Introducere

Cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC) este una dintre metodele eficiente de separare a amestecurilor complexe de substanțe, care este utilizată pe scară largă atât în ​​chimia analitică, cât și în tehnologia chimică. Baza separării cromatografice este participarea componentelor amestecului care sunt separate într-un sistem complex de interacțiuni van der Waals (în principal intermoleculare) la limita de fază. Ca metodă de analiză, HPLC face parte dintr-un grup de metode care, datorită complexității obiectelor studiate, include separarea preliminară a amestecului complex inițial în unele relativ simple. Amestecuri simple rezultate sunt apoi analizate prin metode fizico-chimice convenționale sau prin metode speciale dezvoltate pentru cromatografie.

Istoria dezvoltării cromatografiei lichide

Cromatografia a fost descoperită de M.S. Tsvet în 1903 sub forma unei metode de coloană de adsorbție lichidă. În această metodă s-au folosit adsorbanți cu granulație mai mare de 50–100 μm, eluentul a trecut prin coloană prin gravitație datorită gravitației, nu existau detectoare de debit. Separarea a decurs lent, timp de câteva ore, iar în acest mod, cromatografia lichidă nu a putut fi utilizată în scopuri analitice. În 1965-1970. eforturile specialiștilor din diverse țări au fost îndreptate spre realizarea cromatografiei lichide expres. Era clar că, pentru a crește viteza de separare, era necesar să se scurteze căile de difuzie externă și internă. Acest lucru ar putea fi realizat prin reducerea diametrului boabelor adsorbante. Umplerea coloanelor cu granule fine (5-10 μm) a creat o presiune mare de intrare, ceea ce a necesitat utilizarea pompelor de înaltă presiune. Așa s-a născut cromatografia lichidă de înaltă presiune. Odată cu trecerea la adsorbanți ai unei fracțiuni fine, eficiența coloanelor a crescut foarte mult (pe unitate de lungime, de sute de ori mai mare decât eficiența coloanelor în cromatografia în gaz), astfel încât cromatografia lichidă analitică expres modernă a fost numită cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC). ). Dezvoltarea de adsorbanți rigidi cu granulație fină (5 sau 10 µm), crearea de pompe de înaltă presiune (peste 200 atm.) și detectoare de debit - toate acestea au asigurat performanțe HPLC ridicate. Din punct de vedere al timpilor de separare, nu a fost inferior cromatografia de gaze, iar din punct de vedere al domeniilor de aplicare a depășit-o semnificativ. Această perioadă de timp a început să fie numită a doua naștere a cromatografiei lichide, renașterea, perioada renașterii sale.

Unul dintre primele cromatografe lichide comerciale a fost DuPont Model 820 (1968). Aceasta a fost precedată de dezvoltarea unei serii de detectoare pentru cromatografie lichidă: un detector conductometric (1951), un detector de căldură de adsorbție (1959), un detector cu indice de refracție (1962), un detector UV (1966), un cromatograf lichid/ sistem de spectrometru de masă (1973), prima matrice de diode (1976).

În 1969, I. Halash și I. Sebastian au propus adsorbanți cu lanțuri alchil grefate chimic („sorbenți cu perie”) cu legături Si--O--C. Această relație s-a dovedit a fi instabilă. În 1970, J. Kirkland a dezvoltat adsorbanți cu legături Si--O-Si mai stabile. De dragul dreptății, trebuie menționat că o asemenea modificare a fost propusă mult mai devreme (1959) de către K.D. Shcherbakova și A.V. Kiselev.

În țara noastră, cromatografele lichide au fost dezvoltate în 1969--1972, acestea sunt modelele Tsvet-1-69, Tsvet-304 și KhG-1301.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru

1. Istoria descoperirii și dezvoltării cromatografiei

2. Dispoziții de bază

3. Clasificarea metodelor cromatografice de analiză

4. Cromatografia de adsorbție. Cromatografia în strat subțire

4.1 Tehnica experimentală în cromatografia în strat subțire

5. Cromatografia gazoasă

5.1 Cromatografia de adsorbție în gaz

5.2 Cromatografia gaz-lichid

6. Cromatografia de partiție. Cromatografia pe hârtie

7. Cromatografia de sedimente

7.1 Clasificarea metodelor de cromatografie a sedimentelor după tehnica experimentală

7.2 Cromatografia de sedimente pe hârtie

8. Cromatografia de schimb ionic

Concluzie

Bibliografie

1. POVESTEDESCOPERIRE ŞI DEZVOLTARE A CROMATOGRAFII

Descoperitorul cromatografiei a fost un om de știință, botanist și fizicochimist rus Mihail Semyonovich Tsvet.

Descoperirea cromatografiei datează din perioada în care Tsvet și-a finalizat teza de master la Sankt Petersburg (1900 - 1902) și prima perioadă de lucru la Varșovia (1902 - 1903). Investigand pigmenții vegetali, Tsvet a trecut o soluție dintr-un amestec de pigmenți care diferă foarte puțin în culoare printr-un tub umplut cu un adsorbant - carbonat de calciu sub formă de pulbere, apoi a spălat adsorbantul cu un solvent pur. Componentele individuale ale amestecului s-au separat și au format benzi colorate. Conform terminologiei moderne, Tsvet a descoperit varianta de dezvoltare a cromatografiei (cromatografia de adsorbție lichidă în dezvoltare). Tsvet a subliniat principalele rezultate ale cercetărilor privind dezvoltarea variantei de cromatografie pe care a creat-o în cartea Chromophylls in the Plant and Animal World (1910), care este teza sa de doctorat. cromatografie gaz sedimentare schimb ionic

Tsvet a folosit pe scară largă metoda cromatografică nu numai pentru separarea unui amestec și stabilirea naturii sale multicomponente, ci și pentru analiza cantitativă, în acest scop a spart o coloană de sticlă și a tăiat o coloană de adsorbant în straturi. Tsvet a dezvoltat aparate pentru cromatografie lichidă, a fost primul care a efectuat procese cromatografice la presiune redusă (pompare) și la o oarecare presiune în exces și a dezvoltat recomandări pentru pregătirea coloanelor eficiente. În plus, a introdus multe concepte și termeni de bază ai noii metode, precum „cromatografia”, „dezvoltarea”, „deplasarea”, „cromatograma” etc.

Cromatografia a fost folosită foarte rar la început, cu o perioadă de latentă de aproximativ 20 de ani în care au apărut doar un număr foarte mic de rapoarte ale diverselor aplicații ale metodei. Și abia în 1931 R. Kuhn (Germania) A. Winterstein (Germania) și E. Lederer (Franța), care lucrau în laboratorul de chimie (condus de R. Kuhn) al Institutului de Cercetări Medicale Împăratul Wilhelm din Heidelberg, au reușit să izolează a - și b-caroten din carotenul brut și, prin urmare, demonstrează valoarea descoperirii culorii.

