Kromatografi cair kinerja tinggi. Kursus: Kromatografi cair kinerja tinggi dari polutan alami dan air limbah

Kromatografi adsorpsi cair pada kolom

Pemisahan campuran zat dalam kolom adsorpsi terjadi sebagai akibat dari perbedaan daya serap pada adsorben tertentu (sesuai dengan hukum substitusi adsorpsi yang ditetapkan oleh M. S. Tsvet).

Adsorben adalah benda berpori dengan permukaan bagian dalam yang sangat berkembang yang menahan cairan melalui fenomena antarmolekul dan permukaan. Ini dapat berupa senyawa anorganik dan organik polar dan non-polar. Penyerap polar termasuk gel silika (silikon dioksida agar-agar kering), aluminium oksida, kalsium karbonat, selulosa, pati, dll. Penyerap non-polar - karbon aktif, bubuk karet dan banyak lainnya diperoleh secara sintetis.

Adsorben tunduk pada persyaratan berikut: S mereka tidak boleh masuk ke dalam reaksi kimia dengan fase gerak dan zat yang akan dipisahkan; S harus memiliki kekuatan mekanik; Butir S dari adsorben harus memiliki derajat dispersi yang sama.

Ketika memilih kondisi untuk proses kromatografi, sifat-sifat adsorben dan zat yang teradsorpsi diperhitungkan.

Dalam versi klasik kromatografi kolom cair (LCC), eluen (PF) dilewatkan melalui kolom kromatografi, yang merupakan tabung gelas berdiameter 0,5–5 cm dan panjang 20–100 cm, diisi dengan sorben (NP). Eluen bergerak di bawah pengaruh gravitasi. Kecepatan gerakannya dapat disesuaikan dengan derek di bagian bawah kolom. Campuran yang akan dianalisis ditempatkan di bagian atas kolom. Saat sampel bergerak melalui kolom, komponen terpisah. Pada interval tertentu, fraksi eluen yang dilepaskan dari kolom diambil, yang dianalisis dengan metode apa pun yang memungkinkan pengukuran konsentrasi analit.

Kromatografi adsorpsi kolom saat ini digunakan terutama bukan sebagai metode analisis independen, tetapi sebagai metode pemisahan awal (kadang-kadang akhir) dari campuran kompleks menjadi yang lebih sederhana, yaitu. untuk mempersiapkan analisis dengan metode lain (termasuk kromatografi). Misalnya, campuran tokoferol dipisahkan pada kolom alumina, eluen dilewatkan, dan fraksi -tokoferol dikumpulkan untuk penentuan fotometrik selanjutnya.

Pemisahan secara kromatografi campuran pada kolom karena gerak maju PF yang lambat membutuhkan waktu yang lama. Untuk mempercepat proses, kromatografi dilakukan di bawah tekanan. Metode ini disebut High Performance Liquid Chromatography (HPLC)

Modernisasi peralatan yang digunakan dalam kromatografi kolom cair klasik telah menjadikannya salah satu metode analisis yang menjanjikan dan modern. Kromatografi cair kinerja tinggi adalah metode yang mudah untuk pemisahan, isolasi preparatif, dan analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa termolabil yang tidak mudah menguap dengan berat molekul rendah dan tinggi.


Tergantung pada jenis sorben yang digunakan, metode ini menggunakan 2 opsi kromatografi: pada sorben polar menggunakan eluen non-polar (opsi fase langsung) dan pada sorben non-polar menggunakan eluen polar - yang disebut fase terbalik tinggi -Kromatografi cair kinerja (RP HPLC).

Ketika eluen lolos ke eluen, kesetimbangan di bawah kondisi RPHLC ditetapkan berkali-kali lebih cepat daripada di bawah kondisi sorben polar dan PF non-air. Sebagai hasilnya, serta kenyamanan bekerja dengan air dan eluen air-alkohol, RPHLC kini telah mendapatkan popularitas besar. Sebagian besar analisis HPLC dilakukan dengan menggunakan metode ini.

Instrumentasi untuk HPLC

Satu set peralatan modern untuk HPLC, biasanya, terdiri dari dua pompa 3,4 (Gbr. 7.1.1.1), dikendalikan oleh mikroprosesor 5, dan memasok eluen sesuai dengan program tertentu. Pompa menghasilkan tekanan hingga 40 MPa. Sampel disuntikkan melalui alat khusus (injektor) 7 langsung ke aliran eluen. Setelah melewati kolom kromatografi 8, zat dideteksi oleh detektor aliran yang sangat sensitif 9, yang sinyalnya direkam dan diproses oleh komputer mikro 11. Jika perlu, fraksi dipilih secara otomatis pada saat keluaran puncak.

Kolom untuk HPLC terbuat dari stainless steel dengan diameter dalam 2 - 6 mm dan panjang 10-25 cm, kolom diisi dengan sorben (NF). Silica gel, alumina, atau sorben yang dimodifikasi digunakan sebagai NF. Silica gel biasanya dimodifikasi dengan memasukkan berbagai gugus fungsi secara kimiawi ke permukaannya.

Detektor. Registrasi keluaran dari kolom komponen terpisah dilakukan dengan menggunakan detektor. Untuk pendaftaran, Anda dapat menggunakan perubahan sinyal analitik yang berasal dari fase gerak dan terkait dengan sifat dan jumlah komponen campuran. Kromatografi cair menggunakan sinyal analitik seperti penyerapan cahaya atau emisi cahaya dari larutan yang keluar (detektor fotometrik dan fluorimetri), indeks bias (detektor refraktometri), potensial dan konduktivitas listrik (detektor elektrokimia), dll.

Sinyal yang terus-menerus terdeteksi direkam oleh perekam. Kromatogram adalah urutan sinyal detektor yang direkam pada tape recorder, yang dihasilkan ketika komponen individu dari campuran meninggalkan kolom. Dalam hal pemisahan campuran, puncak yang terpisah terlihat pada kromatogram eksternal. Posisi puncak pada kromatogram digunakan untuk keperluan identifikasi zat, tinggi atau luas puncak digunakan untuk keperluan penentuan kuantitatif.

Analisis kualitatif

Karakteristik yang paling penting dari kromatogram - waktu retensi tR dan volume retensi yang terkait dengannya - mencerminkan sifat zat, kemampuannya untuk menyerap bahan fase diam dan, oleh karena itu, di bawah kondisi kromatografi konstan, mereka adalah a sarana untuk mengidentifikasi zat. Untuk kolom tertentu dengan laju aliran dan suhu tertentu, waktu retensi masing-masing senyawa adalah konstan (Gambar 7.1.1.2), di mana t.R(A) adalah waktu retensi komponen A dari campuran yang dianalisis sejak diinjeksikan ke dalam kolom sampai puncak maksimum muncul di outlet kolom, 1K( ss) - waktu retensi standar internal (zat awalnya tidak ada dalam campuran yang dianalisis), h - tinggi puncak (mm), ab - lebar puncak pada setengah tingginya, mm.

Untuk mengidentifikasi suatu zat dengan kromatogram, sampel standar atau zat murni biasanya digunakan. Bandingkan waktu retensi komponen IR* yang tidak diketahui dengan waktu retensi IRCT dari zat yang diketahui. Tetapi identifikasi yang lebih andal dengan mengukur waktu retensi relatif

Dalam hal ini, zat yang diketahui (standar internal) pertama kali dimasukkan ke dalam kolom dan waktu retensinya tR(Bc) diukur, kemudian campuran uji dipisahkan secara kromatografi (dikromatografi), di mana standar internal ditambahkan terlebih dahulu. Waktu retensi relatif ditentukan dengan rumus (7.1.1.1).

Analisis kuantitatif

Analisis ini didasarkan pada ketergantungan tinggi puncak h atau luasnya S pada jumlah zat. Untuk puncak yang sempit, pengukuran h lebih disukai, untuk puncak buram lebar - S. Area puncak diukur dengan cara yang berbeda: dengan mengalikan tinggi puncak (h) dengan lebarnya (ai / 2), diukur pada setengah tingginya (Gbr. 7.2.3); perencanaan; menggunakan integrator. Kromatografi modern dilengkapi dengan integrator listrik atau elektronik.

Tiga metode terutama digunakan untuk menentukan kandungan zat dalam sampel: metode kalibrasi absolut, metode normalisasi internal, dan metode standar internal.

Metode kalibrasi absolut didasarkan pada penentuan awal hubungan antara jumlah zat yang dimasukkan dan luas atau tinggi puncak pada kromatogram. Sejumlah campuran kalibrasi yang diketahui dimasukkan ke dalam kromatogram dan area atau ketinggian puncak yang dihasilkan ditentukan. Buatlah grafik luas atau tinggi puncak dari jumlah zat yang disuntikkan. Sampel uji dianalisis, area atau ketinggian puncak komponen yang akan ditentukan diukur, dan jumlahnya dihitung berdasarkan kurva kalibrasi.

Metode ini hanya memberikan informasi tentang kandungan relatif komponen dalam campuran, tetapi tidak memungkinkan penentuan nilai absolutnya.

Metode standar internal didasarkan pada perbandingan parameter puncak yang dipilih dari suatu analit dengan parameter yang sama dari zat standar yang dimasukkan ke dalam sampel dalam jumlah yang diketahui. Sejumlah zat standar yang diketahui dimasukkan ke dalam sampel uji, yang puncaknya dipisahkan dengan cukup baik dari puncak komponen campuran uji.

Dua metode terakhir memerlukan pengenalan faktor koreksi yang mencirikan sensitivitas detektor yang digunakan untuk zat yang dianalisis. Untuk berbagai jenis detektor dan zat yang berbeda, koefisien sensitivitas ditentukan secara eksperimental.

Kromatografi adsorpsi cair juga menggunakan analisis fraksi larutan yang dikumpulkan pada saat zat keluar dari kolom. Analisis dapat dilakukan dengan berbagai metode fisikokimia.

Kromatografi adsorpsi cair digunakan terutama untuk pemisahan zat organik. Metode ini sangat berhasil dalam mempelajari komposisi minyak, hidrokarbon, efektif memisahkan isomer trans dan cis, alkaloid, dll. HPLC dapat digunakan untuk menentukan zat warna, asam organik, asam amino, gula, pengotor pestisida dan herbisida, zat obat dan kontaminan lainnya dalam produk makanan.

Kromatografi cair Ini adalah metode untuk memisahkan dan menganalisis campuran kompleks zat yang fase geraknya cair. Ini berlaku untuk pemisahan zat yang lebih luas daripada metode kromatografi gas. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sebagian besar zat tidak mudah menguap, banyak di antaranya tidak stabil pada suhu tinggi (terutama senyawa bermolekul tinggi) dan terurai ketika diubah menjadi gas. Pemisahan zat dengan kromatografi cair paling sering dilakukan pada suhu kamar.

Fitur dari semua jenis kromatografi cair disebabkan oleh fakta bahwa fase gerak di dalamnya adalah cairan, dan penyerapan komponen dari eluen gas dan cair berlangsung secara berbeda. Jika dalam kromatografi gas gas pembawa hanya melakukan fungsi transpor dan tidak diserap oleh fase diam, maka fase gerak cair dalam kromatografi cair merupakan eluen aktif, molekulnya dapat diserap oleh fase diam. Ketika melewati kolom, molekul-molekul komponen campuran yang dianalisis yang ada di dalam eluen harus menggeser molekul-molekul eluen dari lapisan permukaan sorben, yang menyebabkan penurunan energi interaksi antara molekul-molekul sorben. zat yang dianalisis dan permukaan sorben. Oleh karena itu, nilai volume yang dipertahankan V R, sebanding dengan perubahan energi bebas sistem, lebih kecil dalam kromatografi cair daripada di kromatografi gas, dan kisaran linearitas isoterm serapan dalam kromatografi cair lebih lebar.

Dengan menggunakan berbagai eluen, seseorang dapat mengubah parameter retensi dan selektivitas sistem kromatografi. Selektivitas dalam kromatografi cair, berbeda dengan kromatografi gas, ditentukan bukan oleh satu, tetapi oleh dua faktor - sifat fase gerak (eluen) dan stasioner.

Fase gerak cair memiliki kerapatan dan viskositas yang lebih tinggi daripada fase gas, koefisien difusi D dan 3-4 kali lipat lebih rendah daripada di gas. Hal ini menyebabkan perlambatan perpindahan massa dalam kromatografi cair dibandingkan dengan kromatografi gas. Persamaan Van Deemter karena fakta bahwa istilah PADA tidak berperan dalam kromatografi cair ( D dan  D G), ketergantungan grafis dari efisiensi juga berubah H pada kecepatan linier aliran fase gerak memiliki bentuk yang ditunjukkan pada gambar. 1.9.

Dalam versi klasik kromatografi cair kolom, kolom kaca setinggi 1-2 m, diisi dengan sorben dengan ukuran partikel 100 m dan eluen, disuntikkan dengan sampel yang dianalisis dilarutkan dalam eluen, dan eluen dilewatkan melalui , mengambil bagian dari eluat di outlet kolom. Varian kromatografi cair ini masih digunakan dalam praktik laboratorium, tetapi karena laju aliran eluen di bawah aksi gravitasi rendah, analisisnya panjang.

Kromatografi cair versi modern, yang disebut HPLC kromatografi cair kinerja tinggi, menggunakan sorben volumetrik dan berpori permukaan dengan ukuran partikel 5-10 m, pompa bertekanan yang memberikan tekanan dalam sistem hingga 400 atm, dan sangat detektor sensitif. Perpindahan massa yang cepat dan efisiensi pemisahan yang tinggi memungkinkan penggunaan HPLC untuk pemisahan molekul (kromatografi partisi cair dan cair-cair), untuk pemisahan ion (pertukaran ion, ion, kromatografi pasangan ion), untuk pemisahan makromolekul (kromatografi eksklusi ukuran).

1.3. RETENSI DAN KEKUATAN SOLVENT

Agar analit dapat dipisahkan pada kolom, seperti disebutkan di atas, faktor kapasitas k" harus lebih besar dari 0, yaitu zat harus ditahan oleh fase diam, sorben. Namun, faktor kapasitas tidak boleh terlalu besar untuk mendapatkan waktu elusi yang dapat diterima. Jika fase diam dipilih untuk campuran zat tertentu, yang menahannya, maka pekerjaan lebih lanjut pada pengembangan prosedur analisis terdiri dari memilih pelarut yang akan memberikan, dalam kasus ideal, berbeda untuk semua komponen, tetapi dapat diterima tidak terlalu besar k. Hal ini dicapai dengan mengubah kekuatan elusi pelarut.

Dalam kasus kromatografi adsorpsi pada silika gel atau alumina, sebagai aturan, kekuatan pelarut dua komponen (misalnya, heksana dengan penambahan isopropanol) meningkat dengan meningkatkan kandungan komponen polar (isopropanol) di dalamnya. , atau dikurangi dengan mengurangi kandungan isopropanol. Jika kandungan komponen polar menjadi terlalu rendah (kurang dari 0,1%), komponen tersebut harus diganti dengan kekuatan elusi yang lebih lemah. Hal yang sama dilakukan, mengganti komponen polar atau non-polar dengan yang lain, bahkan jika sistem ini tidak memberikan selektivitas yang diinginkan sehubungan dengan komponen campuran yang diinginkan. Ketika memilih sistem pelarut, baik kelarutan komponen campuran dan deret eluotropik pelarut yang disusun oleh penulis yang berbeda diperhitungkan.

Kira-kira dengan cara yang sama, kekuatan pelarut dipilih dalam kasus penggunaan fase polar yang dicangkokkan (nitril, amino, diol, nitro, dll.), dengan mempertimbangkan kemungkinan reaksi kimia dan mengecualikan pelarut yang berbahaya untuk fase tersebut (misalnya , aldehida dan keton untuk fase amino).

Dalam kasus kromatografi fase terbalik, kekuatan pelarut ditingkatkan dengan meningkatkan kandungan komponen organik (metanol, asetonitril atau THF) dalam eluen dan dikurangi dengan menambahkan lebih banyak air. Jika selektivitas yang diinginkan tidak dapat dicapai, komponen organik lain digunakan atau upaya dilakukan untuk mengubahnya dengan bantuan berbagai aditif (asam, reagen pasangan ion, dll.).

Dalam pemisahan dengan kromatografi penukar ion, kekuatan pelarut diubah dengan menambah atau mengurangi konsentrasi larutan penyangga atau dengan mengubah pH, ​​dalam beberapa kasus modifikasi dengan zat organik digunakan.

