Yüksek performanslı kromatografi. Doğal ve atık su kirleticilerinin yüksek performanslı sıvı kromatografisi

(esas olarak moleküller arası) faz sınırında. Bir analiz yöntemi olarak HPLC, incelenen nesnelerin karmaşıklığı nedeniyle orijinal karmaşık karışımın nispeten basit olanlara ön ayrılmasını içeren bir grup yöntemin parçasıdır. Elde edilen basit karışımlar daha sonra geleneksel fizikokimyasal yöntemler veya kromatografi için geliştirilen özel yöntemler kullanılarak analiz edilir.

HPLC yöntemi kimya, petrokimya, biyoloji, biyoteknoloji, tıp, gıda endüstrisi, çevre koruma, ilaç üretimi ve daha birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Analiz edilen veya ayrılan maddelerin ayrılma mekanizmasına göre HPLC, adsorpsiyon, dağıtım, iyon değişimi, dışlama, ligand değişimi ve diğerlerine ayrılır.

Pratik çalışmalarda, ayrılmanın çoğu zaman tek bir mekanizma aracılığıyla değil, aynı anda birkaç mekanizma yoluyla gerçekleştiği akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, dışlama ayrımı adsorpsiyon etkileriyle, adsorpsiyon ayrımı dağıtım etkileriyle karmaşık hale gelebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Ayrıca, bir numunedeki maddeler arasında iyonizasyon derecesi, bazlık veya asitlik, moleküler ağırlık, polarize edilebilirlik ve diğer parametreler açısından fark ne kadar büyükse, bu tür maddeler için farklı bir ayırma mekanizmasının olasılığı da o kadar büyük olur.

Normal faz HPLC

Sabit faz, mobil fazdan daha polardır, bu nedenle eluent'te polar olmayan solvent baskındır:

• Heksan:izopropanol = 95:5 (düşük polariteli maddeler için)
• Kloroform:metanol = 95:5 (orta kutuplu maddeler için)
• Kloroform:metanol = 80:20 (yüksek polariteli maddeler için)

Ters fazlı HPLC

Sabit faz, hareketli fazdan daha az polar olduğundan eluent hemen hemen her zaman su içerir. Bu durumda BAS'ın mobil fazda tamamen çözünmesini sağlamak her zaman mümkündür, hemen hemen her zaman UV tespitini kullanmak mümkündür, hemen hemen tüm mobil fazlar karşılıklı olarak karışabilir, gradyan elüsyonu kullanılabilir, kolon hızla yeniden kullanılabilir. -dengelendiğinde sütun yeniden oluşturulabilir.

Ters fazlı HPLC için yaygın eluentler şunlardır:

• Asetonitril:su
• Metanol:su
• İzopropanol:su

HPLC için matrisler

HPLC, matris olarak silikon oksit (silis jel) veya alümina gibi inorganik bileşikleri veya polistiren (divinilbenzen ile çapraz bağlı) veya polimetakrilat gibi organik polimerleri kullanır. Silika jel elbette artık genel olarak kabul görüyor.

Matrisin ana özellikleri:

• Parçacık boyutu (um);
• İç gözenek boyutu (Å, nm).

HPLC için silika jelin hazırlanması:

1. Polisilisik asit mikrokürelerinin kalıplanması;
2. Silika jel parçacıklarının kurutulması;
3. Hava ayırma.

Emici parçacıklar:

• Düzenli (küresel): daha yüksek basınç dayanımı, daha yüksek maliyet;
• Küresel olmayan: daha düşük basınç direnci.

HPLC'de gözenek boyutu en önemli parametrelerden biridir. Gözenek boyutu ne kadar küçük olursa, elüt edilen maddelerin molekülleri için geçirgenliği de o kadar kötü olur. Ve bu nedenle sorbentlerin emme kapasitesi o kadar kötü olur. Gözenekler ne kadar büyük olursa, öncelikle emici parçacıkların mekanik stabilitesi o kadar az olur ve ikinci olarak, emme yüzeyi ne kadar küçük olursa, verimlilik o kadar kötü olur.

Sabit faz aşıları

Normal faz HPLC:

• Propilnitril aşılamalı (nitril) sabit faz;
• Propilamin aşılama (amin) ile sabit faz.

Ters fazlı HPLC:

• Alkil aşılamalı sabit faz;
• Alkilsilil aşılamalı sabit faz.

Uç kapatma, sorbentin aşılanmamış alanlarının "küçük" moleküllerle ek aşılama yoluyla korunmasıdır. Hidrofobik uç kapatma (C1, C2): daha yüksek seçicilik, daha kötü ıslanabilirlik; hidrofilik uç kapatma (diol): daha düşük seçicilik, daha yüksek ıslanabilirlik.

HPLC için dedektörler

• UV
• Diyot matrisi
• Floresan
• Elektrokimyasal
• Refraktometrik
• Kütle seçici

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi”nin ne olduğuna bakın:

yüksek performanslı sıvı kromatografisi- - [A.S. Goldberg. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji EN yüksek performanslı sıvı kromatografisi HPLC ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi terimi İngilizce yüksek performanslı sıvı kromatografisi terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar HPLC, HPLC İlgili terimler adsorpsiyon, oligopeptit, proteomik, sorbent, fulleren, endohedral, kromatografi... ...

Ayırma verimliliğini arttırmak için, çözücünün (eluent) basınç altında (3x107 Pa'dan fazla), küçük çaplı parçacıklar (1 μm'ye kadar) içeren sorbent ile doldurulmuş kolonlar boyunca pompalandığı sıvı kromatografisi ve perfüzyon filtreleri de kullanılır. kullanılmış... ...

Sıvının (eluent) hareketli faz ve sabit faz olarak görev yaptığı bir tür kromatografi. emici, TV yüzeyine sıvı veya jel uygulanan bir taşıyıcı. Düz bir yüzey üzerinde sorbent ile doldurulmuş bir sütunda (kolon kromatografisi) gerçekleştirin... ... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

- [κρώμα (υrum) renk] karışımın tek tek bileşenlerinin (sıvı veya gaz halinde), hem bunları taşıyıcı akıştan emerken hem de ... ... Jeolojik ansiklopedi

- (diğer Yunancadan ... Wikipedia

Kromatografi terimi İngilizce kromatografi terimi Eş Anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler yüksek performanslı sıvı kromatografisi, klatrat, çip üzerinde laboratuvar, porometri, proteom, proteomik, sorbent, enzim, fulleren, endohedral... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

Ayrışmaya dayalı sıvı kromatografisi. Ayrılmış iyonların sabit iyon değişimi yapabilme yeteneği. ikincisinin iyonojenik gruplarının ayrışması sonucu oluşan sorbent iyonları. Katyon değiştiriciler katyonları ayırmak için kullanılır, çünkü... ... Kimyasal ansiklopedi

HPLC- yüksek performanslı sıvı kromatografisi… Rusça kısaltmalar sözlüğü

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), hem analitik kimyada hem de kimyasal teknolojide yaygın olarak kullanılan, karmaşık madde karışımlarını ayırmak için etkili yöntemlerden biridir. Kromatografik ayırmanın temeli katılımdır ... Vikipedi

Kitabın

• Pratik Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi, Veronica R. Mayer. Kitabın modern yöntem ve ekipmanlarla genişletilen 5. baskısını okuyucuya sunuyoruz. Kitapta pek çok şey geliştirildi ve çok sayıda referans eklendi. Metinde yer alan yerler...

Sıvı kromatografisi bir sıvının hareketli faz olarak görev yaptığı karmaşık madde karışımlarını ayırmak ve analiz etmek için kullanılan bir yöntemdir. Gaz kromatografisinden daha geniş bir yelpazedeki maddelerin ayrılmasına uygulanabilir. Bunun nedeni çoğu maddenin uçucu olmaması, birçoğunun yüksek sıcaklıklarda (özellikle yüksek moleküler bileşikler) kararsız olması ve gaz haline dönüştürüldüğünde ayrışmasıdır. Maddelerin sıvı kromatografisi ile ayrılması çoğunlukla oda sıcaklığında gerçekleştirilir.

Her türlü sıvı kromatografinin özellikleri, içindeki mobil fazın sıvı olması ve bileşenlerin gaz ve sıvı eluentten emilmesinin farklı şekilde ilerlemesinden kaynaklanmaktadır. Gaz kromatografisinde taşıyıcı gaz yalnızca bir taşıma işlevi gerçekleştiriyorsa ve sabit faz tarafından emilmiyorsa, sıvı kromatografisinde sıvı mobil faz aktif bir elüenttir; molekülleri sabit faz tarafından emilebilir. Kolondan geçerken, elüsyon maddesinde bulunan analiz edilen karışımın bileşenlerinin molekülleri, elüsyon maddesinin moleküllerini sorbentin yüzey katmanından çıkarmalıdır, bu da analit moleküllerinin etkileşim enerjisinde bir azalmaya yol açar. sorbentin yüzeyi ile. Bu nedenle tutulan hacimlerin değerleri V R Sistemin serbest enerjisindeki değişiklikle orantılı olarak sıvı kromatografisinde gaz kromatografisinden daha küçüktür ve sıvı kromatografisinde sorpsiyon izoterminin doğrusallık aralığı daha geniştir.

Farklı eluentler kullanılarak kromatografik sistemin tutma parametreleri ve seçiciliği değiştirilebilir. Sıvı kromatografisinde seçicilik, gaz kromatografisinden farklı olarak bir değil iki faktörle belirlenir: mobil (eluent) ve sabit fazların doğası.

Sıvı mobil faz, gaz fazına göre daha yüksek yoğunluk ve viskoziteye sahiptir, difüzyon katsayıları D Ve Gazdan 3-4 kat daha düşük. Bu, gaz kromatografisine kıyasla sıvı kromatografide daha yavaş kütle transferine yol açar. Terimin olması nedeniyle Van Deemter denklemi İÇİNDE sıvı kromatografisinde bir rol oynamaz ( D Ve  D G), verimliliğin grafiksel bağımlılığı da değişir N Mobil fazın doğrusal akış hızından Şekil 2'de gösterilen forma sahiptir. 1.9.

Kolon sıvı kromatografisinin klasik versiyonunda, eluent içinde çözündürülmüş analiz edilen numune, 1-2 m yüksekliğinde, partikül boyutu ~100 μm olan bir sorbent ve bir eluent ile doldurulmuş bir cam kolona yerleştirilir ve eluent, kolondan geçirilir. , sütunun çıkışındaki eluat bölümlerinin seçilmesi. Sıvı kromatografinin bu versiyonu laboratuvar uygulamalarında hala kullanılmaktadır, ancak eluentin yerçekiminin etkisi altında geçiş hızı düşük olduğundan analiz uzun sürer.

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi HPLC olarak adlandırılan sıvı kromatografinin modern versiyonu, parçacık boyutu 5-10 mikron olan hacimsel ve yüzeysel gözenekli sorbentler, 400 atm'ye kadar sistem basıncı sağlayan enjeksiyon pompaları ve son derece hassas dedektörler kullanır. Hızlı kütle transferi ve yüksek ayırma verimliliği, HPLC'nin moleküllerin ayrılması (sıvı adsorpsiyon ve sıvı-sıvı bölme kromatografisi), iyonların ayrılması (iyon değişimi, iyon, iyon çifti kromatografisi), ayrılması için kullanılmasını mümkün kılar. makromoleküller (boyut dışlama kromatografisi).

1.3. SOLVENT TUTULUMU VE GÜCÜ

Analizi yapılan maddelerin kolonda ayrıştırılabilmesi için yukarıda da belirtildiği gibi k" kapasite katsayısının 0'dan büyük olması yani maddelerin durağan faz yani sorbent tarafından tutulması gerekir. Ancak kapasite katsayısının 0'dan büyük olması gerekir. Ancak kapasite katsayısının 0'dan büyük olması gerekir. kabul edilebilir bir elüsyon süresi elde etmek için çok büyük olmalıdır Belirli bir madde karışımı için onları tutan sabit bir faz seçilirse, bir analiz tekniğinin geliştirilmesine yönelik daha fazla çalışma, ideal olarak farklı ancak kabul edilebilir bir çözücü sağlayacak bir çözücünün seçilmesinden oluşur. çok büyük değil k ". Bu, solventin elüsyon kuvvetinin değiştirilmesiyle elde edilir.

Silika jel veya alüminyum oksit üzerinde adsorpsiyon kromatografisi durumunda, kural olarak, iki bileşenli bir çözücünün (örneğin, izopropanol ilavesiyle heksan) gücü, polar bileşenin (izopropanol) içeriğinin arttırılmasıyla arttırılır. veya izopropanol içeriğinin azaltılmasıyla azaltılabilir. Polar bileşenin içeriği çok azalırsa (%0,1'den az), daha zayıf bir elüsyon kuvveti ile değiştirilmelidir. Bu sistem, karışımdaki ilgili bileşenlere göre istenen seçiciliği sağlamasa bile, polar veya polar olmayan bir bileşenin başkalarıyla değiştirilmesiyle de aynı şey yapılır. Çözücü sistemlerini seçerken, hem karışım bileşenlerinin çözünürlüğü hem de farklı yazarlar tarafından derlenen eluotropik çözücü serisi dikkate alınır.

Çözücünün gücü, aşılanmış polar fazlar (nitril, amino, diol, nitro vb.) kullanıldığında, olası kimyasal reaksiyonlar dikkate alınarak ve faz için tehlikeli çözücüler (örneğin aldehitler ve ketonlar) hariç tutularak yaklaşık olarak aynı şekilde seçilir. amino fazı için).

Ters faz kromatografisi durumunda, çözücünün gücü, elüsyon maddesindeki (metanol, asetonitril veya THF) organik bileşenin içeriğinin arttırılmasıyla arttırılır ve daha fazla su eklenmesiyle azaltılır. İstenilen seçiciliği elde etmek mümkün değilse, başka bir organik bileşen kullanırlar veya onu çeşitli katkı maddeleri (asitler, iyon çifti reaktifleri vb.) kullanarak değiştirmeye çalışırlar.

İyon değiştirme kromatografisi kullanılarak yapılan ayırmalarda, tampon çözeltinin konsantrasyonu artırılarak veya azaltılarak veya pH değiştirilerek çözücünün gücü değiştirilir; bazı durumlarda organik maddelerle modifikasyon kullanılır.

Bununla birlikte, özellikle karmaşık doğal ve biyolojik karışımlar durumunda, tüm numune bileşenlerinin kabul edilebilir bir zaman çerçevesi içinde elüsyonunu sağlayacak şekilde solvent gücünü seçmek çoğu zaman mümkün değildir. O zaman degrade elüsyona başvurmanız gerekir; Analiz işlemi sırasında elüsyon kuvveti değişen ve önceden belirlenmiş bir programa göre sürekli artan bir solvent kullanın. Bu teknik, karmaşık karışımların tüm bileşenlerinin nispeten kısa bir sürede elüsyonunu ve bunların dar tepeler şeklinde bileşenlere ayrılmasını mümkün kılar.

1.6.1. Adsorpsiyon sıvı kromatografisi. Adsorpsiyon sıvı kromatografisi, sabit ve hareketli fazların polaritesine bağlı olarak normal faz (NPC) ve ters faz (RPC) kromatografisine ayrılır. NPC'de polar adsorban ve polar olmayan mobil fazlar kullanılır; OPC'de polar olmayan adsorban ve polar mobil fazlar kullanılır, ancak her iki seçenekte de mobil fazın seçimi çoğu zaman fazın seçiminden daha önemlidir. durağan faz. Sabit faz, ayrılan maddeleri tutmalıdır. Mobil fazın, yani çözücünün, değişen kolon kapasitelerini ve kabul edilebilir bir süre içinde etkili bir ayırmayı sağlaması gerekir.

Adsorpsiyon sıvı kromatografisinde sabit faz olarak spesifik yüzey alanı 50 m2/g'den fazla olan polar ve polar olmayan ince dağılmış gözenekli malzemeler kullanılır. Polar adsorbanlar (SiO 2 , Al 2 O 3 , florisil vb.), yüzeyde temel özelliklere sahip maddeleri tutabilen zayıf asit gruplarına sahiptir. Bu adsorbanlar esas olarak polar olmayan ve orta derecede polar bileşiklerin ayrılması için kullanılır. Dezavantajları kullanılan eluentlerdeki su içeriğine karşı yüksek hassasiyetleridir. Bu dezavantajı ortadan kaldırmak için polar sorbentler aminler, dioller ve diğer reaktiflerle işlenir, bu reaktiflerin yüzey aşılanması, yüzey modifikasyonu ve analite göre seçiciliğin değişmesiyle sonuçlanır.

Polar olmayan adsorbanlar (grafitleştirilmiş karbon siyahı, diatomlu toprak, kieselguhr) polar moleküllere karşı seçici değildir. Polar olmayan adsorbanlar elde etmek için polar olmayan gruplar sıklıkla örneğin silika jelinin, örneğin alkilsilil -SiR3'ün yüzeyine aşılanır; burada R-alkil grupları C2-C22'dir.

Mobil faz, analiz edilen numuneyi tamamen çözmeli, düşük bir viskoziteye sahip olmalı (böylece difüzyon katsayıları yeterince büyük olmalıdır) ve ayrılan bileşenlerin ondan izole edilmesinin mümkün olması arzu edilir. Kromatografın tüm parçalarının malzemesine göre inert, güvenli, ucuz ve dedektöre uygun olmalıdır.

Sıvı kromatografide kullanılan mobil fazlar, elüsyon güçlerine göre değişir. Bir solventin elüsyon kuvveti, belirli bir adsorban üzerindeki belirli bir eluentin soğurma enerjisinin, standart olarak seçilen eluentin (örneğin n-heptanın) soğurma enerjisinden kaç kat daha büyük olduğunu gösterir. Zayıf çözücüler sabit faz tarafından zayıf bir şekilde adsorbe edilir, bu nedenle emilen maddelerin (sorbat) dağılım katsayıları yüksektir. Aksine, güçlü solventler iyi adsorbe edilir, bu nedenle sorbatın dağılma katsayıları düşüktür. Çözücü ne kadar güçlü olursa, analiz edilen numunenin içindeki çözünürlüğü o kadar yüksek olur ve çözücü-sorbat etkileşimi o kadar güçlü olur.

