Ю.А. Золотов - Общие вопросы, методы разделения (Основы аналитической химии, том 1) (1110133), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Примеры разделения катионов этим методом см. табл. 8.6. Этим методом можно определять следовые количества токсичных элементов в воде, отходах, у , а потом он с чспехом используется при анализе объектов окружающей среды. Создан ТСХ-анализатор, позволяющий после разделения автоматически извлекать компоненты прямо из слоя сорбента на пласти для нке последующего определения. Этот компактный прибор выпускается промыцшенностъю для массовых анализов.
ачин . Н чинают использовать ЭВМ в сложной детектируюшеи си стеме, а также изменение температуры вдоль хроматографической пластины, адиентное элюирование в процессе разделения и т. д. ри пластины, градие ние компьютеров позволяет создать экспрессный и высокоточ к очный методы высокоэффективнои " ТСХ (ВЭТСХ), полностью автоматизировать процесс вленных о амм. Так, детектирования с использованием специально составленных программ. ак, с помощью ю автоматизированного прибора для ТСХ удалось одновременно проявить вещества нтов лека ств, биохи- ТСХ широко используют для идентификации компонентов лекар мических препаратов, неорганических веществ. Таким образом, БХ и ТСХ вЂ” простые хроматографические методы для азделения не слишком сложных смесей.
В более сложных случаях стано- разделения вягся очевидными ограничения этих методов и то д ую ВЭЖХ. Тем не менее набор инструментов для ТСХ должен входить в стандартное оборудование любой современной аналитической лаборатории. 8.9. Сверхкритическаи флюидиаи хроматографии В методе сверхкритической флюиднон хроматогр ф ( афин (СФХ) в качестве в св итическом состоянии при подвижной фазы используют вещества в с ерхкр б высоких давлении и температуре, так называемые ф флюиды. Это могут ыть опан, этан, этилен, метан, изодиокснд углерода, л-пентан, гексан, бугаи, пр пропанол, дизтиловы эфир, фрео й эфи, ф оны и другие соединения. Описано разделение со сверхкр итическим ксеноном в качестве уникальной подвижной фазы в 335 100 ! 15 ! 30 145 160 т, ОС 0 15 30 45 60 75 90 Время, мии Рис.
8.43. Разделение днметнлпо с лн нлоксаноа при программировании температуры н постоянной плотности подвижной фазы: элюеат СО, 0,19 гама; ь,,' колонки 1О м х 50 мкм; иеподвюкная фаза — диметилполисилоксан; летектор ПИД 0,19 0,19 0,35 0,40 0,45 0,46 0,47 0,48 Плотность, г/мл 0 15 30 45 60 75 Время, мни Рис. 8.44. Изотермическое Разделение днметилпописялоксаиов прн програыинроаании плотности подвюкной фазы: элюеит СОН температура 100 'С; колонка 1О и х 50 мкм; иеполввкная фаза — лиметилоксан. детектор ПИД вижной фазы не б обеспечивает элюирования всех компонентов, особенно при анализе смесей олигомеров. Повысить эфф ффективность разделения позволяет совместное о аммирование плотности пр граммил есги и и температуры, приводящее одновременно к увелич чению етуче и возрастанию коэффициентов диффузии сорбатов.
Н уд элюировать все компоненты, входящие в состав пробы димепшпоалось в. апример, лисилоксана фис. 8.45 . сана Г ис.. ). Для эффективного использования всех способов программирования необходимо знать зависимость хро а ф хроматографнческих параметров от физических или технических параметров. Природа подвижной фазы.
Помимо температуры, давления и плотности подвижной фазы на удерживание сорбатов и разрешение влияет приро а природа ЛЮ " ф . Для изменения удерживания сорбатов в сверхкритиче итиче скин ф ил добавляют органический модификатор (метанол, диоксан, ацетонитрил и др.). Модифицированные подвижные фазы чаще применяют при ра- 338 боте с насадочными колонками, чем с капиллярными. Содержание органического модификатора в первом случае менее 1%. При разделении на капиллярных колонках для заметного изменения удерживания в сверхкритическнй флюид (диоксид углерода) вводят 5 — 20% модификатора.
Как и в ВЭЖХ, удерживание уменьшается, вероятно, из-за конкуренции молекул сорбата и модификатора за активные участки поверхности. Модификаторы подвижной фазы улучшают форму пиков, получаемых при элюировании полярных соединений. Однако при введении модификаторов повышается фоновый сигнал и шум при работе с большинством детекторов.
Кроме того физические свойства смесей флющг — модификатор не всегда известны, а линейной зависимости между критическими параметрами и составом бинарной смеси элюеитов не существует. Для решения проблемы злюирования полярных соединений большое значение имеет выбор неподвижных фаз. 339 0,19 0,190 0,307 0,384 0,429 0,459 0,479 0,495 Плотность, г(мл 100 100 11О 120 130 140 150 160 7; 'С 0 10 20 30 40 50 60 70 Время, мии Рнс. 8.45. Разделение днметилпалисилоксанов при одновременном программировании плотности и температуры: элюевт СО,; колонка 1О м х 50 мкм„нелодвнжная фаза — днмегвлпслисилоксан; детектор ПИД Неподвижные фазы.
В сверхарнтической флюидной хроматографии большинство неподвижных фаз нельзя отнести ни к твердым телам, ни к жидкостям. Лучшие неподвижныс фазы представляют собой полимерные пленки или полимеры, нанесенные на внутреннюю поверхность капиллярных колонок или твердый адсорбент. Основные преимущества полимерных пленок — инертность и однородность.
