Kõrgefektiivne kromatograafia. Looduslike ja reovee saasteainete kõrgefektiivne vedelikkromatograafia

(peamiselt intermolekulaarsed) faasiliideses. HPLC on analüüsimeetodina osa meetodite grupist, mis hõlmab uuritavate objektide keerukuse tõttu esialgse komplekssegu eelnevat eraldamist suhteliselt lihtsateks. Saadud lihtsaid segusid analüüsitakse seejärel tavapäraste füüsikalis-keemiliste meetodite või kromatograafia jaoks välja töötatud erimeetodite abil.

HPLC meetodit kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu keemia, naftakeemia, bioloogia, biotehnoloogia, meditsiin, toiduainetööstus, keskkonnakaitse, ravimitootmine ja paljud teised.

Analüüsitavate või eraldatud ainete eraldamise mehhanismi järgi jaguneb HPLC adsorptsiooniks, jaotumiseks, ioonivahetuseks, välistamiseks, ligandivahetuseks ja muuks.

Tuleb meeles pidada, et praktilises töös ei toimu eraldamine sageli mitte ühe, vaid mitme mehhanismi kaudu samaaegselt. Seega võivad välistamise eraldamise keeruliseks muuta adsorptsiooniefektid, adsorptsiooni eraldamine jaotusefektide tõttu ja vastupidi. Veelgi enam, mida suurem on erinevus proovis olevate ainete vahel ionisatsiooniastme, aluselisuse või happesuse, molekulmassi, polariseeritavuse ja muude parameetrite osas, seda suurem on selliste ainete erineva eraldusmehhanismi tõenäosus.

Normaalfaasi HPLC

Statsionaarne faas on polaarsem kui liikuv faas, seetõttu on eluendis ülekaalus mittepolaarne lahusti:

• Heksaan:isopropanool = 95:5 (madala polaarsusega ainete puhul)
• Kloroform:metanool = 95:5 (keskpolaarsete ainete puhul)
• Kloroform:metanool = 80:20 (väga polaarsete ainete puhul)

Pöördfaasi HPLC

Statsionaarne faas on vähem polaarne kui liikuv faas, seega sisaldab eluent peaaegu alati vett. Sel juhul on alati võimalik tagada BAS-i täielik lahustumine liikuvas faasis, peaaegu alati on võimalik kasutada UV-detektorit, peaaegu kõik liikuvad faasid on omavahel segunevad, saab kasutada gradientelueerimist, kolonni saab kiiresti uuesti -tasakaalustatud, saab kolonni regenereerida.

Tavalised pöördfaasi HPLC eluendid on:

• Atsetonitriil: vesi
• Metanool: vesi
• Isopropanool: vesi

Maatriksid HPLC jaoks

HPLC-s kasutatavad maatriksid on anorgaanilised ühendid, nagu silikageel või alumiiniumoksiid, või orgaanilised polümeerid, nagu polüstüreen (ristseotud divinüülbenseeniga) või polümetakrülaat. Silikageel on nüüd muidugi üldtunnustatud.

Maatriksi peamised omadused:

• osakeste suurus (µm);
• Sisemine pooride suurus (Å, nm).

Silikageeli valmistamine HPLC jaoks:

1. Polüränihappe mikrosfääride vormimine;
2. Silikageeli osakeste kuivatamine;
3. Õhu eraldamine.

Sorbeerivad osakesed:

• Tavaline (sfääriline): suurem survekindlus, kõrgem hind;
• Mittesfääriline: madalam rõhukindlus.

Poori suurus HPLC-s on üks olulisemaid parameetreid. Mida väiksem on pooride suurus, seda halvem on nende läbilaskvus elueeritud ainete molekulide suhtes. Ja seetõttu, seda halvem on sorbentide sorptsioonivõime. Mida suuremad on poorid, seda väiksem on esiteks sorbendiosakeste mehaaniline stabiilsus ja teiseks, mida väiksem on sorptsioonipind, seda halvem on efektiivsus.

Statsionaarse faasi vaktsineerimine

Normaalfaasi HPLC:

• Statsionaarne faas propüülnitriili pookimisega (nitriil);
• Statsionaarne faas propüülamiini pookimisega (amiin).

Pöördfaasi HPLC:

• Statsionaarne faas alküülpookimisega;
• Statsionaarne faas alküülsilüülpookimisega.

Otsakate on sorbendi pookimata alade kaitsmine täiendava pookimisega "väikeste" molekulidega. Hüdrofoobne otsakate (C1, C2): suurem selektiivsus, halvem märguvus; hüdrofiilne otsakate (diool): madalam selektiivsus, suurem märguvus.

HPLC detektorid

• UV
• Dioodi maatriks
• Fluorestseeruv
• Elektrokeemiline
• Refraktomeetriline
• Massi valikuline

Lingid

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Vaadake, mis on "High Performance Liquid Chromatography" teistes sõnaraamatutes:

kõrgsurvevedelikkromatograafia- - [A.S. Goldberg. Inglise-vene energiasõnastik. 2006] Teemad: energia üldiselt EN kõrgsurvevedelikkromatograafia HPLC ... Tehniline tõlkija juhend

Termin kõrgsurvevedelikkromatograafia Mõiste inglise keeles high performance liquid chromatography Sünonüümid Lühendid HPLC, HPLC Seotud terminid adsorptsioon, oligopeptiid, proteoomika, sorbent, fullereen, endoeedriline, kromatograafia... ...

Vedelikkromatograafia, milles eraldamise efektiivsuse suurendamiseks pumbatakse rõhu all (rohkem kui 3x107 Pa) lahusti (eluent) läbi väikese läbimõõduga (kuni 1 μm) osakestega sorbendiga täidetud kolonnide ning kasutatakse ka perfusioonifiltreid. kasutatud......

Kromatograafia tüüp, milles vedelik (eluent) toimib liikuva faasina ja statsionaarse faasina. sorbent, televiisor kandja, mille pinnale kantakse vedelik või geel. Viia läbi sorbendiga täidetud kolonnis (kolonnkromatograafia) tasasel... ... Loodusteadus. entsüklopeediline sõnaraamat

- [κρώμα (υrum) värv] protsess, mis põhineb segu üksikute komponentide (vedel või gaasiline) ebavõrdsel võimel jääda adsorbendi pinnale nii nende neelamisel kandevoolust kui ka siis, kui ... ... Geoloogiline entsüklopeedia

- (teisest kreeka keelest ... Wikipediast

Mõiste kromatograafia Mõiste inglise keeles kromatograafia Sünonüümid Lühendid Seotud terminid kõrgsurvevedelikkromatograafia, klatraat, kiibil olev labor, poromeetria, proteoom, proteoomika, sorbent, ensüüm, fullereen, endoeedri... ... Nanotehnoloogia entsüklopeediline sõnastik

Vedelikkromatograafia, mis põhineb lagunemisel. eraldatud ioonide võime ioonivahetuseks fikseeritud. sorbendid, mis tekivad viimaste ionogeensete rühmade dissotsiatsiooni tulemusena. Katioonivaheteid kasutatakse katioonide eraldamiseks,... Keemia entsüklopeedia

HPLC- kõrgefektiivne vedelikkromatograafia… Venekeelsete lühendite sõnastik

Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on üks tõhusamaid meetodeid keerukate ainete segude eraldamiseks, mida kasutatakse laialdaselt nii analüütilises keemias kui ka keemiatehnoloogias. Kromatograafilise eraldamise aluseks on osalemine ... Wikipedia

Raamatud

• Praktiline kõrgjõudlusega vedelikkromatograafia, Veronica R. Mayer. Tutvustame lugejale raamatu 5. trükki, mida on täiendatud kaasaegsete meetodite ja seadmetega. Raamatus on palju täiustatud ja lisatud on palju viiteid. Need kohad tekstis, kus...

Vedelikkromatograafia on meetod keerukate ainete segude eraldamiseks ja analüüsimiseks, milles liikuva faasina on vedelik. Seda saab kasutada laiema hulga ainete eraldamiseks kui gaaskromatograafia. Selle põhjuseks on asjaolu, et enamik aineid ei ole lenduvad, paljud neist on kõrgel temperatuuril ebastabiilsed (eriti kõrgmolekulaarsed ühendid) ja lagunevad gaasilisse olekusse muutumisel. Ainete eraldamine vedelikkromatograafia abil toimub kõige sagedamini toatemperatuuril.

Igat tüüpi vedelikkromatograafia omadused tulenevad asjaolust, et selles olev liikuv faas on vedel ning komponentide sorptsioon gaasilisest ja vedelast eluendist toimub erinevalt. Kui gaaskromatograafias täidab kandegaas ainult transpordifunktsiooni ja seda ei sorbeeri statsionaarne faas, siis vedelikkromatograafias on aktiivne eluent vedel liikuv faas, mille molekule saab sorbeerida statsionaarne faas. Kolonni läbimisel peavad eluendis paiknevad analüüsitava segu komponentide molekulid tõrjuma eluendi molekulid sorbendi pinnakihist välja, mis viib analüüdi molekulide interaktsioonienergia vähenemiseni. koos sorbendi pinnaga. Seetõttu on säilinud mahtude väärtused V R, võrdeline süsteemi vaba energia muutusega, on vedelikkromatograafias väiksem kui gaaskromatograafias ning sorptsiooniisotermi lineaarsuse vahemik vedelikkromatograafias on laiem.

Erinevaid eluente kasutades saab muuta kromatograafilise süsteemi retentsiooniparameetreid ja selektiivsust. Vedelikkromatograafia selektiivsust ei määra erinevalt gaasikromatograafiast mitte üks, vaid kaks tegurit - liikuva (eluendi) ja statsionaarse faasi olemus.

Vedelal liikuval faasil on suurem tihedus ja viskoossus kui gaasilisel faasil, difusioonikoefitsiendid D ja 3–4 suurusjärku madalam kui gaasis. See põhjustab vedelikkromatograafias aeglasema massiülekande võrreldes gaasikromatograafiaga. Van Deemteri võrrand tuleneb asjaolust, et termin IN ei mängi vedelikkromatograafias rolli ( D ja  D G), muutub ka efektiivsuse graafiline sõltuvus N alates liikuva faasi lineaarsest voolukiirusest on joonisel fig. 1.9.

Kolonnvedelikkromatograafia klassikalises versioonis viiakse eluendis lahustunud analüüsitud proov 1–2 m kõrgusesse klaaskolonni, täidetakse 100 μm osakeste suurusega sorbendi ja eluendiga ning eluent lastakse läbi. , valides kolonni väljapääsu juures eluaadi osad. Seda vedelikkromatograafia versiooni kasutatakse endiselt laboripraktikas, kuid kuna eluendi läbilaskekiirus gravitatsiooni mõjul on väike, on analüüs pikk.

Vedelikkromatograafia kaasaegne versioon, nn kõrgjõudlusega vedelikkromatograafia HPLC, kasutab mahulisi ja pindmiselt poorseid sorbente osakeste suurusega 5–10 mikronit, süsteemirõhku kuni 400 atm tagavaid sissepritsepumpasid ja ülitundlikke detektoreid. Kiire massiülekanne ja kõrge eraldusefektiivsus võimaldavad kasutada HPLC-d molekulide eraldamiseks (vedelik adsorptsioon ja vedelik-vedelik jaotuskromatograafia), ioonide eraldamiseks (ioonivahetus, ioon, ioonpaarkromatograafia), makromolekulid (suuruskromatograafia).

1.3. LAHUSTITE PIDEVUS JA TUGUS

Et analüüsitavad ained kolonnil eralduks, nagu eelpool mainitud, peab läbilaskevõime koefitsient k" olema suurem kui 0, st ained peavad jääma statsionaarse faasi ehk sorbendi poolt. Mahuteguri koefitsient aga ei tohiks olla liiga suur, et saada vastuvõetav elueerimisaeg. Kui antud ainete segu jaoks valitakse statsionaarne faas, mis neid säilitab, siis edasine töö analüüsimeetodi väljatöötamisel seisneb selles, et valitakse lahusti, mis ideaalis pakuks teistsugust, kuid vastuvõetavat mitte väga suur k ". See saavutatakse lahusti elueerimistugevuse muutmisega.

Adsorptsioonkromatograafia puhul silikageelil või alumiiniumoksiidil suurendatakse reeglina kahekomponendilise lahusti (näiteks heksaani isopropanooli lisamisega) tugevust polaarse komponendi (isopropanooli) sisalduse suurendamisega, või vähendatakse isopropanooli sisaldust vähendades. Kui polaarse komponendi sisaldus muutub liiga madalaks (alla 0,1%), tuleks see asendada nõrgema elueerimisjõuga. Sama tehakse, asendades kas polaarse või mittepolaarse komponendi teistega, isegi kui see süsteem ei taga soovitud selektiivsust segu huvipakkuvate komponentide suhtes. Lahustisüsteemide valikul arvestatakse nii segu komponentide lahustuvust kui ka erinevate autorite koostatud lahustite eluotroopset seeriat.

Poogitud polaarsete faaside (nitriil, amino, diool, nitro jne) kasutamisel valitakse lahusti tugevus ligikaudu samal viisil, võttes arvesse võimalikke keemilisi reaktsioone ja välistades faasile ohtlikud lahustid (näiteks aldehüüdid ja ketoonid). aminofaasi jaoks).

Pöördfaasikromatograafia puhul suurendatakse lahusti tugevust eluendis orgaanilise komponendi (metanool, atsetonitriil või THF) sisalduse suurendamisega ja vähendatakse vee lisamisega. Kui soovitud selektiivsust ei ole võimalik saavutada, kasutatakse mõnda muud orgaanilist komponenti või proovitakse seda muuta erinevate lisandite (happed, ioonpaarreagendid jne) abil.

Ioonivahetuskromatograafiaga eraldamisel muudetakse lahusti tugevust puhverlahuse kontsentratsiooni suurendamise või vähendamise või pH muutmise teel, mõnel juhul kasutatakse modifikatsiooni orgaaniliste ainetega.

Kuid eriti keerukate looduslike ja bioloogiliste segude puhul ei ole sageli võimalik valida lahusti tugevust nii, et kõik proovi komponendid elueeruksid vastuvõetava aja jooksul. Siis tuleb kasutada gradientelueerimist, st. kasutada lahustit, mille elueerimistugevus analüüsiprotsessi käigus muutub nii, et see vastavalt etteantud programmile pidevalt suureneb. See meetod võimaldab saavutada keeruliste segude kõigi komponentide elueerimise suhteliselt lühikese aja jooksul ja nende eraldamist komponentideks kitsaste piikide kujul.

1.6.1. Adsorptsioonvedelikkromatograafia. Adsorptsioonvedelikkromatograafia, olenevalt statsionaarse ja liikuva faasi polaarsusest, jaguneb normaalfaasi (NPC) ja pöördfaasi (RPC) kromatograafiaks. NPC-s kasutatakse polaarset adsorbenti ja mittepolaarseid liikuvaid faase; OPC-s kasutatakse mittepolaarset adsorbenti ja polaarseid liikuvaid faase, kuid mõlema variandi puhul on liikuva faasi valik sageli olulisem kui liikuva faasi valik. statsionaarne faas. Statsionaarne faas peab säilitama eraldatavad ained. Liikuv faas, st lahusti, peab tagama erineva kolonni võimsuse ja tõhusa eraldamise vastuvõetava aja jooksul.

Adkasutatakse statsionaarse faasina polaarseid ja mittepolaarseid peendispersseid poorseid materjale, mille eripindala on üle 50 m 2 /g. Polaarsete adsorbentide (SiO 2, Al 2 O 3, florisil jt) pinnal on nõrgad happerühmad, mis võivad säilitada aluseliste omadustega aineid. Neid adsorbente kasutatakse peamiselt mittepolaarsete ja mõõdukalt polaarsete ühendite eraldamiseks. Nende puuduseks on nende kõrge tundlikkus kasutatud eluentide veesisalduse suhtes. Selle puuduse kõrvaldamiseks töödeldakse polaarseid sorbente amiinide, dioolide ja muude reagentidega, mille tulemuseks on nende reaktiivide pinnale siirdamine, pinna modifitseerimine ja analüütide selektiivsuse muutus.

Mittepolaarsed adsorbendid (grafitiseeritud tahm, kobediatomiit, diiselguur) on polaarsete molekulide suhtes mitteselektiivsed. Mittepolaarsete adsorbentide saamiseks poogitakse sageli näiteks silikageeli pinnale mittepolaarsed rühmad, näiteks alküülsilüül-SiR3, kus Ralküülrühmad on C2C22.

Liikuv faas peab analüüsitava proovi täielikult lahustuma, olema madala viskoossusega (et difusioonikoefitsiendid oleksid piisavalt suured) ja on soovitav, et sellest oleks võimalik eraldada eraldatud komponendid. See peab olema kromatograafi kõigi osade materjalide suhtes inertne, ohutu, odav ja detektorile sobiv.