Namun, terutama dalam kasus campuran alami dan biologis yang kompleks, seringkali tidak mungkin untuk memilih kekuatan pelarut sedemikian rupa sehingga semua komponen sampel dielusi dalam waktu yang dapat diterima. Kemudian kita harus menggunakan elusi gradien, yaitu. menggunakan pelarut yang kekuatan elusinya selama analisis berubah sehingga terus meningkat sesuai dengan program yang telah ditentukan. Dengan teknik ini, dimungkinkan untuk mencapai elusi semua komponen campuran kompleks dalam waktu yang relatif singkat dan pemisahannya menjadi komponen-komponen dalam bentuk puncak yang sempit.

1.6.1. Kromatografi cair adsorpsi. Kromatografi cair adsorpsi, tergantung pada polaritas fase diam dan fase gerak, dibagi menjadi kromatografi fase normal (NPC) dan fase terbalik (RPC). Dalam NPC, fase gerak polar dan fase gerak non-polar digunakan; di OFC, fase gerak adsorben non-polar dan fase gerak digunakan, tetapi dalam kedua kasus, pilihan fase gerak seringkali lebih penting daripada pilihan fase gerak. yang stasioner. Fase diam harus menahan zat yang akan dipisahkan. Fase gerak, yaitu pelarut, harus menyediakan kapasitas kolom yang berbeda dan pemisahan yang efisien dalam waktu yang wajar.

Sebagai fase diam dalam kromatografi cair adsorpsi, digunakan bahan berpori terdispersi halus polar dan non-polar dengan luas permukaan spesifik lebih dari 50 m 2 /g. Adsorben polar (SiO 2 ,Al 2 O 3 , florisil, dll.) memiliki gugus asam lemah di permukaan, mampu menahan zat dengan sifat basa. Adsorben ini terutama digunakan untuk pemisahan senyawa non polar dan medium polar. Kelemahannya adalah sensitivitas yang tinggi terhadap kadar air dalam eluen yang digunakan. Untuk menghilangkan kelemahan ini, sorben polar diperlakukan dengan amina, diol, dan reagen lainnya, menghasilkan pencangkokan permukaan reagen ini, modifikasi permukaan, dan perubahan selektivitas terhadap analit.

Adsorben non-polar (jelaga grafit, diatomit, kieselguhr) tidak selektif terhadap molekul polar. Untuk mendapatkan adsorben non-polar, gugus non-polar sering dicangkokkan ke permukaan, misalnya silika gel, misalnya alkilsilil - SiR 3, di mana gugus R - alkil adalah C 2 - C 22.

Fase gerak harus benar-benar melarutkan sampel yang dianalisis, memiliki viskositas rendah (sehingga koefisien difusi cukup besar), diinginkan bahwa dimungkinkan untuk memisahkan komponen yang dipisahkan darinya. Itu harus inert terhadap bahan dari semua bagian kromatografi, aman, murah, cocok untuk detektor.

Fasa gerak yang digunakan dalam kromatografi cair berbeda dalam kekuatan elusinya. Daya elusi pelarut menunjukkan berapa kali energi serapan eluen tertentu pada adsorben tertentu lebih besar daripada energi serapan eluen yang dipilih sebagai standar, misalnya n-heptana. Pelarut yang lemah kurang teradsorpsi oleh fase diam, sehingga koefisien distribusi zat yang diserap (sorbat) tinggi. Sebaliknya, pelarut yang kuat teradsorpsi dengan baik, sehingga koefisien partisi sorbatnya rendah. Semakin kuat pelarut, semakin tinggi kelarutan sampel yang dianalisis di dalamnya, semakin kuat interaksi pelarut-sorbat.

Untuk memastikan efisiensi pemisahan yang tinggi pada kolom, perlu untuk memilih fase gerak yang memiliki polaritas optimal untuk campuran yang akan dipisahkan pada kondisi pemisahan yang dipilih. Biasanya, fase diam dipilih terlebih dahulu, yang memiliki polaritas dekat dengan komponen yang akan dipisahkan. Kemudian fase gerak dipilih, memastikan bahwa koefisien kapasitansi k" ternyata berada di kisaran 2 hingga 5. Jika polaritas fase gerak terlalu dekat dengan polaritas fase diam, waktu retensi komponen akan terlalu pendek, dan jika polaritas fase gerak dan stasioner fase sangat berbeda, waktu retensi menjadi terlalu lama.

Saat memilih fase gerak, mereka dipandu oleh apa yang disebut deret eluotropik, berdasarkan penggunaan indeks polaritas Penembak Jitu R", yang membagi semua pelarut menjadi kuat (polar) dan lemah (lemah polar dan non-polar). Skala polaritas didasarkan pada kelarutan zat yang digunakan sebagai fase gerak dalam dioksan, nitrometana, dan etanol.

Tabel 1.2 menunjukkan nilai indeks polaritas dan kekuatan elusi (berkenaan dengan SiO 2 ) dari sejumlah pelarut yang paling umum digunakan dalam kromatografi cair sebagai fase gerak. Batas transparansi panjang gelombang pendek dari pelarut ini juga ditunjukkan di sini, yang memfasilitasi pemilihan kondisi untuk mendeteksi komponen campuran.

Tabel 1.2

Karakteristik pelarut yang digunakan dalam kromatografi cair

Pelarut

Indeks polaritas

Daya elusi (SiO 2)

Batas Transparansi Gelombang Pendek

Fluoralkana

Sikloheksana

n-Heksana

Karbon tetraklorida

Diisopropil eter

dietil eter

diklorometana

Tetrahidrofuran

Khloroform

Asam asetat

Asetonitril

nitrometana

Kromatografi cair sering kali tidak menggunakan pelarut individu, tetapi campurannya. Seringkali, penambahan sedikit pelarut lain, terutama air, sangat meningkatkan kekuatan elusi eluen.

Saat memisahkan campuran multikomponen, satu fase gerak sebagai eluen mungkin tidak dapat memisahkan semua komponen sampel dalam waktu yang wajar. Dalam hal ini, metode elusi bertahap atau gradien digunakan, di mana eluen yang semakin kuat digunakan secara berurutan selama kromatografi, yang memungkinkan untuk mengelusi zat yang sangat tertahan dalam waktu yang lebih singkat.

Dalam kromatografi cair, ada beberapa empiris aturan yang sangat berguna saat memilih eluen:

penyerapan suatu senyawa, sebagai suatu peraturan, meningkat dengan bertambahnya jumlah ikatan rangkap dan gugus OH di dalamnya;

penyerapan menurun dalam sejumlah senyawa organik: asam, alkohol, aldehida, keton, ester, hidrokarbon tak jenuh, hidrokarbon jenuh;

untuk memisahkan zat dengan polaritas yang berbeda dan memisahkan zat dari kelas yang berbeda, digunakan kromatografi fase normal: sampel yang dianalisis dilarutkan dan dielusi dengan eluen non-polar, senyawa dari kelas yang berbeda meninggalkan kolom dengan adsorben polar untuk waktu yang berbeda, sedangkan waktu retensi senyawa dengan gugus fungsi yang berbeda meningkat selama transisi dari senyawa non-polar ke senyawa polar lemah. Untuk molekul yang sangat polar, waktu retensi sangat lama sehingga analisis tidak mungkin dilakukan bila menggunakan eluen non-polar. Untuk mengurangi waktu retensi komponen polar, satu lolos ke eluen polar;

dalam varian fase terbalik, fase diam (penyerap non-polar) mengadsorbsi komponen non-polar lebih kuat dari eluen polar, misalnya dari air;

Dengan mengurangi polaritas eluen dengan menambahkan pelarut yang kurang polar, retensi komponen dapat dikurangi.

1.6.2. Kromatografi cair partisi. Dalam kromatografi partisi atau cair-cair, pemisahan komponen sampel yang dianalisis disebabkan oleh perbedaan koefisien distribusinya antara dua fase cair yang tidak saling bercampur, salah satunya diam dan terletak di permukaan. atau di pori-pori pembawa padat yang tidak bergerak, dan yang kedua adalah bergerak.

Dalam hal sifat gaya interaksi yang menyebabkan distribusi yang berbeda antara dua fase zat yang berbeda dalam struktur kimianya, kromatografi distribusi mirip dengan kromatografi adsorpsi, yaitu, di sini pemisahan juga didasarkan pada perbedaan gaya interaksi antarmolekul antara komponen sampel yang dianalisis dengan fase cair diam dan bergerak.

Tergantung pada teknik kinerjanya, kromatografi partisi, seperti kromatografi adsorpsi, dapat berupa kolom atau planar (kertas atau lapisan tipis).

Sebagai pembawa padat, digunakan zat yang tidak peduli dengan pelarut bergerak dan komponen sampel yang dianalisis, tetapi mampu mempertahankan fase diam di permukaan dan di pori-pori. Paling sering, zat polar (selulosa, silika gel, pati) digunakan sebagai pembawa. Mereka diterapkan pada fase diam - pelarut polar, paling sering air atau alkohol. Dalam hal ini, zat yang kurang polar atau non-polar (alkohol, amina, keton, hidrokarbon, dll.) digunakan sebagai fase gerak. Kromatografi partisi jenis ini disebut fase normal. Ini digunakan untuk memisahkan zat polar.

Varian kedua dari kromatografi partisi berbeda dalam pembawa non-polar (karet, PTFE, silika gel terhidrofobik) digunakan sebagai fase padat stasioner, pelarut non-polar (hidrokarbon) sebagai fase cair stasioner, dan pelarut polar (alkohol, aldehida). ) sebagai fase cair bergerak. , keton, dll., seringkali air). Varian kromatografi partisi ini disebut fase terbalik dan digunakan untuk memisahkan zat non-polar.

Untuk mencapai pemisahan yang optimal dari komponen sampel yang dianalisis, pemilihan fase gerak sangat penting. Pelarut (fase cair bergerak dan diam) harus dipilih sehingga koefisien distribusi komponen campuran berbeda secara signifikan. Fase cair tunduk pada yang berikut: persyaratan:

1) pelarut yang digunakan harus melarutkan zat yang akan dipisahkan dengan baik, dan kelarutannya dalam fase diam harus lebih besar daripada di fase gerak;

2) pelarut yang digunakan sebagai fase gerak dan fase diam harus saling jenuh, yaitu komposisi pelarut harus konstan selama melewati kolom;

3) interaksi pelarut yang digunakan sebagai fase gerak dengan fase diam harus minimal.

Paling sering, dalam kromatografi cair partisi, bukan zat individu yang digunakan sebagai fase cair bergerak, tetapi campurannya dalam berbagai rasio. Hal ini memungkinkan untuk mengatur polaritas fase gerak, mengubah rasio polaritas fase gerak dan fase diam, dan mencapai kondisi optimal untuk memisahkan komponen campuran tertentu yang dianalisis.

Kerugian yang signifikan dari metode kromatografi ini adalah pencucian yang agak cepat dari fase cair diam yang diendapkan dari pembawa. Untuk menghilangkannya, pelarut yang digunakan sebagai fase gerak dijenuhkan dengan zat yang digunakan sebagai fase cair diam, atau fase cair diam distabilkan dengan mencangkoknya ke pembawa.

Variasi kromatografi cair partisi adalah metode HPLC yang banyak digunakan.

Sistem kromatografi yang paling umum adalah sistem yang memiliki prinsip perakitan modular. Pompa, degasser, detektor, dispenser (pengambil sampel otomatis), oven kolom, pengumpul fraksi, kontrol dan perekam sistem kromatografi tersedia sebagai modul terpisah. Berbagai macam modul memungkinkan Anda untuk secara fleksibel memecahkan berbagai masalah analitis, dengan cepat mengubah konfigurasi sistem jika perlu, dengan biaya minimal. Pada saat yang sama, LC monomodular (terintegrasi) juga diproduksi, keuntungan utamanya adalah miniaturisasi blok individu dan kekompakan perangkat.

Tergantung pada metode elusi, kromatografi cair dibagi menjadi isokratik dan gradien.

Diagram kromatografi isokratik

Fase gerak dari tangki (1) melalui filter saluran masuk (9) disuplai oleh pompa presisi bertekanan tinggi (2) ke sistem masukan sampel (3) - injektor manual atau autosampler, di mana sampel juga disuntikkan . Selanjutnya, melalui filter in-line (8), sampel dengan arus fase gerak memasuki elemen pemisahan (elemen) (4) - melalui pra-kolom ke dalam kolom pemisahan. Kemudian, eluat memasuki detektor (5) dan dibuang ke tangki pembuangan (7). Ketika eluat mengalir melalui rangkaian pengukuran detektor, kromatogram didaftarkan dan data dikirim ke perekam analog (perekam) (6) atau sistem lain untuk mengumpulkan dan memproses data kromatografi (integrator atau komputer). Tergantung pada desain modul fungsional, sistem dapat dikontrol dari keyboard modul kontrol (biasanya pompa atau pengontrol sistem), dari keyboard masing-masing modul sistem, atau dengan program kontrol dari komputer pribadi.

Dalam kasus elusi gradien, dua jenis kromatografi cair yang berbeda digunakan. Mereka berbeda dalam titik pembentukan gradien komposisi fase gerak.

Skema kromatografi gradien dengan pembentukan gradien komposisi fase gerak pada garis tekanan rendah.

Fase gerak dari tangki (1) melalui filter saluran masuk (9) dan pemrogram gradien (10) disuplai oleh pompa presisi bertekanan tinggi (2) ke sistem injeksi sampel (3) - injektor manual atau autosampler , di mana sampel juga disuntikkan. Pengoperasian katup pemrogram gradien dikendalikan baik oleh modul kontrol sistem (pompa atau pengontrol) atau oleh program kontrol PC. Sistem jenis ini membentuk gradien biner, tiga dimensi dan empat dimensi. Bentuk fungsi pemrosesan gradien tergantung pada modul kontrol atau program kontrol tertentu, serta fungsi modul kontrol dan kontrol. Selanjutnya, melalui filter in-line (8), sampel dengan arus fase gerak memasuki elemen pemisahan (elemen) (4) - melalui pra-kolom ke dalam kolom pemisahan. Kemudian, eluat memasuki detektor (5) dan dipindahkan ke tangki pembuangan (7). Ketika eluat mengalir melalui rangkaian pengukuran detektor, kromatogram didaftarkan dan data dikirim ke perekam analog (perekam) (6) atau sistem lain untuk mengumpulkan dan memproses data kromatografi (integrator atau komputer). Tergantung pada desain modul fungsional, sistem dapat dikontrol dari keyboard modul kontrol (biasanya pompa atau pengontrol sistem), atau dengan program kontrol dari komputer pribadi. Dalam hal mengontrol modul kontrol, dimungkinkan untuk mengontrol detektor secara mandiri dari keyboardnya sendiri.

Terlepas dari daya tarik yang tampak dari sistem tersebut (mereka hanya menggunakan satu pompa presisi bertekanan tinggi), sistem ini memiliki sejumlah kelemahan, di antaranya yang utama, mungkin, adalah kebutuhan yang parah untuk pelepasan gas secara menyeluruh dari komponen fase gerak bahkan sebelum mixer bertekanan rendah (ruang programmer gradien). Itu dilakukan dengan bantuan degasser aliran khusus. Karena fakta ini, biayanya menjadi sebanding dengan jenis sistem gradien lain - sistem dengan pembentukan komposisi gradien fase gerak pada saluran tekanan tinggi.

Perbedaan mendasar antara sistem dengan pembentukan komposisi gradien fase gerak di jalur tekanan tinggi adalah pencampuran komponen di jalur tekanan tinggi, tentu saja, dengan pendekatan ini, jumlah pompa presisi ditentukan oleh jumlah tangki untuk pencampuran. fase gerak. Dengan pendekatan ini, persyaratan untuk ketelitian degassing komponen berkurang secara signifikan.

Skema kromatografi gradien dengan pembentukan gradien komposisi fase gerak pada garis tekanan tinggi.

