Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 2 (1108738), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Иногда коллоидные частицы сплавляют при 900 'С для получения моноклинных кристаллов оксида циркония. Для получения обращенной неподвижной фазы частицы можно химически модифицировать различными группами, например, покрывая оксид циркония тонким слоем полибуткдиеиа или полистирола. Так же получают частицы с очень тонким слоем элементного углерода на поверхности матрицы. Фирмой разработана технология ковалентного связывания, применяемая для закрепления групп С,а на поверхности, модифицированной слоем углерода. Более полную информацию по каждому из перечисленных типов сорбентов можно найти на сайте фирмы УпСЬтогп.
(На сайте также выложена бесплатная версия программы для расчетов при приготовлении буферных растворов.) Полный обзор свойств неподвижных фаз на основе оксида циркония опубликован в журнале Апай Сйет, 73 (2001) 598А. 21.1. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ Оборудование для ВЭЖХ За более быстрое, эффективное разделение приходится «платить» возрастанием давления в системе при заполнении колонок частицами малого диаметра и необходимостью приобретения специального оборудования для управления всем процессом в целом.
Для обеспечения скорости потока 1 — 2 мл/мин при использовании колонок с внутренним диаметром 3 — 5 мм и длиной 10 — 30 см давление в системе должно достигать от 1000 до 3000 ргй (фунт/дюймз, или около 70 атм), хотя на определенных участках хроматографа оно может возрасти и до 6000 ра. По большей части, от 80 до 905» разделений в варианте ВЭЖХ получено при давлении не ниже 1200 рз1, и только в отдельных случаях в качестве материала для колонок можно применять полиуретановые смолы, выдерживающие давление чуть выше атмосферного. Хроматограф для ВЭЖХ состоит из следующих основных узлов. Т.
Система для подачи подвижной фазы. Эта система включает насос высокого давления и, как правило, устройство для градиентного элюирования (например, для изменения концентрации компонентов элюента, таких как растворитель, электролит, Н' и т. д.). Емкости для растворителей могут быть заполнены растворителями с разной полярностью, но при этом хорошо смешивающимися меясду собой, либо растворами с различным рН для получения буферного раствора при их смешивании. Растворителя должны быль чистыми, дегазированными во избежание образования пузырей газа и возникновения «воздушных затворов» в кранах и клапанах насоса.
Образование пузырей также может вызвать возникновение ложных пиков при прохождении через ячейку детектора. Возникновение пузырей — особенно серьезная проблема при смешивании растворителей (например, ацетонитрила или метанола с водой), поскольку растворимость воздуха в смеси ниже, чем в чистых растворителях, и когда смешивают растворители, находящиеся в равновесии с воздухом, появляются пузыри. Необходима система дегазации для понижения избыточного содержания воздуха до приемлемого уровня. Наиболее часто используемые способы дегазации — пропускание гелия (позволяет удалить до 80',4 растворенного воздуха) или вакуумная дегазация (удаляет около 60'Ъ воздуха).
При пропускании гелия могут частично испаряться некоторые летучие растворители, однако современные системы дегазации содержат устройства, позволяющие значительно уменьшить потери растворителей. Многие производители включают в состав хроматографических систем прибор для непосредственной вакуумной дегазации, в которой раствор пропускают через присоединенную к вакуумной емкости полимерную трубку с пористыми стенками, выполненную, например, из тефлонов различных марок — аморфных полимеров, при этом скорость диффузии газов возрастает в 2 — 3 раза.
Некоторые хроматографисты предпочитают вначале пропустить гелий в течение короткого времени, а затем поместить подвижную фазу в вакуумный дегазатор для дальнейшего снижения содержания растворенного газа. Типичные значения скоростей потока при работе с колонками диаметром 4,6 мм составляют 1 — 2 мл!мин.
Применяемые растворители должны удовлетворять требованиям по чистоте (ТУ «для ВЭЖХ»). Это означает, что растворители ГЛАВА 2И ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ были профильтрованы на фильтре с диаметром пор 0,2 мкм. Соблазнение ~тих правил увеличивает срок службы насоса и позволяет избежагь загрязнения фильтров на входе в колонку. Наиболее часто используемый тип насоса для БЗЖХ вЂ” — насос с двойным ходом порюня, У него есз ь малая камера с клапаном.
