Enantioselective separation systems in capillary electrophoresis

Abstract

Chirálními separačními systémy v kapilární zónové elektroforéze se zabývá řada vědeckých týmů po celém světě. Z tohoto důvodu je nezbytné vyvíjet i vhodné teoretické modely, pomocí kterých by bylo možno vysvětlit jevy spojené s chirální separací, či by umožňovaly optimalizovat separační podmínky. V této dizertační práci je navrženo několik teoretických modelů, které plně splňují tyto požadavky. První část práce je zaměřena na určování rychlostních konstant interkonverze pomocí dynamické kapilární elektroforézy. Byl navržen matematický model, který umožňuje určovat rychlostní konstanty interkonverze v systémech obsahujících směs chirálních selektorů. Takovéto systémy jsou velmi oblíbené, jelikož nabízejí lepší enantioseparační schopnosti. Z toho důvodu byl námi navržený teoretický model použit k objasnění separačního mechanismu v systémech se směsí chirálních selektorů a k ověření zavedených postupů pro optimalizaci chirálních separačních podmínek. Současně byl také ověřen separační mechanismus pro systémy se simultánní komplexací s boráty a cyklodextriny. Na závěr byl představen kompletní matematický model elektromigrace pro systémy s komplexujícími složkami. Tento model byl implementován do našeho simulačního programu Simul 5 Complex. Model byl ověřen experimentálně a použit k objasnění...

Chiral separation systems in capillary electrophoresis are in the scope of interest of many research groups all over the world. Therefore, the need to develop reliable theoretical models, which would help to explain phenomena connected with chiral separations or optimization of separation conditions, is obvious. In this thesis several mathematical models and approaches that can fulfill these requirements are presented. First part of the thesis deals with the determination of rate constants of interconversion of enantiomers by means of dynamic capillary electrophoresis. We focused on mixtures of chiral selectors and formulated a mathematical model, which enables to determine rate constants of interconversion in such systems. Mixtures of chiral selectors are very popular in separation practice due to their enhanced enantioselectivity. The theoretical model established in the thesis is able to explain the separation mechanisms of multi-chiral selector systems and to propose and verify possible ways of their optimization. In addition, the separation mechanism in systems with simultaneous cyclodextrin and borate complexation was revealed. Finally we present the complete mathematical model of electromigration in systems with complexation agents. The model is implemented into our simulation tool Simul 5...