Fase gerak dari tangki (1) melalui filter saluran masuk (9) disuplai oleh pompa bertekanan tinggi presisi (2 dan 11) melalui mixer aliran statis atau dinamis (10) ke sistem injeksi sampel (3) - manual injektor atau autosampler, di mana sampel juga disuntikkan. Pengoperasian pompa terkontrol dikendalikan baik oleh modul kontrol sistem (pompa master atau pengontrol) atau oleh program kontrol PC. Dalam hal ini, semua pompa dikontrol. Sistem jenis ini membentuk gradien biner atau tiga dimensi. Bentuk fungsi pemrosesan gradien tergantung pada modul kontrol atau program kontrol tertentu, serta fungsi modul kontrol dan kontrol. Selanjutnya, melalui filter in-line (8), sampel dengan arus fase gerak memasuki elemen pemisahan (elemen) (4) - melalui pra-kolom ke dalam kolom pemisahan. Kemudian eluat masuk ke detektor (5) dan dibuang ke tangki pembuangan (7). Ketika eluat mengalir melalui rangkaian pengukuran detektor, kromatogram didaftarkan dan data dikirim ke perekam analog (perekam) (6) atau sistem lain untuk mengumpulkan dan memproses data kromatografi (integrator atau komputer). Tergantung pada desain modul fungsional, sistem dapat dikontrol dari keyboard modul kontrol (biasanya pompa atau pengontrol sistem), atau dengan program kontrol dari komputer pribadi. Dalam hal mengontrol modul kontrol, dimungkinkan untuk mengontrol detektor secara mandiri dari keyboardnya sendiri.

Skema yang diusulkan agak disederhanakan. Perangkat tambahan dapat disertakan dalam sistem - termostat kolom, sistem derivatisasi pasca kolom, persiapan sampel dan sistem konsentrasi, pendaur ulang pelarut, sistem membran untuk menekan konduktivitas listrik latar belakang (untuk kromatografi ion), sistem pelindung tambahan (filter, kolom) , dll. Dalam diagram, modul manometrik juga tidak ditampilkan secara terpisah. Sebagai aturan, perangkat ini dibangun ke dalam unit pompa. Unit ini dapat menggabungkan beberapa pompa, pompa dengan pemrogram gradien, dan pengontrol sistem umum. Struktur sistem tergantung pada konfigurasinya dan masing-masing pabrikan tertentu.

Komplikasi radikal dari dukungan teknis dari proses kromatografi mengarah pada munculnya sejumlah persyaratan untuk sifat-sifat fase gerak, yang tidak ada dalam kromatografi kolom dan planar klasik. Fasa cair harus sesuai untuk deteksi (transparan di wilayah spektrum tertentu atau memiliki indeks bias rendah, konduktivitas atau permitivitas listrik tertentu, dll.), inert terhadap bahan bagian dari saluran kromatografi, bukan bentuk. gelembung gas di katup pompa dan sel detektor, tidak memiliki kotoran mekanis.

Dalam kromatografi cair banyak jenis pompa yang digunakan. LC tekanan rendah sering menggunakan pompa peristaltik (Gambar 1).

Gbr.1 Pompa peristaltik MasterFlex yang dapat diprogram.

Dalam HPLC, pompa tekanan tinggi digunakan untuk memastikan aliran fase gerak melalui kolom dengan parameter yang ditentukan.

Karakteristik teknis yang paling penting dari pompa HPLC adalah: rentang aliran; tekanan kerja maksimum; reproduktifitas aliran; rentang pulsasi suplai pelarut.

Berdasarkan sifat suplai pelarut, pompa dapat memiliki suplai (aliran) konstan dan tekanan konstan. Pada dasarnya, dalam pekerjaan analitik, mode aliran konstan digunakan, saat mengisi kolom, mode tekanan konstan digunakan.

Menurut prinsip operasi, pompa HPLC dibagi menjadi: jarum suntik dan terus penyelam Bergerak maju mundur .

Pompa jarum suntik

Fitur pembeda utama dari pompa ini adalah operasi sikliknya, dan oleh karena itu kromatografi di mana pompa ini digunakan juga berbeda dalam operasi sikliknya.

Beras. 2. Susunan prinsip pompa jarum suntik untuk HPLC.

Beras. 2A. Pompa jarum suntik.

Unit kontrol BU memasok tegangan ke motor D, yang menentukan kecepatan dan arah putarannya. Putaran mesin dengan bantuan gearbox P diubah menjadi gerakan piston P di dalam silinder D. Pompa dioperasikan dalam 2 siklus. Pada siklus pengisian, katup K2 tertutup, K1 terbuka, pelarut mengalir dari tangki ke silinder C. Dalam mode suplai, katup K1 tertutup, dan melalui katup K2 fase gerak memasuki perangkat dosis.

Pompa jenis ini dicirikan oleh hampir tidak adanya pulsasi dalam aliran fase gerak selama operasi.

Kekurangan Pompa:

a) konsumsi waktu dan pelarut yang tinggi untuk mencuci saat mengganti pelarut;

b) volume PF dibatasi oleh volume spuit, dan karenanya waktu pemisahan terbatas;

c) penangguhan pemisahan selama pengisian pompa;

d) dimensi dan bobot yang besar sekaligus memberikan aliran dan tekanan yang tinggi (Anda membutuhkan mesin yang bertenaga dan gaya piston yang besar dengan area yang luas).

Pompa reciprocating plunger.

Beras. 3. Perangkat utama pompa pendorong.

Prinsip operasi.

Motor D, melalui gearbox R, membalas plunger P, yang bergerak di kepala pompa yang bekerja. Katup K1 dan K2 terbuka saat pompa masing-masing dalam fase hisap dan pengiriman. Jumlah umpan volumetrik ditentukan oleh tiga parameter: diameter pendorong (biasanya 3,13; 5,0; 7,0 mm), amplitudonya (12-18 mm) dan frekuensi (yang tergantung pada kecepatan putaran mesin dan gearbox).

Pompa jenis ini memberikan aliran volumetrik konstan dari fase gerak untuk waktu yang lama. Tekanan kerja maksimum 300-500 atm, laju aliran 0,01-10 ml/menit. Pengulangan umpan volume -0,5%. Kelemahan utama adalah bahwa pelarut dimasukkan ke dalam sistem dalam bentuk serangkaian pulsa berturut-turut, sehingga ada pulsa tekanan dan aliran (Gbr. 4). Ini adalah alasan utama untuk peningkatan kebisingan dan desensitisasi dari hampir semua detektor yang digunakan dalam LC, terutama elektrokimia.

Gbr.4. Pulsasi pompa pendorong.

Cara mengatasi pulsasi.

1. Aplikasi perangkat redaman.

Ini adalah tabung spiral dengan profil khusus yang terbuat dari baja tahan karat, termasuk secara seri atau paralel dalam sistem antara pompa dan dispenser.

Beras. 5. Peredam spiral.

Peredam terlepas dengan peningkatan tekanan di dalamnya (percepatan pompa). Ketika tekanan turun, ia berputar, volumenya berkurang, ia memeras sebagian pelarut, mempertahankan laju aliran konstan dan mengurangi denyut. Peredam seperti itu bekerja dengan baik pada tekanan 50 atm ke atas.

Pada tekanan 5-30 atm, itu menghaluskan denyutan lebih baik peredam udara, terbuat dari kolom (Gbr. 6.). Udara di kolom terpasang (6x200 mm) dikompresi dan pulsasi padam. Udara di dalamnya larut dalam 24 jam.

Beras. 6. Peredam udara.

2. Penggunaan perangkat elektronik.

Saat menggunakan transduser tekanan elektronik, pembacaan dari transduser dapat digunakan untuk mengontrol pengoperasian pompa. Ketika tekanan turun, kecepatan mesin meningkat dan mengkompensasi penurunan tekanan. Dimungkinkan juga untuk mengkompensasi kebocoran di katup dan sebagian di manset. Penggunaan peredam elektronik (BPZh-80, KhPZh-1, dll.) memungkinkan untuk mengurangi denyut tekanan hingga 1 atm pada tekanan 100-150 kgf/cm2.

1.6.3. Pertukaran ion, ion, kromatografi pasangan ion. Metode kromatografi pertukaran ion, ion dan pasangan ion didasarkan pada proses dinamis penggantian ion yang berasosiasi dengan fase diam dengan ion eluen yang memasuki kolom. Tujuan utama dari proses kromatografi adalah pemisahan ion anorganik atau organik yang bertanda sama. Retensi dalam jenis kromatografi ini ditentukan oleh perubahan energi bebas dari reaksi pertukaran ion. Rasio konsentrasi pertukaran ion dalam larutan dan dalam fase sorben dicirikan oleh kesetimbangan pertukaran ion. Pertukaran ion terdiri dari kenyataan bahwa beberapa zat (penukar ion), ketika direndam dalam larutan elektrolit, menyerap kation atau anion darinya, melepaskan jumlah yang setara dari ion lain dengan muatan dengan tanda yang sama ke dalam larutan. Antara penukar kation dan larutan terjadi pertukaran kation, antara penukar anion dan larutan terjadi pertukaran anion.

Penukar kation paling sering secara khusus disintesis zat polimer tidak larut yang mengandung gugus ionogenik asam dalam strukturnya: -SO 3 H; –COOH; -OH; –PO3H2 ; –AsO3H2 .

Rumus kimia penukar kation dapat digambarkan secara skematis sebagai R-SO 3 H; R-SO3 Na. Dalam kasus pertama, penukar kation dalam bentuk-H, yang kedua, dalam bentuk-Na. R adalah matriks polimer.

Reaksi pertukaran kation ditulis sebagai reaksi kimia heterogen biasa:

RN + Na + RNA + H +

Penukar anion mengandung gugus ionogenik dasar dalam strukturnya: –N(CH 3) 3 + ; =NH2 + ; =NH + dll. Rumus kimianya dapat direpresentasikan sebagai RNH 3 OH dan RNH 3 Cl atau ROH, RCl. Dalam kasus pertama, penukar anion dalam bentuk OH, yang kedua, dalam bentuk Cl. Reaksi pertukaran anion dapat ditulis sebagai berikut:

R–OH+Cl – RCl+OH –

Penukar ion amfoter diketahui mengandung gugus asam dan basa dalam strukturnya. Penukar ion yang memiliki komposisi jenis yang sama (misalnya, SO 3 H) gugus asam (basa) disebut monofungsional; penukar ion yang mengandung kelompok asam (basa) yang heterogen (misalnya, - SO 3 H, - OH) - polifungsional.

Penukar ion monofungsional diperoleh dengan reaksi polimerisasi. Reaksi polikondensasi memungkinkan untuk memperoleh penukar ion polifungsional. Agar penukar ion yang dihasilkan memiliki karakteristik kinerja yang cukup tinggi, mereka harus tidak larut, tetapi dapat mengembang dalam pelarut yang sesuai dan memiliki sejumlah besar gugus ionogenik yang mampu bertukar dengan gugus ionogenik dari sampel yang dianalisis. Ini dapat dicapai jika rantai polimer yang dihasilkan cukup bercabang dan terhubung satu sama lain dengan "jembatan penghubung silang". Misalnya, dalam persiapan penukar kation tipe polimerisasi berdasarkan stirena, divinilbenzena paling sering digunakan sebagai zat pengikat silang, pengenalan yang dalam jumlah hingga 16% memastikan produksi penukar ion dengan berbagai tingkat pembengkakan dan, oleh karena itu, memungkinkan seseorang untuk mengontrol porositas penukar ion. Derajat pengembangan penukar ion, dinyatakan dalam mililiter/gram, adalah volume 1 g penukar ion kering udara yang dimasukkan ke dalam kolom.

Penukar ion menyerap, sebagai suatu peraturan, salah satu counterion - ion dalam fase gerak, yaitu menunjukkan selektivitas tertentu. Serangkaian afinitas, atau selektivitas, ion sehubungan dengan penukar ion dari berbagai jenis telah ditetapkan secara eksperimental. Misalnya, pada konsentrasi larutan rendah pada penukar kation asam kuat, ion dengan muatan yang sama diserap dalam urutan berikut:

Li + Na + K + Rb + Cs +

Mg 2+ Ca 2+ Sr 2+ Ba 2+ .

Untuk ion dengan muatan berbeda, daya serap meningkat dengan meningkatnya muatan:

Na+Ca2+

Namun, mengubah kondisi untuk melakukan reaksi pertukaran ion dapat menyebabkan inversi seri. Seri afinitas juga telah ditetapkan untuk penukar anion. Misalnya, daya serap anion pada penukar anion basa kuat meningkat dalam rangkaian:

F - OH - Cl - Br - NO 3 - J - SCN - ClO 4 - .

Penukar ion yang mengandung gugus asam kuat atau basa kuat dalam strukturnya masuk ke dalam reaksi pertukaran ion dengan ion apa pun dalam larutan yang memiliki muatan bertanda sama dengan tanda ion lawan. Penukar ion semacam itu disebut universal.

Proses pertukaran ion antara analit dan penukar ion dapat dilakukan dengan salah satu dari tiga cara: statis, dinamis (metode filter pertukaran ion) dan kromatografi.

Metode statis Pertukaran ion adalah bahwa sampel penukar ion dibawa ke dalam kontak dengan volume tertentu dari larutan dan diaduk atau dikocok untuk waktu tertentu sampai kesetimbangan tercapai. Ini adalah metode pertukaran ion yang cepat dan sederhana, digunakan untuk mengonsentrasikan ion dari larutan encer, menghilangkan pengotor yang tidak diinginkan, tetapi tidak memberikan penyerapan ion yang lengkap, karena pertukaran ion adalah proses yang tidak seimbang, dan oleh karena itu tidak menjamin pemisahan yang sempurna. dari ion.

Saat melakukan pertukaran ion secara dinamis larutan dilewatkan melalui kolom dengan penukar ion, yang, ketika bergerak di sepanjang kolom, bersentuhan dengan butiran baru penukar ion. Proses ini memberikan pertukaran yang lebih lengkap daripada metode statis, karena produk pertukaran dihilangkan oleh aliran larutan. Mereka dapat mengkonsentrasikan ion dari larutan encer dan memisahkan ion yang sangat berbeda sifatnya, misalnya, ion bermuatan berbeda (kation terpisah dari anion), tetapi pemisahan ion dengan tanda muatan yang sama hampir tidak mungkin. Pemisahan kuantitatif dari ion-ion tersebut hanya mungkin dengan pengulangan berulang dari tindakan dasar penyerapan-desorpsi dalam kondisi dinamis, yaitu. metode kromatografi . Ketika bekerja dengan metode ini, lapisan tinggi penukar ion digunakan, dan campuran yang akan dipisahkan dimasukkan ke dalam lapisan ini dalam jumlah yang jauh lebih sedikit daripada kapasitas kolom, karena itu pengulangan tindakan dasar pertukaran ion dipastikan. .

Dalam hal teknik analisis, kromatografi penukar ion mirip dengan kromatografi molekuler dan dapat dilakukan sesuai dengan pilihan eluen (berkembang), frontal, dan perpindahan. Perbedaan antara kromatografi molekul dan kromatografi penukar ion adalah pada kromatografi molekul, komponen campuran yang dipisahkan dielusi dari kolom dengan eluen murni, sedangkan pada kromatografi penukar ion, larutan elektrolit digunakan sebagai eluen. Dalam hal ini, ion eluen yang ditukar harus diserap kurang selektif daripada ion mana pun dari campuran yang dipisahkan.

Saat melakukan pengembangan kromatografi penukar ion, yang paling sering digunakan, kolom yang diisi dengan penukar ion dicuci terlebih dahulu dengan larutan elektrolit sampai penukar ion sepenuhnya menggantikan semua ionnya dengan ion yang terkandung dalam eluen. Kemudian, sejumlah kecil larutan analit dimasukkan ke dalam kolom, yang mengandung ion-ion yang dapat dipisahkan dalam jumlah sekitar 1% dari kapasitas penukar ion. Selanjutnya kolom dicuci dengan larutan eluen, mengambil fraksi eluat dan menganalisisnya.

Campuran ion Cl - , Br - , J - dapat dipisahkan pada resin penukar anion yang sangat basa (polistirena ikatan silang yang mengandung gugus basa amonium kuaterner N (CH 3) 3 +), misalnya, AB-17, yang memiliki kisaran selektivitas (selektivitas): NO 3 - Cl – Br – J – . Akibatnya, larutan NaNO 3 digunakan sebagai eluen. Pertama, larutan ini dilewatkan melalui penukar ion sampai benar-benar jenuh dengan ion NO3-. Ketika campuran yang akan dipisahkan dimasukkan ke dalam kolom, ion Cl - , Br - , J - diserap oleh penukar anion, menggantikan ion NO 3 -. Selama pencucian kolom berikutnya dengan larutan NaNO 3, ion Cl – , Br – , J – di lapisan atas penukar anion secara bertahap digantikan lagi oleh ion NO 3 –. Ion Cl - akan tergeser paling cepat dari semuanya, ion J - akan tinggal di kolom paling lama. Perbedaan selektivitas penukar ion terhadap ion campuran mengarah pada fakta bahwa zona terpisah dari ion teradsorpsi Cl–, Br–, dan J– terbentuk di kolom, bergerak di sepanjang kolom dengan kecepatan yang berbeda. Saat Anda bergerak di sepanjang kolom, jarak antar zona meningkat. Pada setiap zona hanya terdapat satu anion dari campuran yang dipisahkan dan anion eluen, pada interval antar zona hanya terdapat anion eluen. Dengan demikian, fraksi yang mengandung komponen individu dari campuran yang akan dipisahkan akan muncul dalam eluen di outlet kolom.