Bir kolonda yüksek ayırma verimi sağlamak için, seçilen ayırma koşulları altında ayrıştırılacak karışım için optimal polariteye sahip bir mobil fazın seçilmesi gerekir. Tipik olarak, ilk olarak ayrılan bileşenlerin polaritesine yakın bir sabit faz seçilir. Daha sonra mobil faz seçilir ve kapasite katsayısının sağlanması sağlanır. k" 2 ila 5 aralığında olduğu ortaya çıktı. Hareketli fazın polaritesi, sabit fazın polaritesine çok yakınsa, bileşenlerin alıkonma süresi çok kısa olacak, hareketli ve sabitin polariteleri ise çok kısa olacaktır. aşamalar çok farklıysa, tutma süresi çok uzun olacaktır.

Mobil fazlar seçilirken, polarite indekslerinin kullanımına dayanan, eluotropik seriler adı verilen seriler tarafından yönlendirilirler. Snyder R" tüm solventleri güçlü (polar) ve zayıf (zayıf polar ve polar olmayan) olarak ayırır. Polarite ölçeği, mobil fazlar olarak kullanılan maddelerin dioksan, nitrometan ve etanol içindeki çözünürlüğüne dayanmaktadır.

Tablo 1.2, sıvı kromatografisinde mobil fazlar olarak en sık kullanılan bir dizi çözücü için polarite endekslerinin ve elüsyon kuvvetinin (SiO2'ye göre) değerlerini gösterir. Bu solventlerin şeffaflığının kısa dalga boyu sınırları da burada belirtilmiştir; bu, karışımın bileşenlerinin tespit edilmesine yönelik koşulların seçimini kolaylaştırır.

Tablo 1.2

Sıvı kromatografide kullanılan çözücülerin özellikleri

Çözücü	Polarite indeksi	Elüsyon kuvveti (SiO 2)	Kısa dalga boyu şeffaflık sınırı
Floroalkan
sikloheksan
N-Heksan
Karbon tetraklorür
Diizopropil eter
Dietil eter
Diklorometan
Tetrahidrofuran
Kloroform
Asetik asit
asetonitril
Nitrometan

Sıvı kromatografisinde tek tek çözücüler yerine bunların karışımları sıklıkla kullanılır. Çoğunlukla başka bir solventin, özellikle de suyun küçük ilaveleri, eluent'in eluent gücünü önemli ölçüde artıracaktır.

Çok bileşenli karışımları ayırırken eluent olarak tek bir mobil faz, tüm numune bileşenlerini kabul edilebilir bir sürede ayırmayabilir. Bu durumda, kromatografi işlemi sırasında giderek daha güçlü elüsyon maddelerinin sırayla kullanıldığı, yüksek düzeyde tutulan maddelerin daha kısa sürede elüsyonunu mümkün kılan aşamalı veya gradyan elüsyon yöntemi kullanılır.

Sıvı kromatografisinde bazı ampirik Bir eluent seçerken çok yararlı olan kurallar:

- bir bileşiğin emilimi, kural olarak, içindeki çift bağların ve OH gruplarının sayısındaki artışla artar;

 bazı organik bileşiklerde emilim azalır: asitler alkolleraldehitlerketonlaresterlerdoymamış hidrokarbonlardoymuş hidrokarbonlar;

 farklı polaritedeki maddeleri ve farklı sınıflardaki maddeleri ayırmak için normal faz kromatografisi kullanılır: analiz edilen numune çözülür ve polar olmayan bir eluent ile elüt edilir, farklı sınıflardaki bileşikler kolondan farklı zamanlarda polar bir adsorbanla ayrılır, polar olmayan bileşiklerden zayıf polar olanlara geçiş sırasında farklı fonksiyonel gruplara sahip bileşiklerin alıkonma süresi artar. Çok polar moleküller için alıkonma süreleri o kadar uzundur ki, polar olmayan bir eluent ile analiz mümkün değildir. Polar bileşenlerin alıkonma süresini azaltmak için polar eluentlere geçin;

- Ters fazlı versiyonda, sabit faz (polar olmayan adsorban), polar olmayan bileşeni polar eluentlerden, örneğin sudan daha güçlü bir şekilde adsorbe eder;

- Daha az polar bir solvent ekleyerek eluentin polaritesini azaltarak bileşenlerin tutulması azaltılabilir.

1.6.2. Bölme sıvı kromatografisi. Bölme veya sıvı-sıvı kromatografisinde, analiz edilen numunenin bileşenlerinin ayrılması, biri sabit olan ve bir katının yüzeyinde veya gözeneklerinde bulunan iki karışmayan sıvı faz arasındaki dağılım katsayılarındaki farklılıklardan kaynaklanır. sabit taşıyıcı ve ikincisi hareketlidir.

Kimyasal yapıları farklı olan maddelerin iki fazı arasındaki farklı dağılımı belirleyen etkileşim kuvvetlerinin doğası açısından, bölme kromatografisi, adsorpsiyon kromatografisine benzer; yani burada da ayırma, fazdaki farka dayanır. analiz edilen numunenin bileşenleri ile sabit ve hareketli sıvı fazlar arasındaki moleküller arası etkileşim kuvvetleri.

Tekniğe bağlı olarak, bölüm kromatografisi, adsorpsiyon kromatografisi gibi, sütun veya düzlemsel (kağıt veya ince tabaka) olabilir.

Analiz edilen numunenin hareketli çözücüsüne ve bileşenlerine kayıtsız olan ancak yüzeyde ve gözeneklerde sabit fazı tutabilen maddeler katı taşıyıcı olarak kullanılır. Çoğu zaman taşıyıcı olarak polar maddeler (selüloz, silika jel, nişasta) kullanılır. Bunlara sabit bir faz (polar bir çözücü, çoğunlukla su veya alkol) uygulanır. Bu durumda mobil fazlar olarak daha az polar veya polar olmayan maddeler (alkoller, aminler, ketonlar, hidrokarbonlar vb.) kullanılır. Bu tür bölme kromatografisine denir normal faz. Polar maddeleri ayırmak için kullanılır.

Bölme kromatografisinin ikinci versiyonu, polar olmayan taşıyıcıların (kauçuk, floroplastik, hidrofobize silika jel) sabit bir katı faz olarak kullanılması, polar olmayan çözücülerin (hidrokarbonlar) sabit bir sıvı faz olarak kullanılması ve polar çözücülerin (alkoller) kullanılması bakımından farklılık gösterir. , aldehitler) mobil sıvı faz olarak kullanılır, ketonlar vb., genellikle su). Bölme kromatografisinin bu versiyonuna denir Ters evre Polar olmayan maddeleri ayırmak için kullanılır.

Analiz edilen numunenin bileşenlerinin optimum şekilde ayrılmasını sağlamak için mobil fazın seçimi çok önemlidir. Çözücüler (hareketli ve sabit sıvı fazlar), karışım bileşenlerinin dağılım katsayıları oldukça farklı olacak şekilde seçilmelidir. Sıvı fazlar için aşağıdaki gereksinimler geçerlidir: Gereksinimler:

1) kullanılan çözücüler, ayrılan maddeleri iyi bir şekilde çözmeli ve bunların sabit fazdaki çözünürlüğü, mobil fazdakinden daha yüksek olmalıdır;

2) hareketli ve sabit fazlar olarak kullanılan çözücüler karşılıklı olarak doymuş olmalıdır, yani çözücünün bileşimi kolondan geçiş sırasında sabit olmalıdır;

3) Hareketli faz olarak kullanılan çözücülerin sabit faz ile etkileşimi minimum düzeyde olmalıdır.

Çoğu zaman, bölmeli sıvı kromatografisinde, hareketli sıvı fazlar olarak tek tek maddeler değil, bunların çeşitli oranlardaki karışımları kullanılır. Bu, mobil fazın polaritesinin düzenlenmesini, mobil ve sabit fazların polaritelerinin oranının değiştirilmesini ve analiz edilen belirli bir karışımın bileşenlerinin ayrılması için en uygun koşulların elde edilmesini mümkün kılar.

Bu kromatografik yöntemin önemli bir dezavantajı, uygulanan sabit sıvı fazın taşıyıcıdan hızla yıkanıp atılmasıdır. Bunu ortadan kaldırmak için, hareketli faz olarak kullanılan solvent, sabit sıvı faz olarak kullanılan bir madde ile doyurulur veya sabit sıvı faz, taşıyıcıya aşılanarak stabilize edilir.

Bölme sıvı kromatografisinin bir çeşidi, yaygın olarak kullanılan HPLC yöntemidir.

En yaygın kromatografik sistemler modüler montaj prensibine sahip sistemlerdir. Pompalar, gaz giderme cihazları, dedektörler, dispenserler (otosamplerler), kolon termostatları, fraksiyon toplayıcılar, kromatografik sistem kontrol üniteleri ve kayıt cihazları ayrı modüller halinde mevcuttur. Geniş modül yelpazesi, çeşitli analitik problemleri esnek bir şekilde çözmenize ve gerekirse sistem konfigürasyonunu minimum maliyetle hızlı bir şekilde değiştirmenize olanak tanır. Aynı zamanda, temel avantajı bireysel birimlerin minyatürleştirilmesi ve cihazın kompaktlığı olan monomodüler (entegre) LC'ler de üretilmektedir.

Elüsyon yöntemine bağlı olarak sıvı kromatograflar izokratik ve gradyan olarak ikiye ayrılır.

İzokratik kromatografın şeması

Konteynerden (1) giriş filtresine (9) kadar olan mobil faz, hassas bir yüksek basınç pompası (2) tarafından manuel enjektör veya otomatik numune alma cihazı olan numune enjeksiyon sistemine (3) beslenir ve numune de buraya verilir. . Daha sonra, bir hat içi filtre (8) aracılığıyla, mobil faz akımına sahip numune, ön kolondan ayırma kolonuna ayırma elemanına (elemanlarına) (4) girer. Daha sonra eluat dedektöre (5) girer ve drenaj kabına (7) çıkarılır. Eluat dedektörün ölçüm devresinden aktığında, kromatogram kaydedilir ve veriler bir analog kaydediciye (kaydedici) (6) veya kromatografik verileri toplamak ve işlemek için başka bir sisteme (entegratör veya bilgisayar) aktarılır. Fonksiyonel modüllerin tasarımına bağlı olarak sistem, kontrol modülünün klavyesinden (genellikle bir pompa veya sistem kontrolörü), sistem modüllerinin her birinin klavyesinden veya kişisel bilgisayardaki bir kontrol programıyla kontrol edilebilir.

Gradyan elüsyonu durumunda temelde iki farklı tipte sıvı kromatografi kullanılır. Mobil faz bileşiminin gradyanının oluştuğu noktada farklılık gösterirler.

Düşük basınçlı bir hat üzerinde mobil fazın bileşiminin bir gradyanının oluşumu ile bir gradyan kromatografisinin şeması.

Kaplardan (1) gelen mobil faz, giriş filtreleri (9) ve bir gradyan programlayıcı (10) yoluyla, hassas bir yüksek basınçlı pompa (2) tarafından numune enjeksiyon sistemine (3) (manuel enjektör veya otomatik numune alıcı) beslenir ve örnek de orada tanıtılıyor. Gradyan programlayıcı valflerin çalışması, sistem kontrol modülü (pompa veya kontrolör) veya bir PC kontrol programı tarafından kontrol edilir. Bu tip sistemler ikili, üç boyutlu ve dört boyutlu bir gradyan oluşturur. Gradyan işleme fonksiyonunun biçimi, belirli kontrol modülüne veya kontrol programına ve ayrıca kontrol edilen ve kontrol modüllerinin işlevselliğine bağlıdır. Daha sonra, bir hat içi filtre (8) aracılığıyla, mobil faz akımına sahip numune, ön kolondan ayırma kolonuna ayırma elemanına (elemanlarına) (4) girer. Daha sonra eluat dedektöre (5) girer ve drenaj kabına (7) çıkarılır. Eluat dedektörün ölçüm devresinden aktığında, kromatogram kaydedilir ve veriler bir analog kaydediciye (kaydedici) (6) veya kromatografik verileri toplamak ve işlemek için başka bir sisteme (entegratör veya bilgisayar) aktarılır. Fonksiyonel modüllerin tasarımına bağlı olarak sistem, kontrol modülünün klavyesinden (genellikle bir pompa veya sistem kontrolörü) kontrol edilebilir veya kişisel bilgisayardaki bir kontrol programı tarafından gerçekleştirilebilir. Kontrol modülü ile kontrol edilmesi durumunda dedektörün kendi klavyesinden bağımsız olarak kontrol edilmesi mümkündür.

Bu tür sistemlerin görünürdeki çekiciliğine rağmen (yalnızca tek bir hassas yüksek basınç pompası kullanırlar), bu sistemlerin bir takım dezavantajları vardır; bunların arasında belki de en önemlisi, mobil faz bileşenlerinin gazdan tamamen arındırılmasının katı bir ihtiyaç olmasıdır. düşük basınçlı karıştırıcı (gradyan programlayıcı odası). Özel akışlı gaz gidericiler kullanılarak gerçekleştirilir. Bu nedenle, maliyetleri başka bir tür gradyan sistemiyle (yüksek basınç hattında mobil faz gradyan bileşimi oluşturan sistemler) karşılaştırılabilir hale gelir.

Yüksek basınç hattı üzerinde hareketli faz gradyan bileşimi oluşturan sistemler arasındaki temel fark, yüksek basınç hattındaki bileşenlerin karıştırılmasıdır; doğal olarak bu yaklaşımla hassas pompa sayısı tank sayısına göre belirlenir. Mobil fazın karıştırılması için. Bu yaklaşımla, bileşenlerin tamamen gazdan arındırılmasına yönelik gereksinimler önemli ölçüde azalır.

Yüksek basınçlı bir hat üzerinde mobil fazın bileşiminin bir gradyanının oluşumu ile bir gradyan kromatografisinin şeması.

Kaplardan (1) giriş filtrelerine (9) kadar olan mobil faz, hassas yüksek basınçlı pompalar (2 ve 11) tarafından statik veya dinamik bir akış karıştırıcısı (10) aracılığıyla numune giriş sistemine (3) - manuel bir enjektör veya otomatik örnekleyici ve örnek de burada tanıtılır. Kontrollü pompaların çalışması, sistem kontrol modülü (ana pompa veya kontrolör) veya bir PC kontrol programı tarafından kontrol edilir. Bu durumda tüm pompalar kontrol edilebilir. Bu tip sistemler ikili veya üç boyutlu bir gradyan oluşturur. Gradyan işleme fonksiyonunun biçimi, belirli kontrol modülüne veya kontrol programına ve ayrıca kontrol edilen ve kontrol modüllerinin işlevselliğine bağlıdır. Daha sonra, bir hat içi filtre (8) aracılığıyla, mobil faz akımına sahip numune, ön kolondan ayırma kolonuna ayırma elemanına (elemanlarına) (4) girer. Elüat daha sonra dedektöre (5) girer ve boşaltma kabına (7) çıkarılır. Eluat dedektörün ölçüm devresinden aktığında, kromatogram kaydedilir ve veriler bir analog kaydediciye (kaydedici) (6) veya kromatografik verileri toplamak ve işlemek için başka bir sisteme (entegratör veya bilgisayar) aktarılır. Fonksiyonel modüllerin tasarımına bağlı olarak sistem, kontrol modülünün klavyesinden (genellikle bir pompa veya sistem kontrolörü) kontrol edilebilir veya kişisel bilgisayardaki bir kontrol programı tarafından gerçekleştirilebilir. Kontrol modülü ile kontrol edilmesi durumunda dedektörün kendi klavyesinden bağımsız olarak kontrol edilmesi mümkündür.

Önerilen şemalar oldukça basitleştirilmiştir. Sistemler ek cihazlar içerebilir - bir kolon termostatı, kolon sonrası türevlendirme sistemleri, numune hazırlama ve numune konsantrasyon sistemleri, bir solvent geri dönüşüm cihazı, arka plan elektrik iletkenliğini baskılamak için membran sistemleri (iyon kromatografisi için), ek koruyucu sistemler (filtreler, kolonlar), vesaire. Diyagramlar ayrıca manometrik modülleri ayrı ayrı göstermemektedir. Kural olarak, bu cihazlar pompalama ünitelerine yerleştirilmiştir. Bu üniteler birden fazla pompayı, eğim programlayıcılı bir pompayı ve ortak bir sistem kontrol cihazını birleştirebilir. Sistemin yapısı, konfigürasyonuna ve her bir üreticiye bağlıdır.

Kromatografik işlemin teknik desteğinin bu kadar radikal bir komplikasyonu, mobil fazın özellikleri için klasik kolon ve düzlemsel kromatografide bulunmayan bir takım gereksinimlerin ortaya çıkmasına yol açar. Sıvı faz tespit için uygun olmalı (spektrumun belirli bir bölgesinde şeffaf olmalı veya düşük bir kırılma indisine, belirli bir elektriksel iletkenliğe veya dielektrik sabitine vb. sahip olmalı), kromatografik sistem parçalarının malzemelerine karşı inert olmalı, gaz oluşturmamalıdır. Pompa valfleri ve dedektör hücresindeki kabarcıklar mekanik kirlilik içermez.

Sıvı kromatografide Birçok pompa türü kullanılmaktadır. Düşük basınçlı LC için peristaltik pompalar sıklıkla kullanılır (Şekil 1).

Şekil 1 MasterFlex programlanabilir peristaltik pompa.

HPLC'de mobil fazın kolondan belirlenen parametrelerle akışını sağlamak için yüksek basınç pompaları kullanılır.

HPLC pompalarının en önemli teknik özellikleri şunları içerir: akış aralığı; maksimum çalışma basıncı; akışın tekrarlanabilirliği; solvent besleme titreşim aralığı.