O etapă importantă în dezvoltarea cromatografiei a fost descoperirea de către oamenii de știință sovietici N.A. Izmailov și M.S. Schreiber a metodei cromatografiei în strat subțire (1938), care permite analiza cu o cantitate mică de substanță.

Următorul pas important a fost descoperirea de către A. Martin și R. Sing (Anglia) a unei variante de cromatografie de partiție lichidă folosind exemplul separării derivaților de acetil ai aminoacizilor pe o coloană umplută cu silicagel saturat cu apă folosind cloroform ca un solvent (1940) . În același timp, s-a remarcat că nu numai un lichid, ci și un gaz poate fi folosit ca fază mobilă. Câțiva ani mai târziu, acești oameni de știință au propus să efectueze separarea derivaților de aminoacizi pe hârtie umezită cu apă cu butanol ca fază mobilă. De asemenea, au implementat primul sistem de separare bidimensional. Martin și Sing au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru descoperirea cromatografia de partiție. (1952). Mai mult, Martin și A. James au efectuat o variantă de cromatografie de partiție în gaz, separând amestecuri pe un sorbent mixt de silicon DS-550 și acid stearic (1952 - 1953). Din acel moment, metoda de cromatografie gazoasă a primit cea mai intensă dezvoltare.

Una dintre opțiunile pentru cromatografia gazoasă este cromatografia, în care, pentru a îmbunătăți separarea unui amestec de gaze, concomitent cu mișcarea fazei mobile - gaz, sorbantul și amestecul de separat sunt afectate de o temperatură în mișcare. câmp având un anumit gradient de-a lungul lungimii (A.A. Zhukhovitsky și colab., 1951) .

O contribuție semnificativă la dezvoltarea metodei cromatografice a avut-o G. Schwab (Germania), care a fost fondatorul cromatografiei cu schimb de ioni (1937 - 1940). A fost dezvoltat în continuare în lucrările oamenilor de știință sovietici E.N. Gapon și T.B. Gapon, care a efectuat separarea cromatografică a unui amestec de ioni în soluție (împreună cu F.M. Shemyakin, 1947), și a implementat și ideea exprimată de Tsvet despre posibilitatea separării cromatografice a unui amestec de substanțe pe baza diferenței de solubilitate. de precipitate puţin solubile (cromatografie sedimentară, 1948).

Etapa modernă în dezvoltarea cromatografiei cu schimb de ioni a început în 1975, după lucrările lui G. Small, T. Stevens și W. Bauman (SUA), în care au propus o nouă metodă analitică numită cromatografia ionică (o variantă de high- cromatografia de performanță cu schimb de ioni cu detecție conductometrică).

De o importanță excepțională a fost crearea de către M. Golay (SUA) a unei versiuni capilare a cromatografiei (1956), în care pe pereții interiori ai unui tub capilar se aplică un sorbent, ceea ce face posibilă analizarea microcantităților de amestecuri multicomponente.

La sfârşitul anilor '60. interesul pentru cromatografia lichidă a crescut brusc. S-a născut cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC). Acest lucru a fost facilitat de crearea de detectoare foarte sensibile, de noi absorbanți polimerici selectivi și de noi echipamente care fac posibilă funcționarea la presiuni ridicate. În prezent, HPLC ocupă o poziție de lider printre alte metode de cromatografie și este implementată în diferite versiuni.

2. DISPOZIȚII PRINCIPALE

Cromatografia este o metodă de separare și determinare a substanțelor bazată pe distribuția componentelor între două faze - mobilă și staționară. Faza staționară (staționară) este o substanță solidă poroasă (numită adesea sorbent) sau un film lichid depus pe o substanță solidă. Faza mobilă este un lichid sau gaz care curge printr-o fază staționară, uneori sub presiune. Componentele amestecului analizat (sorbați) împreună cu faza mobilă se deplasează de-a lungul fazei staționare. De obicei este plasat într-un tub de sticlă sau metal numit coloană. În funcție de puterea interacțiunii cu suprafața sorbantului (datorită adsorbției sau a unui alt mecanism), componentele se vor deplasa de-a lungul coloanei la viteze diferite. Unele componente vor rămâne în stratul superior al sorbantului, altele, interacționând cu sorbantul într-o măsură mai mică, vor ajunge în partea inferioară a coloanei, iar unele vor părăsi coloana cu faza mobilă (astfel de componente se numesc nereținute, iar timpul de reținere al acestora determină „timpul mort” al coloanei) . În acest fel, amestecurile complexe de componente sunt separate rapid. Trebuie subliniate următoarele avantaje ale metodelor cromatografice:

1. Separarea este de natură dinamică, iar actele de sorbție-desorbție a componentelor separate se repetă de multe ori. Acesta este motivul pentru eficiența semnificativ mai mare a separării cromatografice în comparație cu metodele statice de sorbție și extracție.

2. La separare se folosesc diverse tipuri de interacțiuni între sorbați și faza staționară: de la pur fizic la chimisorbție. Acest lucru face posibilă separarea selectivă a unei game largi de substanțe.

3. Substanţelor ce urmează a fi separate pot fi impuse diferite câmpuri suplimentare (gravitaţionale, electrice, magnetice etc.), care, prin modificarea condiţiilor de separare, extind posibilităţile de cromatografie.

4. Cromatografia este o metodă hibridă care combină separarea și determinarea simultană a mai multor componente.

5. Cromatografia permite rezolvarea atât a problemelor analitice (separare, identificare, determinare) cât și a problemelor pregătitoare (purificare, izolare, concentrare). Rezolvarea acestor sarcini poate fi combinată prin efectuarea lor în modul „on-line”.

6. Numeroase metode sunt clasificate în funcție de starea de agregare a fazelor, mecanism de separare și tehnică de separare. Metodele cromatografice diferă și prin modul în care se realizează procesul de separare în frontal, deplasare și eluent.

3. CLASIFICAREA METODELOR CROMATOGRAFICE DE ANALIZĂ

Clasificările metodelor cromatografice se bazează pe principii care iau în considerare următoarele caracteristici diferite ale procesului de separare:

* diferenţe în starea de agregare a fazelor sistemului cromatografic utilizat;

* diferenţe de natură a interacţiunilor substanţelor separate cu faza staţionară;

* diferenţe experimentale în modul de desfăşurare a procesului de separare cromatografică.

Tabelele 1–3 prezintă principalele opțiuni pentru clasificarea metodelor cromatografice cunoscute.

Deoarece natura interacțiunilor compușilor care urmează a fi separați cu fazele diferitelor sisteme cromatografice poate varia foarte mult, aproape nu există obiecte pentru separarea cărora să nu fie posibil să se găsească o fază staționară adecvată (solidă sau lichidă) și sisteme de solvenți mobili. Domeniile de aplicare ale principalelor variante de cromatografie, în funcție de greutatea moleculară a compușilor studiați, sunt date în Tabel. 4.