Vedelikkromatograafias kasutatavate liikuvate faaside elueerimistugevus on erinev. Lahusti elueerimisjõud näitab, mitu korda on antud eluendi sorptsioonienergia antud adsorbendil suurem kui standardiks valitud eluendi, näiteks n-heptaani, sorptsioonienergia. Statsionaarne faas adsorbeerib nõrgad lahustid halvasti, seetõttu on sorbeeritud ainete (sorbaadi) jaotuskoefitsiendid kõrged. Vastupidi, tugevad lahustid adsorbeeruvad hästi, seega on sorbaadi jaotuskoefitsiendid madalad. Mida tugevam on lahusti, seda suurem on analüüsitava proovi lahustuvus selles ja seda tugevam on lahusti-sorbaadi interaktsioon.

Kõrge eraldusefektiivsuse tagamiseks kolonnis on vaja valida liikuv faas, mille polaarsus on valitud eraldustingimustes segu eraldamiseks optimaalne. Tavaliselt valitakse esmalt statsionaarne faas, mille polaarsus on lähedane eraldatavate komponentide polaarsusele. Seejärel valitakse mobiilne faas, tagades võimsuskoefitsiendi k" osutus vahemikku 2 kuni 5. Kui liikuva faasi polaarsus on liiga lähedal statsionaarse faasi polaarsusele, jääb komponentide retentsiooniaeg liiga lühikeseks ning kui liikuva ja statsionaarse faasi polaarsus faasid on väga erinevad, muutub säilitusaeg liiga pikaks.

Liikuvate faaside valimisel juhindutakse nn eluotroopsest seeriast, mis põhineb polaarsusindeksite kasutamisel Snyder R", mis jagab kõik lahustid tugevateks (polaarseteks) ja nõrkadeks (nõrgalt polaarseteks ja mittepolaarseteks). Polaarsuse skaala põhineb liikuvate faasidena kasutatavate ainete lahustuvusel dioksaanis, nitrometaanis ja etanoolis.

Tabelis 1.2 on näidatud polaarsusindeksite ja elueerimisjõu väärtused (SiO 2 suhtes) mitmete vedelikkromatograafias liikuvate faasidena kõige sagedamini kasutatavate lahustite puhul. Siin on näidatud ka nende lahustite läbipaistvuse lühilainepikkuse piirid, mis hõlbustab segu komponentide tuvastamise tingimuste valikut.

Tabel 1.2

Vedelikkromatograafias kasutatavate lahustite omadused

Lahusti	Polaarsuse indeks	Elueerimisjõud (SiO 2)	Lühikese lainepikkuse läbipaistvuse piirang
Fluoroalkaan
Tsükloheksaan
n- Heksaan
Süsiniktetrakloriid
Diisopropüüleeter
Dietüüleeter
diklorometaan
Tetrahüdrofuraan
Kloroform
Äädikhape
Atsetonitriil
Nitrometaan

Vedelikkromatograafias kasutatakse sageli nende segusid, mitte üksikuid lahusteid. Sageli mõne teise lahusti, eriti vee, väikesed lisamised suurendavad oluliselt eluendi tugevust.

Mitmekomponentsete segude eraldamisel ei pruugi üks liikuv faas eluendina eraldada kõiki proovi komponente vastuvõetava aja jooksul. Sel juhul kasutatakse astmelist või gradientelueerimise meetodit, mille puhul kasutatakse kromatograafilise protsessi käigus järjest tugevamaid eluente, mis võimaldab elueerida väga peetavaid aineid lühema ajaga.

Vedelikkromatograafias on mõned empiiriline reeglid, mis on eluendi valimisel väga kasulikud:

- ühendi sorptsioon suureneb reeglina koos kaksiksideme ja OH-rühmade arvu suurenemisega selles;

 sorptsioon väheneb mitmetes orgaanilistes ühendites: happed alkoholidaldehüüdidketoonidestridküllastumata süsivesinikudküllastunud süsivesinikud;

 erineva polaarsusega ainete ja eri klasside ainete eraldamiseks kasutatakse normaalfaasi kromatograafiat: analüüsitud proov lahustatakse ja elueeritakse mittepolaarse eluendiga, erinevate klasside ühendid väljuvad kolonnist koos polaarse adsorbendiga erinevatel aegadel, samas kui erinevate funktsionaalrühmadega ühendite retentsiooniaeg pikeneb üleminekul mittepolaarsetelt ühenditelt nõrgalt polaarsetele. Väga polaarsete molekulide retentsiooniajad on nii pikad, et analüüs ei ole võimalik mittepolaarse eluendiga. Polaarsete komponentide retentsiooniaja vähendamiseks lülituge polaarsetele eluentidele;

 pöördfaasilises versioonis adsorbeerib statsionaarne faas (mittepolaarne adsorbent) tugevamalt mittepolaarset komponenti polaarsetest eluentidest, näiteks veest;

- Vähendades eluendi polaarsust vähempolaarse lahusti lisamisega, saab vähendada komponentide peetust.

1.6.2. Jaotusvedelikkromatograafia. Jaotus- ehk vedelik-vedelikkromatograafias on analüüsitava proovi komponentide eraldumine tingitud nende jaotuskoefitsientide erinevusest kahe segunematu vedela faasi vahel, millest üks on statsionaarne ja asub tahke aine pinnal või poorides. statsionaarne kandja ja teine ​​on mobiilne.

Oma keemilise struktuuri poolest erinevate ainete kahe faasi vahelist erinevat jaotumist määravate interaktsioonijõudude olemuse poolest sarnaneb jaotuskromatograafia adsorptsioonkromatograafiaga, st ka siin põhineb eraldamine ainete erinevusel. molekulidevahelise interaktsiooni jõud analüüsitava proovi komponentide ning statsionaarse ja liikuva vedelikufaasi vahel.

Sõltuvalt tehnikast võib jaotuskromatograafia, nagu ka adsorptsioonkromatograafia, olla kolonn- või tasapinnaline (paber- või õhukesekihiline).

Tahkete kandjatena kasutatakse aineid, mis on ükskõiksed analüüsitava proovi liikuva lahusti ja komponentide suhtes, kuid suudavad säilitada statsionaarset faasi pinnal ja poorides. Kõige sagedamini kasutatakse kandjatena polaarseid aineid (tselluloos, silikageel, tärklis). Nendele kantakse statsionaarne faas – polaarne lahusti, enamasti vesi või alkohol. Sel juhul kasutatakse liikuvate faasidena vähempolaarseid või mittepolaarseid aineid (alkoholid, amiinid, ketoonid, süsivesinikud jne). Seda tüüpi jaotuskromatograafiat nimetatakse normaalfaas. Seda kasutatakse polaarsete ainete eraldamiseks.

Jaotuskromatograafia teine ​​versioon erineb selle poolest, et statsionaarse tahke faasina kasutatakse mittepolaarseid kandjaid (kummi, fluoroplasti, hüdrofobiseeritud silikageeli), mittepolaarseid lahusteid (süsivesinikke) statsionaarse vedela faasina ja polaarseid lahusteid (alkohole). , aldehüüdid) kasutatakse liikuva vedelfaasina, ketoonid jne, sageli vesi). Seda jaotuskromatograafia versiooni nimetatakse vastupidine faas ja seda kasutatakse mittepolaarsete ainete eraldamiseks.

Analüüsitava proovi komponentide optimaalse eraldatuse saavutamiseks on mobiilse faasi valik väga oluline. Lahustid (liikuv ja statsionaarne vedelfaas) tuleb valida nii, et segu komponentide jaotuskoefitsiendid erineksid üsna oluliselt. Vedelfaasidele kehtivad järgmised nõuded: nõuded:

1) kasutatavad lahustid peavad lahustama eraldatavaid aineid hästi ning nende lahustuvus statsionaarses faasis peab olema suurem kui liikuvas faasis;

2) liikuva ja statsionaarse faasina kasutatavad lahustid peavad olema vastastikku küllastunud, st lahusti koostis peab olema kolonni läbimisel konstantne;

3) liikuva faasina kasutatavate lahustite koostoime statsionaarse faasiga peaks olema minimaalne.

Kõige sagedamini ei kasutata jaotusvedelikkromatograafias liikuvate vedelate faasidena üksikuid aineid, vaid nende erinevates suhetes segusid. See võimaldab reguleerida liikuva faasi polaarsust, muuta liikuva ja statsionaarse faasi polaarsuse suhet ning saavutada optimaalsed tingimused konkreetse analüüsitava segu komponentide eraldamiseks.

Selle kromatograafilise meetodi oluliseks puuduseks on see, et rakendatud statsionaarne vedelfaas pestakse kandjalt kiiresti maha. Selle kõrvaldamiseks küllastatakse liikuva faasina kasutatav lahusti statsionaarse vedelfaasina kasutatava ainega või stabiliseeritakse statsionaarne vedel faas, pookides selle kandjale.

Eraldi vedelikkromatograafia variatsioon on laialdaselt kasutatav HPLC meetod.

Kõige levinumad kromatograafilised süsteemid on süsteemid, millel on mooduli koostamise põhimõte. Eraldi moodulitena on saadaval pumbad, degaseerimisseadmed, detektorid, jaoturid (autosamplerid), kolonntermostaadid, fraktsioonikollektorid, kromatograafiasüsteemi juhtseadmed ja salvestusseadmed. Lai valik mooduleid võimaldab paindlikult lahendada erinevaid analüütilisi probleeme ning vajadusel kiiresti muuta süsteemi konfiguratsiooni minimaalsete kuludega. Samal ajal toodetakse ka monomodulaarseid (integreeritud) LC-sid, mille peamiseks eeliseks on üksikute üksuste miniatuursus ja seadme kompaktsus.

Sõltuvalt elueerimismeetodist jagatakse vedelikkromatograafid isokraat- ja gradientkromatograafideks.

Isokraatilise kromatograafi skeem

Liikuv faas mahutist (1) läbi sisselaskefiltri (9) juhitakse täppis-kõrgsurvepumba (2) abil proovi süstimissüsteemi (3) - käsitsi pihusti või automaatne proovivõtuseade ning sinna juhitakse ka proov. . Järgmisena siseneb liikuva faasi vooluga proov läbi sisefiltri (8) eralduselemendi (elementide) (4) kaudu - läbi eelkolonni eralduskolonni. Seejärel siseneb eluaat detektorisse (5) ja eemaldatakse äravooluanumasse (7). Kui eluaat voolab läbi detektori mõõteahela, salvestatakse kromatogramm ja andmed edastatakse analoogsalvestisse (salvesti) (6) või mõnda teise kromatograafiliste andmete kogumise ja töötlemise süsteemi (integraator või arvuti). Olenevalt funktsionaalsete moodulite konstruktsioonist saab süsteemi juhtida juhtmooduli klaviatuurilt (tavaliselt pumba või süsteemi kontrolleriga), iga süsteemimooduli klaviatuurilt või personaalarvuti juhtimisprogrammiga.

Gradientelueerimise puhul kasutatakse kahte põhimõtteliselt erinevat tüüpi vedelikkromatograafi. Need erinevad liikuva faasi koostise gradiendi moodustumise koha poolest.

Gradientkromatograafi skeem koos liikuva faasi koostise gradiendi moodustamisega madalrõhuliinil.

Mobiilne faas mahutitest (1) läbi sisendfiltrite (9) ja gradientprogrammeerija (10) tarnitakse täppis-kõrgsurvepumba (2) abil proovi sissepritsesüsteemi (3) - käsitsi pihusti või automaatne proovivõttur ja seal tutvustatakse ka näidist. Gradiendi programmeerimisventiilide tööd juhib kas süsteemi juhtmoodul (pump või kontroller) või arvuti juhtimisprogramm. Seda tüüpi süsteemid moodustavad binaarse, kolmemõõtmelise ja neljamõõtmelise gradiendi. Gradienditöötlusfunktsiooni vorm sõltub konkreetsest juhtimismoodulist või juhtimisprogrammist, samuti juhitava ja juhtmooduli funktsionaalsusest. Järgmisena siseneb liikuva faasi vooluga proov läbi sisefiltri (8) eralduselemendi (elementide) (4) kaudu - läbi eelkolonni eralduskolonni. Seejärel siseneb eluaat detektorisse (5) ja eemaldatakse äravooluanumasse (7). Kui eluaat voolab läbi detektori mõõteahela, salvestatakse kromatogramm ja andmed edastatakse analoogsalvestisse (salvesti) (6) või mõnda teise kromatograafiliste andmete kogumise ja töötlemise süsteemi (integraator või arvuti). Olenevalt funktsionaalmoodulite konstruktsioonist saab süsteemi juhtida juhtmooduli klaviatuurilt (tavaliselt pumba või süsteemi kontrolleriga) või teostada juhtimisprogrammiga personaalarvutist. Juhtmooduli abil juhtimise korral on võimalik detektorit iseseisvalt juhtida oma klaviatuurilt.

Vaatamata selliste süsteemide näilisele atraktiivsusele (need kasutavad ainult ühte täppis-kõrgsurvepumpa), on neil süsteemidel mitmeid puudusi, millest peamine on ehk range vajadus mobiilse faasi komponentide põhjaliku degaseerimise järele juba enne madalrõhu segisti (gradientprogrammeerija kamber). See viiakse läbi spetsiaalsete läbivooludega degasaatorite abil. Selle asjaolu tõttu on nende maksumus võrreldav teist tüüpi gradientsüsteemidega - süsteemidega, kus kõrgsurveliinil moodustub liikuva faasi gradientkompositsioon.

Põhiline erinevus kõrgsurveliinil liikuva faasi gradientkompositsiooni moodustavate süsteemide vahel on komponentide segamine kõrgsurveliinis; loomulikult määrab selle lähenemisviisi korral täppispumpade arvu paakide arv. liikuva faasi segamiseks. Selle lähenemisviisiga vähenevad oluliselt nõuded komponentide põhjalikuks degaseerimiseks.

Gradientkromatograafi skeem koos liikuva faasi koostise gradiendi moodustamisega kõrgsurveliinil.

Mobiilne faas mahutitest (1) läbi sisendfiltrite (9) juhitakse täppiskõrgsurvepumpadega (2 ja 11) läbi staatilise või dünaamilise voolusegisti (10) proovisisendsüsteemi (3) - käsitsi pihusti või autosampler ja seal tutvustatakse ka näidist. Juhitavate pumpade tööd juhitakse kas süsteemi juhtmooduli (peapump või kontroller) või arvuti juhtimisprogrammi abil. Sel juhul on kõik pumbad juhitavad. Seda tüüpi süsteemid moodustavad kahend- või kolmemõõtmelise gradiendi. Gradienditöötlusfunktsiooni vorm sõltub konkreetsest juhtimismoodulist või juhtimisprogrammist, samuti juhitava ja juhtmooduli funktsionaalsusest. Järgmisena siseneb liikuva faasi vooluga proov läbi sisefiltri (8) eralduselemendi (elementide) (4) kaudu - läbi eelkolonni eralduskolonni. Eluaat siseneb seejärel detektorisse (5) ja eemaldatakse äravooluanumasse (7). Kui eluaat voolab läbi detektori mõõteahela, salvestatakse kromatogramm ja andmed edastatakse analoogsalvestisse (salvesti) (6) või mõnda teise kromatograafiliste andmete kogumise ja töötlemise süsteemi (integraator või arvuti). Olenevalt funktsionaalmoodulite konstruktsioonist saab süsteemi juhtida juhtmooduli klaviatuurilt (tavaliselt pumba või süsteemi kontrolleriga) või teostada juhtimisprogrammiga personaalarvutist. Juhtmooduli abil juhtimise korral on võimalik detektorit iseseisvalt juhtida oma klaviatuurilt.

Kavandatud skeemid on üsna lihtsustatud. Süsteemid võivad sisaldada lisaseadmeid - kolonni termostaati, kolonnijärgseid derivatiseerimissüsteeme, proovide ettevalmistamise ja proovide kontsentreerimise süsteeme, lahusti ringlussevõtu seadet, membraanisüsteeme tausta elektrijuhtivuse pärssimiseks (ioonkromatograafia jaoks), täiendavaid kaitsesüsteeme (filtrid, kolonnid), jne. Ka skeemidel ei ole manomeetrilisi mooduleid eraldi välja toodud. Reeglina on need seadmed sisse ehitatud pumpamisseadmetesse. Need seadmed võivad kombineerida mitut pumpa, gradientprogrammeerijaga pumba ja ühise süsteemikontrolleri. Süsteemi struktuur sõltub selle konfiguratsioonist ja igast konkreetsest tootjast.

Kromatograafilise protsessi tehnilise toe selline radikaalne komplikatsioon toob kaasa mitmete nõuete ilmnemise liikuva faasi omadustele, mis klassikalises kolonn- ja tasapinnalises kromatograafias puuduvad. Vedelfaas peab olema tuvastamiseks sobiv (olema spektri antud piirkonnas läbipaistev või madala murdumisnäitajaga, teatud elektrijuhtivuse või dielektrilise konstandiga jne), inertne kromatograafilise trakti osade materjalide suhtes, mitte moodustama gaasi mullid pumba ventiilides ja detektori rakus, ei sisalda mehaanilisi lisandeid.

Vedelikkromatograafias Kasutatakse mitut tüüpi pumpasid. Madala rõhuga LC jaoks kasutatakse sageli peristaltilisi pumpasid (joonis 1).

Joonis 1 MasterFlexi programmeeritav peristaltiline pump.

HPLC-s kasutatakse kõrgsurvepumpasid, et tagada liikuva faasi vool läbi kolonni määratud parameetritega.

