innych źródeł, akceptowana jest tylko za posiadaniem odpowiedniej pisemnej zgody autora.<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Instrukcje dla autorów<br />
45<br />
Zapory ghostwriting i guest-autorship<br />
Zgodnie z wytycznymi MNiSzW (https://pbn.nauka.gov.pl/static-<br />
/doc/wyjasnienie_dotyczace_ghostwriting.pdf [dostęp 19.01. 2012 r.]). oraz dbając o rzetelność naukową<br />
publikacji Redakcja Camera Separatoria wdraża procedury wykluczające nieetyczne działania przy<br />
publikowaniu wyników badań. Warunkiem publikacji artykułu jest ich zachowanie przez Autorów. Przejawy<br />
braku rzetelności i działań nieetycznych będą dokumentowane przez redakcję. Po zakwalifikowaniu<br />
publikacji do druku Autor korespondujący zobowiązany jest do przesłania oświadczenia, że wszyscy<br />
współautorzy brali czynny udział w jej przygotowaniu i są współposiadaczami praw autorskich. Aby<br />
autorstwo było uzasadnione musi opierać się na istotnym wkładzie do (i) opracowania idei (koncepcji) pracy,<br />
(ii) wykonania eksperymentu, (iii) analizy i/lub interpretacji danych, (iv) opracowaniu artykułu i jego krytycznej<br />
oceny. Nie zalicza się do tego udziału działania polegającego jedynie na zbieraniu funduszy lub zbieraniu<br />
danych oraz nadzorowanie pracy. W oświadczeniu musi się także znajdować zapis o niepominięciu w<br />
składzie zespołu autorskiego nikogo, kto wniósł istotny wkład badawczy w powstanie pracy. Redakcja może<br />
dodatkowo zwrócić się Autorów o wskazanie tego z nich, który ma największy udział w publikacji i<br />
procentowego udziału pozostałych autorów, a także podania który z autorów jest twórcą koncepcji<br />
badawczej, metodyki badań, analizy wyników itd.<br />
.………………….…<br />
miejscowość, data<br />
………………..……………….<br />
imię i nazwisko (nr dow. os.)<br />
…………………………………………………..……..<br />
afiliacja<br />
…………………………………………………..……..<br />
adres do korespondencji, e-mail, nr telefonu<br />
Oświadczam, że zostałem poinformowany o zasadach związanych z zaporą ghostwriting i gues-tauthorship.<br />
W związku z tym wraz z manuskryptem publikacji poniżej załączam informacje o podmiotach<br />
przyczyniających się do jej powstania (wkład merytoryczny, rzeczowy, finansowy etc.), z podaniem ich<br />
afiliacji oraz udziału, tj. informacji kto jest autorem koncepcji, wykonawstwa eksperymentu, obliczeń i/lub<br />
wyprowadzenia wzorów, protokołu itp. oraz dane o źródłach finansowania publikacji (financialdisclosure).<br />
Jako osoba zgłaszająca manuskrypt do druku ponoszę odpowiedzialność za podanie danych zgodnych z<br />
prawdą. Zgłoszenie artykułu jest jednoznaczne z przekazaniem Redakcji praw do opublikowania artykułu w<br />
wersji papierowej i elektronicznej.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria
46 Instrukcje dla autorów<br />
Instructions for Authors and Editorial Policy<br />
Camera Separatoria is a scholarly and peer-reviewed journal (print and online) published 2 times per<br />
year which was founded in 2009. It is a continuation of the journal Postępy Chromatografii (Progress in<br />
Chromatography) devoted to the science, technique and technology of separation. It provides a medium for<br />
the publication of theoretical and experimental studies and reviews related to separation science:<br />
chromatography, electrophoresis, mass spectrometry, exctraction, electroseparation etc.<br />
Camera Separatoria publishes original (not published previously and are not currently under<br />
consideration by another journal except in the form of an abstract or as part of a published lecture, review, or<br />
thesis) and review papers from all branches of separation science, technique and technology. Additionally<br />
letters to the editor; expert opinions; information on instrumentation, book reviews and information about<br />
conferences as well as advertisements are also published. The journal welcomes contributions which<br />
promote the exchange of ideas and rational discourse between practicing educators and material<br />
researchers all over the world.<br />
The manuscript can be submitted to any editor, together with the cover letter, using e-mail. No<br />
limitation of the articles lengths are provided. The manuscript should be original, has not been published<br />
previously and should not be currently being considered by another journal.<br />
The manuscript can be submitted to any editor, together with the cover letter, using e-mail. No<br />
limitation of the articles lengths are provided.<br />