4. CROMATOGRAFIE DE ADsorbție. CROMATOGRAFIA ÎN STRAT SUBȚIRE

Una dintre cele mai comune metode de cromatografia de adsorbție este cromatografia în strat subțire (TLC) - un tip de cromatografie plană, în care adsorbantul este utilizat sub formă de strat subțire pe o placă.

Principiul și conceptele de bază ale metodei TLC. Pe o suprafață plană curată (o placă de sticlă, metal, plastic) într-un fel sau altul, se aplică un strat subțire de sorbant, care este cel mai adesea fixat pe suprafața plăcii. Dimensiunile plăcii pot fi diferite (lungime și lățime - de la 5 la 50 cm, deși acest lucru nu este necesar). Pe suprafața plăcii, cu grijă, pentru a nu deteriora stratul absorbant, marcați (de exemplu, cu un creion) linia de start (la o distanță de 2-3 cm de marginea de jos a plăcii) și linia de sosire. a solventului.

Schema de separare a componentelor A și B prin TLC

Se aplică o probă pe linia de pornire a plăcii (cu o microseringă, capilar) - o cantitate mică de lichid care conține un amestec de substanțe care trebuie separate, de exemplu, două substanțe A și B într-un solvent adecvat. Solventul este lăsat să se evapore, după care placa este scufundată în camera cromatografică în faza lichidă a PF, care este un solvent sau un amestec de solvenți special selectați pentru acest caz. Sub acțiunea forțelor capilare, PF se deplasează spontan de-a lungul NF de la linia de plecare la linia frontului solventului, purtând cu el componentele A și B ale probei, care se mișcă cu viteze diferite. În cazul în cauză, afinitatea componentei A pentru NP este mai mică decât afinitatea pentru aceeași fază a componentei B, prin urmare componenta A se mișcă mai repede decât componenta B. După ce faza mobilă (solventul) atinge linia frontului solventului în timpul t , se întrerupe cromatografia, se scoate placa din camera cromatografică și se usucă la aer și se determină poziția petelor de substanțe A și B pe suprafața plăcii. Petele (zonele) au de obicei o formă ovală sau rotundă. În cazul în cauză, spotul componentei A s-a deplasat de la linia de start la o distanţă l A , componenta B spot - la distanță l LA, iar solventul a parcurs o distanţă L.

Uneori, concomitent cu aplicarea unui eșantion de substanțe de separat, pe linia de start sunt aplicate cantități mici dintr-o substanță standard, precum și substanțe martor (cele care se presupune că sunt conținute în proba analizată).

Pentru a caracteriza componentele care trebuie separate în sistem, se introduce coeficientul de mobilitate Rf (sau factorul Rf):

R f=V 1 /V E= (l 1 /t)/ (L/t)=l 1 /L ,

Unde V 1 = l 1 / tși V E= L/ t - in functie de viteza de miscare i- componenta și solventul E; l 1 șiL - calea luata i- m componentă și respectiv solvent, t este timpul necesar pentru a muta solventul de la linia de început la linia frontală a solventului. distante l 1 numărați de la linia de start până la centrul spotului componentei corespunzătoare.

De obicei, coeficientul de mobilitate este în interval R f =0 - 1. Valoarea optimă este 0,3-0,7 Condițiile de cromatografie sunt selectate astfel încât valoarea lui R f să difere de la zero și unu.

Coeficientul de mobilitate este o caracteristică importantă a sistemului sorbant-sorbat. Pentru condiții cromatografice reproductibile și strict constante R f = const.

Coeficientul de mobilitate Rf depinde de o serie de factori: natura si calitatea solventului, puritatea acestuia; natura și calitatea sorbantului (strat subțire), uniformitatea granulării sale, grosimea stratului; activitatea sorbantului (conținutul de umiditate din acesta); tehnici experimentale (greutăți probe, lungimi L de rulare cu solvent); priceperea experimentatorului etc. Constanța reproducerii tuturor acestor parametri în practică este uneori dificilă. Pentru a nivela influența condițiilor procesului se introduce coeficientul de mobilitate relativă Rs.

Rs=l/l Sf=R f/R f( Sf ) ,

Unde R f = l/ L; R f (Sf)= l Sf/ L; l cm - distanța de la linia de start până la centrul punctului standard.

Coeficientul de mobilitate relativă Rs este o caracteristică mai obiectivă a mobilității unei substanțe decât coeficientul de mobilitate R f .

Ca standard, se alege adesea o substanță pentru care, în condiții date, R f ? 0,5. După natura chimică, etalonul se alege în apropierea substanțelor de separat. Odată cu utilizarea standardului, valoarea lui Rs se află de obicei în intervalul Rs=0,1--10, limitele optime sunt de aproximativ 0,5--2.

Pentru o identificare mai fiabilă a componentelor separate, se folosesc „martori” - substanțe de referință, a căror prezență este de așteptat în proba analizată. Dacă R f = R f (certificat), unde R f și R f (certificat) sunt coeficienții de mobilitate ai unei anumite componente și, respectiv, ai unui martor, atunci poate fi mai probabil să presupunem că substanța martor este prezentă în amestec fiind cromatografiată.

Pentru a caracteriza separarea a două componente A și B în aceste condiții, se introduce gradul (criteriul) de separare R (A/B):

R (A / B) \u003d D l( =2D l ,

unde D l- distanța dintre centrele petelor componentelor A și B; a(A) și a(B) sunt diametrele petelor A și, respectiv, B de pe cromatogramă.

Cu cât valoarea lui R (A/B) este mai mare, cu atât petele componentelor A și B sunt separate mai clar pe cromatogramă.

Pentru a evalua selectivitatea separării a două substanțe A și B se folosește factorul de separare A:

a=l B / l A.

În cazul în care un a=1, atunci componentele A și B nu sunt separate.

Pentru a determina gradul de separare R (A/B) al componentelor A și B.

4.1 Tehnica experimentală în cromatografia în strat subțire:

A) Exemplu de aplicație. Proba lichidă analizată este aplicată pe linia de pornire cu ajutorul unui capilar, microseringă, micropipetă, atingând cu grijă stratul de absorbție (diametrul spotului pe linia de start este de obicei de la unu la câțiva milimetri). Dacă pe linia de pornire sunt aplicate mai multe probe, atunci distanța dintre punctele probelor de pe linia de pornire nu trebuie să fie mai mică de 2 cm.Dacă este posibil, utilizați soluții concentrate. Petele sunt uscate la aer și apoi cromatografiate.

b) Dezvoltarea cromatogramei (cromatografie). Procesul se desfășoară în camere cromatografice închise saturate cu vapori de solvent utilizat ca PF, de exemplu, într-un vas de sticlă acoperit cu un capac deasupra.

În funcție de direcția de mișcare a PF, există urcând, coborând și orizontală cromatografia.

În varianta cromatografia ascendentă se folosesc doar plăci cu strat fix de sorbant. PF este turnat pe fundul camerei (un pahar de sticlă de o dimensiune adecvată cu un capac de sticlă poate fi folosit ca acesta din urmă), placa cromatografică este plasată vertical sau oblic în cameră, astfel încât stratul PF din partea inferioară a camerei. camera udă fundul plăcii (~1,5 sub linia de start) - 2 cm). PF se mișcă datorită acțiunii forțelor capilare de jos în sus (împotriva forței gravitaționale) relativ lent.