HPLC-pumpade olulisemate tehniliste omaduste hulka kuuluvad: vooluhulk; maksimaalne töörõhk; voolu reprodutseeritavus; lahustivarustuse pulsatsioonivahemik.

Sõltuvalt lahusti etteande olemusest võivad pumbad olla pideva toite (voolu) ja püsiva rõhuga. Põhimõtteliselt kasutatakse analüütilise töö käigus konstantse voolukiiruse režiimi ja kolonnide täitmisel konstantse rõhu režiimi.

Tööpõhimõtte järgi jagunevad HPLC pumbad järgmisteks osadeks: süstal ja edasi kolb edasi-tagasi .

Süstlapumbad

Nende pumpade peamine eripära on nende töö tsüklilisus ja seetõttu eristuvad kromatograafid, milles neid pumpasid kasutatakse, ka nende tsüklilise töö tõttu.

Riis. 2. HPLC süstlapumba põhikonstruktsioon.

Riis. 2A. Süstla pump.

Juhtseade BU annab mootorile D pinget, mis määrab selle pöörlemiskiiruse ja -suuna. Mootori pöörlemine käigukasti P abil muundatakse kolvi P liikumiseks silindris D. Pump töötab 2 tsüklina. Täitmistsükli ajal on klapp K2 suletud, K1 avatud, lahusti voolab reservuaarist silindrisse C. Toiterežiimis on klapp K1 suletud ja läbi klapi K2 siseneb liikuv faas doseerimisseadmesse.

Seda tüüpi pumpasid iseloomustab peaaegu täielik pulsatsioonide puudumine liikuva faasi voolus töötamise ajal.

Pumba puudused:

a) suur aja- ja lahustikulu pesuks lahusti vahetamisel;

b) PF-i maht on piiratud süstla mahuga ja seetõttu on eraldamise aeg piiratud;

c) eraldumise peatamine pumba täitmise ajal;

d) suured mõõtmed ja kaal, tagades samas suure voolu ja rõhu (vaja on võimsat mootorit ja suurt kolvijõudu selle suure pindalaga).

Kolbkolbpumbad.

Riis. 3. Kolbpumba põhikonstruktsioon.

Tööpõhimõte.

Mootor D paneb käigukasti P kaudu kolvi P edasi-tagasi liikuma, liikudes pumba tööpeas. Klapid K1 ja K2 avanevad, kui pump on vastavalt imemis- ja väljastusfaasis. Mahulise etteande koguse määravad kolm parameetrit: kolvi läbimõõt (tavaliselt 3,13; 5,0; 7,0 mm), selle amplituud (12-18 mm) ja sagedus (mis sõltub mootori ja käigukasti pöörlemiskiirusest).

Seda tüüpi pumbad tagavad liikuva faasi pideva mahulise toite pikka aega. Maksimaalne töörõhk 300-500 atm, voolukiirus 0,01-10 ml/min. Mahuline etteande korratavus -0,5%. Peamine puudus on see, et lahusti tarnitakse süsteemi järjestikuste impulsside jadana, mistõttu esinevad rõhu ja voolu pulsatsioonid (joonis 4). See on pea kõigi LC-s kasutatavate detektorite, eriti elektrokeemiliste detektorite suurenenud müra ja vähenenud tundlikkuse peamiseks põhjuseks.

Joonis 4. Kolbpumba pulsatsioonid.

Pulsatsioonidega toimetulemise viisid.

1. Amortisaatorite rakendamine.

Need on roostevabast terasest valmistatud spetsiaalse profiiliga spiraalsed torud, mis on ühendatud järjestikku või paralleelselt pumba ja jaoturi vahelise süsteemiga.

Riis. 5. Spiraalne siiber.

Siiber rullub lahti, kui rõhk selles suureneb (pumba kiirendus). Kui rõhk langeb, see kõverdub, selle maht väheneb, see pigistab välja osa lahustist, säilitades konstantse voolukiiruse ja vähendades pulsatsioone. See siiber töötab hästi rõhul 50 atm ja üle selle.

Rõhul 5-30 atm tasandab pulsatsioonid paremini õhuklapp, valmistatud sambast (joonis 6.). Summutatud kolonnis (6x200 mm) surutakse õhk kokku ja pulsatsioonid summutatakse. Õhk lahustub selles 24 tunni jooksul.

Riis. 6. Õhusiiber.

2. Elektrooniliste seadmete rakendamine.

Elektroonilise rõhuanduri kasutamisel saate anduri näitude abil juhtida pumba tööd. Kui rõhk langeb, suureneb mootori pöörlemissagedus ja see kompenseerib rõhu languse. Samuti on võimalik kompenseerida lekkeid klappides ja osaliselt mansettides. Elektroonilise siibri (BPZh-80, KhPZh-1 jne) kasutamine võimaldab vähendada rõhu pulsatsioone 1 atm-ni rõhul 100-150 kgf / cm2.

1.6.3. Ioonivahetus, ioon, ioonpaarkromatograafia. Ioonivahetuse, ioonide ja ioonipaaride kromatograafia meetodid põhinevad statsionaarse faasiga seotud ioonide asendamise dünaamilisel protsessil kolonni sisenevate eluentide ioonidega. Kromatograafilise protsessi põhieesmärk on sama märgiga anorgaaniliste või orgaaniliste ioonide eraldamine. Retentsiooni seda tüüpi kromatograafias määrab ioonivahetusreaktsiooni vaba energia muutus. Vahetatud ioonide kontsentratsioonide suhet lahuses ja sorbendifaasis iseloomustab ioonivahetuse tasakaal. Ioonivahetus seisneb selles, et mõned ained (ioonivahetid) neelavad elektrolüüdi lahusesse sukeldatuna sealt katioone või anioone, vabastades lahusesse samaväärse koguse teisi sama märgiga laenguga ioone. Katioonivaheti ja lahuse vahel toimub katioonide vahetus ning anioonivaheti ja lahuse vahel anioonide vahetus.

Katioonivahetiteks on enamasti spetsiaalselt sünteesitud lahustumatud polümeersed ained, mis sisaldavad oma struktuuris happelist laadi ionogeenseid rühmi: –SO 3 H; -COOH; -OH; –PO3H2; –AsO3H2.

Katioonivahetite keemilisi valemeid võib skemaatiliselt kujutada kui R-SO3H; R-S03Na. Esimesel juhul on katioonivaheti H-vormis, teisel Na-vormis. R – polümeermaatriks.

Katioonivahetusreaktsioonid on kirjutatud tavaliste heterogeensete keemiliste reaktsioonidena:

RNa + Na + RNa + H +

Anioonivahetid sisaldavad oma struktuuris aluselisi ionogeenseid rühmi: –N(CH 3) 3 + ; =NH2+; =NH + jne. Nende keemilisi valemeid võib kujutada kui RNH 3 OH ja RNH 3 Cl või ROH, RCl. Esimesel juhul on anioonivaheti OH-vormis, teisel juhul Cl-vormis. Anioonivahetusreaktsiooni saab kirjutada järgmiselt:

R – OH+Cl – RCl+OH –

Tuntud on amfoteersed ioonivahetid, mis sisaldavad oma struktuuris nii happelisi kui aluselisi rühmi. Sama tüüpi (näiteks SO 3 H) happelisi (aluselisi) rühmi sisaldavad ioonivahetid nimetatakse monofunktsionaalseteks; erinevat tüüpi (näiteks SO 3 H, OH) happelisi (aluselisi) rühmi sisaldavad ioonivahetid on polüfunktsionaalsed.

Monofunktsionaalsed ioonivahetid saadakse polümerisatsioonireaktsiooni teel. Polükondensatsioonireaktsioon võimaldab saada multifunktsionaalseid ioonivahetiid. Selleks, et saadud ioonivahetid oleksid piisavalt kõrgete tööomadustega, peavad need olema lahustumatud, kuid paisuma sobivas lahustis ning sisaldama piisavalt palju ionogeenseid rühmi, mis on võimelised vahetust analüüsitava proovi ionogeensete rühmadega. Seda on võimalik saavutada, kui saadud polümeeri ahelad on piisavalt hargnenud ja omavahel seotud ristsildadega. Näiteks stüreenil põhinevate polümerisatsioonitüüpi katioonivahetite valmistamisel kasutatakse ristsiduva ainena kõige sagedamini divinüülbenseeni, mille sisseviimine kogustes kuni 16% tagab erineva paisumisastmega ioonivahetite valmistamise ja seetõttu. , võimaldab reguleerida ioonivaheti poorsust. Ioonivaheti paisumisaste, väljendatuna milliliitris/grammis, on kolonni pakitud 1 g õhkkuiva ioonivaheti maht.

Ioonivaheti neelab reeglina üht liikuvas faasis olevatest vastasioonidest - ioonidest, st sellel on teatav selektiivsus. Ioonide afiinsusrida või selektiivsus erinevat tüüpi ioonivahetite suhtes on eksperimentaalselt kindlaks tehtud. Näiteks tugevalt happelistel katioonivahetitel lahuse madala kontsentratsiooni korral sorbeeritakse sama laenguga ioone järgmises järjestuses:

Li +  Na +  K +  Rb +  Cs +

Mg 2+  Ca 2+  Sr 2+  Ba 2+ .

Erineva laenguga ioonide puhul suureneb sorptsioon laengu suurenemisega:

Na+ Ca 2+

Ioonivahetusreaktsiooni tingimuste muutmine võib aga viia seeria ümberpööramiseni. Afiinsusseeriad on loodud ka anioonivahetite jaoks. Näiteks anioonide sorbeeritus tugevatel aluselistel anioonivahetitel suureneb järgmises järjekorras:

F –  OH –  Cl –  Br –  NO 3 –  J –  SCN –  ClO 4 – .

Ioonivahetid, mis sisaldavad oma struktuuris tugevalt happelisi või tugevalt aluselisi rühmi, astuvad ioonivahetusreaktsioonidesse mis tahes lahuses oleva iooniga, mille laengud on vastasiooni märgiga sama märgiga. Selliseid ioonivahetiid nimetatakse universaalseteks.

Ioonivahetusprotsessi analüüdi ja ioonvaheti vahel saab läbi viia kolmel viisil: staatiline, dünaamiline (ioonvahetusfiltri meetod) ja kromatograafiline.

Staatiline meetod ioonivahetus seisneb selles, et ioonivaheti proov viiakse kontakti teatud koguse lahusega ja segatakse või loksutatakse teatud aja jooksul, kuni saavutatakse tasakaal. See on kiire ja lihtne ioonivahetusmeetod, mida kasutatakse ioonide kontsentreerimiseks lahjendatud lahustest, eemaldades tarbetuid lisandeid, kuid see ei taga ioonide täielikku imendumist, kuna ioonivahetus on mittetasakaaluline protsess ja selle tulemusena ei tagata. ioonide täielik eraldamine.

Ioonivahetuse läbiviimisel dünaamilisel viisil ioonvahetiga lastakse läbi kolonni lahus, mis mööda kolonni liikudes puutub kokku uute ioonvaheti graanulitega. See protsess tagab täielikuma vahetuse kui staatiline meetod, kuna vahetusproduktid eemaldatakse lahuse vooluga. Nad suudavad kontsentreerida ioone lahjendatud lahustest ja eraldada ioone, mis on omadustelt väga erinevad, näiteks erineva laenguga ioone (eraldavad katioonid anioonidest), kuid sama laengumärgiga ioonide eraldamine on peaaegu võimatu. Selliste ioonide kvantitatiivne eraldamine on võimalik ainult sorptsiooni-desorptsiooni elementaartoimingute korduval kordamisel dünaamilistes tingimustes, s.o. kromatograafiline meetod . Selle meetodiga töötamisel kasutatakse kõrgeid ioonivaheti kihte ja sellesse kihti sisestatakse eraldatavat segu kolonni mahutavusest oluliselt väiksemas koguses, tänu millele on tagatud elementaarsete ioonivahetuse toimingute kordumine.

Analüüsimeetodite poolest sarnaneb ioonivahetuskromatograafia molekulaarkromatograafiaga ja seda saab läbi viia eluent (arendamine), frontaal- ja nihkumisvõimalusi. Molekulaar- ja ioonivahetuskromatograafia erinevus seisneb selles, et molekulaarkromatograafias elueeritakse segu eraldatud komponendid kolonnist puhta eluendiga, ioonvahetuskromatograafias aga kasutatakse eluendina elektrolüüdi lahust. Sel juhul peaks eluendi vahetatud ioon sorbeerima vähem selektiivselt kui ükski eraldatava segu ioon.

Kõige sagedamini kasutatava ioonivahetuskromatograafia arenduskromatograafia läbiviimisel pestakse ioonivahetiga täidetud kolonni esmalt elektrolüüdi lahusega, kuni kõik selle ioonid on ioonivahetis täielikult asendatud eluendis sisalduvate ioonidega. Seejärel sisestatakse kolonni väike kogus analüüdi lahust, mis sisaldab eraldatud ioone koguses, mis moodustab umbes 1% ioonivaheti mahust. Järgmisena pestakse kolonni eluentlahusega, valides eluaadifraktsioonid ja analüüsides neid.

Cl – , Br – , J – ioonide segu saab eraldada tugevalt aluselisel anioonivahetil (ristseotud polüstüreen, mis sisaldab kvaternaarsete ammooniumi aluste rühmi – N (CH 3) 3 +), näiteks AB-17, mis omab rida selektiivsust (selektiivsust): NO 3 – Cl – Br – J – . Selle tulemusena kasutatakse eluendina NaNO 3 lahust. Esmalt lastakse see lahus läbi ioonivaheti, kuni see on täielikult NO 3 – ioonidega küllastunud. Eraldatava segu sisestamisel kolonni neelduvad anioonivaheti Cl – , Br – , J – ioonid, tõrjudes välja NO 3 – ioonid. Kui kolonni pestakse järgnevalt NaNO 3 lahusega, asenduvad anioonivaheti ülemistes kihtides olevad Cl – , Br – , J – ioonid järk-järgult uuesti NO 3 – ioonidega. Cl – ioonid tõrjuvad välja kõige kiiremini ja J – ioonid püsivad veerus kõige kauem. Ioonivaheti selektiivsuse erinevus segu ioonide suhtes toob kaasa sorbeeritud Cl – , Br – ja J – ioonide eraldi tsoonide moodustumise kolonnis, mis liiguvad mööda kolonni erineva kiirusega. Kui liigute mööda veergu, suureneb tsoonide vaheline kaugus. Igas tsoonis on ainult üks eraldatava segu anioon ja eluendi anioon, tsoonide vahelises intervallis on ainult eluendi anioon. Seega ilmuvad kolonni väljalaskeava juures olevasse eluendisse fraktsioonid, mis sisaldavad eraldatava segu üksikuid komponente.

Praktiliste probleemide lahendamiseks muudetakse ioonide eraldamise tingimusi, valides sobiva liikuva faasi (koostis, kontsentratsioon, pH, ioontugevus) või muutes ioonivaheti polümeermaatriksi poorsust, st ahelatevaheliste sidemete arvu. maatriksit ja luua ioonivahetussõelad, mis on mõnele ioonile läbilaskvad ja võimelised neid vahetama ning teistele läbimatud. Samuti on võimalik muuta ionogeensete rühmade olemust ja suhtelist paigutust, samuti saada sorbente, mis on komplekside moodustumise tõttu võimelised selektiivseteks keemilisteks reaktsioonideks. Näiteks kompleksmoodustavad ioonivahetid, mis sisaldavad oma struktuuris orgaaniliste reagentide dimetüülglüoksiimi, ditisooni, 8-hüdroksükinoliini jne kelaativaid rühmi, aga ka krooneetreid, on kõrge selektiivsusega.

Ioonivahetuses, ioon- ja ioonpaarkromatograafias on enim kasutust leidnud sünteetilised suure vahetusvõimega (3–7 mmol/g) makro- ja mikrovõrguga orgaanilised ioonivahetid, samuti anorgaanilised ioonvahetusmaterjalid. Mikrovõrk-ioonivahetid on võimelised ioone vahetama ainult paisunud olekus, samas kui makrovõrk-ioonivahetid on võimelised ioone vahetama ainult paisunud ja paisumata olekus. Teine ioonivahetite struktuurne tüüp on pindkile ioonivahetid, mille tahke südamik on valmistatud stüreeni ja divinüülbenseeni mittepoorsest kopolümeerist, klaasist või silikageelist ning on ümbritsetud õhukese ioonivaheti kilega. Sellise osakese koguläbimõõt on umbes 40 µm, ioonivaheti kile paksus on 1 µm. Selliste ioonivahetite puuduseks on väikesest eripinnast tingitud suhteliselt suur osakeste läbimõõt ja madal vahetusvõime, mille tulemusena on vaja töötada väikeste proovidega ja vastavalt kasutada ülitundlikke detektoreid. Lisaks on sellised ioonivahetid kiiresti mürgitatud ja ei ole võimelised taastuma.

Suure jõudlusega ioonivahetuses ja ioonkromatograafias mahulised poorsed polüstüreeni ioonivahetid, mahulised poorsed ränidioksiidid graanulite läbimõõduga umbes 10 mikronit, samuti praktiliselt mittepunduvad pinnapoorsed ja pinnaga modifitseeritud stüreeni ja divinüülbenseeni kopolümeerid ionogeense sulfoga. - ja aminorühmi kasutatakse.