Solvent beslemesinin niteliğine bağlı olarak pompalar sabit besleme (akış) ve sabit basınçta olabilir. Temel olarak, analitik çalışma sırasında sabit bir akış hızı modu kullanılır ve sütunları doldururken sabit bir basınç modu kullanılır.

Çalışma prensiplerine göre HPLC pompaları aşağıdakilere ayrılır: şırınga ve üzerinde piston karşılıklı .

Şırınga pompaları

Bu pompaların ana ayırt edici özelliği, çalışmalarının döngüsel doğasıdır ve bu nedenle bu pompaların kullanıldığı kromatograflar da döngüsel çalışmaları ile farklılık gösterir.

Pirinç. 2. HPLC için bir şırınga pompasının temel tasarımı.

Pirinç. 2A. Şırınga pompası.

BU kontrol ünitesi, dönüş hızını ve yönünü belirleyen motor D'ye voltaj sağlar. P dişli kutusunu kullanan motorun dönüşü, D silindiri içindeki P pistonunun hareketine dönüştürülür. Pompa 2 çevrimde çalışır. Doldurma döngüsü sırasında, K2 valfı kapalı, K1 açıktır, solvent hazneden C silindirine akar. Besleme modunda, K1 valfı kapalıdır ve K2 valfı aracılığıyla mobil faz dozaj cihazına girer.

Bu tip pompalar, çalışma sırasında mobil fazın akışında neredeyse tamamen titreşim olmamasıyla karakterize edilir.

Pompanın dezavantajları:

a) solventi değiştirirken yıkama için yüksek zaman ve solvent tüketimi;

b) PF'nin hacmi şırınganın hacmiyle sınırlıdır ve bu nedenle ayırma süresi sınırlıdır;

c) pompa doldurulurken ayırmanın askıya alınması;

d) Yüksek akış ve basınç sağlarken büyük boyutlar ve ağırlık (güçlü bir motor ve geniş alanıyla büyük bir piston kuvvetine ihtiyaç vardır).

Pistonlu dalgıç pompalar.

Pirinç. 3. Pistonlu pompanın temel tasarımı.

Çalışma prensibi.

Motor D, dişli kutusu P aracılığıyla, piston P'yi pompanın çalışma kafasında hareket ederek ileri geri hareket ettirir. Pompa emme ve basma fazlarındayken K1 ve K2 vanaları açılır. Hacimsel besleme miktarı üç parametreyle belirlenir: pistonun çapı (genellikle 3,13; 5,0; 7,0 mm), genliği (12-18 mm) ve frekansı (motorun ve dişli kutusunun dönüş hızına bağlıdır).

Bu tip pompalar, mobil fazın uzun süre sabit hacimsel beslemesini sağlar. Maksimum çalışma basıncı 300-500 atm, akış hızı 0,01-10 ml/dak. Hacimsel besleme tekrarlanabilirliği -%0,5. Ana dezavantaj, solventin sisteme bir dizi ardışık darbe şeklinde sağlanması, dolayısıyla basınç ve akış titreşimlerinin oluşmasıdır (Şekil 4). LC'de kullanılan neredeyse tüm dedektörlerin, özellikle de elektrokimyasal dedektörlerin artan gürültülerinin ve azalan hassasiyetlerinin ana nedeni budur.

Şekil 4. Pistonlu pompa titreşimleri.

Nabızlarla baş etmenin yolları.

1. Sönümleme cihazlarının uygulanması.

Bunlar, pompa ile dispenser arasında sisteme seri veya paralel bağlanan, paslanmaz çelikten yapılmış özel profilli spiral borulardır.

Pirinç. 5. Spiral amortisör.

Damper, içindeki basınç arttıkça gevşer (pompanın hızlanması). Basınç düştüğünde kıvrılır, hacmi azalır, solventin bir kısmını sıkarak sabit bir akış hızını korur ve titreşimleri azaltır. Bu damper 50 atm ve üzeri basınçlarda iyi çalışır.

5-30 atm basınçta titreşimleri daha iyi yumuşatır hava damperi, bir sütundan yapılmıştır (Şek. 6.). Sönümlü kolondaki (6x200 mm) hava sıkıştırılır ve titreşimler sönümlenir. İçindeki hava 24 saat içinde çözülür.

Pirinç. 6. Hava damperi.

2. Elektronik cihazların uygulanması.

Elektronik basınç sensörü kullanırken, pompanın çalışmasını kontrol etmek için sensör okumalarını kullanabilirsiniz. Basınç düştüğünde motor devri artar ve basınçtaki düşüşü telafi eder. Valflerdeki ve kısmen manşetlerdeki sızıntıları da telafi etmek mümkündür. Elektronik bir damperin (BPZh-80, KhPZh-1, vb.) kullanılması, 100-150 kgf/cm2 basınçta basınç titreşimlerini 1 atm'ye düşürmenize olanak tanır.

1.6.3. İyon değişimi, iyon, iyon çifti kromatografisi.İyon değişimi, iyon ve iyon çifti kromatografisi yöntemleri, sabit fazla ilişkili iyonların kolona giren eluent iyonlarla değiştirilmesine ilişkin dinamik prosese dayanmaktadır. Kromatografik işlemin temel amacı aynı işaretteki inorganik veya organik iyonların ayrılmasıdır. Bu tür kromatografide alıkonma, iyon değişim reaksiyonunun serbest enerjisindeki değişiklikle belirlenir. Çözeltideki ve sorbent fazındaki değiştirilen iyonların konsantrasyonlarının oranı, iyon değişim dengesi ile karakterize edilir. İyon değişimi, bazı maddelerin (iyon değiştiriciler) bir elektrolit çözeltisine daldırıldığında, katyonları veya anyonları emerek, aynı işaretli yüke sahip eşdeğer miktarda diğer iyonları çözeltiye bırakmasıdır. Katyon değiştirici ile çözelti arasında katyon değişimi meydana gelir ve anyon değiştirici ile çözelti arasında anyon değişimi meydana gelir.

Katyon değiştiriciler çoğunlukla, yapılarında asidik yapıya sahip iyonojenik gruplar içeren, özel olarak sentezlenmiş, çözünmeyen polimer maddelerdir: –S03H; –COOH; -AH; –PO3H2; –AsO3H2.

Katyon değiştiricilerin kimyasal formülleri şematik olarak R-S03H; R-S03 Na. İlk durumda katyon değiştirici H formunda, ikinci durumda ise Na formundadır. R – polimer matrisi.

Katyon değişim reaksiyonları sıradan heterojen kimyasal reaksiyonlar olarak yazılır:

RNa +Na + RNa+H +

Anyon değiştiriciler yapılarında temel iyonojenik gruplar içerir: –N(CH3)3+; =NH2+; =NH + vb. Kimyasal formülleri RNH 3 OH ve RNH 3 Cl veya ROH, RCl olarak gösterilebilir. İlk durumda anyon değiştirici OH formunda, ikinci durumda ise Cl formundadır. Anyon değiştirme reaksiyonu şu şekilde yazılabilir:

R–OH+Cl – RCl+OH –

Amfoterik iyon değiştiricilerin yapısında hem asidik hem de bazik gruplar bulundurduğu bilinmektedir. Aynı tip (örneğin -SO 3H) asidik (bazik) gruplar içeren iyon değiştiricilere monofonksiyonel denir; farklı tipte (örneğin, SO3H, OH) asidik (bazik) gruplar içeren iyon değiştiriciler çok işlevlidir.

Tek fonksiyonlu iyon değiştiriciler polimerizasyon reaksiyonuyla elde edilir. Polikondensasyon reaksiyonu çok işlevli iyon değiştiricilerin elde edilmesini mümkün kılar. Ortaya çıkan iyon değiştiricilerin yeterince yüksek performans özelliklerine sahip olabilmesi için bunların çözünmemesi, ancak uygun solventte şişmesi ve analiz edilen numunenin iyonojenik grupları ile değişim yapabilen yeterince büyük sayıda iyonojenik gruba sahip olması gerekir. Bu, elde edilen polimer zincirlerinin yeterince dallanmış olması ve çapraz bağlama köprüleri ile birbirine bağlanması durumunda başarılabilir. Örneğin, stiren bazlı polimerizasyon tipi katyon değiştiricilerin hazırlanmasında, divinilbenzen çoğunlukla çapraz bağlama maddesi olarak kullanılır; bunun% 16'ya kadar bir miktarda eklenmesi, değişen derecelerde şişme ve iyon değiştiricilerin üretimini sağlar. bu nedenle iyon değiştiricinin gözenekliliğinin düzenlenmesini mümkün kılar. İyon değiştiricinin şişme derecesi, mililitre/gram olarak ifade edilir ve bir sütunda paketlenmiş 1 g hava kurusu iyon değiştiricinin hacmidir.

İyon değiştirici, kural olarak, mobil fazda bulunan karşıt iyonlardan birini emer, yani. belirli bir seçicilik sergiler. İyonların farklı tipteki iyon değiştiricilere göre afinite serisi veya seçiciliği deneysel olarak oluşturulmuştur. Örneğin, güçlü asidik katyon değiştiricilerdeki düşük çözelti konsantrasyonlarında, aynı yüke sahip iyonlar aşağıdaki sırayla emilir:

Li +  Na +  K +  Rb +  Cs +

Mg 2+  Ca 2+  Sr 2+  Ba 2+ .

Farklı yüklere sahip iyonlar için, yük arttıkça sorpsiyon artar:

Na+ Ca 2+

Ancak iyon değişim reaksiyonunun koşullarının değiştirilmesi serinin tersine dönmesine neden olabilir. Anyon değiştiriciler için de afinite serileri oluşturulmuştur. Örneğin, anyonların güçlü bazik anyon değiştiriciler üzerindeki emilebilirliği aşağıdaki sırayla artar:

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

Yapısında kuvvetli asidik veya kuvvetli bazik gruplar içeren iyon değiştiriciler, karşıt iyonun işaretiyle aynı işaretli yüklerle çözeltideki herhangi bir iyonla iyon değiştirme reaksiyonlarına girerler. Bu tür iyon değiştiricilere evrensel denir.

Analit ile iyon değiştirici arasındaki iyon değişimi işlemi üç yoldan biriyle gerçekleştirilebilir: statik, dinamik (iyon değişim filtre yöntemi) ve kromatografik.

Statik yöntem İyon değişimi, iyon değiştiricinin bir örneğinin belirli hacimdeki çözeltiyle temas ettirilip denge sağlanana kadar belirli bir süre karıştırılması veya çalkalanmasıdır. Bu, iyonları seyreltik çözeltilerden konsantre etmek, gereksiz safsızlıkları gidermek için kullanılan hızlı ve basit bir iyon değiştirme yöntemidir, ancak iyon değişimi dengesiz bir süreç olduğundan ve sonuç olarak tam ayrılmayı garanti etmediğinden iyonların tamamen emilmesini sağlamaz. iyonların.

İyon değişimi gerçekleştirirken dinamik bir şekilde kolon boyunca hareket ettikçe yeni iyon değiştirici granülleri ile temas eden iyon değiştirici ile kolondan bir çözelti geçirilir. Bu işlem, değişim ürünleri çözelti akışıyla uzaklaştırıldığı için statik yönteme göre daha eksiksiz bir değişim sağlar. Seyreltik çözeltilerdeki iyonları yoğunlaştırabilir ve özellikleri büyük ölçüde farklılık gösteren ayrı iyonları, örneğin farklı yüklere sahip iyonları (katyonları anyonlardan ayırır), ancak aynı yük işaretine sahip iyonları ayırmak neredeyse imkansızdır. Bu tür iyonların kantitatif olarak ayrılması, yalnızca dinamik koşullar altında sorpsiyon-desorpsiyon temel eylemlerinin tekrar tekrar tekrarlanmasıyla mümkündür; kromatografik yöntem . Bu yöntemle çalışırken, yüksek iyon değiştirici katmanları kullanılır ve ayrılacak karışım, kolonun kapasitesinden önemli ölçüde daha az bir miktarda bu katmana verilir, bu sayede temel iyon değiştirme eylemlerinin birden fazla tekrarı sağlanır.

Analiz teknikleri açısından iyon değişim kromatografisi, moleküler kromatografiye benzer ve eluent (gelişen), frontal ve yer değiştirme seçenekleri kullanılarak gerçekleştirilebilir. Moleküler ve iyon değişim kromatografisi arasındaki fark, moleküler kromatografide karışımın ayrılmış bileşenlerinin kolondan saf bir elüent ile elüt edilmesi, iyon değişim kromatografisinde ise eluent olarak bir elektrolit çözeltisinin kullanılmasıdır. Bu durumda eluentin değiştirilen iyonu, ayrılan karışımın iyonlarından daha az seçici olarak emilmelidir.

En sık kullanılan iyon değişim kromatografisinin geliştirilmesi sırasında, bir iyon değiştirici ile doldurulmuş bir kolon, ilk olarak bir elektrolit çözeltisi ile, iyon değiştiricideki tüm iyonları, elüsyon maddesinde bulunan iyonlar tarafından tamamen değiştirilene kadar yıkanır. Daha sonra iyon değiştirici kapasitesinin yaklaşık %1'i oranında ayrılmış iyonları içeren küçük bir hacimde analit çözeltisi sütuna verilir. Daha sonra kolon, elüsyon fraksiyonları seçilerek ve analiz edilerek elüent solüsyonu ile yıkanır.

Cl – , Br – , J – iyonlarının bir karışımı oldukça bazik bir anyon değiştiricide (kuaterner amonyum baz grupları içeren çapraz bağlı polistiren – N (CH3) 3 +), örneğin AB-17'de ayrılabilir. bir dizi seçiciliğe (seçicilik) sahiptir: NO 3 – Cl – Br – J – . Sonuç olarak elüsyon maddesi olarak bir NaNO3 çözeltisi kullanılır. İlk olarak bu çözelti, NO3 – iyonlarına tamamen doyuncaya kadar iyon değiştiriciden geçirilir. Ayrıştırılacak karışım kolona verildiğinde, Cl – , Br – , J – iyonları anyon değiştirici tarafından emilir ve NO 3 – iyonlarının yerini alır. Kolon daha sonra bir NaNO 3 çözeltisi ile yıkandığında, anyon değiştiricinin üst katmanlarındaki Cl – , Br – , J – iyonlarının yerini yavaş yavaş tekrar NO 3 – iyonları alır. Cl – iyonları en hızlı şekilde yer değiştirecek ve J – iyonları sütunda en uzun süre kalacaktır. İyon değiştiricinin karışımın iyonlarına karşı seçiciliğindeki fark, kolon boyunca farklı hızlarda hareket eden kolonda ayrı ayrı adsorbe edilmiş Cl – , Br – ve J – iyon bölgelerinin oluşmasına yol açar. Sütun boyunca ilerledikçe bölgeler arasındaki mesafe artar. Her bölgede, ayrılan karışımın anyonlarından ve elüsyon anyonundan yalnızca bir tane bulunur; bölgeler arasındaki aralıkta sadece elüsyon anyonu bulunur. Böylece kolonun çıkışındaki eluent'te, ayrılan karışımın ayrı ayrı bileşenlerini içeren fraksiyonlar görünecektir.

Pratik problemleri çözmek için, iyon ayırma koşulları, uygun bir hareketli faz seçilerek (bileşim, konsantrasyon, pH, iyonik güç) veya iyon değiştiricinin polimer matrisinin gözenekliliği, yani zincirler arası bağların sayısı değiştirilerek değiştirilir. matrisi oluşturmak ve bazı iyonları geçirebilen ve bunları değiştirebilen, diğerlerini geçemeyen iyon değiştirme elekleri oluşturmak. İyonojenik grupların doğasını ve göreceli düzenini değiştirmek ve ayrıca kompleks oluşumu nedeniyle seçici kimyasal reaksiyonlar gerçekleştirebilen sorbentler elde etmek de mümkündür. Örneğin, yapılarında organik reaktifler dimetilglioksim, ditizon, 8-hidroksikinolin, vb.'nin şelatlayıcı gruplarını ve ayrıca taç eterleri içeren kompleks oluşturucu iyon değiştiriciler yüksek seçiciliğe sahiptir.

İyon değiştirme, iyon ve iyon çifti kromatografisinde en büyük kullanım, inorganik iyon değiştirme malzemelerinin yanı sıra, büyük değişim kapasitesine (3-7 mmol/g) sahip sentetik makro ve mikro gözenekli organik iyon değiştiricilerde bulunur. Mikro ağ iyon değiştiriciler yalnızca şişmiş durumda iyon alışverişi yapabilirken, makro ağ iyon değiştiriciler yalnızca şişmiş ve şişmemiş durumda iyon alışverişi yapabilir. İyon değiştiricilerin başka bir yapısal türü, katı çekirdeği stiren ve divinilbenzenin gözeneksiz bir kopolimerinden, camdan veya silika jelden yapılmış ve ince bir iyon değiştirici filmi ile çevrelenmiş olan yüzey filmi iyon değiştiricilerdir. Böyle bir parçacığın toplam çapı yaklaşık 40 µm, iyon değiştirici filmin kalınlığı ise 1 µm'dir. Bu tür iyon değiştiricilerin dezavantajı, nispeten büyük parçacık çapı ve düşük spesifik yüzey alanına bağlı olarak düşük değişim kapasitesidir, bunun sonucunda küçük numunelerle çalışmak ve buna bağlı olarak oldukça hassas dedektörler kullanmak gerekir. Ayrıca bu tür iyon değiştiriciler hızla zehirlenir ve yenilenme kabiliyetine sahip değildir.

Yüksek performanslı iyon değişimi ve iyon kromatografisinde, hacimsel gözenekli polistiren iyon değiştiricilerde, granül çapı yaklaşık 10 mikron olan hacimsel gözenekli silikalarda ve ayrıca iyonojenik sülfolu stiren ve divinilbenzenin pratik olarak şişmeyen yüzey gözenekli ve yüzeyi değiştirilmiş kopolimerleri - ve amino grupları kullanılır.