которая попепемснно за- 21. 1, ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ 209 устройство прсдусчатриваст введение проб, огпъслг которых состанляе г всего несколько микролитров при давлении в системс до б000 ры. Вводи и, пробы и пстлкг инжск.гора можгю и вручную с почогпью специального шприца. Б последнее время широко используют ав гочатизнрованньге инжекторы. соединенные непосредственно с автоматическим хстоойством ппобоотбопа ГЛАВА 21. ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ риантов ВЭЖХ составляет предельную возможность. Как мы увидим ниже, существует вариант скоростной хроматографии на коротких колонках с широкими каналами, однако лучшее разрешение достигается для более узких колонок. Ниже приведены некоторые правила для выбора неподвижной и подвижной фаз.
Контроль температуры колонки в варианте жидкостно-твердофазной хроматографии обычно не требуется, если только нет необходимости работы при повышенных температурах, однако он желателен в других вариантах жидкостной хроматографии (жидкостно-жидкостной, эксклюзионной, ионообменной). Некоторые детекторы, особенно рефрактометры, очень чувствительны к изменениям температуры; и если колонка работает при температуре более высокой, чем окружающая среда, то необходим охлаждающий защитный кожух между выходом колонки и детектором, чтобы понижать температуру подвижной фазы до температуры окружающей среды. Небольшие колонки длиной от 3 до 1О см, называемые предколонками, помещают между инжектором и аналитической колонкой.
Обычно их заполняют тем же сорбентом, что и аналитическую колонку. Эти колонки включают в хроматографическую систему по двум причинам. Во-первых, они задерживают мелкие частицы, которые могут попасть из каналов насоса или из компонентов образца в аналитическую колонку и испортить ее, снизив эффективность и селективность. Во-вторых, на предколонке удерживаются сильносорбируемые компоненты пробы, которые в случае их сорбции на аналитической колонке было бы трудно элюировать. Таким образом, предколонка продлевает срок службы аналитической колонки. Предколонки можно легко заменять илн периодически регенерировать.
Некоторые аналитические колонки уже содержат интегрированную предколонку без соединительных капилляров„что сделано специально для уменьшения «мертвого» объема системы и возможного уширення хроматографических пиков. Также между насосом и инжектором на пути потока подвижной фазы можно поставить фильтр. 4. Детектор. Для высокоэффективной жидкостной хроматографии необходимы детекторы с высокой чувствительностью, позволяющие определять вещества на уровне мкг-нг. Очень часто применяют рефрактометрические детекторы или фотометрнческие детекторы в УФ-диапазоне.
Дифференциальный рефрактометр часто называют универсальным типом детектора. Он реагирует на изменения показателя преломления подвижной фазы, содержащей элюируемые из колонки вещества. Однако его практически невозможно использовать в режиме градиентного элюировання из-за постоянного изменения базовой линии (при смене растворителя в градиентном режиме происходят соответствующие изменения показателя преломления элюента), а также в тех случаях, когда показатели преломления растворителя и растворенных веществ имеют достаточно близкие значения. Кроме того, рефрактометрический детектор чрезвычайно чувствителен к колебаниям температуры.
Этот тип детектора обладает невысокой чувствительностью и способен определять концентрации выше, чем 10 з — 10 ь г!мл (на уровне 10-! ррш). Ультрафиолетовый детектор обладает лучшей чувствн- г1 д. высокоэфэвктивная жидкостная кяоматоп афия тельностью, обычно доходящей до 10 з гтмл (0,01 ррш).
Он не реагирует на колебания температуры, относительно недорог, и с ним можно работать в режиме градиентного элюирования. УФ-детектор чувствителен к широкому спектру органических соединений. Благодаря этим преимуществам, его используют примерно в 80;4 проводимых хроматографических исследований.
Исключения составляют случаи, когда растворители обладают значительным светопоглощением в УФ-области, либо когда определяемые компоненты не поглощают в этой же области спектра. Многие УФ-детекторы — достаточно простые устройства с набором интерференционных светофильтров, которые могут измерять светопоглощение только при нескольких определенных длинах волн. В более дорогих моделях детекторов есть монохроматоры, которые позволяют выбирать необходимые длины волн. Причем возможен вариант снятия спектров поглощения для идентификации веществ при остановке потока подвижной фазы. Наиболее распространенный тип детектора для ВЭЖХ вЂ” спектрофотометр, работающий в УФ- и видимой областях спектра.
Он позволяет определять нанограммовые количества аналитов либо поглощающих в УФ-области, либо окрашенных, поглощающих в видимой области. Обычно в аналитические колонки вводят до 100 мкл пробы, поэтому при использовании детекторов такого типа можно определять концентрации на уровне 10 ррб. Наиболее современный вариант детектора для ВЭЖХ содержит линейку фотодиодов (подробное описание приведено в гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