Ioonipaarkromatograafias kasutatakse pintsliga sorbente - silikageele poogitud pöördfaasidega C 2, C 8, C 18, mis muunduvad kergesti katioonivahetiks, kui neelavad liikuvast faasist ioonseid pindaktiivseid aineid, näiteks alküülsulfaate või kvaternaarsete ammooniumi aluste soolad.

Ioonivahetite abil kromatograafilisel eraldamisel kasutatakse liikuva faasina kõige sagedamini soolade vesilahuseid. See on tingitud asjaolust, et veel on suurepärased lahustavad ja ioniseerivad omadused, mille tõttu analüüsitava proovi molekulid dissotsieeruvad hetkega ioonideks, ioonivaheti ioonivahetusrühmad hüdraatitakse ja muutuvad ka täielikult või osaliselt dissotsieerunud vormiks. See tagab vastasioonide kiire vahetuse. Liikuva faasi elueerimistugevust mõjutavad peamiselt pH, ioontugevus, puhverlahuse iseloom ja orgaanilise lahusti või pindaktiivse aine sisaldus (ioonpaarkromatograafia).

PH väärtus valitakse sõltuvalt ionogeensete rühmade olemusest, eraldatud ioonidest ja maatriksist. Tugevalt happeliste ja tugevalt aluseliste ioonivahetitega saab töötada pH = 2–12 juures, nõrgalt happelistega pH = 5–12, nõrgalt aluseliste ioonivahetitega pH = 2–6 juures. Ränipõhiseid sorbente ei saa kasutada pH 9 juures. Liikuva faasi ioontugevus mõjutab ioonvaheti võimsust. Ioontugevuse kasvades ioonide sorptsioon tavaliselt väheneb, kuna liikuva faasi elueerimisjõud suureneb. Seetõttu peaks liikuv faas eraldamise alguses olema madala ioontugevusega (0,05–0,1) ja selle karakteristiku lõppväärtus ei tohiks ületada 2. Gradientelueerimisel kasutatakse sageli kasvava ioontugevusega puhvreid.

Ioonivahetiga neeldunud ioonide selektiivseks elueerimiseks võite kasutada vett, teatud pH väärtuse ja ioontugevusega puhverlahuseid (fosfaat, atsetaat, boraat, vesinikkarbonaat jne), mineraalseid lahuseid (vesinikkloriid, lämmastik, väävel, fosfor) ja orgaanilised (fenool-, sidrun-, piim-, viin-, oksaal-, EDTA) happed. Eluendi valikut hõlbustab asjaolu, et enamiku elementide piiravad jaotuskoefitsiendid paljude kompleksantide vesilahuste (vesi-orgaaniline) lahuste ja standardtüüpi ioonivahetite vahel on määratud ja esitatud tabelites.

1.6.4. Suuruskromatograafia. Suuruskromatograafia on vedelikkromatograafia liik, mille puhul komponentide eraldamine põhineb molekulide jaotusel nende suuruse järgi sorbendi poorides paikneva lahusti ja selle osakeste vahel voolava lahusti vahel. Eraldamise käigus sisenevad väikesed molekulid polümeerivõrku, mille poorides toimib lahusti statsionaarse faasina ja jäävad sinna kinni. Suured molekulid ei suuda polümeerivõrku tungida ja liikuv faas peseb need kolonnist välja. Esmalt elueeritakse suurimad molekulid, seejärel keskmised ja lõpuks väikesed.

Suuruskromatograafia jaguneb geel-permeatsiooniks ja geelfiltratsiooniks. Geelkromatograafias toimub eraldumine polümeeridel, mis paisuvad orgaanilistes lahustites. Suuruskromatograafia geelfiltratsiooniversioon hõlmab statsionaarsete faasidena vees paisuvate polümeeride kasutamist.

Analüüsitud proovi komponentide peetuse kestus suurusvälistuskolonnis sõltub nende molekulide suurusest ja difusioonist sorbendi pooridesse, samuti statsionaarse faasi pooride suurusest.

Seda tüüpi vedelikkromatograafia puhul jaotuskoefitsient D analüüsitava proovi väikseimate molekulide puhul, mis liiguvad kromatograafilises kolonnis väikseima kiirusega, tungides statsionaarse faasi võrku, on see võrdne 1-ga, kuna liikuval faasil ja statsionaarse faasi poorides paikneval lahustil on sama koostis. Sel juhul saab kolonnkromatograafia põhivõrrandi kuju

Suured molekulid, mis ei mahu statsionaarse faasi pooridesse, elueeruvad kolonnist koos liikuva faasiga. Neile D= 0, a V R =V m. See jaotuskoefitsiendi väärtuste vahemik (0 kuni 1) on tüüpiline ainult suuruseralduskromatograafia jaoks.

Kõik analüüsitava mitmekomponendilise aine molekulid tuleks kolonnist välja pesta, juhtides väikese koguse lahustit V m enne V m +V s ja eraldamine lõpeb enne lahustipiigi vabanemist. Seetõttu on seda tüüpi kromatograafias vaja kasutada üsna pikki, suure vaba mahuga kolonne V m ja sorbendis suur hulk poore.

Kromatograafiliste piikide lahutusvõimet suuruseralduseraldamisel saab parandada, kasutades gradientelueerimist lahustite segudega.

Iga suuruseralduskromatograafias kasutatavat sorbenti iseloomustab teatud pooride maht ja seetõttu on sellel teatud eraldatava molekulmassiga piirkond ja teatav kalibreerimiskõver. Sel juhul on kalibreerimisgraafik, mis iseloomustab säilinud mahu sõltuvust molekulmassist või molekuli suurusest, reeglina keeruka välimusega.

Suuruskromatograafia statsionaarsed faasid valitakse konkreetsete analüütiliste ülesannete põhjal. Esialgu tehakse kindlaks, millist lahustisüsteemi saab analüüsiks kasutada (vesi- või vesi-orgaaniline). Sõltuvalt sellest määratakse sorbendi tüüp. Kui on vaja eraldada vees lahustuvad proovid, kasutatakse statsionaarsete faasidena näiteks vees punduvaid ristseotud dekstraane (Sephadex) või polüakrüülamiide ​​(Biogel R). Orgaanilistes lahustites lahustuvate ainete eraldamine võib toimuda erineva ristsidumise astmega polüstüreenidel, orgaanilistes lahustites (styrogeel, poragel, biobid C) punduv. Sellised paisunud geelid on tavaliselt rõhu ebastabiilsed ja võimaldavad väga madalat liikuva faasi voolukiirust, mis pikendab analüüsiaega. Suuruskromatograafia ülitõhusa versiooni läbiviimiseks on vaja kasutada jäikade maatriksitega statsionaarseid faase – silikageele, mille puudus – kõrge adsorptsiooniaktiivsus – kõrvaldatakse pinna silaanimise või eluendiga sobiva eluendi valikuga. polaarsus.

Ained, mida saab suuruseralduskromatograafias kasutada liikuvate faasidena, on järgmised:

- lahustada analüüsitud proov täielikult;

 niisutage sorbent hästi;

- takistada proovi komponentide adsorptsiooni sorbendil;

 on madala viskoossusega ja toksilisusega.

1.6.5. Tasapinnaline kromatograafia. Tasapinnaline kromatograafia hõlmab õhukese kihi kromatograafiat ja paberkromatograafiat. Seda tüüpi vedelikkromatograafia on tehniliselt lihtne, kiire ega vaja kalleid seadmeid, mis on nende vaieldamatu eelis.

Ainete segu eraldamine nende meetoditega võib toimuda erinevate kromatograafiliste süsteemide abil. Seetõttu eristatakse adsorptsiooni-, jaotus-, normaal- ja pöördfaasi-, ioonivahetus- jne paberi- ja õhekihikromatograafiat. Praegu kasutatakse kõige laialdasemalt õhukese kihi kromatograafiat.

Paber- ja õhukesekihikromatograafia on tehnikalt sarnased. Paberi tsellulooskiudu kasutatakse paberikromatograafias statsionaarse faasina, õhekihikromatograafias kantakse klaasile ühtlase õhukese (100–300 μm) kihina erinevaid sorbente (Al 2 O 3, silikageel jne), metallist või plastikust aluspind (kandja) . Kanduril olev adsorbentkiht võib olla kinnitatud või mitte.

Kromatograafiline eraldamine nii tasapinnalistes meetodites kui ka kolonnis on tingitud analüüdi komponentide ülekandmisest liikuva faasi poolt mööda statsionaarset faasikihti erinevatel kiirustel vastavalt eraldatavate ainete jaotuskoefitsientidele. Mõlemal juhul kasutatakse kromatograafilisi süsteeme: vedelik – tahke sorbent (adsorptsioonieraldusmehhanism), vedelik – vedelik – tahke kandja (jaotus-, ioonivahetus- ja muud mehhanismid).

Liikuva faasina kasutatakse erinevaid lahusteid või nende segusid, orgaanilisi või anorgaanilisi happeid.

Tasapinnaliste kromatogrammide praktiline valmistamine on järgmine.

Märkige kromatograafilise paberi ribale või õhukesele sorbendikihile pliiatsiga algusjoon riba või plaadi alumisest servast 1 cm kaugusel. Kandke proov mikropipeti abil stardijoonele täpi kujul, mille läbimõõt ei ületa 2–3 mm. Seejärel langetatakse riba või plaadi serv anumasse, mis sisaldab liikuvat faasi, mis asub suletud kambris. Kui liikuv faas tõuseb piki riba või plaati ja toimub mitu elementaarset sorptsiooni-desorptsiooni, jaotumist kahe vedela faasi vahel, ioonivahetust jne, mis on kromatograafias levinud, eraldatakse analüüsitava segu komponendid. Protsessi jätkatakse tavaliselt seni, kuni lahusti väljub stardijoonest 10 cm Pärast seda võetakse riba või plaat kambrist välja ja kuivatatakse. Kui analüüdi komponendid on värvilised, annavad need kromatogrammile vastavad värvilised laigud. Analüüdi värvitute komponentide tuvastamiseks tuleb välja töötada kromatogramm. Kromatogrammi väljatöötamist ja proovi komponentide tuvastamist saab läbi viia erinevate meetoditega ja need sõltuvad analüüsitavate segude koostisest. Manifestatsiooni saab läbi viia:

- UV-valgustuse kasutamine. Meetod on rakendatav UV-kiirguse mõjul nähtavas lainepikkuse vahemikus kiirgama (luminestse) eralduvate ainete tuvastamiseks;

- reaktiivide arendamise kaudu. Näiteks saab ninhüdriini abil tuvastada aminohapete olemasolu analüüsitud segus. Kuivatatud kromatogramm sukeldatakse 0,2% ninhüdriini atsetoonilahusesse ja seejärel kuivatatakse. Segu erinevatele komponentidele vastavad laigud omandavad igale ainele omase visuaalse ja reeglina värvi;

- joodi kasutamine. Sel juhul sisestatakse tuvastatud kromatogramm anumasse, mille põhjas on joodikristalle. Joodiaur adsorbeerub täppidele tugevamalt, muutes laigud nähtavaks. Jood on mittespetsiifiline ilmutireaktiiv. Spetsiifiliste reaktiivide abil on võimalik mitte ainult määrata segu komponentide arvu, vaid ka identifitseerida eraldatud aineid laikude värvi järgi.

Paber- ja õhukese kihi kromatograafiat teostatakse kõige sagedamini ülalkirjeldatud nn kasvavas versioonis. Üsna sageli on kromatogrammide kvaliteedi parandamiseks vaja kasutada tasapinnalise kromatograafia keerukamaid variante, näiteks kahanevat, ringikujulist, kahemõõtmelist. Laskuva paber- või õhukese kihi kromatograafia läbiviimisel kantakse analüüt plaadi või pabeririba algusjoonele, mis asub peal ja eluenti tarnitakse mitte alt, vaid ülevalt. Eraldamise parandamise positiivne mõju tuleneb komponentide raskusjõu panusest eraldusprotsessi.

Nii kasvavat kui ka kahanevat kromatograafiat saab läbi viia ühe- ja kahemõõtmelises versioonis. Vastupidiselt ülalkirjeldatud ühemõõtmelisele lamekihilisele eraldamisprotsessile eraldatakse kahemõõtmelise kromatograafilise eraldamise korral analüüsitav proov esmalt ühes lahustis, seejärel eraldatakse see esimesega risti olevas suunas, kasutades teist lahustit, pöörates esimest kromatogrammi. 90 o C võrra.

Ringkromatograafia läbiviimisel kantakse analüüt tilgana kromatograafiapaberi plaadi või lehe keskele. Siin lisatakse tilkhaaval ka üks või mitu lahustit. Selle tulemusena on saadud kromatogramm radiaalsete laikude kogum.

Analüüdi eraldunud komponente moodustavate laikude (tsoonide) asukohta tasasel kromatogrammil iseloomustab komponentide suhteline liikumiskiirus õhukeses kihis R fi. Eksperimentaalselt väärtus R fi määratletud vahemaa suhtena L i möödas i-th komponent, kaugusesse L läbib lahusti stardijoonest esijooneni (joonis 1.10):

Suurusjärk R fi oleneb analüüsitava proovi vastava komponendi iseloomust, statsionaarse faasi iseloomust, paksusest, liikuva faasi iseloomust ja kvaliteedist, proovi pealekandmise viisist ja muudest teguritest, kuid alati R fi 1.

Suurusjärk R fi on tegelikult identne aine peetumisajaga või selle retentsioonimahuga, mis iseloomustab aine läbimise kiirust läbi kromatograafilise kolonni ning mida saab kasutada analüüsitava proovi komponentide ja laigu läbimõõdu kvalitatiivseks tuvastamiseks. on identne kromatograafilise piigi kõrguse või pindalaga ja peegeldab seetõttu teatud määral aine kvantitatiivset sisaldust.

Lihtsamal juhul saab analüüsitava proovi koostise kvantitatiivset määramist visuaalselt hinnata laikude enda värvuse intensiivsuse või tekkivate laikude fluorestseeruva sära intensiivsuse järgi UV-tuvastuse ajal. Nendel eesmärkidel kasutatakse laialdaselt kromatograafiliste laikude elueerimist. Sel juhul lõigatakse kromatogrammil saadud täpp ettevaatlikult välja või kraabitakse ära, töödeldakse sobiva lahustiga ja saadud lahust uuritakse sobiva füüsikalis-keemilise meetodi abil. Kasutada võib ka kaalumeetodit, kus kromatogrammilt lõigatakse vastav täpp välja ja kaalutakse. Aine koguse määrab sama ala puhta paberi ja ainega paberi kaalude erinevus.

Paber (BH ) Ja õhukese kihi kromatograafia (TLC ) kuuluvad eraldusmehhanismi järgi jaotuskromatograafia . BH-meetodi puhul on kandja eriline kromatograafia paber teatud omadustega. Statsionaarne faas vesi adsorbeerub paberi pinnale ja pooridesse (kuni 20%), mobiilne on orgaaniline lahusti, mis seguneb või ei segune vee, vee või elektrolüüdi lahustega.

mehhanism Paberil on see üsna keeruline. Statsionaarses faasis võib aine kinni jääda mitte ainult paberiga adsorbeeritud vees lahustumise tõttu, vaid ka adsorbeerida otse tselluloosist. Trükitud paberile jagatud komponendid liiguvad liikuvasse faasi ja liiguvad läbi paberi kapillaaride erineva kiirusega vastavalt liidese jaotuskoefitsient igaüks neist. Esiteks kromatograafia osa paberist ainet läheb sisse mobiilne faas ja liigu edasi. Kui orgaaniline lahusti jõuab paberi osani, mis ei sisalda lahustunud ainet, tekib see uuesti. ümberjagamine : orgaanilisest faasist läheb aine paberile sorbeerituna vesifaasi. Kuna komponendid on erinevad afiinsus sorbendi suhtes , eluendi liikumisel toimub eraldumine: osad ained jäävad tee algusesse, teised liiguvad kaugemale. Siin nad ühendavad termodünaamiline (ainete tasakaalujaotuse kehtestamine faaside vahel) ja kineetiline (komponentide liikumine erinevatel kiirustel) eraldamise aspektid. Selle tulemusena on iga komponent koondunud paberilehe kindlale alale: üksikute komponentide tsoonid peal kromatogramm . Kromatograafia kasutamisel paberil on mitmeid olulisi puudusi: eraldusprotsessi sõltuvus paberi koostisest ja omadustest, veesisalduse muutumine paberi poorides hoiutingimuste muutumisel, väga madal kromatograafia kiirus ( kuni mitu päeva) ja tulemuste madal reprodutseeritavus. Need puudused mõjutavad tõsiselt paberkromatograafia kui kromatograafilise meetodi levikut.