İyon çifti kromatografisinde, "fırça" sorbentler kullanılır - iyonik yüzey aktif maddeleri mobil fazdan emerken kolayca bir katyon değiştiriciye dönüştürülen aşılanmış ters fazları C2, C8, C18 olan silika jelleri, örneğin alkil sülfatlar veya kuaterner amonyum bazlarının tuzları.

İyon değiştiriciler kullanılarak kromatografik ayırma yapılırken, mobil faz olarak çoğunlukla sulu tuz çözeltileri kullanılır. Bunun nedeni, suyun mükemmel çözünme ve iyonizasyon özelliklerine sahip olmasıdır, bu sayede analiz edilen numunenin molekülleri anında iyonlara ayrışır, iyon değiştiricinin iyon değişim grupları hidratlanır ve ayrıca tamamen veya kısmen ayrışmış bir forma dönüşür. Bu, karşı iyonların hızlı değişimini sağlar. Mobil fazın elüsyon kuvveti temel olarak pH'dan, iyonik kuvvetten, tampon çözeltinin doğasından ve organik solvent veya yüzey aktif maddenin içeriğinden (iyon çifti kromatografisi) etkilenir.

pH değeri iyonojenik grupların, ayrılan iyonların ve matrisin yapısına bağlı olarak seçilir. Kuvvetli asidik ve kuvvetli bazik iyon değiştiricilerle pH = 2–12'de, zayıf asidik iyon değiştiricilerle pH = 5–12'de, zayıf bazik iyon değiştiricilerle pH = 2–6'da çalışabilirsiniz. Silika bazlı sorbentler pH 9'da kullanılamaz. Mobil fazın iyon gücü iyon değiştiricinin kapasitesini etkiler. İyonik güç arttıkça, mobil fazın elüsyon kuvveti arttıkça iyonların soğurulması genellikle azalır. Bu nedenle ayırmanın başlangıcında mobil fazın iyonik kuvveti düşük (0,05-0,1) olmalı ve bu özelliğin nihai değeri 2'yi geçmemelidir. Gradyan elüsyonunda sıklıkla iyon kuvveti artan tamponlar kullanılır.

Bir iyon değiştirici tarafından emilen iyonların seçici elüsyonu için, su, belirli bir pH değerine ve iyon gücüne sahip tampon çözeltileri (fosfat, asetat, borat, hidrokarbonat vb.), mineral çözeltileri (hidroklorik, nitrojen, kükürt, fosfor) kullanabilirsiniz. ve organik (fenol, sitrik, laktik, tartarik, oksalik, EDTA) asitler. Eluent seçimi, birçok kompleksin sulu (sulu-organik) çözeltileri ile standart tip iyon değiştiriciler arasındaki çoğu elementin sınırlayıcı dağılım katsayılarının belirlenip tablolar halinde sunulmasıyla kolaylaştırılmıştır.

1.6.4. Boyut dışlama kromatografisi. Boyut dışlama kromatografisi, bileşenlerin ayrılmasının, moleküllerin, sorbentin gözeneklerinde bulunan solvent ile parçacıkları arasında akan solvent arasındaki boyutlarına göre dağılımına dayandığı bir tür sıvı kromatografisidir. Ayırma işlemi sırasında, küçük moleküller, çözücünün gözeneklerinde sabit faz görevi gördüğü polimer ağına girer ve orada tutulur. Büyük moleküller polimer ağına nüfuz edemez ve mobil faz tarafından kolondan yıkanır. Önce en büyük moleküller, sonra orta büyüklükteki moleküller ve son olarak da küçük moleküller ayrıştırılır.

Boyut dışlama kromatografisi, jel geçirgenliği ve jel filtrasyonuna bölünmüştür. Jel geçirgenlik kromatografisinde ayırma, organik çözücülerde şişen polimerler üzerinde meydana gelir. Boyut dışlamalı kromatografinin jel filtrasyon versiyonu, sabit fazlar olarak suda şişen polimerlerin kullanımını içerir.

Analiz edilen numunenin bileşenlerinin boyut dışlama sütununda tutulma süresi, moleküllerinin boyutuna ve sorbentin gözeneklerine difüzyonun yanı sıra sabit fazın gözenek boyutuna bağlıdır.

Bu tip sıvı kromatografisinde dağılım katsayısı D Kromatografik kolonda en düşük hızda hareket eden, sabit faz ağına nüfuz eden, analiz edilen numunenin en küçük molekülleri için, mobil faz ve sabit fazın gözeneklerinde bulunan çözücü, 1'e eşittir. aynı kompozisyon. Bu durumda kolon kromatografisinin temel denklemi şu şekilde olur:

Sabit fazın gözeneklerine sığmayan büyük moleküller, hareketli fazla birlikte kolondan ayrılır. Onlar için D= 0, a V R =V M. Bu dağılım katsayısı değerleri aralığı (0'dan 1'e kadar) yalnızca boyut dışlama kromatografisi için tipiktir.

Analiz edilen çok bileşenli maddenin tüm molekülleri, kolondan küçük bir hacimde çözücü geçirilerek kolondan yıkanarak çıkarılmalıdır. V Mönce V M +V S ve ayırma, çözücü zirvesi salınmadan önce sona erer. Bu nedenle, bu tür kromatografide, geniş serbest hacimli, oldukça uzun kolonların kullanılması gerekir. V M ve sorbentte çok sayıda gözenek bulunur.

Boyut dışlamalı ayırmalarda kromatografik piklerin çözünürlüğü, karışık çözücülerle gradyan elüsyonu kullanılarak geliştirilebilir.

Boyut dışlamalı kromatografide kullanılan her sorbent, belirli bir gözenek hacmi ile karakterize edilir ve bu nedenle, ayrılabilir molekül ağırlıklarına sahip belirli bir bölgeye ve belirli bir kalibrasyon eğrisine sahiptir. Bu durumda, tutulan hacmin moleküler ağırlığa veya moleküler boyuta bağımlılığını karakterize eden kalibrasyon grafiği, kural olarak karmaşık bir görünüme sahiptir.

Boyut dışlama kromatografisindeki sabit fazlar, spesifik analitik görevlere göre seçilir. Başlangıçta analiz için hangi solvent sisteminin kullanılabileceği (sulu veya sulu-organik) belirlenir. Buna bağlı olarak sorbentin türü belirlenir. Suda çözünebilen numunelerin ayrılması gerekiyorsa, örneğin suda şişen çapraz bağlı dekstranlar (Sephadex) veya poliakrilamidler (Biogel R) sabit fazlar olarak kullanılır. Organik çözücülerde çözünen maddelerin ayrılması, değişen derecelerde çapraz bağlanmaya sahip, organik çözücülerde (styrojel, poragel, biobid C) şişen polistirenler üzerinde gerçekleştirilebilir. Bu tür şişmiş jeller tipik olarak basınçta kararsızdır ve çok düşük mobil faz akış hızlarına izin verir, bu da analiz süresini artırır. Boyut dışlamalı kromatografinin son derece etkili bir versiyonunu gerçekleştirmek için, katı matrisli sabit fazların (silika jeller) kullanılması gerekir; bunun dezavantajı, yüksek adsorpsiyon aktivitesi, yüzeyin silanlanmasıyla veya uygun bir eluent'in seçilmesiyle ortadan kaldırılır. polarite.

Boyut dışlama kromatografisinde mobil fazlar olarak kullanılabilen maddeler şunlardır:

- analiz edilen numuneyi tamamen çözün;

 sorbenti iyice ıslatın;

- numune bileşenlerinin sorbent üzerinde adsorpsiyonunu önleyin;

- Düşük viskoziteye ve toksisiteye sahiptir.

1.6.5. Düzlem kromatografisi. Düzlem kromatografisi ince tabaka kromatografisini ve kağıt kromatografisini içerir. Bu tür sıvı kromatografinin tekniği basittir, hızlıdır ve pahalı ekipman gerektirmez; bu da onların yadsınamaz avantajlarıdır.

Bir madde karışımının bu yöntemlerle ayrılması, çeşitli kromatografik sistemler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu nedenle adsorpsiyon, dağılım, normal ve ters faz, iyon değişimi vb. kağıt ve ince tabaka kromatografisi ayırt edilir. Şu anda en yaygın olarak ince tabaka kromatografisi kullanılmaktadır.

Kağıt ve ince tabaka kromatografisi teknik olarak benzerdir. Kağıdın selüloz lifi, kağıt kromatografisinde sabit bir faz olarak kullanılır; ince tabaka kromatografisinde, çeşitli sorbentler (Al 2 O 3, silika jel, vb.) bir cam üzerine düzgün bir ince (100-300 μm) tabaka halinde uygulanır, metal veya plastik alt tabaka (taşıyıcı). Taşıyıcı üzerindeki adsorban katman eklenebilir veya eklenmeyebilir.

Düzlemsel yöntemlerde ve bir kolonda kromatografik ayırma, analitin bileşenlerinin, ayrılan maddelerin dağılım katsayılarına uygun olarak hareketli faz tarafından sabit faz tabakası boyunca farklı oranlarda aktarılmasından kaynaklanmaktadır. Her iki durumda da kromatografik sistemler kullanılır: sıvı - katı sorbent (adsorpsiyon ayırma mekanizması), sıvı - sıvı - katı taşıyıcı (dağıtım, iyon değişimi ve diğer mekanizmalar).

Mobil fazlar olarak çeşitli solventler veya bunların karışımları, organik veya inorganik asitler kullanılır.

Düzlemsel kromatogramların pratik üretimi aşağıdaki gibidir.

Bir kromatografik kağıt şeridi veya ince bir sorbent tabakası üzerinde, şeridin veya plakanın alt kenarından 1 cm mesafede bir kalemle bir başlangıç ​​​​çizgisi işaretleyin. Bir mikropipet kullanarak numuneyi başlangıç ​​çizgisine çapı 2-3 mm'yi geçmeyecek bir nokta şeklinde uygulayın. Daha sonra şeridin veya plakanın kenarı, kapalı bir bölmede yer alan hareketli fazı içeren bir kaba indirilir. Mobil faz şerit veya plaka boyunca yükseldikçe ve kromatografide yaygın olan iki sıvı faz arasındaki dağılım, iyon değişimi vb. gibi birçok temel sorpsiyon-desorpsiyon eylemi meydana geldiğinde, analiz edilen karışımın bileşenleri ayrılır. İşlem genellikle solvent başlangıç ​​çizgisinden 10 cm geçene kadar devam eder, bundan sonra şerit veya plaka odadan çıkarılır ve kurutulur. Analitin bileşenleri renkliyse, kromatogramda karşılık gelen renkli noktalar verirler. Analitin renksiz bileşenlerini tespit etmek için kromatogram geliştirilmelidir. Bir kromatogramın geliştirilmesi ve numune bileşenlerinin tespiti, çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir ve analiz edilen karışımların bileşimine bağlıdır. Tezahür gerçekleştirilebilir:

- UV aydınlatmanın kullanılması. Yöntem, UV radyasyonunun etkisi altında görünür dalga boyu aralığında kendi radyasyonunu (ışıma) yayabilen maddelerin tespiti için uygulanabilir;

- reaktifler geliştirerek. Örneğin analiz edilen karışımdaki amino asitlerin varlığı ninhidrin kullanılarak tespit edilebilir. Kurutulan kromatogram aseton içindeki %0,2'lik ninhidrin çözeltisine daldırılır ve daha sonra kurutulur. Karışımın çeşitli bileşenlerine karşılık gelen noktalar, her maddeye özgü bir görsel ve kural olarak renk kazanır;

- iyot kullanarak. Bu durumda, tespit edilen kromatogram, tabanında iyot kristallerinin bulunduğu bir kaba yerleştirilir. İyot buharı lekeler üzerinde daha güçlü bir şekilde emilir ve lekelerin görünür olmasını sağlar. İyot spesifik olmayan bir geliştirici reaktifidir. Spesifik reaktifler kullanarak, yalnızca karışımın bileşenlerinin sayısını belirlemekle kalmaz, aynı zamanda ayrılan maddeleri lekelerin rengine göre tanımlamak da mümkündür.

Kağıt ve ince tabaka kromatografisi çoğunlukla yukarıda açıklanan artan versiyonda gerçekleştirilir. Çoğu zaman, kromatogramların kalitesini arttırmak için, örneğin azalan, dairesel, iki boyutlu gibi düzlemsel kromatografinin daha karmaşık varyantlarının kullanılması gerekir. Azalan kağıt veya ince tabaka kromatografisi yapılırken, analit üstte bulunan plakanın veya kağıt şeridin başlangıç ​​​​çizgisine uygulanır ve eluent aşağıdan değil yukarıdan sağlanır. Ayırma işleminin iyileştirilmesinin olumlu etkisi, bileşenlerin yerçekiminin ayırma işlemine katkısından kaynaklanmaktadır.

Hem artan hem de azalan kromatografi, bir ve iki boyutlu versiyonlarda gerçekleştirilebilir. Yukarıda açıklanan tek boyutlu düz yataklı ayırma prosesinin aksine, iki boyutlu kromatografik ayırmada, analiz edilecek numune ilk olarak bir solventte ayrılır, daha sonra başka bir solvent kullanılarak birinciye dik bir yönde ayrılır ve birinci kromatogram döndürülür. 90 o C'ye kadar.

Dairesel kromatografi yapılırken analit bir plakanın veya kromatografi kağıdı tabakasının ortasına damla halinde uygulanır. Buraya bir veya daha fazla çözücü de damla damla eklenir. Bu, elde edilen kromatogramın bir dizi radyal nokta olmasıyla sonuçlanır.

Düz bir kromatogram üzerinde analitin ayrılmış bileşenlerini oluşturan noktaların (bölgelerin) konumu, bileşenlerin ince bir tabakadaki göreceli hareket hızı ile karakterize edilir. R fi. Deneysel olarak değer R fi mesafenin oranı olarak tanımlanır L Ben geçti Ben-th bileşen, mesafeye L solvent tarafından başlangıç ​​çizgisinden ön çizgiye kadar geçilir (Şekil 1.10):

Büyüklük R fi analiz edilen numunenin karşılık gelen bileşeninin doğasına, sabit fazın doğasına, kalınlığına, mobil fazın doğasına ve kalitesine, numuneyi uygulama yöntemine ve diğer faktörlere bağlıdır, ancak her zaman R fi 1.

Büyüklük R fi aslında bir maddenin alıkonma süresiyle veya alıkonma hacmiyle aynıdır; bu, bir maddenin kromatografik kolondan geçiş hızını karakterize eder ve analiz edilen numunenin bileşenlerinin ve noktanın çapının niteliksel olarak tanımlanması için kullanılabilir. kromatografik pikin yüksekliği veya alanıyla aynıdır ve bu nedenle bir dereceye kadar maddenin niceliksel içeriğini yansıtır.

En basit durumda, analiz edilen numunenin bileşiminin kantitatif tespiti, noktaların kendi renginin yoğunluğu veya UV tespiti sırasında ortaya çıkan noktaların floresan parıltısının yoğunluğu ile görsel olarak değerlendirilebilir. Bu amaçlar için kromatografik noktaların elüsyonu yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durumda kromatogramda elde edilen nokta dikkatlice kesilir veya kazınır, uygun bir solvent ile işlenir ve elde edilen çözelti uygun fizikokimyasal yöntem kullanılarak incelenir. İlgili noktanın kromatogramdan kesilip tartıldığı ağırlık yöntemini de kullanabilirsiniz. Bir maddenin miktarı, aynı alandaki temiz kağıt ile maddenin bulunduğu kağıdın ağırlıkları arasındaki farka göre belirlenir.

Kağıt (BH ) Ve ince tabaka kromatografisi (TLC ) ait ayırma mekanizmasına göre bölme kromatografisi . BH yönteminde taşıyıcı özel bir kromatografi kağıdı belirli özelliklere sahip. Durağan faz su, kağıdın yüzeyinde ve gözeneklerinde (%20'ye kadar) adsorbe edilir, hareketli, su, su veya elektrolit çözeltileriyle karışabilen veya karışmayan organik bir çözücüdür.

Mekanizma Kağıt üzerinde durum oldukça karmaşık. Durağan fazda, bir madde yalnızca kağıdın adsorbe ettiği sudaki çözünme nedeniyle değil, aynı zamanda adsorbe etmek doğrudan selülozdan. Kağıt üzerine basılmış paylaşılan bileşenler hareketli faza geçer ve kağıdın kılcal damarları boyunca farklı hızlarda hareket eder. arayüzey dağılım katsayısı bunların her biri. Başta kromatografi kağıttaki maddenin bir kısmı içeri giriyor mobil aşama ve devam edin. Organik çözücü, kağıdın çözünen madde içermeyen bir kısmına ulaştığında tekrar meydana gelir. yeniden dağıtım : Madde organik fazdan sulu faza geçer ve kağıt üzerinde emilir. Bileşenler farklı olduğundan sorbent için afinite Eluent hareket ettiğinde ayırma meydana gelir: bazı maddeler yolun başında tutulur, diğerleri ise daha ileriye doğru hareket eder. İşte birleşiyorlar termodinamik (fazlar arasında maddelerin denge dağılımının oluşturulması) ve kinetik (bileşenlerin farklı hızlarda hareketi) ayırmanın yönleri. Sonuç olarak, her bileşen kağıt yaprağının belirli bir alanına yoğunlaşmıştır: bireysel bileşenlerin bölgeleri Açık kromatogram . Kağıt üzerinde kromatografi kullanımının bir takım önemli dezavantajları vardır: ayırma işleminin kağıdın bileşimine ve özelliklerine bağımlılığı, saklama koşulları değiştiğinde kağıdın gözeneklerindeki su içeriğindeki değişiklikler, çok düşük kromatografi hızı ( birkaç güne kadar) ve sonuçların tekrarlanabilirliği düşüktür. Bu eksiklikler, kromatografik bir yöntem olarak kağıt kromatografisinin yayılmasını ciddi şekilde etkilemektedir.