Cromatografia descendentă utilizează, de asemenea, numai plăci de pat fix. PF este alimentat de sus și se deplasează în jos de-a lungul stratului absorbant al plăcii. Forța gravitației accelerează mișcarea PF. Această opțiune este implementată în analiza amestecurilor care conțin componente care se mișcă încet cu PF.

Într-o variantă de cromatografie orizontală, placa se așează orizontal. Se pot folosi plăci dreptunghiulare sau rotunde. Când se utilizează plăci rotunde (versiunea circulară a cromatografiei orizontale), linia de pornire este desemnată ca un cerc cu raza adecvată (~1,5-2 cm), pe care sunt aplicate mostre. O gaură este tăiată în centrul plăcii rotunde, în care este introdus un fitil pentru a alimenta PF. Acesta din urmă se deplasează de-a lungul stratului absorbant de la centrul cercului până la periferia acestuia. Cromatografia se efectuează într-o cameră închisă - un desicator sau într-o cutie Petri. Cu versiunea circulară, până la câteva zeci de mostre pot fi analizate simultan.

Metodele TLC utilizează cromatografia unidimensională, bidimensională, multiplă (repetată), în trepte.

Cu o singură cromatografie, analiza se efectuează fără a schimba direcția mișcării PF. Această metodă este cea mai comună.

Cromatografia bidimensională este de obicei utilizată pentru a analiza amestecuri complexe (proteine, aminoacizi, etc.) În primul rând, se efectuează o separare preliminară a amestecului folosind primul PF1. Pe cromatogramă se obțin pete nu din substanțe individuale, ci din amestecuri de mai multe componente neseparate. Apoi, o nouă linie de pornire este trasată prin aceste puncte, placa este rotită cu 90° și cromatografiată din nou, dar cu al doilea PF 2, încercând să se separe în final petele de amestec în pete de componente individuale.

Dacă placa este pătrată, atunci eșantionul este aplicat pe diagonala acestui pătrat lângă colțul său inferior. Uneori, cromatografia bidimensională se efectuează cu același PF pe o placă pătrată.

Schemă care ilustrează principiul cromatografiei bidimensionale:

a - cromatograma obtinuta cu PF1;

b - cromatograma obtinuta cu PF2

În cromatografie multiplă (repetată), procesul se efectuează de mai multe ori succesiv cu același PF (de fiecare dată după următoarea uscare) până când se obține separarea dorită a petelor componentelor amestecului (de obicei nu mai mult de trei ori).

În cazul cromatografiei în trepte, procesul se efectuează cu aceeași placă secvenţial, folosind un nou PF de fiecare dată, până când se realizează o separare distinctă a petelor.

în) Interpretarea cromatogramei. Dacă petele de pe cromatogramă sunt colorate, după uscarea plăcilor, se determină distanța de la linia de start până la centrul fiecărui spot și se calculează coeficienții de mobilitate. Dacă compoziția probei analizate include substanțe incolore care dau necolorate, i.e. pete neidentificabile vizual pe cromatogramă, este necesar să se efectueze detectare aceste pete, pentru care cromatograme manifesta.

Cele mai comune metode de detectare sunt descrise mai jos.

Iradiere cu lumină ultravioletă. Este folosit pentru a detecta compuși fluorescenți (petele strălucesc atunci când placa este iradiată cu lumină UV) sau substanțe nefluorescente, dar folosind un sorbent cu indicator fluorescent (sorbentul strălucește, petele nu strălucesc). În acest fel, de exemplu, sunt detectați alcaloizi, antibiotice, vitamine și alte substanțe medicinale.

Tratament termic. După cromatografie, placa uscată după cromatografie este încălzită cu grijă (până la ~200°C) pentru a evita întunecarea stratului de absorbție în sine (de exemplu, când un strat de absorbant subțire conține amidon). În acest caz, petele apar de obicei sub formă de zone maro (datorită termolizei parțiale a componentelor organice).

Prelucrare chimică. Cromatogramele sunt adesea dezvoltate prin tratarea lor cu reactivi care formează compuși colorați cu componente separabile ale amestecului. În aceste scopuri se folosesc diverși reactivi: vapori de iod, amoniac, brom, dioxid de sulf, hidrogen sulfurat, soluții special preparate cu care se tratează plăcile. Sunt folosiți atât reactivi universali, cât și selectivi (conceptul de „universal” este destul de arbitrar).

De exemplu, acidul sulfuric concentrat poate servi ca reactivi universali (se observă întunecarea petelor de compuși organici la încălzire), o soluție apoasă acidă de permanganat de potasiu (zonele sunt observate sub formă de pete maro pe un fundal violet al sorbantului), o soluție de acid fosfor-molibdic la încălzire (pe fundal galben apar pete albastre) etc.

Ca selectivi, de exemplu, se foloseste reactivul lui Dragendorf; reactivul lui Zimmermann; soluție apoasă de amoniac de sulfat de cupru (10% pentru CuS04, 2% pentru amoniac); un amestec de ninhidrină C9H4O3H2O cu etanol şi acid acetic.

Reactivul Dragendorff este o soluție de azotat de bismut bazic BiONO 3 , iodură de potasiu KJ și acid acetic în apă. Folosit pentru determinarea aminelor, alcaloizilor, steroizilor.

Reactivul Zimmermann este preparat prin tratarea unei soluții de etanol 2% de dinitrobenzen cu o soluție de KOH alcalin, urmată de încălzirea amestecului la ~70–100°C. Folosit pentru a detecta steroizi.

Cu ajutorul ninhidrinei, sunt detectate pete de amine, aminoacizi, proteine ​​și alți compuși.

Sunt utilizate și alte metode de detectare a petelor. De exemplu, radioactivitatea lor este măsurată dacă unele dintre componentele separate sunt radioactive sau sunt introduși special aditivii izotopilor radioactivi ai elementelor care fac parte din componentele separate ale amestecului.

După detectarea petelor pe cromatogramă, acestea sunt identificate, adică. determinați ce compus corespunde unui anumit punct. Pentru aceasta, cele mai des sunt folosite spoturi de referință ale „martorilor”. Uneori, petele sunt identificate prin valoarea coeficienților de mobilitate Rf, comparându-le cu valorile lui Rf cunoscute pentru condițiile date. Cu toate acestea, o astfel de identificare prin valoarea lui R f este adesea preliminară.

Culoarea petelor fluorescente este, de asemenea, utilizată în scopuri de identificare, deoarece diferiți compuși fluoresc cu lungimi de undă diferite (culori diferite).

În detectarea chimică a petelor, reactivii selectivi dau pete colorate cu compuși de o anumită natură, care sunt, de asemenea, folosiți în scopuri de identificare.