IN TLC meetod ainete segu eraldamise protsess viiakse läbi õhukese kihina sorbent , sadestatakse inertsele tahkele substraadile ja saadakse liikumisega mobiilne faas (lahusti) mõju all oleva sorbendi kaudu kapillaarjõud . Kõrvaleraldusmehhanism eristama jaotus-, adsorptsiooni- ja ioonivahetuskromatograafia . Komponentide eraldumine toimub nendel juhtudel kas nende erineva jaotuskoefitsiendi tõttu kahe vedeliku faasi vahel ( jaotuskromatograafia ) või ühendite erineva adsorbeeruvuse tõttu sorbendi poolt ( adsorptsioonkromatograafia ). Adsorptsioonimeetod põhineb statsionaarses faasis eraldatud komponentide erineval määral sorptsioonil-desorptsioonil. Adsorptsioon kulul läbi viidud van der Waalsi väed , mis on aluseks füüsiline adsorptsioon , polümolekulaarne (mitme adsorbaadi kihi moodustumine adsorbendi pinnale) ja kemisorptsioon (adsorbendi ja adsorbaadi keemiline interaktsioon).

Kui kasutatakse TLC jaoks selliseid sorbente nagu alumiiniumoksiid või silikageel mängivad eraldamisel rolli levitamine , nii adsorptsioon sorbendi arenenud aktiivpinnal (150–750 m 2 /g). Levitamine segu komponendid esinevad vee vahel kandja pinnal (näiteks adsorbendid , Kuidas alumiiniumoksiid , tärklis , tselluloos , kiiselguhr - Ja vesi vormi statsionaarne faas ) ja lahusti, mis liigub läbi selle statsionaarse faasi ( mobiilne faas ). Segu vees paremini lahustuv komponent liigub aeglasemalt kui see, mis on liikuvas faasis paremini lahustuv.

Adsorptsioon avaldub selles, et vahel vedaja nt alumiiniumoksiid ja segu komponendid määratakse adsorptsiooni tasakaalud – igal komponendil on oma, mille tulemus on erinevad liikumiskiirused segu komponendid. Eristada saab kahte äärmuslikku juhtumit:

a) aine kontsentratsioon adsorbendis on null. Aine lahustub mobiilses faasis täielikult ja kantakse sellega kaasa (liigub koos lahusti front ).

b) aine on täielikult adsorbeerunud, ei interakteeru lahustiga ja jääb algusesse.

Praktikas oskusliku lahusti ja adsorbendi valikuga levitamine ühendid paiknevad nende äärmuslike juhtumite ja aine vahel järk-järgult üle kantud ühelt sorbendikihilt teisele samaaegselt toimuvate protsesside tõttu sorptsioon Ja desorptsioon .

Sorbenti läbivat lahustit nimetatakse eluent , aine liigutamise protsess koos eluendiga  elueerimine . Vedeliku liikumisel mööda plaati eraldub ainete segu jõudude toimel adsorptsioon , levitamine , ioonivahetus või kõigi nende tegurite kombinatsioon. Selle tulemusena eraldage kromatograafilised tsoonid segu komponendid, s.o. Selgub kromatogramm .

Õige valik sorbent Ja eluent määrab segude eraldamise efektiivsuse. Uuritava aine liikuvus sõltub selle afiinsusest sorbendi ja elueerimisjõud eluendi (polaarsus). Ühendi polaarsuse suurenedes suureneb ka selle afiinsus polaarse sorbendi suhtes. Adsorptsiooniastet suurendades silikageel orgaanilised ühendid on järjestatud ritta: süsivesinikud<алкилгалогенидыарены<нитросоединения<простые эфиры <сложные эфиры<альдегиды<спирты<амины<карбоновые кислоты. В свою очередь silikageeli jaoks eluente saab järjestada kasvava polaarsuse järjekorras ( elueerimisvõime ) ja moodustada seeria lahusteid ( eluotroopne seeria ) vastavalt katseandmetele: alkaanid>benseen>kloroform>dietüüleeter>etüülatsetaat>C2-C4-alkoholid>vesi>atsetoon>äädikhape>metanool. Seega adsorbeerub polaarne ühend alkohol silikageelil üsna tugevalt ja liigub seetõttu nõrgalt mittepolaarse lahusti, näiteks heksaani mõjul ning jääb stardijoone lähedale. Omakorda on mittepolaarne aromaatne süsivesinikbifenüül heksaanis märgatavalt liikuvam, kuid isegi siin R f umbes 0,5, on vaja polaarsemat aprotoonset eluenti - metüleenkloriidi. Eluendi tugevus reguleerida naabruses asuvate lahustite segude abil eluotroopne seeria erineva polaarsusega.

Praegu kasutatakse TLC-s peamiselt järgmist: sorbendid : jagamiseks lipofiilsed ained  silikageel , alumiiniumoksiid , atsetüülitud tselluloos , polüamiidid ; eraldamiseks hüdrofiilsed ained  tselluloos , tselluloosi ioonivahetid , kiiselguhr , polüamiidid . Sorbendi kõige olulisem omadus on selle tegevust , st. võime sorb (hoia) eraldatava segu komponendid. Välismaal toodavad mitmed ettevõtted silikageel , kiiselguhr Ja alumiiniumoksiid 5% kipsi lisandiga, mida kasutatakse sorbendikihi kinnitamiseks plaatide iseseisval valmistamisel.

Kõige tavalisem sorbent on silikageel - hüdraatunud ränihape, mis moodustub mineraalhapete toimel Na 2 SiO 3-ga ja saadud sooli kuivatamisel. Pärast sooli jahvatamist kasutatakse teatud tera suurusega fraktsiooni (märgitud plaadile, tavaliselt 5-20 mikronit). Silikageel on polaarne sorbent aktiivsete keskustena OH rühmad. See adsorbeerib kergesti vett pinnale ja moodustab vesiniksidemeid.

Alumiiniumoksiid on nõrgalt aluseline adsorbent ja seda kasutatakse peamiselt nõrgalt aluseliste ja neutraalsete ühendite eraldamiseks. Alumiiniumoksiidplaatide miinuseks on pinna kohustuslik aktiveerimine enne ahjus kasutamist kõrgel temperatuuril (100-150 o C) ja kihi madal adsorptsioonivõime võrreldes silikageeliga.

Kobediatomiitmuld - looduslikest mineraalidest saadud adsorbent - kobediatomiit. Sorbendil on hüdrofiilsed omadused ja silikageeliga võrreldes väiksem kihi adsorptsioonivõime.

Tselluloos: tselluloosiga kaetud õhukesekihilised plaadid on keeruliste orgaaniliste molekulide eraldamiseks väga tõhusad. Adsorbent koosneb peamiselt kuni 50 mikronise läbimõõduga tselluloosi helmestest, mis on kinnitatud tärklisega kandjale. Nagu paberkromatograafias, toimub lahusti frondi tõus väga aeglaselt.

Kromatograafiline analüüs esitatakse Tšehhi Vabariigis valmistatud tööstusplaatidel " Silufol » (« Silufol ") valmistatud alumiiniumfooliumist, mõnikord tugevdatud papiga ja " Siluplast » valmistatud plastikust, kaetud sorbentide kihiga - silikageel LS 5-40 tärklise või kipsiga sideainena (kuni 10%) või alumiiniumoksiid fluorestsentsindikaatorite lisamisega ja ilma. Rekordid" Silufol » on kõrge elueerimiskiirusega, kuid neid iseloomustab madal eraldusvõime ja madal tundlikkus. Ladustamise ajal on nad tundlikud tingimuste (niiskus, temperatuur, agressiivne keskkond jne) suhtes. Mõned ettevõtted tarnivad kromatograafia plaadid erineva (tavaliselt kuni 0,25 mm), kuid rangelt konstantse paksusega sorbendikihiga (silikageel, tselluloos, ioonivahetusvaik), klaasil ja alumiiniumfooliumist, plastikust, immutatud klaaskiust aluspindadel.

Taldrikud « Sorbfil » (TU 26-11-17-89) toodetakse Venemaal polümeerialusel (polüetüleentereftalaat, klass P) või alumiiniumsubstraadil (klass AF), millele on kantud töökiht mikrofraktsioneeritud silikageeli sorbent klassid STX-1A ja STX-1VE (toodetud NSV Liidus fraktsioneeritud silikageelina KSKG) paksusega 90-120 mikronit (kuni 200 mikronit), kinnitatud spetsiaalse sideainega - ränidioksiidi sool . Kui kasutada sideainena ränihappesooli (silikasool), mis pärast kuumutamist muutub silikageeliks, koosnevad tekkivad TLC plaadid kahest komponendist: silikageelikihist ja substraadist. Sorbendikihi paksuse ühtlus ühel plaadil on ±5 µm. Nimetuse näide: "Sorbfil-PTSH-AF-V-UV (10x10)" - suure jõudlusega TLC plaadid alumiiniumist aluspinnal, fosforiga, 10x10 cm.

Kui kasutate klaaspinda (klass C), on sellised plaadid korduvkasutatavad ja keemiliselt vastupidavad. Nende keemilise vastupidavuse määrab silikageeli keemiline vastupidavus. Selle tulemusena saab TLC plaate korduvalt töödelda agressiivsete reagentidega, näiteks kuuma kroomiseguga, mis eemaldab piirangud korreleerivate reaktiivide kasutamisele laikude tuvastamiseks ja sorbendi modifitseerimiseks ning võimaldab korduvat (kuni 30 või enam korda). ) plaatide regenereerimine kroomiseguga. Klaasplaate saab lõigata soovitud mõõtudesse. Sorbendikihi mehaanilist tugevust saab reguleerida, pakkudes ühelt poolt plaatide transportimist ja korduvat töötlemist ning teiselt poolt võimalust eraldatud ainetega adsorbendikihte ekstraheerida, et seejärel üksikute ühendite leostuda. sorbent ja nende edasine uurimine instrumentaalsete meetoditega (IR ja UV spektromeetria , röntgenstruktuurimeetodid, NMR jne).

Plaadid erinevad kihi moodustava silikageeli fraktsioonide (osakeste jaotumise) suuruse poolest. Analüütilistel plaatidel (klass A) on fraktsioon 5-17 mikronit, suure jõudlusega plaatidel (klass B) - 8-12 mikronit. Kitsam jaotus suurendab plaatide efektiivsust, s.t. eralduvate ainete laigud muutuvad kompaktsemaks (väiksemaks) ja seetõttu eralduvad paremini, kui eluendifront läbib lühemat vahemaad. Erinevalt Mercki (Saksamaa) vahvlitest ei erine Venemaa vahvlitel analüütilised ja suure jõudlusega kihid väga palju. Kui analüütilistel plaatidel ei saa aineid eraldada, tuleks kasutada kõrge efektiivsusega plaate. Kõikide modifikatsioonide plaadid on toodetud fosforiga (UV-klass) ergastusega 254 nm. Säilivusaeg on piiramatu, taldrikud " Sorbfil » laialdaselt testitud aminohapete derivaatide, pestitsiidide, lipiidide, antibiootikumide analüüsimisel.

Kasutatakse TLC meetodit kvaliteedi tuvastamine komponendid. kvantifitseerimine TLC puhul on võimalik ka, selleks on vaja kasutada täpset ainekogust ja lisaainet densitomeetrilised uuringud täppide intensiivsuse selge salvestusega. Kõige tavalisem on poolkvantitatiivne meetod . See põhineb visuaalne võrdlus komponendi laigu suurus ja intensiivsus, millel on sama aine erineva kontsentratsiooniga täppide seeria vastavad omadused ( standardsed võrdluslahused ). Kasutades proovi koguses 1-5 μg, tagab see lihtne meetod komponendi sisalduse määramise täpsuse umbes 5-10%. Sageli on proovis sisalduvate komponentide määramiseks vaja läbi viia proovi ettevalmistamine, et saada analüüsitud ühendeid sisaldav segu. Proovi ettevalmistamine põhineb ravimite ekstraheerimisel proovist orgaaniliste lahustitega ( n-heksaan, petrooleeter, dietüüleeter, kloroform), ekstrakti puhastamine ja sellele järgnev kromatograafia õhukeses alumiiniumoksiidi või silikageeli kihis.

TLC ja HD jaoks on mitu võimalust, mis erinevad üksteisest lahusti pakkumine . Sõltuvalt mobiilse faasi liikumissuunast on:

A)tõusev kromatograafia - liikuv faas valatakse eralduskambri põhjale, paber (plaat) asetatakse vertikaalselt;

b)kahanev kromatograafia  liikuvat faasi toidetakse ülalt ja see liigub mööda plaadi või paberi sorbendikihti alla;

V)radiaalkromatograafia  lahustifrondi horisontaalne edasiviimine: liikuv faas viiakse paberketta (plaadi) keskele, kuhu kantakse eraldatav segu.

Kõige tavalisem on elueerimine ülespoole (kromatograafia). Esiosa eluent liikudes samal ajal alt üles. Lahusti (liikuv faas) valiku määrab sorbendi iseloom ja eraldatavate ainete omadused.

Kromatograafiline eraldamine BCh ja TLC meetoditega viiakse läbi aastal eralduskamber lapitud kaanega. Aine ülekandekiiruse kvantitatiivne mõõt konkreetse adsorbendi ja lahusti kasutamisel on R väärtus f (inglise keelest kinnipidamine faktor – viivitustegur, see parameeter on analoogne retentsiooniajaga). positsioon kromatograafilise komponendi tsoonid seatud suuruse järgi koefitsient R f , võrdne selle tsooni liikumiskiiruse ja lahustifrondi liikumiskiiruse suhtega. Suurusjärk R f on alati väiksem kui üks ja ei sõltu kromatogrammi pikkusest. Summa järgi R f on mõjutatud erinevatest teguritest. Seega madalatel temperatuuridel liiguvad ained aeglasemalt; lahusti saastumine, adsorbendi ebahomogeensus, võõrioonid analüüsitavas lahuses võivad väärtust muuta R f kuni 10%. Valitud süsteemis peavad analüütidel olema erinevad väärtused R f ja jaotunud kogu kromatogrammi pikkuses. On soovitav, et väärtused R f oli vahemikus 0,05-0,85.

Praktikas väärtus R f arvutatakse vahemaa suhtena l läbib aine kaugusse L läbinud lahusti:

R f = l/l (6.1 )

Tavaliselt vali arvutamiseks koha keskus (joonis 1). Suurusjärk R f oleneb paljudest teguritest: tüüp kromatograafia paber (selle poorsus, tihedus, paksus, hüdratatsiooniaste) ja sorbent (tera suurus, rühmade olemus pinnal, kihi paksus, selle niiskus, aine iseloom, liikuva faasi koostis), katsetingimused (temperatuur, kromatograafia aeg jne). Kui kõik kromatograafilised parameetrid on konstantsed, siis väärtus R f määravad ainult iga komponendi individuaalsed omadused.

Riis. 1. Kromatogrammi väärtuste määramine Rf komponentide jaoks A Ja IN,

nende eraldatuse aste Rs ja teoreetiliste plaatide arv N .

HD ja TLC efektiivsus sõltub ka sellest selektiivsus ja tundlikkus analüüsitava segu komponentide tuvastamiseks kasutatavad reaktsioonid. Tavaliselt kasutatakse reaktiive, mis moodustavad värvilisi ühendeid – ilmutisid – koos komponentide määramisega. Usaldusväärsemaks jagatud komponentide tuvastamine rakenda" tunnistajad » lahendused standardained (prooviga samas lahustis), mille olemasolu proovis eeldatakse. Standardne aine kantakse analüüsitud proovi kõrvale stardijoonele ja kromatografeeritakse samadel tingimustel. Praktikas kasutatakse sageli suhtelist väärtust:

R f rel = R f x / R f seisma (6.2)

Kus R f seisma arvutatakse samuti valemi (6.1) abil. Tõhusus kromatograafiline eraldamine iseloomustama samaväärsete teoreetiliste plaatide arv ja neid kõrgus . Seega TLC meetodil ekvivalentsete teoreetiliste plaatide arv N A komponendi jaoks A eraldatav segu arvutatakse järgmise valemi abil:

N A = 16 (l O.A. / a (A )) 2 (6.3)

Väärtused l O.A. Ja A (A ) määratakse, nagu on näidatud joonisel fig. 6.1. Seejärel samaväärse teoreetilise plaadi kõrgus N A on:

H A = l O.A. /N = a (A ) 2 / 16 l O.A. . (6.4)

Eraldamine on praktiliselt võimalik, kui R f (A)  R f (IN)  0,1 .

Kahe komponendi lahususe iseloomustamiseks A Ja IN kasutada eraldusaste (kriteerium) Rs :

Rs =  l/ (a (A) / 2 + a (B) / 2)= 2  l/ (a (A) + a (B)) (6.5)

Kus  l  kaugus komponentide punktide keskpunktide vahel A Ja IN;

A (A) Ja A (IN)  punktide läbimõõdud A Ja IN kromatogrammil (joonis 6.1). Rohkem Rs , seda selgemalt on komponentide laigud eraldatud A Ja IN kromatogrammil. Tingimused kromatograafia valitud nii, et väärtus Rs erines nullist ja ühest, optimaalsest väärtusest Rs on 0,3  0.7. Hindadeks eraldamise selektiivsus kaks komponenti A Ja IN kasutada eraldustegur α :

α = l B / l A (6.6)

Kui α = 1, siis komponendid A Ja IN ei ole eraldatud.

(peamiselt intermolekulaarsed) faasiliideses. HPLC on analüüsimeetodina osa meetodite grupist, mis hõlmab uuritavate objektide keerukuse tõttu esialgse komplekssegu eelnevat eraldamist suhteliselt lihtsateks. Saadud lihtsaid segusid analüüsitakse seejärel tavapäraste füüsikalis-keemiliste meetodite või kromatograafia jaoks välja töötatud erimeetodite abil.