İÇİNDE TLC yöntemi bir madde karışımını ayırma işlemi ince bir tabaka halinde gerçekleştirilir sorbent inert bir katı substrat üzerine biriktirilir ve hareketle sağlanır mobil aşama (çözücü) etki altındaki sorbent aracılığıyla kılcal kuvvetler . İleayırma mekanizması ayırt etmek bölme, adsorpsiyon ve iyon değişim kromatografisi . Bu durumlarda bileşenlerin ayrılması, iki sıvı faz arasındaki farklı dağılım katsayılarının bir sonucu olarak meydana gelir ( bölme kromatografisi ) veya bileşiklerin sorbent tarafından farklı adsorbe edilebilirliği nedeniyle ( adsorpsiyon kromatografisi ). Adsorpsiyon yöntemi, ayrılmış bileşenlerin sabit faz üzerinde değişen derecelerde sorpsiyon-desorbsiyonuna dayanmaktadır. Adsorpsiyon pahasına gerçekleştirilen van der Waals kuvvetleri temeli olan fiziksel adsorpsiyon , çok moleküllü (adsorbanın yüzeyinde birkaç adsorbat katmanının oluşması) ve kimyasal emilim (adsorban ve adsorbatın kimyasal etkileşimi).

TLC için bu tür emici maddelerin kullanılması durumunda alümina veya silika jeli ayrılıkta rol oynamak dağıtım , Bu yüzden adsorpsiyon sorbentin gelişmiş aktif yüzeyinde (150–750 m2 /g). Dağıtım karışımın bileşenleri taşıyıcının yüzeyindeki su arasında meydana gelir (örneğin adsorbanlar , Nasıl alümina , nişasta , selüloz , kieselgur - Ve su biçim durağan faz ) ve bu sabit fazdan geçen solvent ( mobil aşama ). Karışımın suda daha fazla çözünen bileşeni, hareketli fazda daha fazla çözünen bileşene göre daha yavaş hareket eder.

Adsorpsiyon arasında olduğu gerçeğiyle kendini gösterir. taşıyıcı örneğin alüminyum oksit ve karışımın bileşenleri belirlenir adsorpsiyon dengesi – her bileşenin kendine ait bir sonucu vardır; farklı hareket hızları karışımın bileşenleri. İki aşırı durum ayırt edilebilir:

a) Maddenin adsorban üzerindeki konsantrasyonu sıfırdır. Madde mobil fazda tamamen çözünür ve onun tarafından taşınır (birlikte hareket eder). çözücü ön ).

b) Madde tamamen adsorbe edilir, solvent ile etkileşime girmez ve başlangıçta kalır.

Uygulamada, solvent ve adsorbanın ustalıkla seçilmesiyle dağıtım bileşikler bu aşırı durumlar arasında yer alır ve madde yavaş yavaş transfer edildi Eş zamanlı olarak meydana gelen işlemler nedeniyle bir sorbent katmanından diğerine içine çekme Ve desorpsiyon .

Sorbentten geçen çözücüye denir eluent , bir maddenin eluent ile birlikte hareket ettirilmesi süreci  elüsyon . Sıvı plaka boyunca hareket ettikçe maddelerin karışımı kuvvetlerin etkisiyle ayrılır. adsorpsiyon , dağıtım , iyon değişimi veya tüm bu faktörlerin birleşimi. Sonuç olarak ayrı kromatografik bölgeler karışımın bileşenleri, yani. çıkıyor kromatogram .

Doğru seçim sorbent Ve eluent Karışım ayırma verimliliğini belirler. Test maddesinin hareketliliği sorbent için afinitesine bağlıdır ve elüsyon kuvveti eluent'in (polaritesi). Bir bileşiğin polaritesi arttıkça polar sorbente olan ilgisi de artar. Adsorpsiyon derecesinin arttırılmasıyla silika jeli organik bileşikler bir sıra halinde düzenlenmiştir: hidrokarbonlar<алкилгалогенидыарены<нитросоединения<простые эфиры <сложные эфиры<альдегиды<спирты<амины<карбоновые кислоты. В свою очередь silika jel için eluentler artan “polariteye” göre düzenlenebilir ( elüsyon kapasitesi ) ve bir dizi çözücü oluşturur ( eluotropik seri ) deneysel verilere uygun olarak: alkanlar>benzen>kloroform>dietil eter>etil asetat>C2-C4 alkoller>su>aseton>asetik asit>metanol. Böylece, polar bileşik olan alkol, silika jel üzerinde oldukça güçlü bir şekilde adsorbe edilir ve bu nedenle heksan gibi polar olmayan bir çözücünün etkisi altında zayıf bir şekilde hareket eder ve başlangıç ​​çizgisinin yakınında kalır. Buna karşılık, polar olmayan aromatik hidrokarbon bifenil, heksanda fark edilir derecede daha hareketlidir, ancak burada bile R F yaklaşık 0,5 ise daha polar aprotik bir eluent gereklidir - metilen klorür. Eluent gücü komşu solvent karışımlarını kullanarak düzenleme yapın eluotropik seri farklı polariteye sahip.

Şu anda TLC'de esas olarak aşağıdakiler kullanılmaktadır: sorbentler : bölme için lipofilik maddeler  silika jeli , alümina , asetillenmiş selüloz , poliamidler ; ayrılık için hidrofilik maddeler  selüloz , selüloz iyon değiştiriciler , kieselgur , poliamidler . Sorbentin en önemli özelliği aktivite yani yetenek sorb Karışımın ayrılacak bileşenlerini (tutun). Yurt dışında çok sayıda firma üretim yapıyor silika jeli , kieselgur Ve alümina plakaları bağımsız olarak yaparken emici tabakayı sabitlemek için kullanılan% 5 alçı ilavesiyle.

En yaygın sorbent silika jeli - mineral asitlerin Na2Si03 üzerindeki etkisi ve elde edilen solun kurutulmasıyla oluşan hidratlı silisik asit. Solun öğütülmesinden sonra belirli bir tane boyutunun bir kısmı kullanılır (plaka üzerinde gösterilir, genellikle 5-20 mikron). Silika jeli dır-dir polar sorbent Aktif merkezler olarak OH grupları bulunur. Yüzeydeki suyu kolaylıkla emer ve hidrojen bağları oluşturur.

alümina zayıf bazik bir adsorbandır ve esas olarak zayıf bazik ve nötr bileşiklerin ayrılması için kullanılır. Alüminyum oksit plakaların dezavantajı, yüksek sıcaklıklarda (100-150 o C) fırında kullanılmadan önce yüzeyin zorunlu aktivasyonu ve katmanın silika jele göre düşük adsorpsiyon kapasitesidir.

Silisli toprak - doğal minerallerden elde edilen adsorban - diyatomlu topraklar. Emici hidrofilik özelliklere sahiptir ve silika jel ile karşılaştırıldığında katmanın daha düşük adsorpsiyon kapasitesine sahiptir.

Selüloz: Selülozla kaplanmış ince tabakalı plakalar, karmaşık organik moleküllerin ayrılmasında oldukça etkilidir. Adsorban esas olarak nişastalı bir taşıyıcıya sabitlenmiş, çapı 50 mikrona kadar olan selüloz boncuklarından oluşur. Kağıt kromatografisinde olduğu gibi solvent cephesinin yükselişi çok yavaş gerçekleşir.

Kromatografik analiz Çek Cumhuriyeti'nde üretilen endüstriyel plakalarda gerçekleştirildi " Silufol » (« Silufol ") alüminyum folyodan yapılmış, bazen kartonla güçlendirilmiş ve" siluplast » plastikten yapılmış, bir sorbent tabakası ile kaplanmış - bağlayıcı olarak nişasta veya alçı (% 10'a kadar) içeren silika jel LS 5-40 veya floresan göstergeler eklenmiş veya eklenmemiş alüminyum oksit. Kayıtlar " Silufol » Yüksek bir elüsyon oranına sahiptirler ancak düşük ayırma kabiliyeti ve düşük hassasiyet ile karakterize edilirler. Depolama sırasında koşullara (nem, sıcaklık, agresif ortamlar vb.) duyarlıdırlar. Bazı firmalar tedarik ediyor kromatografi plakaları cam ve alüminyum folyo, plastik, emprenye cam elyafından yapılmış alt tabakalar üzerinde değişen (genellikle 0,25 mm'ye kadar), ancak kesinlikle sabit kalınlıkta (silika jel, selüloz, iyon değişim reçinesi) bir sorbent tabakası ile.

Tabaklar " Sorbfil » (TU 26-11-17-89) Rusya'da bir polimer bazlı (polietilen tereftalat, P sınıfı) veya uygulanan bir çalışma katmanına sahip bir alüminyum alt tabaka (AF sınıfı) üzerinde üretilmektedir. mikrofraksiyone silika jel sorbenti 90-120 mikron (200 mikrona kadar) kalınlığında, özel bir bağlayıcı ile sabitlenmiş STX-1A ve STX-1VE kaliteleri (SSCB'de fraksiyonlanmış silika jel KSKG olarak üretilmiştir) - silika çözeltisi . Bağlayıcı olarak silisik asit sol (silis sol) kullanıldığında, ısıtıldıktan sonra silika jele dönüşür, elde edilen TLC plakaları iki bileşenden oluşur: bir silika jel tabakası ve bir substrat. Bir plaka üzerindeki sorbent tabakasının kalınlığının tekdüzeliği ±5 µm'dir. Tanımlama örneği: “Sorbfil-PTSH-AF-V-UV (10x10)” - alüminyum alt tabaka üzerinde, fosforlu, 10x10 cm yüksek performanslı TLC plakalar.

Bir cam alt tabaka (C sınıfı) kullanıyorsanız, bu tür plakalar yeniden kullanılabilir ve kimyasallara karşı dayanıklıdır. Kimyasal dirençleri silika jelin kimyasal direnciyle belirlenir. Sonuç olarak, TLC plakaları agresif reaktiflerle, örneğin sıcak krom karışımıyla tekrar tekrar işlenebilir; bu, noktaları tespit etmek ve sorbenti değiştirmek için korelasyon reaktiflerinin kullanımına ilişkin kısıtlamaları ortadan kaldırır ve tekrarlamaya (30 kata kadar veya daha fazla) izin verir. ) plakaların bir krom karışımı ile yenilenmesi. Cam plakalar istenilen ölçülerde kesilebilir. Emici tabakanın mekanik mukavemeti, bir yandan plakaların taşınmasını ve tekrar tekrar işlenmesini sağlayarak, diğer yandan ayrı ayrı bileşiklerin daha sonra filtreden süzülmesi için adsorban katmanlarının ayrılmış maddelerle ekstraksiyonu olasılığını sağlayacak şekilde ayarlanabilir. sorbent ve bunların enstrümantal yöntemlerle (IR ve UV spektrometrisi, X-ışını yapısal yöntemleri, NMR, vb.) ileri çalışmaları.

Plakalar, katmanı oluşturan silika jelin fraksiyonlarının boyutuna (partikül dağılımı) göre farklılık gösterir. Analitik plakalarda (A sınıfı) fraksiyon 5-17 mikron, yüksek performanslı plakalarda (B sınıfı) - 8-12 mikrondur. Daha dar bir dağılım plakaların verimliliğini arttırır, yani. ayrılan maddelerin noktaları daha kompakt hale gelir (boyut olarak daha küçük) ve bu nedenle eluent cephesi daha kısa bir mesafeyi geçtiğinde daha iyi ayrılır. Rus gofretlerinde analitik ve yüksek performanslı katmanlar, Merck'in (Almanya) gofretlerinin aksine çok fazla farklılık göstermiyor. Analitik plakalarda maddelerin ayrıştırılamadığı durumlarda yüksek verimli plakalar kullanılmalıdır. Tüm modifikasyonların plakaları, 254 nm uyarma ile fosfor (UV sınıfı) ile üretilir. Raf ömrü sınırsızdır, tabaklar " Sorbfil » Amino asit türevleri, pestisitler, lipitler ve antibiyotiklerin analizinde yaygın olarak test edilmiştir.

TLC yöntemi gerçekleştirilir kalite tanımlama bileşenler. kantitatif TLC için de mümkündür; bu, maddenin tam miktarının uygulanmasını ve ilave dansitometrik çalışmalar noktaların yoğunluğunun net bir şekilde kaydedilmesiyle. En yaygın olanı yarı niceliksel yöntem . dayanmaktadır görsel karşılaştırma değişen konsantrasyonlarda aynı maddeden oluşan bir dizi noktanın karşılık gelen özelliklerine sahip bir bileşenin bir noktasının boyutu ve yoğunluğu ( standart referans çözümleri ). 1-5 μg miktarında bir numune kullanıldığında, bu basit yöntem, bileşen içeriğinin yaklaşık %5-10 oranında belirlenmesinde doğruluk sağlar. Çoğu zaman, bir numunedeki bileşenleri belirlemek için, analiz edilen bileşikleri içeren bir karışım elde etmek amacıyla numune hazırlama işleminin gerçekleştirilmesi gerekir. Numune hazırlama, numuneden ilaçların organik çözücülerle ekstraksiyonuna dayanır ( N-heksan, petrol eteri, dietil eter, kloroform), ekstraktın saflaştırılması ve ardından ince bir alüminyum oksit veya silika jel tabakası içerisinde kromatografi.

TLC ve HD için şekillerde farklılık gösteren çeşitli seçenekler vardır çözücü kaynağı . Mobil fazın hareket yönüne bağlı olarak:

A)artan kromatografi - mobil faz ayırma odasının tabanına dökülür, kağıt (plaka) dikey olarak yerleştirilir;

B)azalan kromatografi  mobil faz yukarıdan beslenir ve plakanın veya kağıdın emici tabakası boyunca aşağı doğru hareket eder;

V)radyal kromatografi  solvent cephesinin yatay ilerlemesi: hareketli faz, ayrılacak karışımın uygulandığı kağıt diskin (plaka) merkezine getirilir.

En yaygın olanı yukarı elüsyon (kromatografi). Ön eluent aşağıdan yukarıya doğru hareket ederken. Çözücünün (hareketli faz) seçimi, sorbentin doğasına ve ayrılan maddelerin özelliklerine göre belirlenir.

Kromatografik ayırma BCh ve TLC yöntemleri ile gerçekleştirilir. ayırma odası katlanmış bir kapakla. Belirli bir adsorban ve çözücü kullanıldığında bir maddenin transfer hızının niceliksel bir ölçüsüdür. R değeri F (İngilizceden tutulma faktör – gecikme katsayısı, bu parametre tutma süresine benzer). Konum kromatografiye tabi tutulan bileşenin bölgeleri boyuta göre ayarla katsayı R F , bölgesinin hareket hızının solvent cephesinin hareket hızına oranına eşittir. Büyüklük R F her zaman birden küçüktür ve kromatogramın uzunluğuna bağlı değildir. Miktarına göre R F çeşitli faktörlerden etkilenir. Böylece düşük sıcaklıklarda maddeler daha yavaş hareket eder; solvent kirliliği, adsorbanın homojen olmaması, analiz edilen çözeltideki yabancı iyonlar değeri değiştirebilir R F %10'a kadar. Seçilen sistemde analitler farklı değerlere sahip olmalıdır. R F ve kromatogramın tüm uzunluğu boyunca dağıtılır. Değerlerin olması arzu edilir R F 0,05-0,85 aralığındaydı.

Pratikte değer R F mesafenin oranı olarak hesaplanır ben madde tarafından mesafeye kadar katedildi L solventten geçirildi:

R F = LL (6.1 )

Genellikle hesaplama için seçin nokta merkezi (Şekil 1). Büyüklük R F birçok faktöre bağlıdır: tür kromatografi kağıdı (gözenekliliği, yoğunluğu, kalınlığı, hidrasyon derecesi) ve sorbent (tane büyüklüğü, yüzeydeki grupların doğası, katman kalınlığı, nemi, maddenin doğası, mobil fazın bileşimi), deney koşulları (sıcaklık, kromatografi süresi vb.). Tüm kromatografik parametreler sabitse değer R F yalnızca her bileşenin bireysel özellikleriyle belirlenir.

Pirinç. 1. Kromatogramdaki değerlerin belirlenmesi RF bileşenler için A Ve İÇİNDE,

ayrılma derecesi Rs ve teorik plakaların sayısı N .

HD ve TLC'nin verimliliği aynı zamanda şunlara da bağlıdır: seçicilik ve hassasiyet Analiz edilen karışımın bileşenlerini tespit etmek için kullanılan reaksiyonlar. Tipik olarak, belirlenen bileşenlerle birlikte renkli bileşikler (geliştiriciler) oluşturan reaktifler kullanılır. Daha güvenilir için paylaşılan bileşenlerin tanımlanması uygula " tanıklar » çözümler standart maddeler (numuneyle aynı solvent içinde), numunede bulunması beklenen bir madde. Standart madde analiz edilen numunenin yanındaki başlangıç ​​çizgisine uygulandı ve aynı koşullar altında kromatografiye tabi tutuldu. Uygulamada sıklıkla göreceli bir değer kullanılır:

R F göreceli = R F X / R F durmak (6.2)

Nerede R F durmak ayrıca formül (6.1) kullanılarak hesaplanır. Yeterlik kromatografik ayırma karakterize etmek eşdeğer teorik plakaların sayısı ve onları yükseklik . Böylece TLC yönteminde eşdeğer teorik plakaların sayısı N A bileşen için A ayrılacak karışım aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

N A = 16 (ben O.A. / A (A )) 2 (6.3)

Değerler ben O.A. Ve A (A ) Şekil 2'de gösterildiği gibi belirlenir. 6.1. Daha sonra eşdeğer teorik plakanın yüksekliği N A dır-dir:

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

Ayırma pratik olarak mümkünse R F (A)  R F (İÇİNDE)  0,1 .