Folosind metoda TLC, se poate nu numai descoperi, ci și cuantifica conținutul componentelor din amestecuri. Pentru a face acest lucru, fie petele în sine sunt analizate pe cromatogramă, fie componentele separate sunt extrase din cromatogramă într-un fel sau altul (extracție, eluare cu solvenți adecvați).

Când se analizează spoturile, se presupune că există o anumită relație între aria spotului și conținutul unei substanțe date (de exemplu, prezența unei dependențe proporționale sau liniare), care se stabilește prin construirea unui grafic de calibrare. prin măsurarea zonelor de pete de „martori” – standarde cu un conţinut cunoscut al componentei analizate.

Uneori se compară intensitatea culorii pete, presupunând că intensitatea culorii unei pete este proporțională cu cantitatea unei anumite componente colorate. Pentru măsurarea intensității culorii sunt utilizate diferite metode.

La extragerea componentelor separate din cromatogramă se obține o soluție care conține această componentă. Acesta din urmă este apoi determinat prin una sau alta metodă analitică.

Eroarea relativă în determinarea cantitativă a substanței prin TLC este de 5-10%.

TLC este o metodă de farmacopee și este utilizată pe scară largă pentru analiza și controlul calității diferitelor medicamente.

5. CROMATOGRAFIE GAZĂ

Cromatografia gazoasă (GC) folosește un gaz inert (azot, heliu, hidrogen) ca fază mobilă, numit gaz purtător. Proba este alimentată sub formă de vapori, faza staționară este fie o substanță solidă - un sorbant (cromatografia de adsorbție gazoasă), fie un lichid cu punct de fierbere ridicat depus într-un strat subțire pe un purtător solid (cromatografia gaz-lichid). Luați în considerare o variantă de cromatografie gaz-lichid (GLC). Kieselguhr (diatomit) este folosit ca purtător - un fel de silicagel hidratat, este adesea tratat cu reactivi care transformă grupările Si-OH în grupări Si-O-Si (CH 3) 3, ceea ce crește inerția purtătorului cu faţă de solvenţi. Aceștia sunt, de exemplu, purtătorii „Chromosorb W” și „Gazochrome Q”. În plus, se folosesc microbaloane de sticlă, teflon și alte materiale.

5.1 Gazo- cromatografia de adsorbție

O caracteristică a metodei cromatografiei de adsorbție gazoasă (GAC) este că adsorbanții cu o suprafață specifică mare (10–1000 m 2 g -1) sunt utilizați ca fază staționară și se determină distribuția substanțelor între faza staționară și cea mobilă. prin procesul de adsorbție. Adsorbția moleculelor din faza gazoasă, adică concentrat la interfața dintre faza solidă și cea gazoasă, are loc datorită interacțiunilor intermoleculare (dispersie, orientare, inducție), care sunt de natură electrostatică. Poate că formarea unei legături de hidrogen și contribuția acestui tip de interacțiune la volumele reținute scade semnificativ odată cu creșterea temperaturii.

Pentru practica analitică, este important ca, la o temperatură constantă, cantitatea de substanță adsorbită de pe suprafața С s să fie proporțională cu concentrația acestei substanțe în faza gazoasă С m:

C s = kc m (1)

acestea. astfel încât distribuția să aibă loc în conformitate cu izoterma de adsorbție liniară (la -- constant). În acest caz, fiecare componentă se deplasează de-a lungul coloanei cu o viteză constantă, independent de concentrația acesteia. Separarea substanțelor se datorează vitezei diferite de mișcare a acestora. Prin urmare, în GAC, alegerea unui adsorbant este extrem de importantă, a cărui suprafață și natura suprafeței determină selectivitatea (separarea) la o temperatură dată.

Pe măsură ce temperatura crește, căldura de adsorbție scade. DH/T, de care depinde reținerea și, în consecință, t R . Acesta este folosit în practica analizei. Dacă sunt separați compuși care diferă mult în volatilitate la o temperatură constantă, atunci substanțele cu punct de fierbere scăzut eluează rapid, substanțele cu punct de fierbere ridicat au un timp de retenție mai lung, vârfurile lor pe cromatogramă vor fi mai mici și mai largi, iar analiza durează mult timp. . Dacă, totuși, în timpul cromatografiei, temperatura coloanei este crescută într-un ritm constant (programarea temperaturii), atunci vârfurile apropiate de lățime pe cromatogramă vor fi distribuite uniform.

Carbonii activi, silicagelurile, sticla poroasă și oxidul de aluminiu sunt utilizați în principal ca adsorbanți pentru HAC. Neomogenitatea suprafeței adsorbanților activi este responsabilă de principalele dezavantaje ale metodei GAC și de imposibilitatea determinării moleculelor polare puternic adsorbite. Cu toate acestea, este posibil să se analizeze amestecuri de substanțe foarte polare pe adsorbanți macroporoși omogene din punct de vedere geometric și chimic. În ultimii ani s-au produs adsorbanți cu o suprafață mai mult sau mai puțin uniformă, cum ar fi polimeri poroși, silicageluri macroporoase (silocrom, porasil, spherosil), sticle poroase și zeoliți.

Cea mai utilizată metodă de cromatografie cu adsorbție în gaz este analizarea amestecurilor de gaze și hidrocarburi cu punct de fierbere scăzut care nu conțin grupe funcționale active. Izotermele de adsorbție ale unor astfel de molecule sunt aproape liniare. De exemplu, pentru separarea O2, N2, CO, CH4, CO2 este folosită cu succes argila. Temperatura coloanei este programată pentru a reduce timpul de analiză prin reducerea tR a gazelor cu punct de fierbere ridicat. Pe site moleculare - materiale cristaline naturale sau sintetice foarte poroase, a căror pori au aproximativ aceeași dimensiune (0,4 - 1,5 nm), - izotopii de hidrogen pot fi separați. Asorbanții numiți porapaks sunt utilizați pentru a separa hidrurile metalice (Ge, As, Sn, Sb). Metoda GAC ​​pe coloane cu adsorbanți polimerici porosi sau site moleculare de carbon este cea mai rapidă și mai convenabilă modalitate de a determina apa în materiale anorganice și organice, cum ar fi solvenții.

5.2 Gazo- cromatografie lichidă

În practica analitică, metoda cromatografiei gaz-lichid (GLC) este mai des utilizată. Acest lucru se datorează diversității extreme a fazelor staționare lichide, care facilitează selecția unei faze selective pentru o anumită analiză, cu o izotermă de distribuție liniară pe un interval de concentrație mai larg, care vă permite să lucrați cu mostre mari și să obțineți cu ușurință coloane reproductibile. în eficienţă.