HPLC meetodit kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu keemia, naftakeemia, bioloogia, biotehnoloogia, meditsiin, toiduainetööstus, keskkonnakaitse, ravimitootmine ja paljud teised.

Analüüsitavate või eraldatud ainete eraldamise mehhanismi järgi jaguneb HPLC adsorptsiooniks, jaotumiseks, ioonivahetuseks, välistamiseks, ligandivahetuseks ja muuks.

Tuleb meeles pidada, et praktilises töös ei toimu eraldamine sageli mitte ühe, vaid mitme mehhanismi kaudu samaaegselt. Seega võivad välistamise eraldamise keeruliseks muuta adsorptsiooniefektid, adsorptsiooni eraldamine jaotusefektide tõttu ja vastupidi. Veelgi enam, mida suurem on erinevus proovis olevate ainete vahel ionisatsiooniastme, aluselisuse või happesuse, molekulmassi, polariseeritavuse ja muude parameetrite osas, seda suurem on selliste ainete erineva eraldusmehhanismi tõenäosus.

Normaalfaasi HPLC

Statsionaarne faas on polaarsem kui liikuv faas, seetõttu on eluendis ülekaalus mittepolaarne lahusti:

• Heksaan:isopropanool = 95:5 (madala polaarsusega ainete puhul)
• Kloroform:metanool = 95:5 (keskpolaarsete ainete puhul)
• Kloroform:metanool = 80:20 (väga polaarsete ainete puhul)

Pöördfaasi HPLC

Statsionaarne faas on vähem polaarne kui liikuv faas, seega sisaldab eluent peaaegu alati vett. Sel juhul on alati võimalik tagada BAS-i täielik lahustumine liikuvas faasis, peaaegu alati on võimalik kasutada UV-detektorit, peaaegu kõik liikuvad faasid on omavahel segunevad, saab kasutada gradientelueerimist, kolonni saab kiiresti uuesti -tasakaalustatud, saab kolonni regenereerida.

Tavalised pöördfaasi HPLC eluendid on:

• Atsetonitriil: vesi
• Metanool: vesi
• Isopropanool: vesi

Maatriksid HPLC jaoks

HPLC-s kasutatavad maatriksid on anorgaanilised ühendid, nagu silikageel või alumiiniumoksiid, või orgaanilised polümeerid, nagu polüstüreen (ristseotud divinüülbenseeniga) või polümetakrülaat. Silikageel on nüüd muidugi üldtunnustatud.

Maatriksi peamised omadused:

• osakeste suurus (µm);
• Sisemine pooride suurus (Å, nm).

Silikageeli valmistamine HPLC jaoks:

1. Polüränihappe mikrosfääride vormimine;
2. Silikageeli osakeste kuivatamine;
3. Õhu eraldamine.

Sorbeerivad osakesed:

• Tavaline (sfääriline): suurem survekindlus, kõrgem hind;
• Mittesfääriline: madalam rõhukindlus.

Poori suurus HPLC-s on üks olulisemaid parameetreid. Mida väiksem on pooride suurus, seda halvem on nende läbilaskvus elueeritud ainete molekulide suhtes. Ja seetõttu, seda halvem on sorbentide sorptsioonivõime. Mida suuremad on poorid, seda väiksem on esiteks sorbendiosakeste mehaaniline stabiilsus ja teiseks, mida väiksem on sorptsioonipind, seda halvem on efektiivsus.

Statsionaarse faasi vaktsineerimine

Normaalfaasi HPLC:

• Statsionaarne faas propüülnitriili pookimisega (nitriil);
• Statsionaarne faas propüülamiini pookimisega (amiin).

Pöördfaasi HPLC:

• Statsionaarne faas alküülpookimisega;
• Statsionaarne faas alküülsilüülpookimisega.

Otsakate on sorbendi pookimata alade kaitsmine täiendava pookimisega "väikeste" molekulidega. Hüdrofoobne otsakate (C1, C2): suurem selektiivsus, halvem märguvus; hüdrofiilne otsakate (diool): madalam selektiivsus, suurem märguvus.

HPLC detektorid

• UV
• Dioodi maatriks
• Fluorestseeruv
• Elektrokeemiline
• Refraktomeetriline
• Massi valikuline

Lingid

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

• Kromatograafia
• Jaotuskromatograafia

Vaadake, mis on "" teistes sõnaraamatutes:

kõrgsurvevedelikkromatograafia- - [A.S. Goldberg. Inglise-vene energiasõnastik. 2006] Teemad: energia üldiselt EN kõrgsurvevedelikkromatograafia HPLC ... Tehniline tõlkija juhend

kõrgsurvevedelikkromatograafia- Mõiste kõrgsurvevedelikkromatograafia Mõiste inglise keeles high performance liquid chromatography Sünonüümid Lühendid HPLC, HPLC Seotud terminid adsorptsioon, oligopeptiid, proteoomika, sorbent, fullereen, endoeedriline, kromatograafia... ...

KÕRGE JÕUDLUSEGA VEDELIKROMATOGRAAFIA- vedelikkromatograafia, milles eraldamise efektiivsuse suurendamiseks pumbatakse rõhu all (rohkem kui 3x107 Pa) kandja (eluent) läbi kolonnide, mis on täidetud väikese läbimõõduga (kuni 1 μm) osakestega sorbendiga, ja perfusioonifiltrid. kasutatud ka......

VEDELIKROMATOGRAAFIA- kromatograafia tüüp, milles liikuva faasina toimib vedelik (eluent) ja statsionaarne faas. sorbent, televiisor kandja, mille pinnale kantakse vedelik või geel. Viia läbi sorbendiga täidetud kolonnis (kolonnkromatograafia) tasasel... ... Loodusteadus. entsüklopeediline sõnaraamat

Kromatograafia- [κρώμα (υrum) värv] protsess, mis põhineb segu üksikute komponentide (vedel või gaasiline) ebavõrdsel võimel jääda adsorbendi pinnale nii nende neelamisel kandevoolust kui ka siis, kui ... ... Geoloogiline entsüklopeedia

Kromatograafia- (teisest kreeka keelest ... Wikipediast

kromatograafia- Mõiste kromatograafia Mõiste inglise keeles kromatograafia Sünonüümid Lühendid Seotud terminid kõrgsurvevedelikkromatograafia, klatraat, kiibil olev labor, poromeetria, proteoom, proteoomika, sorbent, ensüüm, fullereen, endoeedri... ... Nanotehnoloogia entsüklopeediline sõnastik

IOONVAHETUS KROMATOGRAAFIA- lagunemisel põhinev vedelikkromatograafia. eraldatud ioonide võime ioonivahetuseks fikseeritud. sorbendid, mis tekivad viimaste ionogeensete rühmade dissotsiatsiooni tulemusena. Katioonivaheteid kasutatakse katioonide eraldamiseks,... Keemia entsüklopeedia

HPLC- kõrgefektiivne vedelikkromatograafia… Venekeelsete lühendite sõnastik

HPLC- Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on üks tõhusamaid meetodeid keeruliste ainete segude eraldamiseks, mida kasutatakse laialdaselt nii analüütilises keemias kui ka keemiatehnoloogias. Kromatograafilise eraldamise aluseks on osalemine ... Wikipedia

Raamatud

• Praktiline kõrgjõudlusega vedelikkromatograafia, Veronica R. Mayer. Tutvustame lugejale raamatu 5. trükki, mida on täiendatud kaasaegsete meetodite ja seadmetega. Raamatus on palju täiustatud ja lisatud on palju viiteid. Need kohad tekstis, kus...

Kõrgfektiivses vedelikkromatograafias (HPLC) on kromatograafiakolonnis toimuvate protsesside olemus üldiselt identne gaasikromatograafia protsessidega. Ainus erinevus seisneb vedeliku kasutamises statsionaarse faasina. Vedelate liikuvate faaside suure tiheduse ja kolonnide suure takistuse tõttu erinevad gaasi- ja vedelikkromatograafia mõõteriistad suuresti.

HPLC-s kasutatakse liikuvate faasidena tavaliselt puhtaid lahusteid või nende segusid.

Puhta lahusti (või lahustite segude) voo loomiseks, mida vedelikkromatograafias nimetatakse eluendiks, kasutatakse kromatograafi hüdrosüsteemis olevaid pumpasid.

Adsorptsioonkromatograafia viiakse läbi aine interaktsiooni tulemusena adsorbentidega, nagu silikageel või alumiiniumoksiid, mille pinnal on aktiivsed keskused. Erinevate proovimolekulide adsorptsioonikeskustega suhtlemise võime erinevus viib nende eraldumiseni tsoonideks liikuva faasiga mööda kolonni liikumise ajal. Sel juhul saavutatav komponentide tsoonide eraldamine sõltub interaktsioonist nii lahusti kui ka adsorbendiga.

HPLC-s kõige laialdasemalt kasutatavad on erineva mahu, pindala ja pooride läbimõõduga silikageeli adsorbendid. Alumiiniumoksiidi ja muid adsorbente kasutatakse palju harvemini. Selle peamine põhjus:

Ebapiisav mehaaniline tugevus, mis ei võimalda pakendada ja kasutada HPLC-le iseloomulikku kõrgel rõhul;

silikageelil on alumiiniumoksiidiga võrreldes laiem poorsuse, pindala ja pooride läbimõõt; Alumiiniumoksiidi oluliselt suurem katalüütiline aktiivsus põhjustab analüüsitulemuste moonutamist proovi komponentide lagunemise või nende pöördumatu kemisorptsiooni tõttu.

HPLC detektorid

Kõrgefektiivset vedelikkromatograafiat (HPLC) kasutatakse polaarsete mittelenduvate ainete tuvastamiseks, mida mingil põhjusel ei saa muuta isegi derivaatide kujul gaasikromatograafiaks sobivaks vormiks. Selliste ainete hulka kuuluvad eelkõige sulfoonhapped, vees lahustuvad värvained ja mõned pestitsiidid, näiteks fenüüluurea derivaadid.

Detektorid:

UV-detektor dioodmaatriksil. Fotodioodide "maatriks" (neid on üle kahesaja) registreerib pidevalt signaale spektri UV- ja nähtavates piirkondades, võimaldades seega UV-B spektrite salvestamist skaneerimisrežiimis. See võimaldab teil kõrge tundlikkusega pidevalt salvestada moonutamata komponentide spektreid, mis kiiresti läbivad spetsiaalset rakku.

Võrreldes ühe lainepikkuse tuvastamisega, mis ei anna teavet tipppuhtuse kohta, annab dioodimassiivi täisspektrite võrdlemise võimalus identifitseerimistulemustes palju suurema usaldusväärsuse.

Fluorestsentsi detektor. Fluorestsentsdetektorite suur populaarsus tuleneb nende väga suurest selektiivsusest ja tundlikkusest ning sellest, et paljud keskkonnasaasteained fluorestseerivad (nt polüaromaatsed süsivesinikud).

Elektrokeemilist detektorit kasutatakse kergesti oksüdeeruvate või redutseeritavate ainete tuvastamiseks: fenoolid, merkaptaanid, amiinid, aromaatsed nitro- ja halogeenderivaadid, aldehüüdid, ketoonid, bensidiinid.

Segu kromatograafiline eraldamine kolonnis võtab PF aeglase edenemise tõttu palju aega. Protsessi kiirendamiseks viiakse kromatograafia läbi rõhu all. Seda meetodit nimetatakse kõrgsurvevedelikkromatograafiaks (HPLC).

Klassikalises vedelikkolonnkromatograafias kasutatavate seadmete moderniseerimine on muutnud selle üheks paljutõotavamaks ja kaasaegsemaks analüüsimeetodiks. Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia on mugav meetod madala ja suure molekulmassiga mittelenduvate termolabiilsete ühendite eraldamiseks, preparatiivseks eraldamiseks ning kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks analüüsiks.

Olenevalt kasutatava sorbendi tüübist kasutab see meetod kahte kromatograafiavõimalust: polaarsel sorbendil, kasutades mittepolaarset eluenti (otsefaasiline valik) ja mittepolaarsel sorbendil, kasutades polaarset eluenti – nn pöördfaasilist kõrget eluenti. - jõudlusvedelikkromatograafia (RPHPLC).

Eluendilt eluendile üleminekul saavutatakse HPLC tingimustes tasakaal mitu korda kiiremini kui polaarsete sorbentide ja mittevesipõhiste PF-de tingimustes. Tänu sellele ning veepõhiste ja vesi-alkoholi eluentidega töötamise mugavusele on OFVLC nüüdseks saavutanud suure populaarsuse. Enamik HPLC analüüse tehakse selle meetodi abil.

Detektorid. Üksiku komponendi väljund kolonnist registreeritakse detektori abil. Registreerimiseks saate kasutada mis tahes liikuvast faasist tuleva analüütilise signaali muutust, mis on seotud segu komponendi olemuse ja kogusega. Vedelikkromatograafias kasutatakse analüütilisi signaale nagu väljundlahuse valguse neeldumine või valguse emissioon (fotomeetrilised ja fluorimeetrilised detektorid), murdumisnäitaja (refraktomeetrilised detektorid), potentsiaal ja elektrijuhtivus (elektrokeemilised detektorid) jne.

Pidevalt tuvastatud signaal salvestatakse salvestiga. Kromatogramm on salvestuslindile salvestatud detektori signaalide jada, mis genereeritakse segu üksikute komponentide kolonnist lahkumisel. Kui segu eraldatakse, on välisel kromatogrammil näha üksikud piigid. Piigi asukohta kromatogrammil kasutatakse aine identifitseerimiseks, piigi kõrguse või pindala tuvastamiseks – kvantitatiivseks määramiseks.

Rakendus

HPLC-d kasutatakse kõige laialdasemalt järgmistes keemilise analüüsi valdkondades (tõstetud on analüüsiobjektid, kus HPLC-l praktiliselt puudub konkurents):

· Toidu kvaliteedikontroll – toonikud ja maitselisandid, aldehüüdid, ketoonid, vitamiinid, suhkrud, värvained, säilitusained, hormonaalsed ravimid, antibiootikumid, triasiin, karbamaat ja muud pestitsiidid, mükotoksiinid, nitrosamiinid, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud jne.

· Keskkonnakaitse – fenoolid, orgaanilised nitroühendid, mono- ja polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud, hulk pestitsiide, põhianioonid ja katioonid.

· Kohtuekspertiisi – ravimid, orgaanilised lõhkeained ja värvained, tugevatoimelised ravimid.

· Farmaatsiatööstus – steroidhormoonid, peaaegu kõik orgaanilise sünteesi tooted, antibiootikumid, polümeerpreparaadid, vitamiinid, valgupreparaadid.

· Meditsiin - loetletud biokeemilised ja raviained ning nende metaboliidid bioloogilistes vedelikes (aminohapped, puriinid ja pürimidiinid, steroidhormoonid, lipiidid) haiguste diagnoosimisel, ravimite organismist väljutamise kiiruse määramisel nende individuaalse doseerimise eesmärgil.

· Põllumajandus - nitraadi ja fosfaadi määramine muldades kasutatavate väetiste vajaliku koguse määramiseks, sööda toiteväärtuse (aminohapped ja vitamiinid) määramine, taimekaitsevahendite analüüs mullas, vees ja põllumajandussaadustes.

· Biokeemia, bioorgaaniline keemia, geenitehnoloogia, biotehnoloogia - suhkrud, lipiidid, steroidid, valgud, aminohapped, nukleosiidid ja nende derivaadid, vitamiinid, peptiidid, oligonukleotiidid, porfüriinid jne.

· Orgaaniline keemia – kõik orgaanilise sünteesi stabiilsed saadused, värvained, termolabiilsed ühendid, mittelenduvad ühendid; anorgaaniline keemia (peaaegu kõik lahustuvad ühendid ioonide ja kompleksühendite kujul).

· toiduainete, alkohoolsete ja mittealkohoolsete jookide, joogivee, kodukeemia, parfüümide kvaliteedi ja ohutuse kontroll nende valmistamise kõikides etappides;

· reostuse olemuse määramine inimtegevusest tingitud katastroofi või hädaolukorra toimumiskohas;

· narkootiliste, tugevatoimeliste, mürgiste ja plahvatusohtlike ainete avastamine ja analüüs;

· kahjulike ainete (polütsüklilised ja muud aromaatsed süsivesinikud, fenoolid, pestitsiidid, orgaanilised värvained, raskete, leelis- ja leelismuldmetallide ioonid) esinemise määramine ettevõtete vedelates heitvees, õhuheitmetes ja tahketes jäätmetes ning elusorganismides;

· orgaanilise sünteesi, nafta ja kivisöe rafineerimise, biokeemilise ja mikrobioloogilise tootmise protsesside jälgimine;

mulla kvaliteedi analüüs väetamiseks, pestitsiidide ja herbitsiidide esinemine mullas, vees ja toodetes, samuti sööda toiteväärtus; komplekssed uurimistöö analüütilised ülesanded; ülipuhaste ainete mikrokoguste saamine.