İki bileşenin ayrılmasını karakterize etmek A Ve İÇİNDE kullanmak ayırma derecesi (kriteri) Rs :

Rs =  ben/ (A (A) / 2 + A (B) / 2)= 2  ben/ (A (A) + A (B)) (6.5)

Nerede  ben  bileşen nokta merkezleri arasındaki mesafe A Ve İÇİNDE;

A (A) Ve A (İÇİNDE)  nokta çapları A Ve İÇİNDE kromatogramda (Şekil 6.1). Daha fazla Rs bileşen noktaları ne kadar net ayrılırsa A Ve İÇİNDE kromatogram üzerinde. Koşullar kromatografi değer olacak şekilde seçildi Rs sıfır ve bir arasında farklı olan optimum değer Rs 0,3  0.7. Oran için ayırma seçiciliği iki bileşen A Ve İÇİNDE kullanmak ayırma faktörü α :

α = ben B / ben A (6.6)

Eğer α = 1 ise bileşenler A Ve İÇİNDE ayrılmış değiller.

(esas olarak moleküller arası) faz sınırında. Bir analiz yöntemi olarak HPLC, incelenen nesnelerin karmaşıklığı nedeniyle orijinal karmaşık karışımın nispeten basit olanlara ön ayrılmasını içeren bir grup yöntemin parçasıdır. Elde edilen basit karışımlar daha sonra geleneksel fizikokimyasal yöntemler veya kromatografi için geliştirilen özel yöntemler kullanılarak analiz edilir.

HPLC yöntemi kimya, petrokimya, biyoloji, biyoteknoloji, tıp, gıda endüstrisi, çevre koruma, ilaç üretimi ve daha birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Analiz edilen veya ayrılan maddelerin ayrılma mekanizmasına göre HPLC, adsorpsiyon, dağıtım, iyon değişimi, dışlama, ligand değişimi ve diğerlerine ayrılır.

Pratik çalışmalarda, ayrılmanın çoğu zaman tek bir mekanizma aracılığıyla değil, aynı anda birkaç mekanizma yoluyla gerçekleştiği akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, dışlama ayrımı adsorpsiyon etkileriyle, adsorpsiyon ayrımı dağıtım etkileriyle karmaşık hale gelebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Ayrıca, bir numunedeki maddeler arasında iyonizasyon derecesi, bazlık veya asitlik, moleküler ağırlık, polarize edilebilirlik ve diğer parametreler açısından fark ne kadar büyükse, bu tür maddeler için farklı bir ayırma mekanizmasının olasılığı da o kadar büyük olur.

Normal faz HPLC

Sabit faz, mobil fazdan daha polardır, bu nedenle eluent'te polar olmayan solvent baskındır:

• Heksan:izopropanol = 95:5 (düşük polariteli maddeler için)
• Kloroform:metanol = 95:5 (orta kutuplu maddeler için)
• Kloroform:metanol = 80:20 (yüksek polariteli maddeler için)

Ters fazlı HPLC

Sabit faz, hareketli fazdan daha az polar olduğundan eluent hemen hemen her zaman su içerir. Bu durumda BAS'ın mobil fazda tamamen çözünmesini sağlamak her zaman mümkündür, hemen hemen her zaman UV tespitini kullanmak mümkündür, hemen hemen tüm mobil fazlar karşılıklı olarak karışabilir, gradyan elüsyonu kullanılabilir, kolon hızla yeniden kullanılabilir. -dengelendiğinde sütun yeniden oluşturulabilir.

Ters fazlı HPLC için yaygın eluentler şunlardır:

• Asetonitril:su
• Metanol:su
• İzopropanol:su

HPLC için matrisler

HPLC, matris olarak silikon oksit (silis jel) veya alümina gibi inorganik bileşikleri veya polistiren (divinilbenzen ile çapraz bağlı) veya polimetakrilat gibi organik polimerleri kullanır. Silika jel elbette artık genel olarak kabul görüyor.

Matrisin ana özellikleri:

• Parçacık boyutu (um);
• İç gözenek boyutu (Å, nm).

HPLC için silika jelin hazırlanması:

1. Polisilisik asit mikrokürelerinin kalıplanması;
2. Silika jel parçacıklarının kurutulması;
3. Hava ayırma.

Emici parçacıklar:

• Düzenli (küresel): daha yüksek basınç dayanımı, daha yüksek maliyet;
• Küresel olmayan: daha düşük basınç direnci.

HPLC'de gözenek boyutu en önemli parametrelerden biridir. Gözenek boyutu ne kadar küçük olursa, elüt edilen maddelerin molekülleri için geçirgenliği de o kadar kötü olur. Ve bu nedenle sorbentlerin emme kapasitesi o kadar kötü olur. Gözenekler ne kadar büyük olursa, öncelikle emici parçacıkların mekanik stabilitesi o kadar az olur ve ikinci olarak, emme yüzeyi ne kadar küçük olursa, verimlilik o kadar kötü olur.

Sabit faz aşıları

Normal faz HPLC:

• Propilnitril aşılamalı (nitril) sabit faz;
• Propilamin aşılama (amin) ile sabit faz.

Ters fazlı HPLC:

• Alkil aşılamalı sabit faz;
• Alkilsilil aşılamalı sabit faz.

Uç kapatma, sorbentin aşılanmamış alanlarının "küçük" moleküllerle ek aşılama yoluyla korunmasıdır. Hidrofobik uç kapatma (C1, C2): daha yüksek seçicilik, daha kötü ıslanabilirlik; hidrofilik uç kapatma (diol): daha düşük seçicilik, daha yüksek ıslanabilirlik.

HPLC için dedektörler

• UV
• Diyot matrisi
• Floresan
• Elektrokimyasal
• Refraktometrik
• Kütle seçici

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

• Kromatografi
• Bölüm kromatografisi

Diğer sözlüklerde "" ne olduğuna bakın:

yüksek performanslı sıvı kromatografisi- - [A.S. Goldberg. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji EN yüksek performanslı sıvı kromatografisi HPLC ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

yüksek performanslı sıvı kromatografisi- Yüksek performanslı sıvı kromatografisi terimi İngilizce yüksek performanslı sıvı kromatografisi terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar HPLC, HPLC İlgili terimler adsorpsiyon, oligopeptit, proteomik, sorbent, fulleren, endohedral, kromatografi... ...

YÜKSEK PERFORMANSLI SIVI KROMATOGRAFİSİ- Ayırma verimliliğini arttırmak için, çözücünün (eluent) basınç altında (3x107 Pa'dan fazla) küçük çaplı parçacıklar (1 μm'ye kadar) içeren sorbent ile doldurulmuş kolonlar boyunca pompalandığı ve perfüzyon filtrelerinin kullanıldığı sıvı kromatografisi da kullanıldı... ...

SIVI KROMATOGRAFİSİ- sıvının (eluent) hareketli faz ve sabit faz olarak görev yaptığı bir tür kromatografi. emici, TV yüzeyine sıvı veya jel uygulanan bir taşıyıcı. Düz bir yüzey üzerinde sorbent ile doldurulmuş bir sütunda (kolon kromatografisi) gerçekleştirin... ... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Kromatografi- [κρώμα (υrum) renk] karışımın tek tek bileşenlerinin (sıvı veya gaz halinde), hem bunları taşıyıcı akıştan emerken hem de ... ... Jeolojik ansiklopedi

Kromatografi- (diğer Yunancadan ... Wikipedia

kromatografi- Kromatografi terimi İngilizce kromatografi terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar İlgili terimler yüksek performanslı sıvı kromatografisi, klatrat, çip üzerinde laboratuvar, porometri, proteom, proteomik, sorbent, enzim, fulleren, endohedral... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

İYON DEĞİŞİM KROMATOGRAFİSİ- ayrışmaya dayalı sıvı kromatografisi. Ayrılmış iyonların sabit iyon değişimi yapabilme yeteneği. ikincisinin iyonojenik gruplarının ayrışması sonucu oluşan sorbent iyonları. Katyon değiştiriciler katyonları ayırmak için kullanılır, çünkü... ... Kimyasal ansiklopedi

HPLC- yüksek performanslı sıvı kromatografisi… Rusça kısaltmalar sözlüğü

HPLC- Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), hem analitik kimyada hem de kimyasal teknolojide yaygın olarak kullanılan, karmaşık madde karışımlarını ayırmak için etkili yöntemlerden biridir. Kromatografik ayırmanın temeli katılımdır ... Vikipedi

Kitabın

• Pratik Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi, Veronica R. Mayer. Kitabın modern yöntem ve ekipmanlarla genişletilen 5. baskısını okuyucuya sunuyoruz. Kitapta pek çok şey geliştirildi ve çok sayıda referans eklendi. Metinde yer alan yerler...

Yüksek performanslı sıvı kromatografisinde (HPLC), kromatografik kolonda meydana gelen işlemlerin doğası genellikle gaz kromatografisindeki işlemlerle aynıdır. Tek fark sıvının sabit faz olarak kullanılmasıdır. Sıvı mobil fazların yüksek yoğunluğu ve kolonların yüksek direnci nedeniyle, gaz ve sıvı kromatografisi enstrümantasyonda büyük farklılıklar gösterir.

HPLC'de mobil fazlar olarak genellikle saf çözücüler veya bunların karışımları kullanılır.

Sıvı kromatografide eluent olarak adlandırılan saf solvent (veya solvent karışımları) akışı oluşturmak için kromatografın hidrolik sistemine dahil olan pompalar kullanılır.

Adsorpsiyon kromatografisi, bir maddenin yüzeyinde aktif merkezlere sahip olan silika jel veya alüminyum oksit gibi adsorbanlarla etkileşimi sonucu gerçekleştirilir. Farklı numune moleküllerinin adsorpsiyon merkezleri ile etkileşime girme yeteneğindeki farklılık, kolon boyunca hareketli faz ile hareket sırasında bunların bölgelere ayrılmasına yol açar. Bu durumda elde edilen bileşenlerin bölge ayrımı, hem çözücü hem de adsorban ile etkileşime bağlıdır.

HPLC'de en yaygın olarak kullanılanlar, farklı hacimlere, yüzey alanlarına ve gözenek çaplarına sahip silika jel adsorbanlarıdır. Alüminyum oksit ve diğer adsorbanlar çok daha az sıklıkla kullanılır. Bunun temel nedeni:

HPLC'nin yüksek basınç karakteristiklerinde ambalajlamaya ve kullanıma izin vermeyen yetersiz mekanik dayanım;

silika jeli, alüminyum okside kıyasla daha geniş bir gözeneklilik, yüzey alanı ve gözenek çapı aralığına sahiptir; Alüminyum oksidin önemli ölçüde daha yüksek katalitik aktivitesi, numune bileşenlerinin ayrışması veya bunların geri döndürülemez kimyasal emilimi nedeniyle analiz sonuçlarının bozulmasına yol açar.

HPLC için dedektörler

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), bazı nedenlerden dolayı türevler halinde bile gaz kromatografisine uygun bir forma dönüştürülemeyen polar, uçucu olmayan maddeleri tespit etmek için kullanılır. Bu tür maddeler arasında özellikle sülfonik asitler, suda çözünebilen boyalar ve fenil-üre türevleri gibi bazı pestisitler yer alır.

Dedektörler:

Bir diyot matrisinde UV dedektörü. Fotodiyotlardan oluşan bir "matris" (iki yüzden fazla) spektrumun UV ve görünür bölgelerindeki sinyalleri sürekli olarak kaydeder, böylece UV-B spektrumlarının tarama modunda kaydedilmesini sağlar. Bu, özel bir hücreden hızlı bir şekilde geçen bileşenlerin spektrumlarını yüksek hassasiyetle, bozulmadan sürekli olarak kaydetmenize olanak tanır.

Tepe saflığı hakkında bilgi sağlamayan tek dalga boyu algılamayla karşılaştırıldığında, bir diyot dizisinin tam spektrumunu karşılaştırma yeteneği, tanımlama sonucuna çok daha yüksek derecede güven sağlar.

Floresan dedektörü. Floresan dedektörlerin büyük popülaritesi, çok yüksek seçicilikleri ve hassasiyetleri ile birçok çevresel kirleticinin (örn. poliaromatik hidrokarbonlar) floresans yayması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Kolayca oksitlenen veya indirgenen maddeleri tespit etmek için bir elektrokimyasal dedektör kullanılır: fenoller, merkaptanlar, aminler, aromatik nitro ve halojen türevleri, aldehitler, ketonlar, benzidinler.

PF'nin yavaş ilerlemesi nedeniyle bir karışımın bir kolon üzerinde kromatografik olarak ayrılması çok zaman alır. Süreci hızlandırmak için kromatografi basınç altında gerçekleştirilir. Bu yönteme yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) adı verilir.

Klasik sıvı kolon kromatografisinde kullanılan ekipmanın modernizasyonu, onu en umut verici ve modern analiz yöntemlerinden biri haline getirmiştir. Yüksek performanslı sıvı kromatografisi, hem düşük hem de yüksek moleküler ağırlığa sahip, uçucu olmayan, ısıya dayanıklı bileşiklerin ayrılması, preparatif izolasyonu ve niteliksel ve niceliksel analizi için uygun bir yöntemdir.

Kullanılan sorbent tipine bağlı olarak, bu yöntem 2 kromatografi seçeneği kullanır: polar olmayan eluent kullanan polar sorbent üzerinde (direkt faz seçeneği) ve polar eluent kullanan polar olmayan sorbent üzerinde - ters faz yüksek adı verilen -performanslı sıvı kromatografisi (RPHPLC).

Eluentten eluent'e geçiş sırasında, HPLC koşulları altında denge, polar sorbentler ve sulu olmayan PF'lerin koşullarına göre birçok kez daha hızlı kurulur. Bunun bir sonucu olarak, sulu ve sulu alkol eluentleri ile çalışmanın kolaylığının yanı sıra, OFVLC artık büyük bir popülerlik kazanmıştır. Çoğu HPLC analizi bu yöntem kullanılarak gerçekleştirilir.

Dedektörler. Kolondan tek bir bileşenin çıkışı bir dedektör kullanılarak kaydedilir. Kayıt için, mobil fazdan gelen ve karışım bileşeninin niteliği ve miktarıyla ilişkili herhangi bir analitik sinyaldeki değişikliği kullanabilirsiniz. Sıvı kromatografisi, çıkış çözeltisinin ışık emilimi veya ışık emisyonu (fotometrik ve florimetrik dedektörler), kırılma indisi (refraktometrik dedektörler), potansiyel ve elektriksel iletkenlik (elektrokimyasal dedektörler) vb. gibi analitik sinyalleri kullanır.

Sürekli olarak algılanan sinyal bir kayıt cihazı tarafından kaydedilir. Kromatogram, bir karışımın tek tek bileşenleri kolondan ayrıldığında oluşturulan, kayıt cihazı bandına kaydedilen bir dizi dedektör sinyalidir. Karışım ayrılırsa, harici kromatogramda tek tek tepe noktaları görülebilir. Kromatogramdaki pikin konumu, kantitatif belirleme amacıyla maddeyi, pikin yüksekliğini veya alanını tanımlamak amacıyla kullanılır.

Başvuru

HPLC en yaygın olarak aşağıdaki kimyasal analiz alanlarında kullanılır (HPLC'nin neredeyse hiç rekabet etmediği analiz nesneleri vurgulanmıştır):

· Gıda kalite kontrolü - tonikler ve aroma katkı maddeleri, aldehitler, ketonlar, vitaminler, şekerler, boyalar, koruyucular, hormonal ilaçlar, antibiyotikler, triazin, karbamat ve diğer pestisitler, mikotoksinler, nitrozaminler, polisiklik aromatik hidrokarbonlar vb.

· Çevrenin korunması - fenoller, organik nitro bileşikleri, mono- ve polisiklik aromatik hidrokarbonlar, bir takım pestisitler, ana anyonlar ve katyonlar.

· Adli tıp - ilaçlar, organik patlayıcılar ve boyalar, güçlü ilaçlar.

· İlaç endüstrisi - steroid hormonları, hemen hemen tüm organik sentez ürünleri, antibiyotikler, polimer preparatları, vitaminler, protein preparatları.

· İlaç - hastalıkların teşhisinde biyolojik sıvılarda (amino asitler, pürinler ve pirimidinler, steroid hormonları, lipitler) listelenen biyokimyasal ve tıbbi maddeler ve bunların metabolitleri, bireysel dozaj amacıyla ilaçların vücuttan atılma oranının belirlenmesi.

· Tarım - uygulanan gübrelerin gerekli miktarını belirlemek için topraktaki nitrat ve fosfatın belirlenmesi, yemin besin değerinin belirlenmesi (amino asitler ve vitaminler), toprakta, suda ve tarım ürünlerinde pestisitlerin analizi.

· Biyokimya, biyoorganik kimya, genetik mühendisliği, biyoteknoloji - şekerler, lipitler, steroidler, proteinler, amino asitler, nükleosidler ve türevleri, vitaminler, peptidler, oligonükleotidler, porfirinler, vb.

· Organik kimya - organik sentezin tüm kararlı ürünleri, boyalar, ısıya dayanıklı bileşikler, uçucu olmayan bileşikler; inorganik kimya (iyonlar ve karmaşık bileşikler formundaki hemen hemen tüm çözünür bileşikler).

· gıda, alkollü ve alkolsüz içecekler, içme suyu, ev kimyasalları, parfümlerin üretimlerinin her aşamasında kalite ve güvenliğinin kontrolü;

· İnsan kaynaklı bir felaket veya acil durum mahallindeki kirliliğin niteliğinin belirlenmesi;

· narkotik, güçlü, zehirli ve patlayıcı maddelerin tespiti ve analizi;

· sıvı atıklarda, hava emisyonlarında ve işletmelerden ve canlı organizmalardan kaynaklanan katı atıklarda zararlı maddelerin (polisiklik ve diğer aromatik hidrokarbonlar, fenoller, pestisitler, organik boyalar, ağır, alkali ve alkali toprak metal iyonları) varlığının belirlenmesi;

· organik sentez, petrol ve kömür rafinasyonu, biyokimyasal ve mikrobiyolojik üretim süreçlerinin izlenmesi;

gübreleme için toprak kalitesinin analizi, toprakta, suda ve ürünlerde pestisit ve herbisitlerin varlığının yanı sıra yemin besin değeri; karmaşık araştırma analitik görevleri; ultra saf maddelerin mikro miktarlarının elde edilmesi.