Mecanismul de distribuție a componentelor între purtător și faza lichidă staționară se bazează pe dizolvarea acestora în faza lichidă. Selectivitatea depinde de doi factori: presiunea de vapori a analitului și coeficientul său de activitate în faza lichidă. Conform legii lui Raoult, la dizolvare, presiunea de vapori a unei substanțe peste o soluție p i este direct proporțională cu coeficientul său de activitate g fracție molară N iîn soluţie şi presiunea de vapori a unei substanţe pure R° i la o temperatură dată:

p i = N i R ° I (2)

Deoarece concentrația celei de-a i-a componente în faza de vapori de echilibru este determinată de presiunea sa parțială, putem presupune că,

P i ~ c m , iar N i ~ c s atunci

și coeficientul de selectivitate:

Astfel, cu cât punctul de fierbere al unei substanțe este mai scăzut (cu cât P 0 i este mai mare), cu atât aceasta este reținută mai slab în coloana cromatografică.

Dacă punctele de fierbere ale substanțelor sunt aceleași, atunci diferențele de interacțiune cu faza lichidă staționară sunt folosite pentru a le separa: cu cât interacțiunea este mai puternică, cu atât coeficientul de activitate este mai mic și retenția este mai mare.

Faze lichide staționare . Pentru a asigura selectivitatea coloanei, este important să alegeți faza lichidă staționară corectă. Această fază ar trebui să fie un bun solvent pentru componentele amestecului (dacă solubilitatea este scăzută, componentele părăsesc coloana foarte repede), nevolatilă (pentru a nu se evapora la temperatura de funcționare a coloanei), inert chimic , ar trebui să aibă o vâscozitate scăzută (în caz contrar procesul de difuzie încetinește) și atunci când este aplicat pe purtător pentru a forma o peliculă uniformă, legat ferm de acesta. Puterea de separare a fazei staționare pentru componentele acestui eșantion ar trebui să fie maximă.

Există trei tipuri de faze lichide: nepolare (hidrocarburi saturate etc.), moderat polare (esteri, nitrili etc.) și polare (poliglicoli, hidroxilamine etc.).

Cunoscând proprietățile fazei lichide staționare și natura substanțelor care trebuie separate, de exemplu, clasă, structură, este posibil să se selecteze rapid o fază lichidă selectivă adecvată pentru separarea unui amestec dat. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că timpul de retenție al componentelor va fi acceptabil pentru analiză dacă polaritățile fazei staționare și ale substanței probei analizate sunt apropiate. Pentru substanțele dizolvate cu polaritate apropiată, ordinea de eluție se corelează de obicei cu punctele de fierbere și, dacă diferența de temperatură este suficient de mare, este posibilă separarea completă. Pentru a separa substanțele aproape de fierbere de polaritate diferită, se folosește o fază staționară, care reține selectiv una sau mai multe componente datorită interacțiunii dipol-dipol. Pe măsură ce polaritatea fazei lichide crește, timpul de retenție al compușilor polari crește.

Pentru aplicarea uniformă a fazei lichide pe un purtător solid, aceasta este amestecată cu un solvent foarte volatil, cum ar fi eterul. La această soluție se adaugă un purtător solid. Amestecul se încălzește, solventul se evaporă, faza lichidă rămâne pe suport. Purtătorul uscat astfel acoperit cu faza lichidă staționară este introdus în coloană, având grijă să se evite formarea de goluri. Pentru o ambalare uniformă, un jet de gaz este trecut prin coloană și, în același timp, coloana este lovită pentru a etanșa ambalajul. Apoi, înainte de atașarea la detector, coloana este încălzită la o temperatură de 50 ° C peste cea la care ar trebui să fie utilizată. În acest caz, pot exista pierderi ale fazei lichide, dar coloana intră într-un mod de funcționare stabil.

Purtători de faze lichide staționare. Purtătorii solizi pentru dispersarea fazei lichide staționare sub formă de peliculă subțire omogenă trebuie să fie mecanic puternici, cu o suprafață specifică moderată (20 m 2 /g), particule mici și uniforme și, de asemenea, să fie suficient de inerți pentru a permite adsorbția la nivelul interfață solid-gazos. faze a fost minim. Cea mai scăzută adsorbție se observă pe purtătorii de cromosorb silanizat, perle de sticlă și fluoropaque (polimer fluorocarbon). În plus, purtătorii solizi nu ar trebui să reacționeze la creșterea temperaturii și ar trebui să fie ușor umeziți de faza lichidă. În cromatografia gazoasă a chelaților, purtătorii de diatomit alb silanizat, silice de diatomit sau kieselguhr sunt cel mai adesea utilizați ca suport solid. Pământul de diatomee este o silice micro-amorfă, care conține apă. Astfel de purtători includ cromosorb W, crom gazos Q, cromaton N, etc. În plus, sunt utilizate margele de sticlă și teflon.

Faze legate chimic. Adesea, se folosesc purtători modificați, legați covalent de faza lichidă. În acest caz, faza lichidă staționară este ținută mai ferm pe suprafață chiar și la cele mai ridicate temperaturi ale coloanei. De exemplu, un purtător de pământ de diatomee este tratat cu clorosilan cu un substituent cu lanț lung având o anumită polaritate. Faza staționară legată chimic este mai eficientă.

6. CROMATOGRAFIE DE DISTRIBUȚIE. CROMATOGRAFIE DE HÂRTIE (CROMATOGRAFIE DE HÂRTIE)

Cromatografia de partiție se bazează pe utilizarea diferențelor de solubilitate a unei substanțe împărțite în două faze lichide nemiscibile în contact. Ambele faze - PF și NF - sunt faze lichide. Când PF lichid se mișcă de-a lungul NF lichid, substanțele cromatografiate sunt redistribuite continuu între ambele faze lichide.

Cromatografia de partiție este cromato de hârtiegrafic (sau cromatografie pe hârtie) în forma sa normală. În această metodă, în locul plăcilor cu un strat subțire de sorbant utilizate în TLC, se folosește hârtie cromatografică specială, de-a lungul căreia, impregnând-o, PF lichid se deplasează în timpul cromatografiei de la linia de start până la linia de sosire a solventului.

Distinge faza normala si faza inversa cromatografia pe hârtie.

In varianta fază normală lichid de cromatografie pe hârtie NF este apă adsorbită sub formă de strat subțire pe fibre și localizată în pori hidrofil hârtie (până la 25% din greutate). Această apă legată în structura și starea sa fizică este foarte diferită de apa lichidă obișnuită. Componentele amestecurilor separate se dizolvă în el.

Rolul PF care se deplasează peste hârtie este jucat de o altă fază lichidă, de exemplu, un lichid organic cu adaos de acizi și apă. Înainte de cromatografie, PF organic lichid este saturat cu apă, astfel încât PF să nu dizolve apa adsorbită pe fibrele hârtiei cromatografice hidrofile.

Hârtia cromatografică este produsă de industrie. Trebuie să îndeplinească o serie de cerințe: trebuie să fie preparat din soiuri de bumbac fibros de înaltă calitate, să fie uniform ca densitate și grosime, în direcția de orientare a fibrei, curat chimic și inert față de NF și componentele separabile.

