Redaktörer och recensenter av tidskriften Green Chemistry har lyft fram en ny studie från University of Texas i Arlington som undersöker hur man gör vanliga kemiska tekniker mer miljövänliga som en av dess "heta" artiklar för 2023.
UTA-forskare ledda av Daniel W. Armstrong, Welch Distinguished Professor of Chemistry and Biochemistry, fann att användning av kolsyrat vatten i kromatografi gör denna relativt vanliga kemiska teknik mer miljövänlig.
En teknik som fungerar genom att ta en blandning och separera den för att undersöka de enskilda komponenterna, kromatografi används ofta för att testa idrottares urin för prestationshöjande droger, analysera brottsplatsbevis som blod och tyg, testa ingredienserna i mat eller mäta mängden alkohol i drycker, bland många andra användningsområden. En enda kromatograf producerar ungefär en liter flytande avfall, med några större läkemedelsföretag som utför mer än 1 000 kromatografiska studier per dag.
Att använda kolsyrat vatten i kromatografi kan minska teknikens Analytical Method Greenness Score (AMGS). Ju mindre poäng, desto mer miljövänlig är processen, sa Armstrong.
"Vår forskning visar att användningen av enkelt kolsyrat vatten plus minimal matematisk bearbetning och optimala kolumngeometrier ger de lägsta AMGS-poängen som hittills rapporterats," sa Armstrong. "Detta visar att byte till kolsyrade vätskor istället för andra vätskor när det är möjligt kommer att bidra till att göra kromatografiprocessen säkrare för miljön."
Teamet fann också att det är lika snabbt och effektivt att använda kolsyrade vätskor som andra vätskor som används i kromatografi.
"Med användning av 38 aminosyror som en testklass av molekyler presenterades användbarheten av kolsyrade vätskor som ett grönt alternativ med hastigheter, effektiviteter och upplösningar som aldrig rapporterats," sa Armstrong. "Framtida arbete kommer att involvera att tillämpa det vi lärt oss om kolsyrade vätskor i kromatografi på andra metoder, som masspektrometri."
Denna studie korrigerade också den ursprungliga AMGS-ekvationen och utökade den till att täcka mer realistiska separationer inklusive kirala aminosyror. Forskningen noterade också att samma tillvägagångssätt skulle vara användbart för NASA, som har särskilda intressen i att utveckla lätta och små instrument för utomjordisk in situ kiral/achiral kemisk analys.
Medförfattare inkluderar M. Farooq Wahab, en forskningsingenjörsforskare, samt två studenter:Troy T. Handlovic och Bailey C. Glass. Handlovic fick en Bachelor of Science i kemi och Master of Science i farmaceutisk kemi från Fairleigh Dickinson University i Madison, New Jersey, innan han kom till UTA för att ta sin doktorsexamen. Glass, som kommer från Arlington, är en forskarassistent som studerar biokemi och planerar att fortsätta studera kemi i forskarskolan.
Mer information: Troy T. Handlovic et al, Optimization of analytical method greenness scores:a case study of amino acid enantioseparations with carbonated waterous systems, Green Chemistry (2023). DOI:10.1039/D3GC03005A
Journalinformation: Grön kemi
Tillhandahålls av University of Texas i Arlington