Sıvı kromatografisi

Sıvı kromatografisi bir tür kromatografidir ve mobil aşama eluent olarak adlandırılan sıvı. Durağan faz Belki katı sorbent, yüzeyinde sıvı biriken katı taşıyıcı veya jel.

Ayırt etmek sütunlu Ve ince tabaka sıvı kromatografisi. Sütun versiyonunda, ayrılmış madde karışımının bir kısmı, basınç altında veya yerçekiminin etkisi altında hareket eden bir eluent akışında sabit bir fazla doldurulmuş bir sütundan geçirilir. İnce tabaka kromatografisinde eluent, kılcal kuvvetlerin etkisi altında, bir cam plaka veya metal folyo üzerinde biriktirilen düz bir sorbent tabakası boyunca, gözenekli bir polimer film boyunca veya bir özel kromatografi kağıdı şeridi boyunca hareket eder. Basınç altında ince tabakalı sıvı kromatografisine yönelik bir yöntem de geliştirilmiştir; burada eluent, plakalar arasına sıkıştırılmış bir sorbent tabakası içinden pompalanır.

Aşağıdaki gibi sıvı kromatografi türleri vardır: analitik(madde karışımlarının analizi için) ve hazırlayıcı(saf bileşenleri izole etmek için).

Ayırt etmek sıvı kromatografisi (LC) ile gerçekleştirilen klasik versiyonunda atmosferik basınç, Ve yüksek hız), tarihinde gerçekleştirildi yüksek tansiyon. Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), küçük parçacıklara (3-10 µm) sahip bir sorbent ile sıkıca paketlenmiş, çapı 5 mm'ye kadar olan kolonlar kullanır. Eluenti kolona pompalamak için 3,107 Pa'ya kadar basınç uygulayın. Bu tip kromatografiye denir yüksek basınçlı kromatografi. Eluentin yüksek basınç altında bir kolondan geçirilmesi, analiz hızını önemli ölçüde artırmanıza ve ince dağılmış sorbent kullanımı nedeniyle ayırma verimliliğini önemli ölçüde artırmanıza olanak tanır.

HPLC seçenekleriöyle mikrokolon kromatografisi sorbent ile doldurulmuş küçük çaplı sütunlar üzerinde ve kılcal kromatografi içi boş ve sorbent dolu kılcal kolonlarda. HPLC yöntemi şu anda organik bileşiklerin karmaşık karışımlarının izolasyonuna, niceliksel ve niteliksel analizine olanak sağlamaktadır.

Sıvı kromatografisi kimya, biyoloji, biyokimya, tıp ve biyoteknoloji alanlarındaki en önemli fiziksel ve kimyasal araştırma yöntemidir. İçin kullanılır:

· İlaçların canlı organizmalarındaki metabolik süreçlerin incelenmesi;

· tıpta teşhis;

· kimyasal ve petrokimyasal sentez ürünlerinin, ara maddelerin, boyaların, yakıtların, yağlayıcıların, yağların, atık suyun analizi;

· çözeltiden sorpsiyon izotermlerinin, kimyasal proseslerin kinetiğinin ve seçiciliğinin incelenmesi;

· deşarj

· Karışımların analizi ve ayrılması, bunların saflaştırılması ve amino asitler, proteinler, enzimler, virüsler, nükleik asitler, karbonhidratlar, lipitler, hormonlar gibi birçok biyolojik maddenin bunlardan izolasyonu.

Makromoleküler bileşiklerin kimyasında ve polimerlerin üretiminde, monomerlerin kalitesini analiz etmek, ürün kontrolü için gerekli olan oligomerlerin ve polimerlerin işlevsellik türüne göre moleküler ağırlık dağılımını ve dağılımını incelemek için sıvı kromatografi kullanılır.

Sıvı kromatografisi aynı zamanda parfümeride, gıda endüstrisinde, çevre kirliliğinin analizinde ve adli tıpta da kullanılmaktadır.

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) yöntemi 20. yüzyılın 70'li yılların ortalarında geliştirildi ve tanıtıldı. Daha sonra ilk sıvı kromatografları ortaya çıktı.

Sıvı kromatografisi, kimyasal ve termal olarak kararsız molekülleri, düşük uçuculuğa sahip yüksek molekül ağırlıklı maddeleri analiz etmek için en uygun yöntemdir. Bu, gaz kromatografisinin aksine, LC'de mobil fazın özel rolü ile açıklanabilir: eluent yalnızca bir taşıma işlevi yerine getirmez.

2. Sıvı kromatografi yöntemlerinin temel kavramları ve sınıflandırılması.

İle ayrılmış maddelerin sabit faz tarafından tutulma mekanizması LC ayırt etmek:

tortu kromatografisi analiz edilen karışımın bileşenlerinin çökeltici ile etkileşimi sırasında oluşan çökeltilerin farklı çözünürlüğüne dayanmaktadır. Yöntemin avantajı, sorbent boyunca ortaya çıkan bölgelerin keskin sınırlara sahip olması, yalnızca tek bir maddenin çökeltilerini içermesi ve çoğu zaman saf sorbent bölgeleriyle ayrılmasıdır. Ancak bu yöntem henüz yaygın kullanım alanı bulamamıştır.

· adsorpsiyon kromatografisi , Ayırma işlemi, ayrılan maddenin kendisiyle etkileşimi sonucu gerçekleştirilir. emici alüminyum oksit veya silika jeli gibi yüzeyde olan aktif kutup merkezleri. Çözücü(elüent) - polar olmayan sıvı.

Pirinç. Adsorpsiyon kromatografisini kullanarak bir madde karışımını ayırma şeması

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

Emilim mekanizması, sorbentin polar yüzeyi ile analiz edilen bileşenin moleküllerinin polar (veya polarizasyona sahip) bölümleri arasındaki spesifik bir etkileşimden oluşur (Şekil). Etkileşim, verici-alıcı etkileşimi veya hidrojen bağlarının oluşumu nedeniyle oluşur.

Pirinç. Adsorpsiyon sıvı kromatografisinin şeması

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

Pirinç. . Aşılanmış fazlı bölme kromatografisi (normal faz versiyonu).

http://www. chemnet. ru/rus/öğretim/yağ/spezprakt-chr. HTML

Şu tarihte: normal faz Bölmeli sıvı kromatografi versiyonunda, nitril, amino grubu vb. gibi polar gruplar içeren ikame edilmiş alkilklorosilanlar silika jel yüzey değiştiricileri (aşılanmış fazlar) olarak kullanılır (Şekil). Aşılanmış fazların kullanılması, sabit fazın yüzeyinin emme özelliklerinin hassas bir şekilde kontrol edilmesini ve yüksek ayırma verimliliği elde edilmesini mümkün kılar.

Ters evre sıvı kromatografisi, karışım bileşenlerinin, polar bir eluent ile sorbentin yüzeyine aşılanmış polar olmayan gruplar (uzun alkil zincirleri) arasındaki dağılımına dayanır (Şekil). Daha az yaygın olarak kullanılan, sıvı sabit bir fazın sabit bir taşıyıcı üzerinde biriktirildiği, biriktirilmiş fazlara sahip bir sıvı kromatografi çeşididir.

Pirinç. . Aşılanmış fazlı bölme kromatografisi (ters fazlı versiyon). http://www. chemnet. ru/rus/öğretim/yağ/spezprakt-chr. HTML

Bölme sıvı kromatografisi ayrıca şunları içerir: ekstraksiyon sıvısı kromatografi burada sabit faz, katı bir taşıyıcı üzerinde biriktirilen organik bir özütleyici maddedir ve hareketli faz, ayrılan bileşiklerin sulu bir çözeltisidir. Ekstraktanlar olarak örneğin fenoller, tryalkil fosfatlar, aminler, kuaterner amonyum bazları ve ayrıca kükürt içeren organofosfor bileşikleri kullanılır. Ekstraksiyon sıvı kromatografisi, kullanılmış nükleer yakıtın işlenmesi süreçlerinde inorganik bileşiklerin, örneğin alkali metal iyonlarının, aktinitlerin ve benzer özelliklere sahip diğer elementlerin ayrılması ve konsantre edilmesi için kullanılır.

iyon değişim kromatografisi, analiz edilen çözeltide bulunan iyonların bileşimde yer alan hareketli iyonlarla tersinir stokiyometrik değişimine dayanmaktadır. iyonitler.İyonlaştırıcı grupların yük işaretine bağlı olarak iyon değiştiriciler ikiye ayrılır: katyon değiştiriciler Ve anyon değiştiriciler. Ayrıca orada amfoterik iyon değiştiriciler –amfolitler Aynı anda hem katyonları hem de anyonları değiştirebilen. İyon değiştirme kromatografisi yalnızca yüklü parçacıkların ayrılması için kullanılır. Ayırma, iyon değiştirme reçinesinin farklı kuvvetlerdeki farklı iyonları tutabilme yeteneğine dayanmaktadır. İyonit iyon değişimi yapabilen bir polimer matrisi ve bununla ilişkili aktif gruplardan oluşur. katyonit aşağıdaki grupları içerdiğinden asidik veya hafif asidik özelliklere sahiptir: - SO3H, –CH2SO3H, - COOH, - PO3H2 ve hidrojen iyonlarının hareketli olduğu diğerleri. Anyon değiştiriciler bazik veya zayıf bazik özelliklere sahiptir ve gruplar içerir: = NH2, - NH2, –NR3+, -OH ve diğerleri. İyonların ayrılması, eluent'in optimal pH değerleri ve iyonik gücü seçilerek düzenlenir. Şematik olarak iyon değişimi reaksiyonlarla temsil edilebilir:

R-H + Na+ + Cl - → R-Na + H+ + Cl - (katyon değişimi)

R-OH + Na+ + Cl - → R-Cl + Na+ + OH - (anyon değişimi)

İyon değiştiriciler aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: çeşitli ortamlarda kimyasal olarak stabil olmalı, kuru ve özellikle şişmiş durumda mekanik olarak güçlü olmalı, yüksek emme kapasitesine ve iyi bir şekilde yenilenme yeteneğine sahip olmalıdır.

İyon değiştirme (iyon) kromatografisinde, ayrılmış anyonlar (katyonlar), yüksek verimli kolonların düşük kapasiteli yüzey aktif madde iyon reçinesi ile paketlendiği oldukça hassas bir kondüktometrik detektör tarafından asitler (karşılık gelen bazlar) olarak tespit edilir.

iyon çifti kromatografisi adsorpsiyon ve iyon değiştirme kromatografisinin bir kombinasyonu olarak düşünülebilir. Yöntem, iyonik maddelerin ekstraksiyonuna - bunların sulu fazdan organik faza iyon çiftleri şeklinde aktarılmasına dayanmaktadır. Bunu yapmak için, mobil faza, analiz edilen bileşenlerle seçici olarak reaksiyona girebilen ve bunları bir iyon çifti oluşturarak karmaşık bileşiklere dönüştürebilen bir karşı iyon eklenir. Bu seçeneğin temel avantajı asidik, bazik ve nötr maddelerin aynı anda analiz edilebilmesidir.

ligand değişim kromatografisi dayalı Ayrılan bileşiklerin geçiş metali katyonları ile kompleksler oluşturma konusundaki farklı yetenekleri– Cu+2, Ni+2, Zn+2, Cd+2, Co+2, vb. - ve sabit fazın sabitleme grupları (ligandları). Metal iyonlarının koordinasyon küresinin bir kısmı, ayrılan bileşiklerin molekülleri tarafından değiştirilebilen su molekülleri veya diğer zayıf ligandlar tarafından işgal edilir. Bu tip kromatografi optik izomerleri ayırmak için kullanılır.

boyut dışlama kromatografisi(elek, jel geçirgenliği, jel filtrasyonu), burada ayırma esas alınır moleküler boyutlardaki farklılıklar.

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

Pirinç. Jel geçirgenlik kromatografisinin şeması

Afinite kromatografisi(biyospesifik), birçok biyolojik olarak aktif makromolekülün, örneğin enzimlerin, belirli bir reaktife spesifik olarak bağlanabileceği gerçeğine dayanmaktadır. Reaktif bir taşıyıcıya (genellikle agaroz) sabitlenir, ardından analiz edilecek karışımla yıkanır. Polimer üzerinde yalnızca istenen makromolekül tutulur (Şekil).

Pirinç. Afinite kromatografi şeması

http://www. chemnet. ru/rus/öğretim/yağ/spezprakt-chr. HTML

Daha sonra makromolekül için daha da büyük afiniteye sahip bir bileşik çözeltisinin geçirilmesiyle polimerden çıkarılır. Bu kromatografi özellikle biyoteknoloji ve biyotıpta enzimlerin, proteinlerin ve hormonların izole edilmesinde etkilidir.

bağlı olarak Maddenin hareket yöntemi hakkında Aşağıdaki sıvı kromatografi türleri ayırt edilir: gelişimsel, ön Ve baskıcı.
En sık kullanılan belirgin ayrılacak karışımın bir kısmının elüent akışındaki kolona verildiği bir varyant. Karışım bileşenlerinin kolondan çıkışı kromatogram üzerine tepe noktaları şeklinde kaydedilir. (pirinç.)

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

Pirinç. Kromatografi varyantını geliştirme şeması

Yükseklik veya zirve alanı karakterize eder bileşenlerin konsantrasyonu, A tutulmuş birimler – yüksek kaliteli karışım bileşimi. Bileşenlerin tanımlanması genellikle standart maddelerle alıkonma sürelerinin çakışması ile gerçekleştirilir; ayrıca kimyasal veya fizikokimyasal yöntemler de kullanılır.

Şu tarihte: önden Varyantta (Şekil), ayrılacak maddelerin bir karışımı, hareketli faz rolü oynayan kolondan sürekli olarak geçirilir. Sonuç olarak, yalnızca kolonda en az emilen maddenin saf halde elde edilmesi mümkündür.

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

Pirinç. Ön kromatografi seçeneğinin şeması

Bu durumda kromatogram, yükseklikleri bileşenlerin konsantrasyonlarıyla orantılı olan adımları temsil eder; tutulan hacimler bileşenlerin tutulma süresine göre belirlenir. Böyle bir kromatogramı ayırt ederken, geliştirme versiyonunda elde edilene benzer bir resim elde edilir.

İÇİNDE baskıcı Bu durumda, kolona verilen karışımın bileşenleri, herhangi bir bileşenden daha güçlü bir şekilde adsorbe edilen eluent tarafından yer değiştirir. Sonuç olarak, ayrılmış maddelerin birbirine bitişik fraksiyonları elde edilir.Bileşenlerin salınma sırası, sorbent yüzeyi ile etkileşimlerinin kuvveti ile belirlenir (Şekil).

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

Pirinç. Yer değiştirme kromatografisinin şeması

3. Temel kromatografik büyüklükler ve bunların belirlenmesi.

Maddeleri sıvı kromatografisi kullanarak ayırırken yukarıda belirtildiği gibi gelişimsel, önden ve yer değiştirme seçenekleri kullanılabilir. Çoğu zaman, ayrılacak karışımın bir kısmının eluent akışındaki kolona verildiği bir geliştirme seçeneği kullanılır. Karışım bileşenlerinin kolondan çıkışı kromatogram üzerine tepe noktaları şeklinde kaydedilir. Kromatogramdan (Şek.) şunları belirleyin:

emici olmayan (t0), ayrılmış bileşenlerin (tR1, tR2, tR3, vb.) alıkonma süreleri; tepe tabanlarının genişliği (tw1, tw2, vb.).

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

B) düzeltilmiş bileşen tutma hacmi ,

Nerede t"R- düzeltilmiş bileşen tutma süresi;

C) belirli bir bileşene göre sütun kapasitans katsayısı ;

D) sütun verimliliği karakterize edilmiş eşdeğer teorik plakaların sayısı

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

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

Kapasite faktörü k" değeri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir R S: değiştirirken k" 0'dan 10'a kadar (optimum sınırlar) R S büyük ölçüde artar. Anlam k" sorbentin iki katına çıkan yüzeyi ve kolondaki miktarının yanı sıra adsorpsiyon denge sabiti (Henry sabiti) tarafından belirlenir.

Seçicilik katsayısı α ayrılan iki bileşenin adsorpsiyon denge sabitleri arasındaki farkla belirlenir. α arttıkça (1'den ~5'e) R S keskin bir şekilde artar, α'nın daha da artmasıyla birlikte çok az değişir. Bir kolonun seçiciliği, sorbent yüzeyinin kimyasal yapısı, eluentin bileşimi, kolonun sıcaklığı ve ayrılan bileşiklerin yapısı gibi faktörlere bağlıdır. Sıvı kromatografide kromatografiye tabi tutulan maddelerin soğurulması, sistemin üç ana bileşeninin (sorbent, ayrılan maddeler ve eluent) ikili etkileşimi ile belirlendiğinden, eluentin bileşimini değiştirmek, ayırma prosesini optimize etmenin uygun bir yoludur. .

Sütun verimliliği adsorbanın parçacık boyutuna ve gözenek yapısına, kolon dolgusunun düzgünlüğüne, eluentin viskozitesine ve kütle transfer hızına bağlıdır. Kolonun uzatılması her zaman daha iyi bir ayırmaya yol açmaz; çünkü kolonun direnci artar, girişteki eluent basıncı ve deney süresi artar ve zirve noktasının genişlemesi nedeniyle analizin hassasiyeti ve doğruluğu azalır. analiz edilen bileşen. Eğer öyleyse, kromatogramdaki iki maddenin tepe noktaları neredeyse tamamen ayrılmıştır. Büyüme ile R S ayırma süresi artar. Şu tarihte: R S < 1 - ayrılık tatmin edici değil. Preparatif kromatografide, nispeten büyük miktarlarda ayrılmış maddelerin eklenmesinden dolayı kolon aşırı yük ile çalışır. Bu durumda kapasitans katsayısı azalır, teorik plakaya eşdeğer yükseklik artar, bu da çözünürlüğün düşmesine neden olur.