În varianta în fază normală, amestecurile lichide compuse din diverși solvenți sunt cel mai adesea folosite ca PF. Un exemplu clasic de astfel de PF este un amestec de acid acetic, n-butanol și apă într-un raport de volum 1:4:5. De asemenea, sunt utilizați solvenți precum acetat de etil, cloroform, benzen etc.

In varianta faza inversa În cromatografia pe hârtie, NP lichid este un solvent organic, în timp ce PP lichid este apă, soluții apoase sau alcoolice și amestecuri de acizi cu alcooli. Procesul se realizează folosind hidrofob hârtie cromatografică. Se obține prin tratarea (impregnarea) hârtiei cu naftalină, uleiuri siliconice, parafină etc. Solvenții organici nepolari și cu polaritate scăzută sunt absorbiți pe fibrele hârtiei hidrofobe și pătrund în porii acesteia, formând un strat subțire de NF lichid. Apa nu este reținută pe o astfel de hârtie și nu o umezește.

Tehnica cromatografiei pe hârtie este, în general, aceeași ca și în metoda TLC. De obicei, pe o bandă de hârtie cromatografică la linia de start se aplică un vas cu soluția analizată care conține un amestec de substanțe de separat. După ce solventul s-a evaporat, hârtia de sub linia de start este scufundată în PF, așezând hârtia vertical (atârnând-o). Închideți camera cu un capac și efectuați cromatografia până când PF atinge linia frontală a solventului indicată pe hârtie. După aceea, procesul este întrerupt, hârtia este uscată la aer, petele sunt detectate și componentele amestecului sunt identificate.

Cromatografia pe hârtie, ca și metoda TLC, este utilizată atât în ​​analiza calitativă, cât și în cea cantitativă.

Sunt utilizate diferite metode pentru a cuantifica conținutul unei anumite componente a unui amestec:

1) acestea provin din prezența unei anumite dependențe (proporționale, liniare) între cantitatea de substanță din punct și zona spotului (adesea, un grafic de calibrare este construit preliminar);

2) se cântărește locul decupat cu substanța și hârtie curată din aceeași zonă și apoi se află masa substanței care urmează să fie determinată de diferență;

3) ține cont de relația dintre intensitatea culorii petei și conținutul din acesta al componentei determinate care dă culoarea petei.

În unele cazuri, substanțele conținute în pete sunt extrase cu ceva solvent și apoi extractul este analizat.

Cromatografia pe hârtie este o metodă farmacopeică utilizată pentru separarea amestecurilor care conțin atât substanțe anorganice, cât și substanțe organice. Metoda este accesibilă, ușor de realizat, dar în general este inferioară metodei TLC mai moderne, care utilizează un strat subțire de sorbent.

7. CROMATOGRAFIA SEDIMENTULUI

Cromatografia sedimentară este utilizată în principal pentru separarea și identificarea ionilor anorganici în amestecuri.

Esența metodei. Cromatografia sedimentară se bazează pe utilizarea reacțiilor chimice de precipitare a componentelor separate ale unui amestec cu un precipitant, care face parte din NF. Separarea se realizează datorită solubilității inegale a compușilor formați, care sunt transferați de faza mobilă la viteze diferite: substanțele mai puțin solubile sunt transferate din PF mai lent decât cele mai solubile.

Aplicarea metodei poate fi ilustrată prin exemplul separării ionilor de halogenură: ionii de clorură Cl - , ionii de bromură Br - și ionii de iodură I - conținute simultan în soluția apoasă analizată. Pentru a face acest lucru, utilizați o coloană cromatografică (care este un tub de sticlă cu un robinet în partea de jos) umplută cu un sorbent. Acesta din urmă este format din mediul lor - oxid de aluminiu Al 2 O 3 sau siliciu SiO 2 impregnat cu o soluție de azotat de argint AgNO 3 (conținutul de azotat de argint este de aproximativ 10% din greutatea suportului absorbant).

O soluție apoasă care conține un amestec de anioni de separat este trecută printr-o coloană cromatografică. Acești anioni interacționează cu cationii de argint Ag+, formând precipitate puțin solubile de halogenuri de argint:

Ag + + I - > AgIv (galben)

Ag + + Br - > AgBrv (cremă)

Ag + + Cl - > AgClv (alb)

Solubilitatea halogenurilor de argint în apă crește în secvența:

Agl (K ° \u003d 8,3 * 10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),

unde valorile produselor de solubilitate la temperatura camerei sunt date între paranteze. Prin urmare, la început, se va forma un precipitat galben de iodură de argint, fiind cel mai puțin solubil pe cromatogramă, se va observa o zonă galbenă (superioară). Apoi se formează o zonă de precipitat de bromură de argint de culoare crem (zonă intermediară). În cele din urmă, se formează un precipitat alb de clorură de argint - zona albă inferioară, care se întunecă la lumină din cauza descompunerii fotochimice a clorurii de argint cu eliberarea de argint metalic fin dispersat.

Rezultatul este o cromatogramă sedimentară primară.

Pentru o separare mai clară a zonelor, după obținerea cromatogramei primare, se trece prin coloană un solvent pur până când se obține o cromatogramă sedimentară secundară cu o separare clară a zonelor de precipitare.

în exemplul descris, precipitantul a fost o parte a NF, iar o soluţie conţinând un amestec de ioni de separat a fost trecută prin coloană. Dimpotrivă, este posibilă trecerea prin coloană a soluției de precipitant, în al cărei NF se află ionii de cromatografiat. În acest caz, totuși, se formează zone mixte.

Schema de separare a ionilor Cl-, Br- si I- intr-o coloana cromatografica prin cromatografie sedimentara.

7.1 Clasificarea metodelor de cromatografie a sedimentelor după tehnica experimentală

de obicei disting coloană cromatografia sedimentară efectuată în coloane cromatografice și plană cromatografia sedimentară, implementată pe hârtie sau într-un strat subțire de sorbant.

Ca absorbanți în cromatografia sedimentară, se folosesc amestecuri de purtători inerți cu un precipitant; adsorbanți care rețin precipitanții sub formă de ioni (rășini schimbătoare de ioni) sau sub formă de molecule (cărbune activ); hârtie impregnată cu o soluție precipitantă.

Cei mai frecvent aleși purtători sunt silicagel, amidon, oxizi de aluminiu, calciu, sulfat de bariu, rășini schimbătoare de ioni etc. Purtătorul este utilizat într-o stare fin dispersată, cu o dimensiune a particulei de aproximativ 0,02-0,10 mm.

Ca precipitanți se folosesc reactivi care formează precipitate puțin solubile cu ionii cromatografici, de exemplu, iodură de sodiu NaI, sulfură de sodiu Na2S, sulfatul de argint Ag2SO4, ferocianura de potasiu K4, oxichinolină, piridină etc.

De obicei, atunci când se utilizează metoda cromatografiei pe coloană sedimentară, după trecerea unui solvent pur printr-o coloană, se obțin zone clar separate, fiecare dintre ele conține doar o componentă (în cazul în care solubilitățile precipitatelor diferă de cel puțin trei ori) . Metoda are o bună reproductibilitate a rezultatelor.