Untuk memecahkan masalah praktis, kondisi pemisahan ion divariasikan dengan memilih fase gerak yang sesuai (komposisi, konsentrasi, pH, kekuatan ionik) atau dengan mengubah porositas matriks polimer penukar ion, yaitu jumlah ikatan antar rantai di matriks, dan membuat saringan pertukaran ion yang permeabel terhadap beberapa ion dan mampu bertukar dan tidak dapat ditembus oleh yang lain. Dimungkinkan juga untuk mengubah sifat dan pengaturan timbal balik dari kelompok ionogenik, serta untuk mendapatkan sorben yang mampu melakukan reaksi kimia selektif karena pembentukan kompleks. Selektivitas tinggi dimiliki, misalnya, dengan mengkomplekskan penukar ion yang mengandung dalam strukturnya kelompok pengkelat dari reagen organik dimetilglioksim, ditizon, 8-hidroksikuinolin, dll., serta eter mahkota.

Aplikasi terbesar dalam pertukaran ion, ion, dan kromatografi pasangan ion ditemukan pada penukar ion organik makro dan mikronet sintetis yang memiliki kapasitas pertukaran besar (3-7 mmol/g), serta bahan penukar ion anorganik. Penukar ion micromesh mampu bertukar ion hanya dalam keadaan mengembang, sedangkan penukar ion makromesh mampu bertukar ion dalam keadaan mengembang dan tidak mengembang. Tipe struktural lain dari penukar ion adalah penukar ion film permukaan, inti padatnya terbuat dari kopolimer stirena dan divinilbenzena, kaca atau silika gel yang tidak berpori dan dikelilingi oleh film tipis penukar ion. Diameter total partikel tersebut adalah sekitar 40 m, dan ketebalan film penukar ion adalah 1 m. Kerugian dari penukar ion tersebut adalah diameter partikel yang relatif besar dan kapasitas pertukaran yang rendah karena luas permukaan spesifik yang rendah, sebagai akibatnya perlu untuk bekerja dengan sampel kecil dan, karenanya, menggunakan detektor yang sangat sensitif. Selain itu, penukar ion seperti itu cepat diracuni dan tidak mampu beregenerasi.

Dalam penukar ion kinerja tinggi dan kromatografi ion, penukar ion polistirena berpori-ruang, silika berpori volume dengan diameter butiran sekitar 10 m, dan kopolimer berpori permukaan dan modifikasi permukaan yang praktis tidak membengkak dari stirena dan divinilbenzena dengan gugus sulfo- dan amino ionogenik digunakan.

Dalam kromatografi pasangan ion, sorben "sikat" digunakan - gel silika dengan fase terbalik yang dicangkokkan C 2, C 8, C 18, yang mudah diubah menjadi penukar kation pada penyerapan surfaktan ionik dari fase gerak, misalnya alkil sulfat atau garam dari basa amonium kuaterner.

Saat melakukan pemisahan kromatografi menggunakan penukar ion, larutan garam dalam air paling sering digunakan sebagai fase gerak. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa air memiliki sifat pelarutan dan pengion yang sangat baik, yang dengannya molekul sampel yang dianalisis langsung terdisosiasi menjadi ion, kelompok penukar ion penukar ion terhidrasi dan juga menjadi bentuk terdisosiasi sepenuhnya atau sebagian. Ini memastikan pertukaran counterion yang cepat. Kekuatan elusi fase gerak terutama dipengaruhi oleh pH, ​​kekuatan ionik, sifat larutan buffer, kandungan pelarut organik atau surfaktan (kromatografi pasangan ion).

Nilai pH dipilih tergantung pada sifat kelompok ionogenik, ion yang akan dipisahkan, dan matriks. Hal ini dimungkinkan untuk bekerja dengan penukar ion asam kuat dan basa kuat pada pH = 2-12, dengan asam lemah pada pH = 5-12, dan dengan basa lemah pada pH = 2-6. Sorben berbasis silika tidak dapat digunakan pada pH 9. Kekuatan ionik fase gerak mempengaruhi kapasitas penukar ion. Dengan peningkatan kekuatan ion, penyerapan ion biasanya menurun, karena kekuatan elusi dari fase gerak meningkat. Oleh karena itu, pada awal pemisahan, fase gerak harus memiliki kekuatan ion yang rendah (0,05-0,1), dan nilai akhir dari karakteristik ini tidak boleh melebihi 2. Dalam elusi gradien, buffer dengan kekuatan ionik yang meningkat sering digunakan.

Untuk elusi selektif ion yang diserap oleh penukar ion, Anda dapat menggunakan air, larutan buffer (fosfat, asetat, borat, hidrokarbonat, dll.) dengan nilai pH dan kekuatan ion tertentu, larutan mineral (hidroklorik, nitrogen, sulfat, fosfat) dan asam organik (fenol, sitrat, laktat, tartarat, oksalat, EDTA). Pilihan eluen difasilitasi oleh fakta bahwa koefisien pembatas distribusi sebagian besar elemen antara larutan berair (air-organik) dari banyak kompleks dan penukar ion tipe standar ditentukan dan disajikan dalam tabel.

1.6.4. Kromatografi pengecualian ukuran. Kromatografi eksklusi ukuran adalah jenis kromatografi cair dimana pemisahan komponen didasarkan pada distribusi molekul menurut ukurannya antara pelarut dalam pori-pori sorben dan pelarut yang mengalir di antara partikelnya. Selama pemisahan, molekul-molekul kecil memasuki jaringan polimer, di pori-pori di mana pelarut berfungsi sebagai fase diam, dan ditahan di sana. Molekul besar tidak dapat menembus jaringan polimer dan terhanyut dari kolom oleh fase gerak. Molekul terbesar dielusi terlebih dahulu, lalu yang sedang, dan terakhir yang kecil.

Kromatografi eksklusi ukuran dibagi menjadi permeasi gel dan filtrasi gel. Pada kromatografi permeasi gel, pemisahan terjadi pada polimer yang mengembang dalam pelarut organik. Versi filtrasi gel dari kromatografi eksklusi ukuran melibatkan penggunaan polimer yang dapat mengembang dengan air sebagai fase diam.

Durasi retensi komponen sampel yang dianalisis dalam kolom eksklusi ukuran tergantung pada ukuran molekulnya dan difusi ke dalam pori-pori sorben, serta pada ukuran pori-pori fase diam.

Dalam kromatografi cair jenis ini, koefisien partisi D untuk molekul terkecil dari sampel yang dianalisis, yang bergerak dalam kolom kromatografi pada kecepatan terendah, menembus ke dalam kisi fase diam, itu sama dengan 1, karena fase gerak dan pelarut dalam pori-pori fase diam memiliki komposisi yang sama. Dalam hal ini, persamaan utama kromatografi kolom berbentuk

Molekul besar yang tidak memasuki pori-pori fase diam dielusi dari kolom bersama dengan fase gerak. Untuk mereka D= 0, a V R =V m. Rentang nilai koefisien distribusi seperti itu (dari 0 hingga 1) khas hanya untuk kromatografi eksklusi ukuran.

Semua molekul zat multikomponen yang dianalisis harus dicuci keluar dari kolom dengan melewatkan sejumlah kecil pelarut dari: V m sebelum V m +V s dan pemisahan selesai sebelum puncak pelarut keluar. Oleh karena itu, pada kromatografi jenis ini perlu menggunakan kolom yang cukup panjang dengan volume bebas yang besar. V m dan sejumlah besar pori-pori dalam sorben.

Resolusi puncak kromatografi dalam pemisahan eksklusi ukuran dapat ditingkatkan dengan menggunakan elusi gradien dengan pelarut campuran.

Setiap sorben yang digunakan dalam kromatografi eksklusi ukuran dicirikan oleh volume pori tertentu dan, oleh karena itu, memiliki area tertentu dengan berat molekul yang dapat dipisahkan dan kurva kalibrasi tertentu. Dalam hal ini, kurva kalibrasi yang mencirikan ketergantungan volume yang ditahan pada berat molekul atau ukuran molekul, sebagai suatu peraturan, memiliki bentuk yang kompleks.

Fase diam dalam kromatografi eksklusi ukuran dipilih berdasarkan tugas analitis tertentu. Awalnya, ditetapkan sistem pelarut mana yang dapat digunakan untuk analisis (berair atau air-organik). Tergantung pada ini, jenis sorben ditentukan. Jika sampel yang larut dalam air akan dipisahkan, misalnya dekstrans (Sephadex) atau poliakrilamida (Biogel P) yang dapat mengembang dalam air digunakan sebagai fase diam. Pemisahan zat yang larut dalam pelarut organik dapat dilakukan pada polistiren dengan berbagai derajat ikatan silang, yang membengkak dalam pelarut organik (styrogel, poragel, biobid C). Gel yang mengembang seperti itu umumnya tidak stabil terhadap tekanan dan memungkinkan laju aliran fase gerak yang sangat rendah, yang meningkatkan waktu analisis. Untuk menerapkan versi kromatografi eksklusi ukuran yang sangat efisien, perlu menggunakan fase diam dengan matriks kaku - silika gel, kerugiannya - aktivitas adsorpsi tinggi - dihilangkan dengan silanisasi permukaan atau pemilihan eluen dengan polaritas yang sesuai .

Zat-zat yang dapat digunakan sebagai fase gerak dalam kromatografi eksklusi ukuran adalah:

benar-benar melarutkan sampel yang dianalisis;

basahi sorben dengan baik;

menangkal adsorpsi komponen sampel pada sorben;

memiliki viskositas dan toksisitas rendah.

1.6.5. Kromatografi planar. Kromatografi planar meliputi kromatografi lapis tipis dan kromatografi kertas. Jenis kromatografi cair ini sederhana dalam teknik, ekspres, tidak memerlukan peralatan mahal, yang merupakan keuntungan yang tidak dapat disangkal.

Pemisahan campuran zat dengan metode ini dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai sistem kromatografi. Oleh karena itu, adsorpsi, distribusi, fase normal dan terbalik, pertukaran ion, dll., Kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis dibedakan. Saat ini, kromatografi lapis tipis paling banyak digunakan.

Kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis memiliki teknik yang sama. Serat kertas selulosa digunakan sebagai fase diam dalam kromatografi kertas, dalam kromatografi lapis tipis - berbagai sorben (Al 2 O 3 , silika gel, dll.) diendapkan dalam lapisan tipis yang seragam (100-300 m) pada kaca, logam atau substrat plastik (pembawa). Lapisan penyerap pada penyangga dapat diperbaiki atau tidak.

Pemisahan kromatografi dalam metode planar, maupun pada kolom, adalah karena perpindahan komponen analit oleh fase gerak di sepanjang lapisan fase diam dengan kecepatan yang berbeda sesuai dengan koefisien distribusi zat yang akan dipisahkan. . Dalam kedua kasus, sistem kromatografi sorben cair-padat (mekanisme pemisahan adsorpsi), pembawa cair-cair-padat (distribusi, pertukaran ion dan mekanisme lainnya) digunakan.

Berbagai pelarut atau campurannya, asam organik atau anorganik digunakan sebagai fase gerak.

Cara memperoleh kromatogram planar secara praktis adalah sebagai berikut.

Pada selembar kertas kromatografi atau pada lapisan tipis sorben, garis awal ditandai dengan pensil pada jarak 1 cm dari tepi bawah strip atau pelat. Mikropipet digunakan untuk mengoleskan sampel ke garis start berupa bercak dengan diameter tidak lebih dari 2-3 mm. Kemudian tepi strip atau pelat diturunkan ke dalam bejana dengan fase gerak, yang terletak di ruang tertutup. Ketika fase gerak naik di sepanjang strip atau pelat dan terjadi beberapa tindakan dasar dari sorpsi-desorpsi, distribusi antara dua fase cair, pertukaran ion, dll., yang umum dalam kromatografi, terjadi, komponen campuran yang dianalisis dipisahkan. Proses ini biasanya dilanjutkan sampai pelarut melewati garis start 10 cm, setelah itu strip atau pelat dikeluarkan dari chamber dan dikeringkan. Jika komponen analit diwarnai, mereka memberikan bintik-bintik warna yang sesuai pada kromatogram. Untuk mendeteksi komponen analit yang tidak diwarnai, kromatogram harus dikembangkan. Pengembangan kromatogram dan deteksi komponen sampel dapat dilakukan dengan berbagai metode dan tergantung pada komposisi campuran yang dianalisis. Manifestasinya dapat dilakukan:

-Menggunakan sinar UV. Metode ini dapat diterapkan untuk mendeteksi zat yang mampu memancarkan radiasinya sendiri (pendaran) dalam rentang panjang gelombang tampak di bawah pengaruh radiasi UV;

melalui reagen-pengembang. Misalnya, keberadaan asam amino dalam campuran yang dianalisis dapat dideteksi menggunakan ninhidrin. Kromatogram kering direndam dalam larutan ninhidrin 0,2% dalam aseton, kemudian dikeringkan. Bintik-bintik yang sesuai dengan berbagai komponen campuran memperoleh visual dan, sebagai aturan, warna spesifik untuk setiap zat;

- menggunakan yodium. Dalam hal ini, kromatogram yang terdeteksi dimasukkan ke dalam bejana, di bagian bawahnya terdapat kristal yodium. Uap yodium teradsorpsi pada bintik-bintik lebih kuat, karena bintik-bintik itu divisualisasikan. Yodium adalah reagen pengembang non-spesifik. Dengan menggunakan reagen tertentu, dimungkinkan tidak hanya untuk menentukan jumlah komponen campuran, tetapi juga untuk mengidentifikasi zat yang dipisahkan dengan warna bintik-bintik.

Kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis paling sering dilakukan dalam apa yang disebut varian menaik yang dijelaskan di atas. Cukup sering, untuk meningkatkan kualitas kromatogram, perlu menggunakan varian kromatografi planar yang lebih kompleks, misalnya top-down, melingkar, dua dimensi. Dalam kromatografi kertas atau kromatografi lapis tipis, analit diterapkan pada garis awal pelat atau strip kertas di bagian atas dan eluen diumpankan dari atas, bukan dari bawah. Efek positif dari peningkatan pemisahan adalah karena kontribusi gaya gravitasi komponen untuk proses pemisahan.

Kromatografi hulu dan hilir dapat dilakukan dalam versi satu dan dua dimensi. Berbeda dengan proses pemisahan unggun datar satu dimensi yang dijelaskan di atas, pada pemisahan kromatografi dua dimensi, pemisahan sampel yang dianalisis terlebih dahulu dilakukan dalam satu pelarut, kemudian pemisahan dilakukan dengan arah tegak lurus dengan yang pertama, menggunakan pelarut lain, memutar kromatogram pertama sebesar 90 ° C.

Dalam kromatografi sirkular, analit diterapkan sebagai setetes di tengah piring atau lembaran kertas kromatografi. Satu atau lebih pelarut juga ditambahkan tetes demi tetes di sini. Ini mengarah pada fakta bahwa kromatogram yang dihasilkan adalah kumpulan bintik-bintik radial.

Posisi titik-titik (zona) yang membentuk komponen-komponen analit yang terpisah pada kromatogram datar dicirikan oleh nilai-nilai kecepatan relatif komponen-komponen dalam lapisan tipis. R fi. Nilai eksperimental R fi didefinisikan sebagai rasio jarak L saya, lulus saya komponen -th, dengan jarak L dilewatkan oleh pelarut dari garis start ke garis depan (Gbr. 1.10):

Nilai R fi tergantung pada sifat komponen yang relevan dari sampel yang dianalisis, sifat fase diam, ketebalannya, sifat dan kualitas fase gerak, metode penerapan sampel dan faktor lainnya, tetapi selalu R fi 1.