4. Adsorbanlar

Bir karışımın kromatografik olarak ayrılması, adsorban ve çözücünün (eluent) doğru seçilmesi durumunda etkili olacaktır.

Adsorban, ayrılmış bileşenlerle kimyasal olarak etkileşime girmemeli veya solvent üzerinde katalitik bir etki göstermemelidir. Ayrıca adsorbanın karışımın bileşenlerine göre seçici olması da gereklidir. Doğru seçilmiş bir adsorban maksimum absorbsiyon kapasitesine sahip olmalıdır.

Ayırt etmek polar (hidrofilik) Ve polar olmayan (hidrofobik) adsorbanlar. Polar maddelerin polar sorbentlere adsorpsiyon afinitesinin polar olmayanlara göre çok daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.

Adsorban olarak alüminyum oksit, aktif karbon, silika jel, zeolitler, selüloz ve bazı mineraller kullanılmaktadır.

Alüminyum oksitAl2O3 – amfoterik adsorban.(Şek.) Üzerinde karışımlar ayrılabilir polar maddeler, Bu yüzden polar olmayan solventlerde. Nötr alüminyum oksit genellikle doymuş hidrokarbonların, aldehitlerin, alkollerin, fenollerin, ketonların ve eterlerin sulu olmayan çözeltilerinden kromatografi için kullanılır.

Pirinç. Kromatografi için Alüminyum Oksit

http://resimler. /542857_w200_h200_product5.jpg

Al2O3'ün aktivitesi nem içeriğine bağlıdır. Susuz alüminyum oksit en yüksek aktiviteye sahiptir. Geleneksel olarak bir olarak alınır. Gerektiğinde taze hazırlanmış alüminanın suyla (Brockman ölçeği) karıştırılmasıyla farklı nem içeriklerine sahip alümina hazırlanabilir.

Alüminyum oksit aktivitesinin nem içeriğine bağımlılığı

Örneğin hidrokarbonların ayrılmasında aktivitesi 1.5-2 olan Al2O3 kullanılır; alkollerin ve ketonların ayrılması için – 2-3.5.

Alüminyum oksidin spesifik yüzeyi 230-380 m2/g'dır.

Silika jeli(hidroksillenmiş veya kimyasal olarak değiştirilmiş), silisik asitlerin aşırı doymuş çözeltilerinden elde edilen kurutulmuş jelatinimsi bir silikon dioksittir ( N SiO2 M H2O) pH > 5-6'da. (şek.) Katı hidrofilik sorbent.

Pirinç. Silika jeli

http://www. silika jeli. /

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

Analitik kolonlardaki silika jelin parçacık boyutu 3-10 mikron, hazırlayıcı kolonlarda ise 20-70 mikrondur. Küçük parçacık boyutu kütle aktarım hızını artırır ve kolon verimliliğini artırır. Modern analitik kolonlar 10-25 cm uzunluğundadır. Parçacık büyüklüğü 5 mikron olan silika jel ile doldurulmuştur ve 20-30 bileşenden oluşan karmaşık karışımları ayırmanıza olanak tanır. Partikül boyutu 3-5 mikrona düştükçe kolonun verimi artar ancak direnci de artar. Dolayısıyla, 0,5-2,0 ml/dak'lık bir elüent akış hızı elde etmek için (1-3)·107 Pa'lık bir basınç gereklidir. Silika jeli böyle bir basınç farkına dayanabilirken, polimer sorbentlerin granülleri daha elastik ve deforme olabilir. Son zamanlarda, etkinlikleri açısından silika jellerine yakın olan, yoğun bir ağa sahip, makro gözenekli bir yapıya sahip, mekanik olarak güçlü polimer sorbentler geliştirilmiştir. 10 µm ve üzeri büyüklükteki emici parçacıkların şekli kolonun verimliliği üzerinde büyük bir etkiye sahip değildir ancak daha geçirgen paketleme sağlayan küresel emiciler tercih edilir.

Pirinç. Küresel silika jel

http://resimler. /6450630_w200_h200_silicagelksmg. gif

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

Bir silika jel parçacığının iç yapısı, iletişim kanallarından oluşan bir sistemdir. Sıvı kromatografisi için gözenek çapı 6-25 nm olan sorbentler kullanılır. Sıvı kromatografiyle ayırma esas olarak alkil ve aril klorosilanların veya alkil etoksi silanların yüzeydeki silanol grupları ile reaksiyonuyla modifiye edilmiş silika jelleri üzerinde gerçekleştirilir. Bu tür reaksiyonları kullanarak C8H17-, C18H37- veya C6H5- grupları aşılanır (hidrofobize edilmiş yüzeye sahip emiciler elde etmek için), nitril, hidroksil grupları vb. (Şekil)

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

Pirinç. Modifiye silika jelin yapısı

Silika jelleri kromatografide kullanılır Petrol ürünleri karışımlarını ayırmak için daha yüksek yağ asitleri, bunların esterleri, aromatik aminler, nitro türevleri organik bileşikler. Silika jeli – hidrofilik sorbent su ile kolayca ıslanır. Bu nedenle sulu çözeltilerden adsorbsiyon için kullanılamaz. Silika jelin aktivitesi içindeki su içeriğine bağlıdır: ne kadar az su içerirse aktivite o kadar büyük olur (Brockmann ölçeği).

Silika jel aktivitesinin nem içeriğine bağımlılığı

Silika jellerin spesifik yüzey alanı 500-600 m2/g'dır.

Aktif karbonlar işlendiğinde son derece gözenekli hale gelen ve adsorpsiyon veya kimyasal reaksiyonlar için uygun çok geniş bir yüzey alanı elde eden bir karbon şeklidir.(Şek.) 1300-1700 m2/g spesifik yüzey alanına sahiptirler.

Pirinç. Aktif karbon

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

Aktif karbonların gözenek yapısı üzerindeki ana etki, bunların üretimi için kullanılan başlangıç ​​malzemeleri tarafından gerçekleştirilir. Hindistan cevizi kabuğu bazlı aktif karbonlar daha büyük oranda mikro gözeneklerle (2 nm'ye kadar) karakterize edilirken, kömür bazlı olanlar daha büyük oranda mezo gözeneklerle (2-50 nm) karakterize edilir. Makrogözeneklerin büyük bir kısmı ahşap bazlı aktif karbonların karakteristiğidir (50 nm'den fazla). Mikro gözenekler özellikle küçük boyutlu moleküllerin adsorpsiyonu için çok uygundur, mezo gözenekler ise daha büyük organik moleküllerin adsorpsiyonu için özellikle uygundur.

Zeolitler (moleküler elekler)- doğal ve sentetik kökenli alkali ve toprak alkali metallerin gözenekli kristalli alüminosilikatları. (pirinç.)

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

Pirinç. Zeolitler

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

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

Farklı kristal yapılara sahip, bilinen dört tip zeolit ​​(A, X, Y, M) vardır. Katyona bağlı olarak zeolitler şu şekilde adlandırılır: KA, NaA, CaM, NaX, KY, CaY. Zeolitlerin özelliği bu mu kristallerin gözenekleri, moleküllerin boyutuyla karşılaştırılabilecek şekilde 0,4-1 nm mertebesinde boyutlara sahiptir birçok sıvı veya gaz halindeki madde. Bir maddenin molekülleri bu gözeneklere nüfuz edebiliyorsa zeolit ​​kristallerinin gözeneklerinde adsorpsiyon meydana gelir. Maddenin daha büyük molekülleri adsorbe edilmez. Farklı gözenek boyutlarına sahip zeolitlerin seçilmesiyle farklı maddelerin karışımları net bir şekilde ayrılabilir.

Zeolitlerin özgül yüzeyi 750-800 m2/g'dır.

Adsorban seçerken maddelerin yapısını ve çözünürlüklerini dikkate almak gerekir. Örneğin, doymuş hidrokarbonlar zayıf bir şekilde adsorbe edilirken, doymamış hidrokarbonlar (çift bağlara sahiptir) daha iyi adsorbe edilir. Fonksiyonel gruplar bir maddenin adsorpsiyon yeteneğini arttırır.

5. Eluentler

Bir solvent (eluent) seçerken, adsorbanın doğasını ve karışımda ayrılacak maddelerin özelliklerini dikkate almanız gerekir. Eluentler, kromatografiye tabi tutulan karışımın tüm bileşenlerini iyi çözmeli, düşük viskoziteye sahip olmalı, gerekli seçicilik seviyesini sağlamalı, ucuz, toksik olmamalı, inert olmalı ve tespit yöntemleriyle uyumlu olmalıdır (örneğin benzen, UV ile eluent olarak kullanılamaz). dedektör).

Normal faz kromatografisinde, hidrokarbonlar (heksan, heptan, izooktan, sikloheksan) genellikle az miktarda kloroform CHCl3, izo-propanol izo-C3H7OH, diizopropil eter ilavesiyle kullanılır; ters faz kromatografisinde - suyun asetonitril CH3CN, metanol CH3OH, etanol C2H5OH, dioksan, tetrahidrofuran, dimetilformamid ile karışımı. Kromatografi sırasında ayrılan bir karışımın tek tek bileşenlerini izole etmek için bunlar genellikle art arda yıkanır (seçilir). Bu amaçla farklı desorpsiyon yeteneklerine sahip solventler kullanılır. Çözücüler, polar adsorbanlarda desorblama yeteneklerine göre azalan şekilde düzenlenir - eluotropik Trappe serisi. Ayrılan karışımın bileşenleri benzer değerlere sahipse k" ( belirli bir bileşene göre kolon kapasitesi katsayısı), ardından bir eluent ile kromatografıye tabi tutulur. Karışımın bireysel bileşenleri sorbent tarafından güçlü bir şekilde tutuluyorsa, gücü artan bir dizi eluent kullanılır.

Eluotropik solvent serisi

6. Sıvı kromatografi ekipmanı

Modern sıvı kromatografisinde, en basit sistemlerden yüksek sınıf kromatograflara kadar değişen karmaşıklık derecelerine sahip cihazlar kullanılır.
Modern bir sıvı kromatografisi şunları içerir: eluentler için kaplar, yüksek basınçlı pompalar, bir dağıtıcı, bir kromatografik kolon, bir detektör, bir kayıt cihazı, bir kontrol sistemi ve sonuçların matematiksel işlenmesi.

İncirde. herhangi bir kromatografik sistemde mevcut olan, şu veya bu şekilde gerekli minimum bileşen setini içeren bir sıvı kromatografisinin blok diyagramı sunulmaktadır.

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

Pirinç. Sıvı kromatografi şeması: 1 - mobil faz için rezervuar, 2 - pompa, 3 - enjektör, 4 - sütun, 5 - termostat, 6 - dedektörler, 7 - kayıt sistemi, 8 - bilgisayar.

Depolama tankı Mobil faz için analiz ve analiz için yeterli kapasiteye sahip olmalıdır. solvent gaz giderme cihazı kolon ve dedektördeki eluent içinde çözünmüş gaz kabarcıklarının oluşumunu önlemek için.

Pompa amaçlanan sabit bir solvent akışı oluşturmak. Tasarımı öncelikle sistemdeki çalışma basıncına göre belirlenir. 10-500 MPa aralığında çalışabilmek için pistonlu (şırınga) tip pompalar kullanılmaktadır. Dezavantajları eluent ile doldurmak için periyodik duraklara ihtiyaç duymalarıdır. 1-5 MPa'lık düşük çalışma basıncına sahip basit sistemler için ucuz peristaltik pompalar kullanılır. Eluentler, toz parçacıklarını (0,2 mikrondan fazla) tutan bir filtre aracılığıyla pompaya girer. Bazen çözünmüş havayı çıkarmak ve dedektörde kabarcık oluşumunu önlemek için elüentlerden küçük bir helyum akımı geçirilir (özellikle sulu ve polar eluentler durumunda). Analitik kromatograflarda, eluent'i kolona beslemek için geri besleme sistemine sahip pistonlu pompalar kullanılır, bu da akış titreşimlerini %1-2 oranında yumuşatmayı ve ~'a kadar basınçlarda 0,1 ila 25 ml/dak arasında hacimsel akış hızları sağlamayı mümkün kılar. 3.107 Pa. Mikrokolon kromatografisinde elüentin hacimsel akış hızları çok daha düşüktür - 10-1000 µl/dak. Kademeli elüsyon durumunda, bir programcı tarafından kontrol edilen ve karıştırma odasına 2-3 eluent bileşeni besleyen ve toplam akış hızını sabit bırakan birkaç pompa kullanılır. Akışı durdurmadan yüksek basınç altında bir numuneyi bir sütuna yerleştirmek için, incelenen çözelti numunesi için bilinen hacimdeki bir döngüye bağlanan özel mikro dozaj muslukları kullanılır. Dozaj sistemleri, mikro dozaj muslukları veya şırıngaları kullanılarak otomatik numune alma ve numunelerin enjeksiyonu ile geliştirilmiştir.

Enjektör sağlar karışım numunesinin enjeksiyonu bileşenleri oldukça yüksek tekrarlanabilirliğe sahip bir sütuna ayırdı. Basit "akış durdurma" numune enjeksiyon sistemleri, pompanın durdurulmasını gerektirir ve bu nedenle Reodyne tarafından geliştirilen döngü pipetlerine göre daha az kullanışlıdır.

Sütunlar HPLC için çoğunlukla 10-25 cm uzunluğunda ve 3-5 mm iç çapında paslanmaz çelik cilalı bir tüpten yapılırlar.

Pirinç. Sıvı kromatografisi için kromatografi kolonları

Ayrıca kullanılmış cam hoparlörler metal bir kasaya yerleştirilmiş; mikrokolon kromatografisinde - paketlenmiş metal hoparlörler 1,0-1,5 mm iç çapa sahip, paketlenmiş cam mikro sütunlar 70-150 mikron çapında ve içi boş kılcal sütunlarçap 10-100 mikron; hazırlayıcı kromatografide - çapı 2 ila 10 cm veya daha fazla olan sütunlar. Kolonları sorbent ile eşit ve yoğun bir şekilde doldurmak için süspansiyon paketleme yöntemi kullanılır. Bir sorbent ve uygun bir organik sıvıdan, 5.107 Pa'ya kadar basınç altında kolona beslenen bir süspansiyon hazırlanır. Bir sütun bırakarak ayrılan bileşenleri belirlemek için kullanmak dedektörler. Sıcaklık tutarlılığı tedarik edilen termostat.

Dedektörler sıvı kromatografisi için, içinde akan eluentin bazı özelliklerinin sürekli olarak ölçüldüğü bir akış hücresine sahiptirler. Çok duyarlı olmalılar. Dedektörün hassasiyetini arttırmak için bazen karışımın bileşenlerinin kolondan sonra türetilmesi kullanılır. Bunu yapmak için, ayrılan maddelerle etkileşime girerek daha belirgin özelliklere sahip türevler oluşturan, örneğin spektrumun UV veya görünür bölgesinde daha güçlü bir şekilde emen veya daha fazla floresan yeteneğine sahip olan elüent akışına reaktifler eklenir. Bazen türetme kromatografik analizden önce yapılır ve başlangıç ​​malzemeleri yerine türevler ayrılır. En popüler türler dedektörler genel amaç refraktometreler, ölçüm kırılma indisi, Ve spektrofotometrik dedektörler, tanımlayan solvent optik yoğunluğu sabit bir dalga boyunda (genellikle ultraviyole bölgede). İLE refraktometrelerin avantajları(Ve spektrofotometrelerin dezavantajları) atfedilmelidir Belirlenen türe karşı düşük hassasiyet bağlantılar kromofor grupları içermeyebilir. Öte yandan, refraktometrelerin kullanımı izokratik sistemlerle (sabit elüsyon bileşimi ile) sınırlıdır, dolayısıyla bu durumda bir solvent gradyanının kullanılması imkansızdır.

Diferansiyel "href="/text/category/ Differentcial/" rel="bookmark">diferansiyel yükseltici ve kaydedici. Ayrıca bulunması da arzu edilir. entegratör Bu, ortaya çıkan tepe noktalarının göreceli alanlarını hesaplamanıza olanak tanır. Karmaşık kromatografik sistemlerde kullanılır arayüz bloğu, kromatografın bağlanması kişisel bilgisayar Yalnızca bilgi toplayıp işlemekle kalmayıp aynı zamanda cihazı kontrol eden, niceliksel özellikleri ve bazı durumlarda karışımların niteliksel bileşimini hesaplayan. Mikroişlemci sağlar otomatik numune enjeksiyonu, şuna göre değiştir: belirtilen eluent kompozisyon programı gradyan elüsyonu ile, sürdürmek sütun sıcaklığı.

Bruker". Pirinç. Sıvı kromatografı Jasco

Kendi kendine test soruları

Sıvı kromatografisi nedir? Türlerini ve uygulama alanlarını adlandırın. Hakkında listele temel kromatografik miktarlar ve tanımları Ayrılan maddelerin LC sabit fazı tarafından tutulma mekanizmasına bağlı olarak ne tür sıvı kromatografisi mevcuttur? Maddeyi taşıma yöntemine bağlı olarak ne tür kromatografi mevcuttur? Adsorban olarak hangi maddeler kullanılır? Fark ne? Sıvı hareketli faz olarak görev yapan şey nedir - eluent? Çözücüler için gereksinimler. Bölme kromatografisi ile adsorpsiyon kromatografisi arasındaki fark nedir? Sıvı kromatograf devresinin ana parçalarını ve amaçlarını listeleyin.

Kullanılmış literatür listesi

1 "Tıpta sıvı kromatografisi"

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

2 “Yüksek performanslı sıvı kromatografi yöntemlerine giriş”

http://www. chemnet. ru/rus/öğretim/yağ/spezprakt-chr. HTML

3 "Sıvı kromatografisi"

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

4 "Kromatografi"

http://belchem. insanlar ru/kromatografi1.html