Vedelikkromatograafia

Vedelikkromatograafia on kromatograafia tüüp, milles mobiilne faas, mida nimetatakse eluendiks, on vedel. Statsionaarne faas Võib olla tahke sorbent, tahke kandja, mille pinnale on ladestunud vedelik või geel.

Eristama sammaskujuline Ja õhuke kiht vedelikkromatograafia. Kolonniversioonis juhitakse osa eraldatud ainete segust läbi statsionaarse faasiga täidetud kolonni eluendivoolus, mis liigub rõhu või raskusjõu mõjul. Õhukesekihikromatograafias liigub eluent kapillaarjõudude toimel mööda klaasplaadile või metallfooliumile sadestunud lamedat sorbendi kihti, mööda poorset polümeerkilet või mööda spetsiaalset kromatograafiapaberi riba. Samuti on välja töötatud rõhu all õhukese kihi vedelikkromatograafia meetod, mille puhul eluent pumbatakse läbi plaatide vahele jääva sorbendikihi.

On olemas selliseid vedelikkromatograafia tüüpe nagu analüütiline(ainesegude analüüsiks) ja ettevalmistav(puhaste komponentide eraldamiseks).

Eristama vedelikkromatograafia (LC) selle klassikalises versioonis, läbi viidud koos atmosfääri rõhk, Ja suur kiirus), viidi läbi kl kõrge vererõhk. Kõrgsurvevedelikkromatograafias (HPLC) kasutatakse kuni 5 mm läbimõõduga kolonne, mis on tihedalt täidetud väikeste osakestega (3–10 µm) sorbendiga. Eluendi läbi kolonni pumpamiseks rakendage rõhku kuni 3,107 Pa. Seda tüüpi kromatograafiat nimetatakse kõrgsurvekromatograafia. Eluendi juhtimine läbi kolonni kõrge rõhu all võimaldab järsult suurendada analüüsi kiirust ja oluliselt tõsta eraldamise efektiivsust tänu peendispersse sorbendi kasutamisele.

HPLC valikud on mikrokolonnkromatograafia sorbendiga täidetud väikese läbimõõduga kolonnidel ja kapillaarkromatograafiaõõnestel ja sorbendiga täidetud kapillaarkolonnidel. HPLC meetod võimaldab praegu orgaaniliste ühendite komplekssegude eraldamist, kvantitatiivset ja kvalitatiivset analüüsi.

Vedelikkromatograafia on kõige olulisem füüsikaline ja keemiline uurimismeetod keemias, bioloogias, biokeemias, meditsiinis ja biotehnoloogias. Seda kasutatakse:

· ravimite elusorganismide ainevahetusprotsesside uurimine;

· diagnostika meditsiinis;

· keemilise ja naftakeemia sünteesiproduktide, vahesaaduste, värvainete, kütuste, määrdeainete, õli, reovee analüüs;

· lahusest saadud sorptsiooniisotermide, keemiliste protsesside kineetika ja selektiivsuse uurimine;

· tühjenemine

· segude analüüs ja eraldamine, nende puhastamine ja nendest paljude bioloogiliste ainete, nagu aminohapped, valgud, ensüümid, viirused, nukleiinhapped, süsivesikud, lipiidid, hormoonid, eraldamine.

Makromolekulaarsete ühendite keemias ja polümeeride tootmisel kasutatakse vedelikkromatograafiat monomeeride kvaliteedi analüüsimiseks, oligomeeride ja polümeeride molekulmassi jaotuse ja jaotuse uurimiseks funktsionaalsuse liikide kaupa, mis on vajalik toote kontrollimiseks.

Vedelikkromatograafiat kasutatakse ka parfümeerias, toiduainetööstuses, keskkonnasaaste analüüsimisel ja kohtuekspertiisis.

Kõrgsurvevedelikkromatograafia (HPLC) meetod töötati välja ja võeti kasutusele 20. sajandi 70. aastate keskel. Siis ilmusid esimesed vedelikkromatograafid.

Vedelikkromatograafia on optimaalne meetod keemiliselt ja termiliselt ebastabiilsete molekulide, suure molekulmassiga vähendatud lenduvusega ainete analüüsimiseks. Seda saab seletada mobiilse faasi erilise rolliga LC-s, erinevalt gaasikromatograafiast: eluent ei täida mitte ainult transpordifunktsiooni.

2. Vedelikkromatograafia meetodite põhimõisted ja klassifikatsioon.

Kõrval eraldunud ainete retentsiooni mehhanism statsionaarses faasis LC eristama:

setete kromatograafia, mis põhineb sademete erineval lahustuvusel, mis moodustuvad analüüsitava segu komponentide koosmõjul sadeainega. Meetodi eeliseks on see, et tekkivad tsoonid piki sorbendi on teravate piiridega, sisaldavad ainult ühe aine setteid ja on sageli eraldatud puhta sorbendi tsoonidega. Kuid see meetod ei ole veel leidnud laialdast kasutamist.

· adsorptsioonkromatograafia , milles eraldamine toimub eraldatava aine koostoime tulemusena adsorbent nagu alumiiniumoksiid või silikageel, millel on pinnal aktiivsed polaarkeskused. Lahusti(eluent) - mittepolaarne vedelik.

Riis. Skeem ainete segu eraldamiseks adsorptsioonkromatograafia abil

http://www. xumuk. ru/biologhim/bio/img014.jpg

Sorptsioonimehhanism seisneb spetsiifilises interaktsioonis sorbendi polaarse pinna ja analüüsitava komponendi molekulide polaarsete (või polariseerumisvõimeliste) osade vahel (joonis). Interaktsioon toimub doonori-aktseptori interaktsiooni või vesiniksidemete moodustumise tõttu.

Riis. Askeem

https://pandia.ru/text/80/271/images/image006_11.jpg" width="219" height="200">

Riis. . Jaotuskromatograafia poogitud faasiga (normaalfaasi versioon).

http://www. chemnet. ru/rus/õpetus/õli/spezprakt-chr. html

Kell normaalne faas Jaotusvedelikkromatograafia versioonis kasutatakse silikageeli pinna modifikaatoritena (poogitud faasidena) polaarseid rühmi, nagu nitriil, aminorühm jne, sisaldavaid asendatud alküülklorosilaane (joonis). Poogitud faaside kasutamine võimaldab täpselt reguleerida statsionaarse faasi pinna sorptsiooniomadusi ja saavutada kõrge eraldusefektiivsus.

Pööratud faas vedelikkromatograafia põhineb segu komponentide jaotumisel polaarse eluendi ja sorbendi pinnale poogitud mittepolaarsete rühmade (pikad alküülahelad) vahel (joonis). Harvemini kasutatav on sadestatud faasidega vedelikkromatograafia variant, kui vedel statsionaarne faas kantakse statsionaarsele kandjale.

Riis. . Jaotuskromatograafia poogitud faasiga (pöördfaasiline versioon). http://www. chemnet. ru/rus/õpetus/õli/spezprakt-chr. html

Jaotusvedelikkromatograafia hõlmab ka ekstraheerimisvedelik kromatograafia, milles statsionaarne faas on tahkele kandjale sadestunud orgaaniline ekstraktor ja liikuv faas on eraldatavate ühendite vesilahus. Ekstraktantidena kasutatakse näiteks fenoole, trialküülfosfaate, amiine, kvaternaarseid ammooniumaluseid, aga ka väävlit sisaldavaid fosfororgaanilisi ühendeid. Ekstkasutatakse anorgaaniliste ühendite, näiteks leelismetalliioonide, aktiniidide ja muude sarnaste omadustega elementide eraldamiseks ja kontsentreerimiseks kasutatud tuumkütuse töötlemise protsessides.

ioonivahetuskromatograafia, mis põhineb analüüsitavas lahuses sisalduvate ioonide pöörduval stöhhiomeetrilisel vahetusel kompositsioonis sisalduvate liikuvate ioonidega ioniidid. Sõltuvalt ioniseerivate rühmade laengu märgist jagunevad ioonivahetid katioonivahetid Ja anioonivahetid. Samuti on olemas amfoteersed ioonivahetid –amfolüüdid, mis võib samaaegselt vahetada nii katioone kui ka anioone. Ioonivahetuskromatograafiat kasutatakse ainult laetud osakeste eraldamiseks. Eraldamine põhineb ioonivahetusvaigu võimel hoida endas erinevaid erineva tugevusega ioone. Ioniit koosneb polümeermaatriksist ja sellega seotud aktiivsetest rühmadest, mis on võimelised ioonivahetuseks. Kationiit omab happelisi või kergelt happelisi omadusi, kuna sisaldab rühmi: - SO3H, -CH2SO3H, - COOH, - PO3H2 ja teisi, milles vesinikioonid on liikuvad. Anioonivahetid omavad aluselisi või nõrgalt aluselisi omadusi ja sisaldavad rühmi: = NH2, - NH2, –NR3+, -OH jt. Ioonide eraldumist reguleeritakse eluendi optimaalsete pH väärtuste ja selle ioontugevuse valimisega. Skemaatiliselt saab ioonivahetust kujutada reaktsioonide abil:

R-H + Na+ + Cl - → R-Na + H+ + Cl - (katioonivahetus)

R-OH + Na+ + Cl - → R-Cl + Na+ + OH - (anioonivahetus)

Ioonivahetid peavad vastama järgmistele nõuetele: olema erinevates keskkondades keemiliselt stabiilsed, kuivas ja eriti paisunud olekus mehaaniliselt tugevad, suure imamisvõimega ja hästi taastumisvõimega.

Ioonivahetuskromatograafias (ioon) tuvastatakse eraldunud anioonid (katioonid) hapetena (vastavad alused) ülitundliku konduktomeetrilise detektoriga, kus kõrge efektiivsusega kolonnid pakitakse väikese võimsusega pindaktiivse aine ioonvaikuga.

ioonpaarkromatograafia, mida võib pidada adsorptsiooni ja ioonivahetuskromatograafia kombinatsiooniks. Meetod põhineb ioonsete ainete ekstraheerimisel – nende üleviimisel vesifaasist orgaanilisse faasi ioonipaaride kujul. Selleks lisatakse liikuvale faasile vastasioon, mis on võimeline analüüsitavate komponentidega selektiivselt reageerima, muutes need kompleksühenditeks koos ioonipaari moodustumisega. Selle valiku peamised eelised on see, et happelisi, aluselisi ja neutraalseid aineid saab analüüsida üheaegselt.

ligandivahetuskromatograafia põhineb eraldatud ühendite erinevad võimed moodustada komplekse siirdemetalli katioonidega– Cu+2, Ni+2, Zn+2, Cd+2, Co+2 jne – ja statsionaarse faasi fikseerivad rühmad (ligandid). Osa metalliioonide koordinatsioonisfäärist hõivavad veemolekulid või muud nõrgad ligandid, mida eraldatavate ühendite molekulid võivad tõrjuda. Seda tüüpi kromatograafiat kasutatakse optiliste isomeeride eraldamiseks.

suuruseralduskromatograafia(sõel, geeli läbilaskmine, geelfiltreerimine), mille puhul eraldamine põhineb erinevused molekulide suuruses.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image009_7.jpg" align="right" width="429" height="319">

Riis. Geelkromatograafia skeem

afiinsuskromatograafia(biospetsiifiline), mis põhineb asjaolul, et paljud bioloogiliselt aktiivsed makromolekulid, näiteks ensüümid, võivad spetsiifiliselt seostuda teatud reagendiga. Reaktiiv kinnitatakse kandjale (sageli agaroosile), seejärel pestakse analüüsitava seguga. Polümeerile jääb ainult soovitud makromolekul (joonis).

Riis. Afiinsuskromatograafia skeem

http://www. chemnet. ru/rus/õpetus/õli/spezprakt-chr. html

Seejärel eemaldatakse see polümeerist, juhtides läbi ühendi lahuse, millel on makromolekuli suhtes veelgi suurem afiinsus. Selline kromatograafia on eriti tõhus biotehnoloogias ja biomeditsiinis ensüümide, valkude ja hormoonide eraldamiseks.

Olenevalt aine liikumise meetodi kohta Eristatakse järgmisi vedelikkromatograafia tüüpe: arenev, frontaalne Ja repressiivne.
Kõige sagedamini kasutatav ilmne variant, mille puhul osa eraldatavast segust viiakse kolonni eluendivoolus. Segu komponentide väljund kolonnist registreeritakse kromatogrammil piikide kujul. (riis.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image012_4.jpg" width="291" height="165">

Riis. Kromatograafia variandi väljatöötamise skeem

Kõrgus või tipu pindala iseloomustab komponentide kontsentratsioon, A käeshoitav mahud – kvaliteetne segu koostis. Komponentide identifitseerimine toimub tavaliselt retentsiooniaegade kokkulangemise järgi standardainetega, samuti kasutatakse keemilisi või füüsikalis-keemilisi meetodeid.

Kell eesmine Variandis (joonis) lastakse pidevalt läbi kolonni, mis täidab liikuva faasi rolli, eraldatavate ainete segu. Selle tulemusena on võimalik saada puhtal kujul ainult kolonnis kõige vähem sorbeerunud ainet.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image014_2.jpg" width="279" height="145">

Riis. Frontaalkromatograafia valiku skeem

Kromatogramm kujutab sel juhul astmeid, mille kõrgused on võrdelised komponentide kontsentratsiooniga; peetavad mahud määratakse komponentide peetumisajaga. Sellise kromatogrammi eristamisel saadakse pilt, mis on sarnane arendusversioonis saadud pildiga.

IN repressiivne Sel juhul tõrjutakse kolonni sisestatud segu komponendid välja eluendi poolt, mis adsorbeerub tugevamini kui ükski komponent. Selle tulemusena saadakse eraldatud ainete kõrvuti olevad fraktsioonid Komponentide vabanemise järjekorra määrab nende interaktsiooni tugevus sorbendi pinnaga (joon.).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image016_3.jpg" width="320" height="175">

Riis. Asenduskromatograafia skeem

3. Põhilised kromatograafilised suurused ja nende määramine.

Ainete eraldamisel vedelikkromatograafia abil võib kasutada arendus-, frontaal- ja nihkumisvõimalusi, nagu eespool näidatud. Kõige sagedamini kasutatakse ilmutusvõimalust, mille puhul osa eraldatavast segust viiakse kolonni eluendivoolus. Segu komponentide väljund kolonnist registreeritakse kromatogrammil piikide kujul. Kromatogrammilt (joonis) määrake:

mittesorbeeruvate (t0), eraldatud komponentide (tR1, tR2, tR3 jne) retentsiooniajad; piigi aluste laius (tw1, tw2 jne).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image018_12.gif" width="61" height="24 src=">;

b) korrigeeritud komponendi peetumismaht ,

Kus t"R - korrigeeritud komponentide säilivusaeg;

c) veeru mahtuvuse koefitsient antud komponendi suhtes ;

d) veeru efektiivsus iseloomustatud samaväärsete teoreetiliste plaatide arv

https://pandia.ru/text/80/271/images/image022_8.gif" width="129" height="51 src=">;

f) luba https://pandia.ru/text/80/271/images/image024_9.gif" width="203 height=51" height="51">

Mahutavustegur k" mõjutab väärtust oluliselt R S: vahetamisel k" 0 kuni 10 (optimaalsed piirid) R S suureneb oluliselt. Tähendus k" määrab sorbendi kahekordistunud pind ja selle kogus kolonnis, samuti adsorptsiooni tasakaalukonstant (Henry konstant).

Selektiivsuse koefitsient α määratakse kahe eraldatud komponendi adsorptsiooni tasakaalukonstantide erinevuse järgi. Kui α suureneb (1-lt ~5-le) R S suureneb järsult, α  edasise suurenemisega muutub vähe. Kolonni selektiivsus sõltub sellistest teguritest nagu sorbendi pinna keemiline struktuur, eluendi koostis, kolonni temperatuur ja eraldatavate ühendite struktuur. Kuna kromatograafiliste ainete sorptsiooni vedelikkromatograafias määrab süsteemi kolme põhikomponendi - sorbendi, eraldatavate ainete ja eluendi - paariline koostoime, on eluendi koostise muutmine mugav viis eraldusprotsessi optimeerimiseks. .

Veeru efektiivsus sõltub adsorbendi osakeste suurusest ja pooride struktuurist, kolonni täidise ühtlusest, eluendi viskoossusest ja massiülekande kiirusest. Kolonni pikendamine ei too alati kaasa paremat eraldumist, kuna kolonni takistus suureneb, eluendi rõhk sisselaskeava juures ja katse aeg suurenevad ning analüüsi tundlikkus ja täpsus vähenevad tänu piigi laienemisele. analüüsitav komponent. Kui , siis on kahe aine piigid kromatogrammis peaaegu täielikult eraldatud. Kasvamisega R S eraldamise aeg pikeneb. Kell R S < 1 - eraldamine ei ole rahuldav. Preparatiivses kromatograafias töötab kolonn suhteliselt suurte eraldatud ainete koguste sisestamise tõttu ülekoormusega. Sel juhul mahtuvuse koefitsient väheneb, teoreetilise plaadiga ekvivalentne kõrgus suureneb, mis viib eraldusvõime vähenemiseni.

4. Adsorbendid

Segu kromatograafiline eraldamine on efektiivne, kui adsorbent ja lahusti (eluent) on õigesti valitud.