Nilai R fi sebenarnya identik dengan waktu retensi suatu zat atau volume retensinya, yang mencirikan laju lewatnya suatu zat melalui kolom kromatografi, dan dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif komponen sampel yang dianalisis, dan diameter titiknya identik dengan ketinggian atau luas puncak kromatografi dan, oleh karena itu, sampai batas tertentu mencerminkan kandungan kuantitatif zat tersebut.

Penentuan kuantitatif komposisi sampel yang dianalisis dalam kasus yang paling sederhana dapat dinilai secara visual dengan intensitas warna intrinsik bintik-bintik atau intensitas cahaya fluoresen dari bintik-bintik yang diperoleh selama deteksi UV. Untuk tujuan ini, elusi bintik-bintik kromatografi banyak digunakan. Dalam hal ini, noda yang diperoleh pada kromatogram dipotong atau dikerok dengan hati-hati, diperlakukan dengan pelarut yang sesuai, dan larutan yang dihasilkan diperiksa dengan metode fisikokimia yang sesuai. Anda juga dapat menggunakan metode gravimetri, di mana tempat yang sesuai dipotong dari kromatogram dan ditimbang. Banyaknya zat ditentukan oleh perbedaan berat kertas bersih pada luas yang sama dan kertas dengan zat tersebut.

Kertas (BH ) dan kromatografi lapis tipis (TLC ) menurut mekanisme pemisahan milik kromatografi partisi . Dalam metode HD, pembawa adalah spesial kertas kromatografi dengan sifat-sifat tertentu. Fase diam adalah air yang teradsorpsi pada permukaan dan pori-pori kertas (hingga 20%), pelarut organik bergerak, dapat bercampur atau tidak dapat bercampur dengan air, air atau larutan elektrolit.

Mekanisme cukup rumit di atas kertas. Pada fase diam, zat dapat tertahan tidak hanya karena larut dalam air yang diadsorpsi oleh kertas, tetapi juga teradsorpsi selulosa secara langsung. Digambar di atas kertas komponen bersama masuk ke fase gerak dan bergerak melalui kapiler kertas dengan kecepatan yang berbeda sesuai dengan koefisien distribusi antarmuka masing-masing dari mereka. Pada awalnya kromatografi beberapa zat dari kertas masuk ke fase gerak dan lanjutkan. Ketika pelarut organik mencapai area kertas yang tidak mengandung zat terlarut, redistribusi : dari fase organik, zat masuk ke fase air, diserap di atas kertas. Karena komponennya berbeda afinitas untuk sorben , ketika eluen bergerak, pemisahan terjadi: beberapa zat tertunda di awal lintasan, yang lain bergerak lebih jauh. Di sini digabungkan termodinamika (pembentukan distribusi kesetimbangan zat antara fase) dan kinetis (menggerakkan komponen dengan kecepatan berbeda) aspek pemisahan. Akibatnya, setiap komponen terkonsentrasi pada area tertentu dari lembaran kertas: zona komponen individu di kromatogram . Penggunaan kromatografi di atas kertas memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan: ketergantungan proses pemisahan pada komposisi dan sifat kertas, perubahan kadar air dalam pori-pori kertas dengan perubahan kondisi penyimpanan, kromatografi yang sangat rendah. kecepatan (hingga beberapa hari), dan reproduktifitas hasil yang rendah. Kekurangan ini sangat mempengaruhi penyebaran kromatografi kertas sebagai metode kromatografi.

PADA Metode TLC proses pemisahan campuran zat dilakukan dalam lapisan tipis penyerap diendapkan pada substrat padat inert, dan disediakan oleh gerakan fase gerak (pelarut) melalui sorben di bawah aksi kekuatan kapiler . Olehmekanisme pemisahan membedakan kromatografi partisi, adsorpsi dan pertukaran ion . Pemisahan komponen terjadi dalam kasus ini baik sebagai akibat dari koefisien distribusi yang berbeda antara dua fase cair ( kromatografi partisi ), atau karena daya serap senyawa yang berbeda oleh sorben ( kromatografi adsorpsi ). Metode adsorpsi didasarkan pada derajat yang berbeda dari sorpsi-desorpsi komponen yang dipisahkan pada fase diam. adsorpsi dilakukan dengan biaya gaya van der Waals , yang merupakan dasar adsorpsi fisik , polimolekul (terbentuknya beberapa lapisan adsorbat pada permukaan adsorben) dan kemisorpsi (interaksi kimia adsorben dan adsorbat).

Dalam hal menggunakan sorben tersebut untuk TLC seperti: alumina atau silika gel berperan dalam pemisahan distribusi , dan adsorpsi pada permukaan aktif sorben yang dikembangkan (150-750 m2/g). Distribusi komponen campuran terjadi antara air pada permukaan pembawa (seperti: penyerap , bagaimana alumina , pati , selulosa , tanah diatom - dan air membentuk fase diam ), dan pelarut bergerak melalui fase diam ini ( fase gerak ). Komponen campuran yang lebih mudah larut dalam air bergerak lebih lambat daripada komponen yang lebih mudah larut dalam fase gerak.

adsorpsi dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa antara pembawa , misalnya, aluminium oksida, dan komponen campurannya diatur kesetimbangan adsorpsi - untuk setiap komponennya sendiri, yang hasilnya adalah kecepatan perjalanan yang berbeda komponen campuran. Dua kasus ekstrim dapat dibedakan:

a) konsentrasi zat pada adsorben adalah nol. Substansi larut sepenuhnya dalam fase gerak dan terbawa olehnya (bergerak bersama depan pelarut ).

b) zat teradsorpsi sempurna, tidak berinteraksi dengan pelarut dan tetap di awal.

Dalam praktiknya, dengan pemilihan pelarut dan adsorben yang terampil distribusi senyawa terletak di antara kasus-kasus ekstrem ini, dan zat itu secara bertahap terbawa oleh dari satu lapisan sorben ke yang lain karena proses yang terjadi secara bersamaan penyerapan dan desorpsi .

Pelarut yang melewati sorben disebut eluen , proses perpindahan suatu zat bersama-sama dengan eluen elusi . Saat cairan bergerak di piring, campuran zat terpisah karena aksi gaya adsorpsi , distribusi , pertukaran ion atau kombinasi dari semua faktor ini. Akibatnya, pisahkan zona kromatografi komponen campuran, yaitu ternyata kromatogram .

Pilihan yang benar penyerap dan eluen menentukan efisiensi pemisahan campuran. Mobilitas zat uji tergantung pada afinitasnya terhadap sorben dan kekuatan elusi (polaritas) eluen. Ketika polaritas senyawa meningkat, demikian juga afinitasnya terhadap sorben polar. Dengan meningkatkan derajat adsorpsi silika gel senyawa organik disusun dalam satu baris: hidrokarbon<алкилгалогенидыарены<нитросоединения<простые эфиры <сложные эфиры<альдегиды<спирты<амины<карбоновые кислоты. В свою очередь untuk silika gel eluen dapat diatur dalam urutan "polaritas" ( kekuatan elusi ) dan membentuk serangkaian pelarut ( seri eluotropik ) sesuai dengan data percobaan : alkana > benzena > kloroform > dietil eter > etil asetat > alkohol 2 -С 4 > air > aseton > asam asetat > metanol. Jadi, senyawa polar, alkohol, diadsorpsi cukup kuat pada silika gel dan, oleh karena itu, bergerak lemah di bawah aksi pelarut nonpolar seperti heksana, dan tetap berada di dekat garis start. Pada gilirannya, bifenil hidrokarbon aromatik non-polar terlihat lebih mobile dalam heksana, tetapi bahkan di sini, untuk mencapai R f sekitar 0,5, diperlukan eluen aprotik yang lebih polar, metilen klorida. kekuatan eluen mengatur menggunakan campuran pelarut - tetangga di seri eluotropik dengan polaritas yang berbeda.

Saat ini, TLC terutama menggunakan yang berikut: penyerap : untuk perpisahan zat lipofilik silika gel , alumina , selulosa asetat , poliamida ; untuk memisahkan zat hidrofilik selulosa , penukar ion selulosa , tanah diatom , poliamida . Karakteristik yang paling penting dari sorben adalah aktivitas , yaitu kemampuan menyerap (memegang) komponen-komponen campuran yang akan dipisahkan. Di luar negeri, sejumlah perusahaan memproduksi silika gel , tanah diatom dan alumina dengan penambahan gipsum 5%, yang digunakan untuk memperbaiki lapisan sorben dalam pembuatan pelat sendiri.

Sorben yang paling umum adalah silika gel - asam silikat terhidrasi, dibentuk oleh aksi asam mineral pada Na 2 SiO 3 dan pengeringan sol yang dihasilkan. Setelah menggiling sol, sebagian kecil dari ukuran butir tertentu digunakan (ditunjukkan pada pelat, biasanya 5-20 mikron). silika gel adalah penyerap polar dengan gugus OH sebagai pusat aktif. Ini dengan mudah menyerap air di permukaan dan membentuk ikatan hidrogen.

Alumina adalah adsorben basa lemah dan digunakan terutama untuk pemisahan senyawa basa lemah dan netral. Kelemahan pelat pada aluminium oksida adalah aktivasi wajib pada permukaan sebelum digunakan dalam lemari pengering pada suhu tinggi (100-150 o C) dan kapasitas adsorpsi lapisan yang rendah dibandingkan dengan silika gel.

tanah diatom - adsorben yang diperoleh dari mineral alami - tanah diatom. Sorben memiliki sifat hidrofilik dan kapasitas adsorpsi lapisan yang lebih rendah dibandingkan dengan silika gel.

Selulosa: Pelat lapis tipis berlapis selulosa sangat efektif dalam memisahkan molekul organik kompleks. Adsorben terutama bola selulosa dengan diameter hingga 50 mikron, dipasang pada pembawa dengan pati. Seperti pada kromatografi kertas, kenaikan muka pelarut sangat lambat.

Analisis kromatografi dilakukan pada pelat industri produksi Ceko " Silufol » (« Silufol "") dari aluminium foil, terkadang diperkuat dengan karton, dan " Siluplast » terbuat dari plastik yang dilapisi dengan lapisan sorben - silika gel LS 5-40 dengan pati atau gipsum sebagai pengikat (hingga 10%), atau aluminium oksida dengan atau tanpa indikator fluoresen. Catatan " Silufol » memiliki laju elusi yang tinggi, namun dicirikan oleh daya pisah yang rendah dan sensitivitas yang rendah. Selama penyimpanan, mereka sensitif terhadap kondisi (kelembaban, suhu, media agresif, dll.). Pasokan masing-masing perusahaan pelat kromatografi dengan lapisan penyerap yang berbeda (biasanya hingga 0,25 mm), tetapi ketebalan yang sangat konstan (gel silika, selulosa, resin penukar ion), pada kaca dan substrat yang terbuat dari aluminium foil, plastik, fiberglass yang diresapi.

piring « Sorbfil » (TU 26-11-17-89) diproduksi di Rusia pada basis polimer (polietilen tereftalat, kelas P) atau substrat aluminium (tingkat AF) dengan lapisan kerja yang diterapkan sorben silika gel mikrofraksinasi grade STX-1A dan STX-1VE (diproduksi di USSR sebagai silika gel terfraksionasi KSKG) dengan ketebalan 90-120 mikron (hingga 200 mikron), difiksasi dengan pengikat khusus - silikasol . Saat menggunakan sol asam silikat (silikazole) sebagai pengikat, yang berubah menjadi silika gel setelah pemanasan, pelat KLT yang dihasilkan terdiri dari dua komponen: lapisan gel silika dan substrat. Keseragaman ketebalan lapisan sorben pada satu pelat adalah ±5 m. Contoh penunjukan: "Sorbfil-PTSKh-AF-V-UF (10x10)" - pelat TLC berkinerja tinggi pada substrat aluminium, dengan fosfor, 10x10 cm.

Jika substrat kaca (kelas C) digunakan, maka pelat tersebut dapat digunakan kembali dan tahan bahan kimia. Ketahanan kimianya ditentukan oleh ketahanan kimia gel silika. Akibatnya, pelat TLC dapat berulang kali diperlakukan dengan reagen agresif, misalnya, dengan campuran kromium panas, yang menghilangkan batasan penggunaan reagen yang berkorelasi untuk deteksi titik dan modifikasi sorben, dan memungkinkan beberapa (hingga 30 kali atau lebih) regenerasi pelat dengan campuran kromium. Pelat kaca dapat dipotong sesuai ukuran yang diinginkan. Kekuatan mekanik dari lapisan sorben dapat dikontrol, di satu sisi, menyediakan transportasi dan beberapa pemrosesan pelat dan, di sisi lain, kemungkinan mengekstraksi lapisan adsorben dengan zat terpisah untuk pencucian selanjutnya dari senyawa individu dari sorben dan studi lebih lanjut mereka dengan metode instrumental (spektrometri IR dan UV). , metode difraksi sinar-X, NMR, dll.).

Pelat berbeda dalam ukuran fraksi (distribusi partikel) dari silika gel yang membentuk lapisan. Pada pelat analitik (kelas A) fraksinya adalah 5-17 mikron, pada sangat efisien (kelas B) - 8-12 mikron. Distribusi yang lebih sempit meningkatkan efisiensi pelat, mis. Bintik-bintik zat yang akan dipisahkan menjadi lebih kompak (berukuran lebih kecil) dan karena itu lebih baik dipisahkan ketika bagian depan eluen melewati jarak yang lebih pendek. Pada wafer Rusia, lapisan analitis dan berkinerja tinggi tidak jauh berbeda, berbeda dengan wafer dari Merck (Jerman). Pelat kinerja tinggi harus digunakan jika zat tidak dapat dipisahkan pada pelat analitik. Pelat dari semua modifikasi diproduksi dengan fosfor (kelas UV) dengan eksitasi 254 nm. Umur simpan tidak terbatas, piring " Sorbfil » diuji secara luas dalam analisis turunan asam amino, pestisida, lipid, antibiotik.

Metode TLC dilakukan identifikasi kualitatif komponen. kuantisasi untuk TLC juga dimungkinkan, ini membutuhkan penerapan jumlah zat yang tepat dan tambahan studi densitometri dengan fiksasi yang jelas dari intensitas bintik-bintik. Yang paling umum adalah metode semikuantitatif . Hal ini didasarkan pada perbandingan visual ukuran dan intensitas noda suatu komponen dengan karakteristik yang sesuai dari serangkaian noda dari zat yang sama dengan konsentrasi yang berbeda ( solusi referensi standar ). Saat menggunakan sampel dalam jumlah 1-5 g, metode sederhana semacam itu memberikan akurasi penentuan kandungan komponen sekitar 5-10%. Seringkali, untuk menentukan komponen dalam sampel, perlu dilakukan persiapan sampel untuk mendapatkan campuran yang mengandung senyawa yang dianalisis. Persiapan sampel didasarkan pada ekstraksi obat dari sampel dengan pelarut organik ( n-heksana, petroleum eter, dietil eter, kloroform), pemurnian ekstrak dan kromatografi selanjutnya dalam lapisan tipis alumina atau silika gel.

Ada beberapa varian TLC dan BC, berbeda dalam cara pasokan pelarut . Tergantung pada arah pergerakan fase gerak, ada:

sebuah)kromatografi naik fase gerak dituangkan ke bagian bawah ruang pemisahan, kertas (pelat) ditempatkan secara vertikal;

b)kromatografi menurun fase gerak diumpankan dari atas dan bergerak ke bawah sepanjang lapisan sorben pelat atau kertas;

di)kromatografi radial gerak maju horizontal dari bagian depan pelarut: fase gerak dibawa ke tengah piringan kertas (plat), di mana campuran yang akan dipisahkan diendapkan.

Yang paling umum adalah elusi ke atas (kromatografi). Depan eluen sambil bergerak dari bawah ke atas. Pemilihan pelarut (fase gerak) ditentukan oleh sifat sorben dan sifat zat yang akan dipisahkan.