Manuscript should be prepared using MS-Word editor in the .doc/.docx format. Detailed rules are<br />
presented on http://www.uph.edu.pl/index.php/druki-firmowe/dokumenty-wydawnictwa-ap.html. It should be<br />
typed in single-spaced lines using Arial 10p. font with the overall page numbering (at the center of bottom<br />
margins). Tables (Arabic numeration, title in Polish and English, Arial 10p.), figures and figure captions<br />
(Arabic numeration, in Polish and English, Arial 8p.) and references can be placed directly to the text. The<br />
main heading appears in the following order:<br />
- list of Authors by first, middle names, surname (capital letters); the Corresponding Author’s name should be<br />
accompanied by an asterisk (*); if Authors are from more than one affiliation, use superscript numbers to<br />
link the Authors’ names and their affiliations,<br />
- list of affiliations and complete mailing addresses of the authors (including zip code, city, street, and<br />
number; for universities, the faculty or department should be given),<br />
- the title (should not exceed 20 words) of the article in Polish as well as English, (in all capital letters, Arial<br />
12p.),<br />
- if there is more than one affiliation, use asterisks to indicate the institute with which each author is affiliated,<br />
as it is presented below:<br />
Jan K. KOWALSKI, Karol ROBERT*<br />
Department of Separation Science, Institute of Chemistry<br />
ul. 1 Maja 3, 00-000 Warszawa<br />
*e-mail: camera@separatoria.eu<br />
I Podlaskie Spotkanie Chromatograficzne<br />
1 st Podlasie’s Chromatographic Meeting<br />
Body text…<br />
In the subsequent text, the following parts are is desirable: abstract (in Polish and English, Arial 8p.),<br />
keywords (about five, in Polish and English, Arial 8p.), introduction (review of literature and formulation the<br />
aim of the paper), experimental (reagents, apparatus, protocols, data analysis), results and discussion,<br />
conclusions, acknowledgments and literature. The SI units and nomenclature recommended by IUPAC<br />
should be used. References should be typed in the forms:<br />
1. J.K. Kowalski, K. Robert, Research of separation…, J. Sep. Sci., 44(2000)666.<br />
2. A. Adzik, in Fundamentals of Separation Science, K. Karol, ed., PTNoR, Reymontówka 2000.<br />
3. Polish standard PN – EN ISO 17993, text…<br />
4. S. Separator, Proceedings of 2 nd Podlachia’s Chromatographic Meeting, Kotuń-Chlewiska, Sep. 12-18,<br />
1987.<br />
in a list at the end of article and numbered in the order of appearance. Citation in the text should be denoted<br />
by number in square brackets.<br />
One of the Editor first evaluates the manuscript. Exceptionally it can be accepted at this stage. Those<br />
rejected at this stage are passed on to 2 experts for review. Acceptance for publication is subject to positive<br />
recommendation from the referees. The referees remains anonymous throughout the process. Reviewers<br />
are not supposed to contact the authors or to otherwise make their identity known. The referees are asked to<br />
evaluate the manuscript according to the below rules within 3 weeks. Authors have three months to correct<br />
Camera Separatoria Vol. 5, No 1/2013
Instrukcje dla autorów<br />
47<br />
the article after the reviewing process. After this time, the returned article is considered as newly received.<br />
The authors receive the electronic version of their paper and the proper volume of Camera Separatoria free<br />
of charge.<br />
Advertisements may be published according to the prescribed rates.<br />
* * *<br />
Ethical guidelines<br />
It is crucial to agree upon standards of expected ethical behavior for all involved in the act of<br />
publishing: author, editor, reviewer, publisher and society. Editors and reviewer are committed to ensuring<br />
that advertising, reprint or other commercial revenue has no impact or influence on editorial decisions. They<br />
must not disclose any information about a submitted manuscript to anyone other than the corresponding<br />
author. The unpublished materials disclosed in a submitted manuscript must not be used in an<br />
editor's/referee’s own research without the express written consent of the author. The reproduction or<br />
adaptation of previously published tables, figures, illustrations, or extensive quotations from other sources<br />
must obtain appropriate written permission.<br />
Vol. 5, No 1/2013<br />
Camera Separatoria