Adsorbent ei tohiks keemiliselt suhelda eraldatud komponentidega ega avaldada lahustile katalüütilist toimet. Samuti on vajalik, et adsorbent oleks segu komponentide suhtes selektiivne. Õigesti valitud adsorbendil peab olema maksimaalne neeldumisvõime.

Eristama polaarne (hüdrofiilne) Ja mittepolaarsed (hüdrofoobsed) adsorbendid. Tuleb meeles pidada, et polaarsete ainete adsorptsiooniafiinsus polaarsete sorbentide suhtes on palju suurem kui mittepolaarsete ainete puhul.

Adsorbentidena kasutatakse alumiiniumoksiidi, aktiivsütt, silikageeli, tseoliite, tselluloosi ja mõningaid mineraale.

AlumiiniumoksiidAl2O3 – amfoteerne adsorbent.(Joon.) Selle peal segusid saab eraldada ained polaarsetes, nii mittepolaarsetes lahustites. Neutraalset alumiiniumoksiidi kasutatakse tavaliselt küllastunud süsivesinike, aldehüüdide, alkoholide, fenoolide, ketoonide ja eetrite mittevesilahuste kromatograafias.

Riis. Alumiiniumoksiid kromatograafia jaoks

http://pildid. /542857_w200_h200_product5.jpg

Al2O3 aktiivsus sõltub selle niiskusesisaldusest. Veevaba alumiiniumoksiidil on kõrgeim aktiivsus. Tavapäraselt peetakse seda üheks. Vajadusel saab valmistada erineva niiskusesisaldusega alumiiniumoksiidi, segades värskelt valmistatud alumiiniumoksiidi veega (Brockmani skaala).

Alumiiniumoksiidi aktiivsuse sõltuvus niiskusesisaldusest

Näiteks kasutatakse süsivesinike eraldamiseks Al2O3 aktiivsusega 1,5-2; alkoholide ja ketoonide eraldamiseks – 2-3,5.

Alumiiniumoksiidi eripind on 230-380 m2/g.

Silikageel(hüdroksüülitud või keemiliselt modifitseeritud) on kuivatatud želatiinne ränidioksiid, mida saadakse ränihapete üleküllastunud lahustest ( n SiO2 m H2O) pH > 5-6 juures. (joon.) Tahke hüdrofiilne sorbent.

Riis. Silikageel

http://www. silikageel. /

http://silikagel. ru/images/askg. gif

Silikageeli osakeste suurus analüütilistes kolonnides on 3-10 mikronit, preparatiivsetes kolonnides - 20-70 mikronit. Väikeste osakeste suurus suurendab massiülekande kiirust ja parandab kolonni efektiivsust. Kaasaegsed analüütilised kolonnid on 10-25 cm pikad. Need on täidetud silikageeliga, mille osakeste suurus on 5 mikronit ja võimaldab eraldada 20-30 komponendist koosnevaid keerulisi segusid. Kui osakeste suurus väheneb 3-5 mikronini, suureneb kolonni efektiivsus, kuid suureneb ka selle takistus. Seega, et saavutada eluendi voolukiirus 0,5-2,0 ml/min, on vaja rõhku (1-3)·107 Pa. Silikageel talub sellist rõhuerinevust, samas kui polümeersorbentide graanulid on elastsemad ja deformeeruvamad. Viimasel ajal on välja töötatud tiheda võrgustikuga makropoorse struktuuriga mehaaniliselt tugevad polümeersorbendid, mis oma efektiivsuselt on lähedased silikageelidele. 10 µm ja suuremate sorbendiosakeste kuju kolonni efektiivsusele suurt mõju ei avalda, küll aga eelistatakse sfäärilisi sorbente, mis tagavad läbilaskvama pakendi. (Joon.)

Riis. Sfääriline silikageel

http://pildid. /6450630_w200_h200_silicagelksmg. gif

http:///N6_2011/U7/silikagel-2.jpeg

Silikageeli osakese sisemine struktuur on kommunikatsioonikanalite süsteem. Vedelikkromatograafia jaoks kasutatakse sorbente pooride läbimõõduga 6-25 nm. Vedelikkromatograafia eraldamine toimub peamiselt silikageelidel, mida on modifitseeritud alküül- ja arüülklorosilaanide või alküületoksüsilaanide reaktsioonil silanoolrühmadega pinnal. Selliste reaktsioonide abil pookitakse C8H17-, C18H37- või C6H5- rühmad (hüdrofobiseeritud pinnaga sorbentide saamiseks), nitriil-, hüdroksüülrühmad jne (joonis).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image033_0.jpg" width="166" height="116 src=">

Riis. Modifitseeritud silikageeli struktuur

Silikageelid kasutatakse kromatograafias naftasaaduste segude eraldamiseks, kõrgem rasvhapped, nende estrid, aromaatsed amiinid, nitroderivaadid orgaanilised ühendid. Silikageel – hüdrofiilne sorbent, kergesti niisutatav veega. Seetõttu ei saa seda kasutada vesilahustest sorptsiooniks. Silikageeli aktiivsus sõltub veesisaldusest selles: mida vähem vett see sisaldab, seda suurem on aktiivsus (Brockmanni skaala).

Silikageeli aktiivsuse sõltuvus niiskusesisaldusest

Silikageelide eripind on 500-600 m2/g.

Aktiivsüsi on süsiniku vorm, mis töötlemisel muutub äärmiselt poorseks ja omandab adsorptsiooniks või keemilisteks reaktsioonideks väga suure pindala. (Joon.) Nende eripind on 1300-1700 m2/g.

Riis. Aktiveeritud süsinik

http://e-kataloog. rusbiz. ru/user_images/ru/prod_picture/58035161249b9016f64372.jpg

Peamine mõju aktiivsöe pooride struktuurile on nende tootmise lähtematerjalidel. Kookospähkli koortel põhinevaid aktiivsüteid iseloomustab suurem mikropooride osakaal (kuni 2 nm), kivisöel põhinevaid aga mesopooride suurem osakaal (2-50 nm). Suur osa makropooridest on iseloomulik puidupõhistele aktiivsöele (üle 50 nm). Mikropoorid sobivad eriti hästi väikese suurusega molekulide adsorptsiooniks, mesopoorid aga suuremate orgaaniliste molekulide adsorptsiooniks.

Tseoliidid (molekulaarsõelad)– loodusliku ja sünteetilise päritoluga leelis- ja leelismuldmetallide poorsed kristalsed alumosilikaadid. (riis.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image036_2.jpg" width="211 height=211" height="211">

Riis. Tseoliidid

http://www. tseoliit spb. ru/_img/_36mm. jpg

http://kntgroup. ru/pöial. php? file=/uploads/produkts/6.jpg&x_width=250

Tuntud on nelja tüüpi tseoliite (A, X, Y, M), millel on erinev kristallstruktuur. Sõltuvalt katioonist on tseoliidid tähistatud järgmiselt: KA, NaA, CaM, NaX, KY, CaY. Tseoliitide omadus on see kristallide pooride suurus on suurusjärgus 0,4-1 nm, mis on võrreldav molekulide suurusega palju vedelaid või gaasilisi aineid. Kui aine molekulid suudavad nendesse pooridesse tungida, toimub tseoliidikristallide poorides adsorptsioon. Aine suuremad molekulid ei adsorbeeru. Valides erineva poorisuurusega tseoliite, saab selgelt eristada erinevate ainete segusid.

Tseoliitide eripind on 750-800 m2/g.

Adsorbendi valikul tuleb arvestada ainete struktuuri ja lahustuvusega. Näiteks küllastunud süsivesinikud adsorbeeruvad halvasti, samas kui küllastumata süsivesinikud (millel on kaksiksidemed) adsorbeeruvad paremini. Funktsionaalsed rühmad suurendavad aine adsorptsioonivõimet.

5. Eluendid

Lahusti (eluendi) valimisel peate arvestama adsorbendi olemusega ja eraldatavas segus olevate ainete omadustega. Eluendid peavad lahustuma hästi kõik kromatograafilise segu komponendid, olema madala viskoossusega, tagama vajaliku selektiivsuse, olema odavad, mittetoksilised, inertsed ja ühilduvad tuvastamismeetoditega (näiteks benseeni ei saa kasutada UV-kiirgusega eluendina detektor).

Normaalfaasi kromatograafias kasutatakse tavaliselt süsivesinikke (heksaan, heptaan, isooktaan, tsükloheksaan), millele on lisatud väikeses koguses kloroformi CHCl3, isopropanooli iso-C3H7OH, diisopropüüleetrit; pöördfaasikromatograafias - vee segu atsetonitriiliga CH3CN, metanool CH3OH, etanool C2H5OH, dioksaan, tetrahüdrofuraan, dimetüülformamiid. Kromatograafia käigus eraldatud segu üksikute komponentide eraldamiseks pestakse need sageli järjest välja (elueeritakse). Sel eesmärgil kasutatakse erineva desorptsioonivõimega lahusteid. Lahustid on paigutatud polaarsetes adsorbentides desorbeeruva võime kahanevas järjekorras - eluotroopne Trappe sari. Kui eraldatava segu komponentidel on sarnased väärtused k" ( kolonni mahtuvuse koefitsient antud komponendi suhtes), seejärel kromatografeerida ühe eluendiga. Kui segu üksikud komponendid jäävad sorbendis tugevasti kinni, kasutatakse järjest suureneva tugevusega eluente.

Eluotroopne lahustite seeria

6. Vedelikkromatograafia seadmed

Kaasaegses vedelikkromatograafias kasutatakse erineva keerukusega instrumente – kõige lihtsamatest süsteemidest kuni kõrgklassi kromatograafideni.
Kaasaegne vedelikkromatograaf sisaldab: eluentide mahuteid, kõrgsurvepumpasid, jaoturit, kromatograafilist kolonni, detektorit, salvestusseadet, juhtimissüsteemi ja tulemuste matemaatilist töötlemist.

Joonisel fig. esitatakse vedelikkromatograafi plokkskeem, mis sisaldab minimaalselt nõutavat komponentide komplekti ühel või teisel kujul mis tahes kromatograafilises süsteemis.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image038_2.jpg" width="361" height="254 src=">

Riis. Vedelikkromatograafi skeem: 1 - liikuva faasi reservuaar, 2 - pump, 3 - injektor, 4 - kolonn, 5 - termostaat, 6 - detektorid, 7 - salvestussüsteem, 8 - arvuti.

Mahuti mobiilse faasi jaoks peab olema piisav analüüsivõime ja lahustiga degaseerimisseade et vältida eluendis lahustunud gaasimullide teket kolonnis ja detektoris.

Pump mõeldud et tekitada pidev lahusti vool. Selle konstruktsiooni määrab peamiselt töörõhk süsteemis. Töötamiseks vahemikus 10-500 MPa kasutatakse kolvi (süstal) tüüpi pumpasid. Nende puuduseks on vajadus perioodiliste peatuste järele eluendiga täitmiseks. Lihtsate süsteemide jaoks madala töörõhuga 1-5 MPa kasutatakse odavaid peristaltilisi pumpasid. Eluendid sisenevad pumpa läbi filtri, mis hoiab kinni tolmuosakesed (üle 0,2 mikroni). Mõnikord lastakse eluente läbi väike heeliumivool, et eemaldada lahustunud õhk ja vältida mullide teket detektoris (eriti vesi- ja polaarsete eluentide puhul). Analüütilistes kromatograafides kasutatakse kolonni eluendi varustamiseks tagasisidesüsteemiga kolbpumpasid, mis võimaldavad tasandada voolu pulsatsioone 1-2% piires ja tagada mahulised voolukiirused 0,1 kuni 25 ml/min rõhul kuni ~ 3,107 Pa. Mikrokolonnkromatograafias on eluendi mahulised voolukiirused palju väiksemad – 10-1000 µl/min. Gradientelueerimise puhul kasutatakse mitmeid pumpasid, mida juhib programmeerija ja mis annavad segamiskambrisse 2-3 eluendi komponenti, jättes üldise voolukiiruse konstantseks. Proovi sisestamiseks kõrge rõhu all kolonni ilma voolu peatamata kasutatakse spetsiaalseid mikrodoseerimiskraane, mis on ühendatud uuritava lahuse proovi jaoks teadaoleva mahuga ahelaga. Välja on töötatud doseerimissüsteemid automaatse proovivõtu ja proovide süstimisega mikrodoseerimiskraanide või süstalde abil.

Injektor annab segu proovi süstimine eraldatud komponendid üsna suure reprodutseeritavusega kolonniks. Lihtsad "stop-flow" proovide sissepritsesüsteemid nõuavad pumba seiskamist ja on seetõttu vähem mugavad kui Reodyne'i välja töötatud silmuspipetid.

Veerud HPLC jaoks on need enamasti valmistatud roostevabast terasest poleeritud torust pikkusega 10–25 cm ja siseläbimõõduga 3–5 mm.

Riis. Kromatograafia kolonnid vedelikkromatograafia jaoks

Kasutatud ka klaasist kõlarid, asetatud metallkestasse; mikrokolonnkromatograafias - pakitud metallist kõlarid siseläbimõõduga 1,0-1,5 mm, pakitud klaasist mikrokolonnid läbimõõduga 70-150 mikronit ja õõnsad kapillaarkolonnid läbimõõt 10-100 mikronit; preparatiivses kromatograafias - kolonnid läbimõõduga 2–10 cm või rohkem. Kolonnide ühtlaseks ja tihedaks täitmiseks sorbendiga kasutatakse suspensiooni pakkimise meetodit. Sorbendist ja sobivast orgaanilisest vedelikust valmistatakse suspensioon, mis juhitakse rõhu all kuni 5,107 Pa kolonni. Veerust lahkuvate eraldatud komponentide määramiseks kasutada detektorid. Temperatuuri püsivus ette nähtud termostaat.

Detektorid vedelikkromatograafia jaoks on neil voolukamber, milles toimub voolava eluendi mõne omaduse pidev mõõtmine. Nad peavad olema väga tundlikud. Detektori tundlikkuse suurendamiseks kasutatakse mõnikord segu komponentide derivatiseerimist pärast kolonni. Selleks sisestatakse eluendivooluga reagendid, mis interakteerudes eraldunud ainetega moodustavad tugevamate omadustega derivaate, näiteks neelavad tugevamalt UV- või spektri nähtavas piirkonnas või on suurema fluorestsentsvõimega. Mõnikord viiakse derivatiseerimine läbi enne kromatograafilist analüüsi ja pigem eraldatakse derivaadid kui lähteained. Kõige populaarsemad tüübid detektoridüldine eesmärk on refraktomeetrid, mõõtmine murdumisnäitaja, Ja spektrofotomeetrilised detektorid, määratledes lahusti optiline tihedus fikseeritud lainepikkusel (tavaliselt ultraviolettkiirguse piirkonnas). TO refraktomeetrite eelised(Ja Spektrofotomeetrite puudused) tuleks omistada madal tundlikkus määratava tüübi suhtes ühendused, mis ei pruugi sisaldada kromofoorrühmi. Teisest küljest on refraktomeetrite kasutamine piiratud isokraatiliste süsteemidega (konstantse eluendi koostisega), mistõttu lahusti gradiendi kasutamine on sel juhul võimatu.

Diferentsiaalne "href="/text/category/differentcial/" rel="bookmark">diferentsiaalvõimendi ja -salvesti. Samuti on soovitav omada integraator, mis võimaldab arvutada saadud piikide suhtelisi pindalasid. Seda kasutatakse keerulistes kromatograafilistes süsteemides liidese plokk, ühendades kromatograafi personaalarvuti, mis mitte ainult ei kogu ja töötleb teavet, vaid juhib ka seadet, arvutab kvantitatiivseid omadusi ja mõnel juhul ka segude kvalitatiivset koostist. Mikroprotsessor annab automaatne proovi süstimine, muutma täpsustatud eluendi koostise programm gradientelueerimisega, säilitamine kolonni temperatuur.

Bruker". Riis. Vedelikkromatograaf Jasco

Enesetesti küsimused

Mis on vedelikkromatograafia? Nimetage selle tüübid ja kasutusalad. Nimekiri umbes kromatograafilised põhisuurused ja nende määratlus Millised vedelikkromatograafia tüübid eksisteerivad sõltuvalt eraldatud ainete retentsioonimehhanismist LC statsionaarses faasis? Millised kromatograafia tüübid on olenevalt aine teisaldamise meetodist? Milliseid aineid kasutatakse adsorbentidena? Mis vahe on? Mis toimib vedela liikuva faasina – eluendina? Nõuded lahustitele. Mis vahe on jaotuskromatograafial ja adsorptsioonkromatograafial? Loetlege vedelikkromatograafi ahela põhiosad ja nende otstarve.

Kasutatud kirjanduse loetelu

1 "Vedelikkromatograafia meditsiinis"

http://ajakiri. issep. rssi. ru/articles/pdf/0011_035.pdf

2 “Sissejuhatus kõrgfektiivsetesse vedelikkromatograafia meetoditesse”

http://www. chemnet. ru/rus/õpetus/õli/spezprakt-chr. html

3 "vedelikkromatograafia"

http://e-teadus. ru/index/?id=1540

4 "kromatograafia"

http://belchem. inimesed ru/chromatography1.html