Pemisahan kromatografi Metode BC dan TLC dilakukan di ruang pemisah dengan tutup yang disekrup. Ukuran kuantitatif dari laju transfer suatu zat menggunakan adsorben dan pelarut tertentu adalah nilai R f (dari bahasa Inggris. penyimpanan faktor – koefisien delay, parameter ini dianalogikan dengan waktu retensi). Posisi zona komponen yang dikromatografi diatur ke ukuran koefisien R f sama dengan rasio kecepatan zonanya dengan kecepatan bagian depan pelarut. Nilai R f selalu kurang dari satu dan tidak bergantung pada panjang kromatogram. Dengan jumlah R f dipengaruhi oleh berbagai faktor. Jadi, pada suhu rendah, zat bergerak lebih lambat; kontaminasi pelarut, ketidakhomogenan adsorben, ion asing dalam larutan yang dianalisis dapat mengubah nilainya R f hingga 10%. Dalam sistem yang dipilih, analit harus memiliki nilai yang berbeda R f dan didistribusikan ke seluruh panjang kromatogram. Sebaiknya nilai-nilai tersebut R f berada pada kisaran 0,05-0,85.

Dalam prakteknya, nilai R f dihitung sebagai rasio jarak aku ditempuh oleh zat untuk jarak L dilewatkan oleh pelarut:

R f = II (6.1 )

Biasanya untuk perhitungan pilih pusat tempat (Gbr. 1). Nilai R f tergantung pada banyak faktor seperti kertas kromatografi (porositas, densitas, ketebalan, derajat hidrasinya) dan penyerap (ukuran butir, sifat kelompok pada permukaan, ketebalan lapisan, kadar airnya, sifat zat, komposisi fase gerak), kondisi percobaan (suhu, waktu kromatografi, dll.). Dengan keteguhan semua parameter kromatografi, nilai R f ditentukan hanya oleh sifat-sifat individual dari masing-masing komponen.

Beras. 1. Penentuan nilai pada kromatogram RF untuk komponen TETAPI dan PADA,

tingkat pemisahan mereka Rp dan jumlah pelat teoritis N .

Efisiensi BC dan TLC juga bergantung pada selektivitas dan sensitivitas reaksi yang digunakan untuk mendeteksi komponen campuran yang dianalisis. Biasanya, reagen yang digunakan membentuk senyawa berwarna dengan komponen yang akan ditentukan - pengembang. Untuk lebih dapat diandalkan identifikasi komponen bersama berlaku " saksi " -solusi zat standar (dalam pelarut yang sama dengan sampel) yang diharapkan ada dalam sampel. Zat Standar diterapkan ke garis awal di sebelah sampel yang dianalisis dan dikromatografi di bawah kondisi yang sama. Dalam praktiknya, nilai relatif sering digunakan:

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

di mana R f berdiri juga dihitung dengan rumus (6.1). Efisiensi pemisahan kromatografi mencirikan jumlah pelat teoretis setara dan mereka tinggi . Jadi, dalam metode KLT, jumlah pelat teoretis ekivalen N TETAPI untuk komponen TETAPI campuran yang akan dipisahkan dihitung dengan rumus :

N SEBUAH = 16 (aku OA / sebuah (SEBUAH )) 2 (6.3)

Nilai aku OA dan sebuah (TETAPI ) ditentukan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6.1. Maka tinggi pelat teoretis ekivalen H TETAPI adalah:

H SEBUAH = aku OA /N = sebuah (SEBUAH ) 2 / 16 aku OA . (6.4)

Pemisahan praktis mungkin jika R f (TETAPI) R f (PADA) 0,1 .

Untuk mengkarakterisasi pemisahan dua komponen TETAPI dan PADA menggunakan derajat (kriteria) pemisahan Rs :

Rp = aku / (sebuah (SEBUAH) / 2 + sebuah (B) / 2)= 2 aku / (sebuah (SEBUAH) + sebuah (B)) (6.5)

di mana aku jarak antara pusat titik komponen TETAPI dan PADA;

sebuah (TETAPI) dan sebuah (PADA) diameter titik TETAPI dan PADA pada kromatogram (Gbr. 6.1). Lebih Rp , semakin jelas titik-titik komponennya dipisahkan TETAPI dan PADA pada kromatogram. Ketentuan kromatografi dipilih sehingga nilai Rp berbeda dari nol dan satu, nilai optimal Rp adalah 0,3 0.7. Untuk tarif selektivitas pemisahan dua komponen TETAPI dan PADA menggunakan faktor pemisahan α :

α = aku B / aku SEBUAH (6.6)

Jika = 1, maka komponen TETAPI dan PADA tidak dipisahkan.


Dalam kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT), sifat proses yang terjadi dalam kolom kromatografi umumnya identik dengan proses dalam kromatografi gas. Perbedaannya hanya pada penggunaan zat cair sebagai fase diam. Karena densitas fase gerak cair yang tinggi dan resistansi kolom yang tinggi, kromatografi gas dan cair sangat berbeda dalam instrumentasi.

Dalam HPLC, pelarut murni atau campurannya biasanya digunakan sebagai fase gerak.

Untuk membuat aliran pelarut murni (atau campuran pelarut), yang disebut eluen dalam kromatografi cair, pompa digunakan, yang merupakan bagian dari sistem hidrolik kromatografi.

Kromatografi adsorpsi dilakukan sebagai hasil interaksi suatu zat dengan adsorben, seperti silika gel atau aluminium oksida, yang memiliki pusat aktif di permukaan. Perbedaan kemampuan untuk berinteraksi dengan pusat adsorpsi molekul sampel yang berbeda menyebabkan pemisahan mereka menjadi zona dalam proses bergerak dengan fase gerak melalui kolom. Pembagian zona komponen yang dicapai dalam hal ini tergantung pada interaksi dengan pelarut dan adsorben.

Adsorben silika gel dengan volume, permukaan, dan diameter pori yang berbeda menemukan aplikasi terbesar dalam HPLC. Aluminium oksida dan adsorben lainnya lebih jarang digunakan. Alasan utama untuk ini:

Kekuatan mekanik yang tidak memadai, yang tidak memungkinkan pengemasan dan penggunaan pada tekanan tinggi yang khas untuk HPLC;

silika gel dibandingkan dengan aluminium oksida memiliki rentang porositas, permukaan dan diameter pori yang lebih luas; aktivitas katalitik aluminium oksida yang secara signifikan lebih tinggi menyebabkan distorsi hasil analisis karena dekomposisi komponen sampel atau kemisorpsi yang tidak dapat diubah.

Detektor HPLC

Kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) digunakan untuk mendeteksi zat polar non-volatil, yang karena alasan tertentu tidak dapat diubah menjadi bentuk yang sesuai untuk kromatografi gas, bahkan dalam bentuk turunannya. Zat tersebut, khususnya, termasuk asam sulfonat, pewarna yang larut dalam air dan beberapa pestisida, seperti turunan fenil-urea.

Detektor:

Detektor array dioda UV. "Matriks" fotodioda (ada lebih dari dua ratus di antaranya) secara konstan mencatat sinyal di wilayah spektrum UV dan tampak, sehingga memastikan perekaman spektrum UV-B dalam mode pemindaian. Hal ini memungkinkan untuk merekam secara terus menerus, pada sensitivitas tinggi, spektrum komponen yang tidak terdistorsi dengan cepat melewati sel khusus.

Dibandingkan dengan deteksi panjang gelombang tunggal, yang tidak memberikan informasi tentang "kemurnian" puncak, kemampuan untuk membandingkan spektrum penuh dari susunan dioda memberikan hasil identifikasi dengan tingkat kepastian yang jauh lebih besar.

Detektor fluoresen. Popularitas besar detektor fluoresen adalah karena selektivitas dan sensitivitas yang sangat tinggi, dan fakta bahwa banyak polutan lingkungan berpendar (misalnya, hidrokarbon poliaromatik).

Detektor elektrokimia digunakan untuk mendeteksi zat yang mudah teroksidasi atau tereduksi: fenol, merkaptan, amina, nitro aromatik dan turunan halogen, aldehida, keton, benzidin.

Pemisahan secara kromatografi campuran pada kolom karena gerak maju PF yang lambat membutuhkan waktu yang lama. Untuk mempercepat proses, kromatografi dilakukan di bawah tekanan. Metode ini disebut kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC).

Modernisasi peralatan yang digunakan dalam kromatografi kolom cair klasik telah menjadikannya salah satu metode analisis yang menjanjikan dan modern. Kromatografi cair kinerja tinggi adalah metode yang mudah untuk memisahkan, mengisolasi secara preparatif, dan melakukan analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa yang tidak mudah menguap dan termolabil dengan berat molekul rendah dan tinggi.

Tergantung pada jenis sorben yang digunakan dalam metode ini, 2 varian kromatografi digunakan: pada sorben polar menggunakan eluen non-polar (opsi fase langsung) dan pada sorben non-polar menggunakan eluen polar - yang disebut sebaliknya -fase kromatografi cair kinerja tinggi (RPHLC).

Ketika eluen lolos ke eluen, kesetimbangan di bawah kondisi RPHLC ditetapkan berkali-kali lebih cepat daripada di bawah kondisi sorben polar dan PF non-air. Sebagai hasilnya, serta kenyamanan bekerja dengan air dan eluen air-alkohol, RPHLC kini telah mendapatkan popularitas besar. Sebagian besar analisis HPLC dilakukan dengan menggunakan metode ini.

Detektor. Registrasi keluaran dari kolom komponen terpisah dilakukan dengan menggunakan detektor. Untuk pendaftaran, Anda dapat menggunakan perubahan sinyal analitik yang berasal dari fase gerak dan terkait dengan sifat dan jumlah komponen campuran. Kromatografi cair menggunakan sinyal analitik seperti penyerapan cahaya atau emisi cahaya dari larutan yang keluar (detektor fotometrik dan fluorimetri), indeks bias (detektor refraktometri), potensial dan konduktivitas listrik (detektor elektrokimia), dll.

Sinyal yang terus-menerus terdeteksi direkam oleh perekam. Kromatogram adalah urutan sinyal detektor yang direkam pada pita perekam, yang dihasilkan ketika masing-masing komponen campuran keluar dari kolom. Dalam hal pemisahan campuran, puncak individu terlihat pada kromatogram eksternal. Posisi puncak pada kromatogram digunakan untuk tujuan identifikasi zat, tinggi atau luas puncak - untuk tujuan penentuan kuantitatif.

Aplikasi

HPLC menemukan aplikasi terluas di bidang analisis kimia berikut (objek analisis di mana HPLC praktis tidak memiliki persaingan disorot):

· Kontrol kualitas makanan - aditif tonik dan rasa, aldehida, keton, vitamin, gula, pewarna, pengawet, hormon, antibiotik, triazin, karbamat dan pestisida lainnya, mikotoksin, nitrosoamines, hidrokarbon aromatik polisiklik, dll.

· Perlindungan lingkungan - fenol, senyawa nitro organik, hidrokarbon aromatik mono dan polisiklik, sejumlah pestisida, anion dan kation utama.

· Kriminalistik - obat-obatan, bahan peledak organik dan pewarna, obat-obatan ampuh.

· Industri farmasi - hormon steroid, hampir semua produk sintesis organik, antibiotik, sediaan polimer, vitamin, sediaan protein.

Obat - zat biokimia dan obat yang terdaftar dan metabolitnya dalam cairan biologis (asam amino, purin dan pirimidin, hormon steroid, lipid) dalam diagnosis penyakit, menentukan tingkat ekskresi obat dari tubuh untuk tujuan dosis masing-masing .

· Pertanian - penentuan nitrat dan fosfat dalam tanah untuk menentukan jumlah pupuk yang dibutuhkan, penentuan nilai gizi pakan (asam amino dan vitamin), analisis pestisida dalam tanah, air dan produk pertanian.

Biokimia, kimia bioorganik, rekayasa genetika, bioteknologi - gula, lipid, steroid, protein, asam amino, nukleosida dan turunannya, vitamin, peptida, oligonukleotida, porfirin, dll.

· Kimia organik - semua produk stabil dari sintesis organik, pewarna, senyawa termolabil, senyawa non-volatil; kimia anorganik (hampir semua senyawa terlarut dalam bentuk ion dan senyawa kompleks).

· Kontrol kualitas dan keamanan produk makanan, minuman beralkohol dan non-alkohol, air minum, bahan kimia rumah tangga, parfum di semua tahap produksinya;

penentuan sifat pencemaran di lokasi bencana buatan manusia atau keadaan darurat;

deteksi dan analisis bahan narkotika, kuat, beracun, dan mudah meledak;

penentuan keberadaan zat berbahaya (polisklik dan hidrokarbon aromatik lainnya, fenol, pestisida, pewarna organik, ion logam berat, alkali dan alkali tanah) dalam limbah cair, emisi udara dan limbah padat dari perusahaan dan organisme hidup;

· pemantauan proses sintesis organik, pengolahan minyak dan batubara, produksi biokimia dan mikrobiologi;

analisis kualitas tanah untuk pemupukan, keberadaan pestisida dan herbisida di tanah, air dan produk, serta nilai gizi pakan; tugas analisis penelitian yang kompleks; memperoleh sejumlah mikro zat ultra murni.



(OFS 42-0096-09)

Kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) adalah metode kromatografi kolom di mana fase gerak (MP) adalah cair

tulang bergerak melalui kolom kromatografi yang diisi dengan yang tidak didukung

fase visual (penyerap). Kolom HPLC dicirikan oleh tekanan hidrolik yang tinggi pada saluran masuk kolom, oleh karena itu HPLC kadang-kadang disebut

disebut "Kromatografi Cair Tekanan Tinggi".

Tergantung pada mekanisme pemisahan zat, berikut ini dibedakan:

pilihan umum HPLC: adsorpsi, distribusi, pertukaran ion,

eksklusif, kiral, dll.

Dalam kromatografi adsorpsi, pemisahan zat terjadi karena perbedaan kemampuannya untuk diadsorpsi dan diadsorpsi dengan bertambahnya

permukaan adsorben dengan permukaan yang dikembangkan, misalnya silika gel.

Pada HPLC partisi, pemisahan terjadi karena adanya perbedaan koefisien distribusi zat yang akan dipisahkan antara zat yang tidak bergerak

(biasanya secara kimiawi dicangkokkan ke permukaan pembawa tetap) dan

fase gerak.

Dengan polaritas, PF dan NF HPLC dibagi menjadi fase normal dan ob-

fase-rotasi.

Fase normal disebut varian kromatografi, di mana

gunakan sorben polar (misalnya, gel silika atau gel silika dengan tambahan

memutar NH2 - atau CN-gugus) dan PF non-polar (misalnya, heksana dengan yang berbeda

suplemen pribadi). Pada kromatografi fase terbalik,

gunakan sorben yang dimodifikasi secara kimia non-polar (misalnya,

radikal alkil non-polar C18 ) dan fase gerak polar (misalnya,

metanol, asetonitril).

Dalam kromatografi pertukaran ion, molekul zat campuran, disosiasi

dalam larutan menjadi kation dan anion, dipisahkan ketika bergerak melalui

sorben (penukar kation atau penukar anion) karena nilai tukarnya yang berbeda dengan ionik

kelompok mi dari sorben.

Dalam pengecualian (ayakan, penetrasi gel, filtrasi gel)

Molekul kromatografi zat dipisahkan berdasarkan ukuran karena kemampuannya yang berbeda untuk menembus ke dalam pori-pori fase diam. Pada saat yang sama, yang pertama dari

molekul terbesar (dengan berat molekul tertinggi) yang dapat menembus ke dalam jumlah minimum pori-pori fase diam keluar dari kolom,

dan zat dengan ukuran molekul kecil keluar terakhir.

Seringkali pemisahan berlangsung tidak hanya dengan satu, tetapi melalui beberapa mekanisme pada saat yang bersamaan.

Metode HPLC dapat digunakan untuk mengontrol kualitas negatif apapun

analit serupa. Untuk analisis, instrumen yang sesuai digunakan - kromatografi cair.

Komposisi kromatografi cair biasanya mencakup dasar-dasar berikut:

node:

Unit persiapan PF, termasuk wadah dengan fase gerak (atau wadah

sti dengan pelarut individu yang merupakan bagian dari fase gerak

zy) dan sistem degassing PF;

sistem pemompaan;

mixer fase gerak (jika perlu);

sampel sistem injeksi (injektor);

kolom kromatografi (dapat dipasang di termostat);

- detektor;

sistem pengumpulan dan pemrosesan data.