Это позволяет элюировать сорбаты в виде симметричных пиков. При выборе подходящей неподвижной фазы руководствуются теми же правилами, что и в ГХ и ЖХ Однако учнпывают сильную растворяющую способность флюидов. Используют насадочные колонки, заполненные химически связанными неэкстрагируемыми неподвюкными фазами, такими как химически мо- 340 днфицированные силикагелн с октильными, окгалецильными, амннопропильными, циано- и другими группами, применяемыми в ВЭЖХ. Помимо высокой эффективности такие колонки обеспечивают малый расход подвижной фазы, совместимы с рядом детекторов, допускают программирование давления. В капиллярной СФХ разделение проводят на неподвижных фазах на основе снлоксана, которые химически связывают с внутренней поверхностью колонок или полимеризуют с образованием поперечных связей.
Наиболее популярна неподвижная фаза БЕ-54. Фазы на основе полисилоксана характеризуются достаточно хорошими коэффициентами диффузии сорбатов, а включение в их состав различных функциональных групп позволяет менять эффективность колонки и удерживание сорбатов. Низкие значения коэффициентов диффузии сорбатов в неподвижной фазе и неравномерная толщина пленки приводят к уменьшению эффективности колонки. Чтобы пленка неподвижной фазы не экстрагировалась подвижной фазой, поступающей в колонку, неподвижную фазу 1полисилоксан) подвергают свободно-радикальной полимеризации одним из стандартных методов, используемых при изготовлении капиллярных колонок для газовой хроматографии.
Приготовление капиллярных колонок малого диаметра (50 — 100 мкм) для СФХ более сложная операция, чем приготовление капиллярных колонок для ГХ с внутренним диаметром 200 — 500 мкм. Следует отметить, что экспрессность СФХ на насадочных колонках значительно больше, чем на капиллярных. Скорость анализа нельзя увеличить, увеличивая линейную скорость потока. Таким образом, в отличие от газовой и жидкостной хроматографии, чтобы добиться хорошей селекгивности и высокой эффективности колонки в СФХ, можно изменять четыре параметра (температуру, давление, неподвижную и подвижную фазы).
В газовой хроматографии изменяют температуру и неподвижную фазу, а в жидкостной — подвижную и неподвижную фазы. Особенности сверхкритнтескнх флюидных хроматографов. Особенности аппаратуры в СФХ связаны с необходимостью в процессе хроматографирования поддерживать в системе давление и температуру выше критических параметров. Так, принципиальное различие систем для СФХ н ВЭ ВЭЖХ состоит в том, что в первой имеется стабилизатор давления, поддерживающий давление в системе на уровне выше критического давления флюида.
Давление в СФХ снижается до атмосферного лишь после стабилизатора. Чтобы избежать пульсаций давления, часто используют шприцевые насосы. Кроме того, в сверхкритическом флюидном хроматографе предусмотрен нагреватель колонки, поддерживающий температуру подвижной фазы выше критической температуры флюида. Указанный хроматограф позволяет работать с микронасадочными н капиллярными колонками. Чаше используют капиллярные колонки длиной !Π— 15 м, спеатрофотомегрический, термоионный и масс-спектромегрический детекторы.
341 8.10. Капиллярный зонный электрофорез Вообще говоря, элекгрофорез — не хроматографический метод, но капиллярные электросепарационные методы дополняют ВЭЖХ. Они относятся к зональным методам, основанным на миграции веществ из узких зон. В электрофорезе дифференциальная миграция веществ из узкой зоны происходит под действием внешнего электрического поля.
Разделяемые вещества (мигранты) перемещаются обычно в буферном растворе электролита. Чтобы исключить конвекгивное перемешивание электролита, приводящее к размыванию зон, элекгромиграшаонное разделение проводят в либо в пористой среде (на носителе), либо в капилляре. Метод электрофореза на носителе во многом подобен хроматографии.
Особое внимание в настоящее время уделяют электромиграционному разделению в капилляре. Капиллярный вариант электрофореза интенсивно развивается. Этому способствует совершенствование техники микродетектирования. Капнллярный зонный электрофорез (КЗЭ) используют при исследовании сложных смесей водорастворимых неорганических и органических соединений, аминокислот, протеинов, олигонуклеинов, фармпрспаратов, ДНК, хромосом, т. е.
метод применим практически в тех же областях науки и техники, что и ВЭЖХ. Иногда ВЭЖХ и капиллярный зонный элекгрофорез рассматривают как смелсные методы. Однако по эффективности разделения КЗЭ значительно превосходит ВЭЖХ, поскольку на разделение в капилляре под действием электрического поля влияние диффузионных, сорбционных и других процессов, приводящих к размыванию, мало. Преимущества КЗЭ по сравнению с ВЭЖХ связаны не только с большей эффективностью (до 1,5 . 10 тт), малым расходом реактивов и экспрессностью, но и простотой аппаратурного оформления. Аппаратурпае оформление. Получение электрофареграммы При капиллярном зоилом электрофоре разделение происходит в термостатированном (!Π— 50 'С) гибком кварцевом капилляре с внешним полиимидным покрытием под действием электрического поля (рис.
8.46). Длина капилляра обычно 30 — ! 00 см, внутренний диаметр 50 — 75 мкм, внешний— 365 мкм. Концы капилляра, заполненного электролитом, погружены в два содержащих один и тот же электролит сосуда. В эти же сосуды введены электроды. Схема прибора включает также источник высокого напряжения (до 30 кВ), устройство для ввода пробы (-2 нл) в капилляр. Как правило, детектирование осуществляют непосредственно в капилляре. Большинство приборов оснащено фотометрическими детекторами, аналогичными детекторам для ВЭЖХ, хотя возможно использование люминесцентного, кондук- 342 Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
