Equilibrium and Kinetic Characteristics of Tryptophan Sorption onto FIBAN A-1 Fiber

Cover Page

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In the present study, the possibility of using a strong-base fibrous material FIBAN A-1 (Institute of Physical Organic Chemistry, National Academy of Sciences of Belarus, Belarus) as a sorbent to remove tryptophan from aqueous solutions is investigated. The capacity characteristics of the anion exchangers in the form of granules and fibers containing quaternary ammonium bases as functional groups with respect to the chosen amino acid are analyzed. The influence of the pH of the medium on the sorption of amino indolylpropanoic acid onto the A-1 fiber is determined. IR spectroscopy confirms the fact of the fixation of amino acids from solutions with pH ~5.0–5.5 due to the charge exchange of the zwitterion by the OH groups of the sorbent. The specific features of both the equilibrium and kinetics of tryptophan sorption from solutions with a pH close to the isoelectric point are studied. Based on the analysis of the isotherms of sorption of the amino acid at different temperatures, a monomolecular mechanism of the sorptive sorption process and its endothermic character are established. The kinetic characteristics of tryptophan sorption indicate a significant contribution of external diffusion to the velocity of the investigated process.

About the authors

E. V. Azarova

Voronezh State University

Email: i.voronyuk@yandex.ru
394018, Voronezh, Russia

I. V. Voronyuk

Voronezh State University

Email: i.voronyuk@yandex.ru
394018, Voronezh, Russia

T. V. Eliseeva

Voronezh State University

Author for correspondence.
Email: i.voronyuk@yandex.ru
394018, Voronezh, Russia

References

  1. Ионообменные методы очистки веществ / Под ред. Чикина Г.А., Мягкого О.Н. Воронеж: ВГУ, 1984. 372 с.
  2. Демин А.А., Чернова И.А., Шатаева Л.К. Ионообменная сорбция биологически активных веществ. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2008. 154 с.
  3. Гапеев А.А., Бондарева Л.П., Астапов А.В., Корниенко Т.С. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. № 4. С. 436–441. https://doi.org/10.7868/S0044185616040112
  4. Котова Д.Л., Крысанова Т.А., Домарева Н.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2006. Т. 6. № 2. С. 323–327.
  5. Харина А.Ю., Елисеева Т.В., Селеменев В.Ф. // Журн. физической химии. 2021. Т. 95. № 10. С. 1571–1577. https://doi.org/10.31857/S0044453721100125
  6. Куваева З.И., Каранкевич Е.Г. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2021. Т. 57. № 3. С. 278–285. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-3-278-285
  7. Хохлова О.Н., Хохлов В.Ю., Лисицына С.А. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2022. Т. 22. № 1. С. 34–40. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9018
  8. Хохлов В.Ю. Диссертация … доктора химических наук: 02.00.04 – физическая химия. Воронеж, 2008. 315 с.
  9. Хохлова О.Н., Каширцева Е.Р., Хохлов В.Ю., Трунаева Е.С. // Журн. физической химии. 2021. Т. 95. № 4. С. 581–587. https://doi.org/10.31857/S0044453721040130
  10. Селеменев В.Ф., Беланова Н.А., Назарова А.А. и др. // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2022. № 4. С. 36–43.
  11. Перегудов Ю.С., Бондарева Л.П., Обидов Б.А., Нифталиев С.И. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2021. Т. 57. № 6. С. 588–594. https://doi.org/10.31857/S0044185621060164
  12. Перегудов Ю.С., Плотникова С.Е., Горбунова Е.М. и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 3. С. 347–359. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3468
  13. Дрогобужская С.В., Широкая А.А., Соловьев С.А. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2019. Т. 62. № 11. С. 117–125. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196211.5982
  14. Буцких Е.А., Воронюк И.В., Елисеева Т.В. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 2. С. 133–138.
  15. PubChem National cent for biotechnology information Tryptophan: [сайт]. – URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Tryptophan (дата обращения 24.01.2023).
  16. Purolite® – Пьюролайт A520E https://www.purolite.com/product/ru/a520e (дата обращения 24.01.2023).
  17. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси. ФИБАН А-1. Свойства. URL: http://ifoch.by/research/fiban/A1.html (дата обращения 21.01.2022).
  18. Углянская В.А., Чикин Г.А., Селеменев В.Ф. Инфракрасная спектроскопия ионообменных материалов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1989. 208 с.
  19. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: “Высшая школа”. 1971. 264 с.
  20. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел / Ред. Парфит Г., Рочестер К. М.: Мир. 1986. 488 с.
  21. Гельферих Ф. Иониты. М.: ИЛ, 1962. 490 с.
  22. Самсонов Г.В., Тростянская Е.В., Елькин Г.Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. Л.: Наука, 1969. 336 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (59KB)
3.

Download (40KB)
4.

Download (124KB)
5.

Download (25KB)
6.

Download (63KB)
7.

Download (55KB)
8.

Download (159KB)

Copyright (c) 2023 Е.В. Азарова, И.В. Воронюк, Т.В. Елисеева