Brug af kulsyreholdigt vand i kromatografi giver en grønnere proces, viser ny undersøgelse

Redaktører og anmeldere af tidsskriftet Green Chemistry har fremhævet en ny undersøgelse fra University of Texas i Arlington, der undersøger, hvordan man gør almindelige kemiske teknikker mere miljøvenlige som en af ​​dets "varme" artikler for 2023.

UTA-forskere ledet af Daniel W. Armstrong, Welch Distinguished Professor of Chemistry and Biochemistry, fandt ud af, at brug af kulsyreholdigt vand i kromatografi gør denne relativt almindelige kemiske teknik mere miljøvenlig.

En teknik, der virker ved at tage en blanding og adskille den for at undersøge de enkelte komponenter, kromatografi bruges i vid udstrækning til at teste atleters urin for præstationsfremmende stoffer, analysere gerningsstedets beviser såsom blod og klud, teste ingredienserne i mad eller måle. mængden af ​​alkohol i drikkevarer, blandt mange andre anvendelser. En enkelt kromatograf producerer omkring en liter flydende affald, og nogle store farmaceutiske virksomheder udfører mere end 1.000 kromatografiske undersøgelser om dagen.

Brug af kulsyreholdigt vand i kromatografi kan reducere teknikkens Analytical Method Greenness Score (AMGS). Jo mindre score, jo mere miljøvenlig er processen, sagde Armstrong.

"Vores forskning viser, at brugen af ​​simpelt kulsyreholdigt vand plus minimal matematisk behandling og optimale søjlegeometrier giver de laveste AMGS-scores, der endnu er rapporteret," sagde Armstrong. "Dette viser, at skift til kulsyreholdige væsker i stedet for andre væsker, når det er muligt, vil bidrage til at gøre processen med kromatografi sikrere for miljøet."

Holdet fandt også ud af, at det er lige så hurtigt og effektivt at bruge kulsyreholdige væsker som andre væsker, der bruges til kromatografi.

"Ved at bruge 38 aminosyrer som en testklasse af molekyler, blev nytten af ​​kulsyreholdige væsker som et grønt alternativ præsenteret ved hastigheder, effektiviteter og opløsninger, der aldrig blev rapporteret," sagde Armstrong. "Fremtidigt arbejde vil involvere at anvende det, vi har lært om kulsyreholdige væsker i kromatografi til andre metoder, såsom massespektrometri."

Denne undersøgelse korrigerede også den originale AMGS-ligning og udvidede den til at dække mere realistiske separationer, herunder chirale aminosyrer. Forskningen bemærkede også, at den samme tilgang ville være nyttig for NASA, som har særlige interesser i at udvikle lette og små instrumenter til udenjordisk in situ chiral/achiral kemisk analyse.

Medforfattere omfatter M. Farooq Wahab, en forskningsingeniør videnskabsmand, samt to studerende:Troy T. Handlovic og Bailey C. Glass. Handlovic modtog en Bachelor of Science i kemi og en Master of Science i farmaceutisk kemi fra Fairleigh Dickinson University i Madison, New Jersey, før han kom til UTA for at forfølge sin doktorgrad. Glass, der er fra Arlington, er en anden studerende undergraduate forskningsassistent, der studerer biokemi med planer om at fortsætte med at studere kemi på kandidatskolen.

Flere oplysninger: Troy T. Handlovic et al., Optimization of analytical method greenness scores:a case study of aminosyre enantioseparations with carbonated waterous systems, Green Chemistry (2023). DOI:10.1039/D3GC03005A

Journaloplysninger: Grøn kemi

Leveret af University of Texas i Arlington