Sistem pemompaan

Pompa memasok PF ke kolom dengan laju konstan tertentu. Komposisi fase gerak mungkin konstan atau variabel.

selama analisis. Dalam kasus pertama, prosesnya disebut isokratik,

dan di kedua - gradien. Terkadang dipasang di depan sistem pemompaan

filter dengan diameter pori 0,45 m untuk menyaring fase gerak. Modern

Sistem pemompaan variabel dari kromatografi cair terdiri dari satu atau lebih pompa yang dikendalikan oleh komputer. Ini memungkinkan Anda untuk mengubah

menjadi PF menurut program tertentu dengan elusi gradien. UKM-

pencampuran komponen PF dalam mixer dapat terjadi baik pada tekanan rendah

ion (sebelum pompa) dan pada tekanan tinggi (setelah pompa). Mixer dapat digunakan untuk preparasi PF dan elusi isokratik,

namun, rasio komponen yang lebih akurat dicapai dengan pendahuluan

pencampuran komponen PF untuk proses isokratik. Pompa HPLC analitik memungkinkan untuk mempertahankan laju aliran konstan PF ke dalam kolom dalam kisaran 0,1 hingga 10 ml/menit pada tekanan masuk kolom hingga 50 MPa. Namun, disarankan agar nilai ini tidak melebihi

shalo 20 MPa. Pulsasi tekanan diminimalkan dengan redaman khusus

sistem ferrule termasuk dalam desain pompa. Bagian kerja di-

pompa terbuat dari bahan tahan korosi, yang memungkinkan penggunaan komponen agresif dalam komposisi PF.

kran

Secara desain, mixer bisa statis atau dinamis.

mikrofon.

Dalam mixer, fase gerak tunggal terbentuk dari:

pelarut tertentu yang dipasok oleh pompa, jika campuran yang diperlukan belum disiapkan sebelumnya. Pencampuran pelarut biasanya terjadi secara spontan, tetapi sistem dengan pencampuran paksa kadang-kadang digunakan.

jahit.

Injektor

Injektor dapat bersifat universal untuk memasukkan sampel dari

1 l hingga 2 ml atau diskrit untuk injeksi sampel hanya dengan volume tertentu

em. Kedua jenis injektor dapat otomatis ("injektor otomatis" atau "pengambil sampel otomatis"). Injektor untuk memasukkan sampel (larutan) terletak tidak -

tepat sebelum kolom kromatografi. Desain injektor memungkinkan untuk mengubah arah aliran PF dan sebelumnya memasukkan sampel ke dalam lingkaran dengan volume tertentu (biasanya dari 10 hingga 100 l).

Volume ini ditunjukkan pada label loop. Desain injektor memungkinkan penggantian loop. Untuk memperkenalkan solusi yang dianalisis ke dalam non-av-

injector tomatic menggunakan microsyringe manual dengan volume yang signifikan

sangat melebihi volume loop. Kelebihan larutan yang disuntikkan, bukan

dalam loop dibuang dan volume sampel yang tepat dan selalu sama disuntikkan ke dalam kolom. Pengisian loop yang tidak lengkap secara manual mengurangi akurasi

akurasi dosis dan reproduktifitas dan, akibatnya, menurunkan akurasi

dan reproduktifitas analisis kromatografi.

kolom kromatografi

Kolom kromatografi biasanya tabung stainless steel, kaca atau plastik diisi dengan sorben dan ditutup.

di kedua sisi dengan filter dengan diameter pori 2-5 m. Panjang analitis

kolom, tergantung pada mekanisme pemisahan kromatografi, dapat berkisar antara 5 hingga 60 cm atau lebih (biasanya

10-25 cm), diameter dalam - dari 2 hingga 10 mm (biasanya 4,6 mm). Kolom dengan diameter dalam kurang dari 2 mm digunakan dalam mikrokolom kromium

tografi. Kolom kapiler dengan diameter internal juga digunakan.

rum sekitar 0,3-0,7 mm. Kolom untuk kromatografi preparatif memiliki diameter internal hingga 50 mm atau lebih.

Sebelum kolom analitik, kabel pendek dapat dipasang.

kolom (pra-kolom) melakukan berbagai fungsi tambahan

(lebih sering - perlindungan kolom analitik). Biasanya, analisis dilakukan pada

pada suhu kamar, bagaimanapun, untuk meningkatkan efisiensi pemisahan dan

memperpendek durasi analisis, termostat dapat digunakan

kolom melelahkan pada suhu tidak melebihi 60 C. Pada suhu yang lebih tinggi, degradasi sorben dan perubahan komposisi PF dimungkinkan.

Fase diam (sorben)

Sorben yang biasa digunakan adalah:

1. Silica gel, alumina, grafit berpori digunakan dalam normal

kromatografi fase kecil. Mekanisme retensi dalam hal ini

teh - biasanya adsorpsi;

2. Resin atau polimer dengan gugus asam atau basa. Cakupan - kromatografi pertukaran ion;

3. silika gel atau polimer berpori (kromatografi eksklusi ukuran);

4. Sorben yang dimodifikasi secara kimia (sorben dengan fa-

zami), paling sering dibuat berdasarkan gel silika. Mekanisme retensi dalam banyak kasus adalah distribusi antara ponsel

fase nuh dan stasioner;

5. Sorben kiral yang dimodifikasi secara kimia, misalnya,

selulosa dan amilosa berair, protein dan peptida, siklodekstrin,

digunakan untuk memisahkan enansiomer (kromatografi kiral)

Sorben fase terikat dapat memiliki berbagai tingkat bahan kimia

modifikasi nakal. Partikel sorben dapat berbentuk bola atau tidak berbentuk bola.

bentuk teratur dan porositas bervariasi.

Fase terikat yang paling umum digunakan adalah:

gugus oktil(sorben octylsilane atau C8);

gugus oktadesil(sorben octadecylsilane

(ODS) atau C18);

gugus fenil(fenilsilan penyerap);

gugus sianopropil(penyerap CN);

gugus aminopropil(penyerap NH2);

– gugus diol (sorben diol).

Paling sering, analisis dilakukan pada fase ikatan non-polar dalam

mode fase terbalik menggunakan sorben C18.

Dalam beberapa kasus, lebih tepat menggunakan normal

kromatografi fase. Dalam hal ini, silika gel atau fase ikatan polar (“CN”, “NH2”, “diol”) digunakan dalam kombinasi dengan zat terlarut non-polar.

Sorben fase terikat secara kimiawi stabil pada nilai pH dari 2,0 hingga 8,0 kecuali ditentukan lain oleh pabrikan.

Partikel sorben mungkin memiliki bentuk bulat atau tidak beraturan dan berbagai porositas. Ukuran partikel sorben dalam HPLC analitik biasanya 3-10 m, dalam HPLC preparatif, hingga 50 m atau lebih.

Sorben monolitik juga digunakan.

Efisiensi pemisahan yang tinggi disediakan oleh luas permukaan partikel sorben yang tinggi (yang merupakan konsekuensi dari mikroskop mereka).

adanya pori-pori), serta keseragaman komposisi sorben dan pengemasannya yang padat dan seragam.

Detektor

Berbagai metode deteksi digunakan. Dalam kasus umum, PF dengan komponen terlarut di dalamnya setelah kolom kromatografi

ki jatuh ke dalam sel detektor, di mana satu atau lain sifat-sifatnya terus diukur (penyerapan di wilayah spektrum UV atau tampak, fluoresensi,

indeks bias, konduktivitas listrik, dll). Kromatogram yang dihasilkan adalah grafik ketergantungan beberapa fisik

atau parameter fisiko-kimia PF tepat waktu.

Yang paling umum adalah spektrofotometri

detektor (termasuk dioda-matriks), mendaftarkan perubahan optik

kerapatan di ultraviolet, terlihat dan sering di inframerah dekat

daerah lain dari spektrum 190-800 atau 900 nm. Kromatogram dalam hal ini

teh adalah ketergantungan kepadatan optik PF tepat waktu.

Detektor spektrofotometri yang digunakan secara tradisional memungkinkan

memungkinkan deteksi pada panjang gelombang apa pun dalam jangkauan operasinya

daerah. Detektor multiwave juga digunakan, yang memungkinkan penghantaran

melakukan deteksi pada beberapa panjang gelombang secara bersamaan.

Dengan bantuan detektor array dioda, dimungkinkan tidak hanya untuk melakukan deteksi pada beberapa panjang gelombang sekaligus, tetapi juga hampir seketika.

veno (tanpa pemindaian) untuk mendapatkan spektrum optik PF kapan saja, yang sangat menyederhanakan analisis kualitatif dari komponen yang dipisahkan

komponen.

Sensitivitas detektor fluoresen kira-kira 1000 kali lebih tinggi daripada detektor spektrofotometri. Dalam hal ini, baik fluoresensinya sendiri atau fluoresensi turunan yang sesuai digunakan, jika analit itu sendiri tidak berfluoresensi. Modern

Detektor fluoresen yang dapat dipertukarkan memungkinkan tidak hanya untuk mendapatkan

gram, tetapi juga untuk merekam spektrum eksitasi dan fluoresensi dari analisis

koneksi zyable.

Detektor refraktometri digunakan untuk menganalisis sampel yang tidak menyerap di daerah spektrum UV dan tampak (misalnya, karbohidrat).

(refraktometer). Kerugian dari detektor ini adalah sensitivitasnya yang rendah (dibandingkan dengan detektor spektrofotometri) dan ketergantungan suhu yang signifikan dari intensitas sinyal (detektor harus termostat).

Detektor elektrokimia juga digunakan (konduktometri,

langit, amperometrik, dll.), spektrometri massa dan Fourier-IR

detektor, detektor hamburan cahaya, radioaktivitas dan beberapa lainnya

fase gerak

PADA Berbagai pelarut, baik individu maupun campurannya, dapat digunakan sebagai PF.

PADA fase normal Kromatografi biasanya menggunakan karbon cair

hidrokarbon (heksana, sikloheksana, heptana) dan lainnya yang relatif non-polar

pelarut dengan sedikit tambahan senyawa organik polar,

yang mengatur kekuatan elusi PF.

Dalam kromatografi fase terbalik, komposisi PF mencakup or-

pelarut organik (biasanya asetonitril dan metanol) dan air. Untuk opti-

Studi pemisahan sering menggunakan larutan berair dengan tanda tertentu

nilai pH, khususnya larutan buffer. Aditif anorganik digunakan

asam kalsium dan asam organik, basa dan garam serta senyawa lainnya (on-

Misalnya, pengubah kiral untuk memisahkan enansiomer menjadi akiral-

tidak menyerap).

Kontrol nilai pH harus dilakukan secara terpisah untuk komponen berair, dan bukan untuk campurannya dengan pelarut organik.

PF dapat terdiri dari satu pelarut, seringkali dua, jika perlu

dimity - dari tiga atau lebih. Komposisi PF ditunjukkan sebagai rasio volume pelarut penyusunnya. Dalam beberapa kasus, massa

rasio, yang harus diatur secara khusus.

Saat menggunakan detektor spektrofotometri UV, PF seharusnya tidak memiliki penyerapan yang jelas pada panjang gelombang yang dipilih untuk deteksi. Batas transparansi atau kepadatan optik saat menentukan

panjang gelombang tertentu dari pelarut dari produsen tertentu sering ditunjukkan

ada di paket.

Analisis kromatografi sangat dipengaruhi oleh derajat kemurnian PF, sehingga sebaiknya menggunakan pelarut yang dihasilkan.

nye khusus untuk kromatografi cair (termasuk air).

PF dan solusi yang dianalisis tidak boleh mengandung yang tidak larut

partikel dan gelembung gas. Air yang diperoleh di laboratorium

larutan air pra-dicampur dengan pelarut organik air

Pelarut, serta larutan yang dianalisis, harus mengalami penyaringan dan penghilangan gas yang halus. Penyaringan biasanya digunakan untuk tujuan ini.

di bawah vakum melalui filter membran inert sehubungan dengan pelarut atau larutan ini dengan ukuran pori 0,45 m.

Sistem pengumpulan dan pemrosesan data

Sistem pemrosesan data modern adalah sistem terkonjugasi

komputer pribadi yang terhubung dengan kromatografi dengan perangkat lunak yang diinstal

perangkat lunak yang memungkinkan Anda untuk mendaftar dan memproses krono-

matogram, serta mengelola pengoperasian kromatografi dan memantau bagian utama

parameter mi dari sistem kromatografi.

Daftar kondisi kromatografi yang akan ditentukan

Dalam monografi pribadi, dimensi co-

kolom, jenis sorben dengan indikasi ukuran partikel, suhu kolom (jika kontrol suhu diperlukan), volume sampel yang disuntikkan (volume loop),

Status PF dan metode preparasinya, laju umpan PF, kondisi detektor dan deteksi, deskripsi mode gradien (jika digunakan), waktu kromatografi.

PERTUKARAN ION DAN HPLC ION

Kromatografi penukar ion digunakan untuk analisis sebagai senyawa organik

skikh (basa heterosiklik, asam amino, protein, dll.), dan non-or-

senyawa ganic (berbagai kation dan anion). Pemisahan komponen

komponen campuran yang dianalisis dalam kromatografi penukar ion didasarkan pada interaksi reversibel dari ion zat yang dianalisis dengan gugus ionik.

penyerap pami. Penukar anion atau penukar kation digunakan sebagai sorben.

Anda. Sorben ini terutama berupa ion polimer

pertukaran resin (biasanya kopolimer stirena dan divinilbenzena dengan graft

kelompok ionik), atau gel silika dengan kelompok penukar ion yang dicangkokkan. Sorben dengan gugus -(CH2)3 N+ X– digunakan untuk memisahkan anion, dan sorben dengan gugus -(CH2)SO3 – H+ digunakan untuk memisahkan kation.

Biasanya, resin polimer digunakan untuk memisahkan anion, dan untuk memisahkan e-

kation adalah silika gel yang dimodifikasi.

Sebagai PF dalam kromatografi pertukaran ion, larutan asam, basa dan garam digunakan. Balapan penyangga biasanya digunakan

solusi yang memungkinkan Anda mempertahankan nilai pH tertentu. Dimungkinkan juga untuk menggunakan aditif kecil dari bahan organik yang larut dalam air

pelarut kal - asetonitril, metanol, etanol, tetrahidrofuran.

Kromatografi ion- varian dari kromatografi pertukaran ion, dalam

yang, untuk menentukan konsentrasi ion analit, digunakan

menggunakan detektor konduktometri. Untuk operasi yang sangat sensitif

Untuk menentukan perubahan konduktivitas listrik yang melewati detektor PF, konduktivitas listrik latar belakang PF harus rendah.

Ada dua varian utama kromatografi ion.

Yang pertama didasarkan pada penekanan konduktivitas listrik elektrolit

bahwa PF menggunakan kolom penukar ion kedua yang terletak di antara anal-

kolom litik dan detektor. Pada kolom ini terjadi netralisasi

PF dan senyawa yang dianalisis memasuki sel detektor dalam deionisasi

air zirovannoy. Ion yang terdeteksi adalah satu-satunya ion

memastikan konduktivitas PF. Kerugian dari kolom penekan adalah kebutuhan untuk regenerasinya pada interval yang cukup pendek.

saya. Kolom penekan dapat diganti dengan yang terus beroperasi

penekan membran, di mana komposisi membran terus menerus

adalah aliran larutan regenerasi yang bergerak ke arah

berlawanan dengan arah aliran PF.

Versi kedua dari kromatografi ion adalah kromatografi ion kolom tunggal.

matografi. Dalam varian ini, PF dengan konduktivitas listrik yang sangat rendah digunakan.

kadar air. Senyawa organik lemah banyak digunakan sebagai elektrolit.

asam langit - benzoat, salisilat atau isoftalat.

UKURAN HPLC

Kromatografi eksklusi ukuran (kromatografi gel) adalah versi khusus dari HPLC berdasarkan pemisahan molekul menurut ukurannya. Distribusi

molekul antara fase diam dan fase gerak didasarkan pada ukuran

molekul dan sebagian pada bentuk dan polaritasnya. Untuk pemisahan, gunakan

sorben berpori - polimer, gel silika, gelas berpori dan polisakarida.

Ukuran partikel sorben adalah 5-10 m.

Keuntungan dari kaca berpori dan silika gel adalah difusi cepat molekul PF dan analit ke dalam pori-pori, stabilitas dalam berbagai kondisi (bahkan pada suhu tinggi). Sorben polimer-

Anda adalah kopolimer stirena dan divinilbenzena (ini adalah senyawa hidro-

sorben fobia yang digunakan dengan fase gerak non-polar) dan

gel hidrofilik yang diperoleh dari divinilbenzena tersulfonasi atau resin poliakrilamida.

Dua jenis interaksi terbatas dari molekul dengan fase diam berpori dimungkinkan. Molekul yang lebih besar dari diameter rata-rata pori tidak menembus ke dalam sorben sama sekali dan terelusi bersama dengan fase gerak.

zoy dulu. Molekul dengan diameter jauh lebih kecil dari ukuran pori semacam itu

bengkok bebas menembus ke dalamnya, tetap dalam fase diam untuk waktu yang lama dan terelusi terakhir. Molekul berukuran sedang menembus ke dalam pori-pori sorben tergantung pada ukurannya dan sebagian tergantung pada bentuknya. Mereka terelusi dengan waktu retensi yang berbeda antara

molekul terbesar dan terkecil kita. Pemisahan komponen sampel yang dikromatografi terjadi sebagai akibat dari aksi berulang.

difusi komponen sampel ke dalam pori-pori sorben, dan sebaliknya.

Dalam kromatografi eksklusi ukuran, untuk mengkarakterisasi retensi,

volume retensi sama dengan produk dari laju aliran PF dan waktu retensi digunakan.

fase gerak. Pilihan PF tergantung pada jenis sorben. Pengecualian-

kromatografi umumnya dibagi menjadi filtrasi gel dan kromatografi gel.

kromatografi permeasi.

Metode kromatografi filtrasi gel digunakan untuk memisahkan

senyawa yang larut dalam air pada sorben hidrofilik. Fase gerak adalah larutan buffer berair dengan nilai pH tertentu.

Kromatografi permeasi gel menggunakan hidrofobik

bent dan pelarut organik non-polar (toluena, diklorometana, tetra-

hidrofuran). Metode ini digunakan untuk menganalisis senyawa yang sedikit larut

berbingkai dalam air.

Detektor. Sebagai detektor dalam kromatografi eksklusi ukuran, detektor refraktometri diferensial digunakan, serta detektor spektrofotometri (termasuk yang berada di wilayah spektrum IR).

Detektor laser viskometrik dan aliran juga digunakan.

Detektor ini, dalam kombinasi dengan refraktometer atau konsentrasi lainnya

detektor memungkinkan Anda untuk terus menentukan berat molekul

kapur di PF.

KROMATOGRAFI CAIR KINERJA ULTRA

Kromatografi cair kinerja ultra adalah varian dari kromatografi cair yang lebih efisien

stu dibandingkan dengan HPLC klasik.

Fitur kromatografi cair ultra-kinerja adalah

penggunaan sorben dengan ukuran partikel 1,5 sampai 2 mikron. krom-

kolom matografi biasanya panjangnya 50 hingga 150 mm dan 1

berdiameter hingga 4 mm. Volume sampel yang disuntikkan bisa dari 1 hingga 50 l.

Peralatan kromatografi yang digunakan dalam klasik

riante HPLC, biasanya disesuaikan secara khusus untuk jenis kromatografi ini

Peralatan yang dirancang untuk kromatografi cair kinerja ultra juga dapat digunakan dalam versi klasik HPLC.


Pemisahan secara kromatografi campuran pada kolom karena gerak maju PF yang lambat membutuhkan waktu yang lama. Untuk mempercepat proses, kromatografi dilakukan di bawah tekanan. Metode ini disebut High Performance Liquid Chromatography (HPLC)

Modernisasi peralatan yang digunakan dalam kromatografi kolom cair klasik telah menjadikannya salah satu metode analisis yang menjanjikan dan modern. Kromatografi cair kinerja tinggi adalah metode yang mudah untuk pemisahan, isolasi preparatif, dan analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa termolabil yang tidak mudah menguap dengan berat molekul rendah dan tinggi.

Tergantung pada jenis sorben yang digunakan dalam metode ini, 2 varian kromatografi digunakan: pada sorben polar menggunakan eluen non-polar (opsi fase langsung) dan pada sorben non-polar menggunakan eluen polar - yang disebut sebaliknya -fase kromatografi cair kinerja tinggi (RPHLC).

Ketika eluen lolos ke eluen, kesetimbangan di bawah kondisi RPHLC ditetapkan berkali-kali lebih cepat daripada di bawah kondisi sorben polar dan PF non-air. Sebagai hasilnya, serta kenyamanan bekerja dengan air dan eluen air-alkohol, RPHLC kini telah mendapatkan popularitas besar. Sebagian besar analisis HPLC dilakukan dengan menggunakan metode ini.

Instrumentasi untuk HPLC

Kolom untuk HPLC terbuat dari stainless steel dengan diameter dalam 2-6 mm dan panjang 10-25 cm, kolom diisi dengan sorben (NF). Silica gel, alumina, atau sorben yang dimodifikasi digunakan sebagai NF. Silica gel biasanya dimodifikasi dengan memasukkan berbagai gugus fungsi secara kimiawi ke permukaannya.

Detektor. Registrasi keluaran dari kolom komponen terpisah dilakukan dengan menggunakan detektor. Untuk pendaftaran, Anda dapat menggunakan perubahan sinyal analitik yang berasal dari fase gerak dan terkait dengan sifat dan jumlah komponen campuran. Kromatografi cair menggunakan sinyal analitik seperti penyerapan cahaya atau emisi cahaya dari larutan yang keluar (detektor fotometrik dan fluorimetri), indeks bias (detektor refraktometri), potensial dan konduktivitas listrik (detektor elektrokimia), dll.

Sinyal yang terus-menerus terdeteksi direkam oleh perekam. Kromatogram adalah urutan sinyal detektor yang direkam pada pita perekam, yang dihasilkan ketika masing-masing komponen campuran keluar dari kolom. Dalam hal pemisahan campuran, puncak yang terpisah terlihat pada kromatogram eksternal. Posisi puncak pada kromatogram digunakan untuk tujuan identifikasi zat, tinggi atau luas puncak - untuk tujuan penentuan kuantitatif.

Analisis kualitatif

Karakteristik yang paling penting dari kromatogram - waktu retensi t r dan volume retensi yang terkait dengannya - mencerminkan sifat zat, kemampuan mereka untuk menyerap bahan fase diam dan, oleh karena itu, dalam kondisi kromatografi konstan, mereka adalah sarana untuk mengidentifikasi suatu zat. Untuk kolom tertentu dengan laju aliran dan suhu tertentu, waktu retensi masing-masing senyawa adalah konstan (Gbr. - waktu retensi standar internal (zat awalnya tidak ada dalam campuran yang dianalisis), h - tinggi puncak (mm), a 1 /2 - lebar puncak pada setengah tingginya, mm.

Untuk mengidentifikasi suatu zat dengan kromatogram, sampel standar atau zat murni biasanya digunakan. Waktu retensi dari komponen yang tidak diketahui t Rx dibandingkan dengan waktu retensi t RCT dari zat yang diketahui. Tetapi identifikasi yang lebih andal dengan mengukur waktu retensi relatif

Dalam hal ini, zat yang diketahui (standar internal) pertama kali dimasukkan ke dalam kolom dan waktu retensinya t R(BC) diukur, kemudian campuran uji dipisahkan secara kromatografi (dikromatografi), di mana standar internal ditambahkan terlebih dahulu.

Analisis kuantitatif

Analisis ini didasarkan pada ketergantungan tinggi puncak h atau luasnya S pada jumlah zat. Untuk puncak sempit, pengukuran h lebih disukai, untuk puncak buram lebar - S. Area puncak diukur dengan cara yang berbeda: dengan mengalikan tinggi puncak (h) dengan lebarnya (a 1/2), diukur pada setengah tingginya; perencanaan; menggunakan integrator. Kromatografi modern dilengkapi dengan integrator listrik atau elektronik.

Tiga metode terutama digunakan untuk menentukan kandungan zat dalam sampel: metode kalibrasi absolut, metode normalisasi internal, dan metode standar internal.

Metode kalibrasi absolut didasarkan pada penentuan awal hubungan antara jumlah zat yang dimasukkan dan luas atau tinggi puncak pada kromatogram. Sejumlah campuran kalibrasi yang diketahui dimasukkan ke dalam kromatogram dan area atau ketinggian puncak yang dihasilkan ditentukan. Buatlah grafik luas atau tinggi puncak dari jumlah zat yang disuntikkan. Sampel uji dianalisis, area atau ketinggian puncak komponen yang akan ditentukan diukur, dan jumlahnya dihitung berdasarkan kurva kalibrasi.

Metode normalisasi internal didasarkan pada membawa ke 100% jumlah area semua puncak dalam kromatogram.

Metode ini hanya memberikan informasi tentang kandungan relatif komponen dalam campuran, tetapi tidak memungkinkan penentuan nilai absolutnya.

Metode standar internal didasarkan pada perbandingan parameter puncak yang dipilih dari suatu analit dengan parameter yang sama dari zat standar yang dimasukkan ke dalam sampel dalam jumlah yang diketahui. Sejumlah zat standar yang diketahui dimasukkan ke dalam sampel uji, yang puncaknya dipisahkan dengan cukup baik dari puncak komponen campuran uji.

Dua metode terakhir memerlukan pengenalan faktor koreksi yang mencirikan sensitivitas detektor yang digunakan untuk zat yang dianalisis. Untuk berbagai jenis detektor dan zat yang berbeda, koefisien sensitivitas ditentukan secara eksperimental.

Kromatografi adsorpsi cair juga menggunakan analisis fraksi larutan yang dikumpulkan pada saat zat keluar dari kolom. Analisis dapat dilakukan dengan berbagai metode fisikokimia.

Kromatografi adsorpsi cair digunakan terutama untuk pemisahan zat organik. Metode ini sangat berhasil dalam mempelajari komposisi minyak, hidrokarbon, efektif memisahkan isomer trans dan cis, alkaloid, dll. HPLC dapat digunakan untuk menentukan zat warna, asam organik, asam amino, gula, pengotor pestisida dan herbisida, zat obat dan kontaminan lainnya dalam produk makanan.

Peralatan untuk kromatografi cair.

Dalam kromatografi cair modern, instrumen dengan berbagai tingkat kerumitan digunakan - dari sistem yang paling sederhana hingga kromatografi kelas atas yang dilengkapi dengan berbagai perangkat tambahan. pada gambar. 1. menunjukkan diagram blok kromatografi cair yang berisi kumpulan komponen minimum yang diperlukan, dalam satu atau lain bentuk, yang ada dalam sistem kromatografi apa pun.

Beras. 1. Blok diagram kromatografi cair.

Pompa (2) dirancang untuk menciptakan aliran pelarut yang konstan. Desainnya ditentukan terutama oleh tekanan operasi dalam sistem. Untuk operasi di kisaran 10-500 MPa, pompa jenis plunger (jarum suntik) atau piston digunakan. Kerugian dari yang pertama adalah perlunya penghentian berkala untuk pengisian dengan eluen, dan yang kedua adalah kerumitan desain yang besar dan, akibatnya, harga yang mahal. Untuk sistem sederhana dengan tekanan operasi rendah 1-5 MPa, pompa peristaltik murah berhasil digunakan, tetapi karena sulit untuk mencapai tekanan dan laju aliran yang konstan, penggunaannya terbatas pada tugas persiapan.

Injektor (3) memastikan bahwa sampel campuran komponen yang dipisahkan disuntikkan ke dalam kolom dengan reproduktifitas yang cukup tinggi. Sistem injeksi sampel "stop-flow" yang sederhana mengharuskan pompa untuk dihentikan dan oleh karena itu kurang nyaman dibandingkan dengan pipet loop Reodyne.

Kolom HPLC (4) adalah tabung baja tahan karat berdinding tebal yang mampu menahan tekanan tinggi. Peran penting dimainkan oleh kepadatan dan keseragaman pengepakan kolom dengan sorben. Untuk kromatografi cair tekanan rendah, kolom kaca berdinding tebal berhasil digunakan. Keteguhan suhu dipastikan oleh termostat (5).

Detektor (6) untuk kromatografi cair memiliki sel aliran di mana beberapa sifat eluen yang mengalir diukur secara kontinu. Jenis yang paling populer dari detektor tujuan umum adalah refraktometer, yang mengukur indeks bias, dan detektor spektrofotometri, yang mengukur absorbansi pelarut pada panjang gelombang tetap (biasanya di daerah ultraviolet). Keuntungan refraktometer (dan kerugian spektrofotometer) termasuk sensitivitas rendah terhadap jenis senyawa yang ditentukan, yang mungkin tidak mengandung gugus kromofor. Di sisi lain, penggunaan refraktometer terbatas pada sistem isokratik (dengan komposisi eluen yang konstan), sehingga penggunaan gradien pelarut tidak dimungkinkan dalam kasus ini.

Sistem perekaman (7) dalam kasus yang paling sederhana terdiri dari penguat diferensial dan perekam. Juga diinginkan untuk memiliki integrator yang memungkinkan untuk menghitung luas relatif dari puncak yang dihasilkan. Dalam sistem kromatografi kompleks, blok antarmuka digunakan yang menghubungkan kromatografi ke komputer pribadi (8), yang tidak hanya mengumpulkan dan memproses informasi, tetapi juga mengontrol instrumen.

Detektor HPLC

Kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) digunakan untuk mendeteksi zat polar non-volatil, yang karena alasan tertentu tidak dapat diubah menjadi bentuk yang sesuai untuk kromatografi gas, bahkan dalam bentuk turunannya. Zat tersebut, khususnya, termasuk asam sulfonat, pewarna yang larut dalam air dan beberapa pestisida, seperti turunan fenil-urea.

Detektor:

Detektor array dioda UV. "Matriks" fotodioda (ada lebih dari dua ratus di antaranya) secara konstan mencatat sinyal di wilayah spektrum UV dan tampak, sehingga memastikan perekaman spektrum UV-B dalam mode pemindaian. Hal ini memungkinkan untuk merekam secara terus menerus, pada sensitivitas tinggi, spektrum komponen yang tidak terdistorsi dengan cepat melewati sel khusus.

Dibandingkan dengan deteksi panjang gelombang tunggal, yang tidak memberikan informasi tentang "kemurnian" puncak, kemampuan untuk membandingkan spektrum penuh dari susunan dioda memberikan hasil identifikasi dengan tingkat kepastian yang jauh lebih besar.

Detektor fluoresen. Popularitas besar detektor fluoresen adalah karena selektivitas dan sensitivitas yang sangat tinggi, dan fakta bahwa banyak polutan lingkungan berpendar (misalnya, hidrokarbon poliaromatik).

Detektor elektrokimia digunakan untuk mendeteksi zat yang mudah teroksidasi atau tereduksi: fenol, merkaptan, amina, nitro aromatik dan turunan halogen, aldehida, keton, benzidin.

Tabung indikator untuk penentuan uji amina aromatik di udara area kerja

Amina aromatik memiliki sifat toksik yang tinggi dan dicirikan oleh konsentrasi maksimum yang diijinkan rendah di udara. Kecenderungan untuk degradasi oksidatif polutan ini di objek lingkungan membatasi kemungkinan kontrol operasional konten mereka di tempat-tempat emisi lokal. Ini menentukan relevansi penggunaan sistem analitik berdasarkan penentuan uji zat untuk menilai kontaminasi berbagai media. Metode pengujian, yang mencakup perangkat analitik dengan deteksi langsung sinyal analitik tanpa pengambilan sampel tambahan dan persiapan sampel dari sampel yang dianalisis, memungkinkan perolehan informasi yang paling ekonomis dan objektif tentang keadaan lingkungan.

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengembangkan tabung indikator untuk penentuan uji senyawa amino di udara berdasarkan kelas reagen baru yang menjanjikan untuk analisis organik molekuler benz-2,1,3-oxadiazole tersubstitusi klorodinitro dan N-oksidanya. .

Warna turunan yang dihasilkan tergantung pada sifat senyawa yang ditentukan, dan pergeseran batokromik yang diamati dari pita serapan ditentukan oleh tingkat substitusi gugus amino dan keberadaan substituen. Hal ini memungkinkan untuk menggunakan deteksi visual langsung dari sinyal analitik sebagai dasar metode pengujian. Batas deteksi visual toksikan mencapai 0,05 mg/m 3 .

Tabung indikator yang dikembangkan digunakan sebagai sampler chemisorption yang efektif (dosimeter kimia) untuk analisis udara yang mengandung campuran senyawa amino. Tingkat pengambilan sampel secara eksperimental ditentukan oleh tingkat penyerapan racun oleh lapisan selektif. Komposisi dan jumlah, misalnya, anilin tersubstitusi dapat ditentukan setelah elusi produk kemisorpsi dari silika gel dengan HPLC. Pada saat yang sama, berbagai komponen potensial ekosistem industri tidak mempengaruhi hasil penentuan.