În cazul formării precipitatelor incolore, cromatograma se dezvoltă fie prin trecerea unei soluții de revelator prin coloană, care dă produse de reacție colorate cu precipitate, fie prin introducerea imediată a revelatorului în PF sau NF.

7.2 Cromatografia de sedimente pe hârtie

Să luăm în considerare esența acestei metode pe exemplul analizei unei soluții apoase care conține un amestec de cationi de cupru Cu 2+ ? fier Fe 3+ și aluminiu Al 3+.

În centrul unei foi de hârtie impregnate cu o soluție de precipitant - ferocianură de potasiu K 4 , soluția apoasă analizată se aplică prin capilar. Ionii de cupru Cu 2+ și fierul Fe 2+ interacționează cu ionii de ferocianuri pentru a forma precipitate puțin solubile:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (maro)

4Fe 3+ + 3 4->Fe4 (albastru)

Deoarece ferocianura de cupru (II) este mai puțin solubilă decât ferocianura de fier (III), un precipitat de ferocianura de cupru (II) este mai întâi precipitat, formând o zonă centrală maro. Apoi se formează un precipitat albastru de ferocianură de fier (III), dând o zonă albastră. Ionii de aluminiu migrează la periferie, dând o zonă incoloră deoarece nu formează ferocianura de aluminiu colorată.

Schema de separare a Cu2+, Fe3+ și Al3+ prin cromatografie de sedimente.

În acest fel, se obține o cromatogramă primară în care zonele de precipitare se suprapun parțial.

Apoi se obține o cromatogramă secundară. Pentru a face acest lucru, se aplică un solvent adecvat (în acest caz, o soluție apoasă de amoniac) cu un capilar în centrul cromatogramei primare. Solventul se deplasează spontan din centrul hârtiei către periferie, purtând cu el precipitatele, care se mișcă cu viteze diferite: zona cu precipitat de ferocianură de fier mai solubil se mișcă mai repede decât precipitatul de ferocianură de cupru mai puțin solubil. În această etapă, din cauza diferenței de viteză de mișcare a zonelor, acestea sunt mai clar separate.

Pentru a deschide ionii de aluminiu care formează o zonă periferică incoloră, este prezentată cromatograma secundară - pulverizată (dintr-o sticlă de pulverizare) cu o soluție de alizarina, un reactiv organic care formează produse de reacție roz cu ionii de aluminiu. Ia inelul exterior roz.

8. CROMATOGRAFIE DE SCHIMB DE IONI

În cromatografia cu schimb de ioni, separarea componentelor amestecului se realizează datorită interacțiunii reversibile a substanțelor ionizabile cu grupările ionice ale sorbantului. Pastrarea neutralitatii electrice a sorbantului este asigurata de prezenta contraionilor capabili de schimb ionic situati in imediata apropiere a suprafetei. Ionul probei introduse, interacționând cu sarcina fixă ​​a sorbantului, este schimbat cu contraionul. Substantele cu afinitati diferite pentru o sarcina fixa sunt separate pe schimbatoare de anioni sau pe schimbatoare de cationi. Schimbătoarele de anioni au grupări încărcate pozitiv la suprafață și absorb anionii din faza mobilă. Schimbătoarele de cationi conțin, respectiv, grupuri cu sarcină negativă care interacționează cu cationii.

Ca fază mobilă, se folosesc soluții apoase de săruri de acizi, baze și solvenți, cum ar fi amoniacul lichid, de ex. sisteme de solvenți având o constantă dielectrică ridicată și o tendință puternică de ionizare a compușilor. De obicei funcționează cu soluții tampon care vă permit să ajustați valoarea pH-ului.

În timpul separării cromatografice, ionii analitului concurează cu ionii conținuți în eluent, căutând să interacționeze cu grupurile încărcate opus ale sorbantului. Rezultă că cromatografia cu schimb de ioni poate fi utilizată pentru a separa orice compuși care pot fi ionizați în orice mod. Este posibil să se analizeze chiar și molecule neutre de zahăr sub forma complecșilor lor cu ionul borat.

Cromatografia cu schimb de ioni este indispensabilă pentru separarea substanțelor foarte polare, care nu pot fi analizate prin GLC fără conversie în derivați. Acești compuși includ aminoacizi, peptide, zaharuri.

Cromatografia cu schimb de ioni este utilizată pe scară largă în medicină, biologie, biochimie, pentru controlul mediului, în analiza conținutului de medicamente și a metaboliților acestora în sânge și urină, pesticide în materiile prime alimentare, precum și pentru separarea compușilor anorganici, inclusiv radioizotopi, lantanide, actinide etc. Analiza biopolimerilor (proteine, acizi nucleici etc.), care durează de obicei ore sau zile, folosind cromatografia de schimb ionic se realizează în 20-40 de minute cu o mai bună separare. Utilizarea cromatografiei cu schimb de ioni în biologie a făcut posibilă observarea probelor direct în medii biologice, reducând posibilitatea de rearanjare sau izomerizare, ceea ce poate duce la interpretarea greșită a rezultatului final. Este interesant să folosim această metodă pentru a controla modificările fluidelor biologice. Utilizarea unor schimbători de anioni slabi poroși pe bază de silicagel a făcut posibilă separarea peptidelor. Mecanismul schimbului de ioni poate fi reprezentat prin următoarele ecuații:

pentru schimbul de anioni X - + R + Y - - Y - + R + X -

pentru schimbul de cationi X + + R - Y + - Y + + R - X +

În primul caz, ionul eșantionului X - concurează cu ionul de fază mobilă Y - pentru centrii ionici R + ai schimbătorului de ioni, iar în al doilea caz, cationii probei X + intră în competiție cu ionii de fază mobilă. Y + pentru centrii ionici R - .

Desigur, ionii de probă care interacționează slab cu schimbătorul de ioni vor fi reținuți slab pe coloană în timpul acestei competiții și sunt primii care vor fi spălați din aceasta și, dimpotrivă, ionii reținuți mai puternic vor fi ultimii care vor elua din coloană. De obicei, interacțiunile secundare de natură neionică apar datorită adsorbției sau legăturii de hidrogen a probei cu partea neionică a matricei sau datorită solubilității limitate a probei în faza mobilă.

Separarea substanțelor specifice depinde în primul rând de alegerea celui mai potrivit sorbent și faza mobilă. Ca faze staționare în cromatografia schimbătoare de ioni se folosesc rășini schimbătoare de ioni și silicageluri cu grupări ionogene grefate.

Rășinile schimbătoare de ioni din polistiren pentru HPLC cu o dimensiune a granulelor de 10 μm sau mai puțin au selectivitate și stabilitate, dar structura lor de rețea, caracterizată printr-o distanță între nodurile grilei de 1,5 nm, care este mult mai mică decât dimensiunea porilor de silicagel utilizat pentru cromatografia de adsorbție (10 nm), încetinește transferul de masă și, prin urmare, reduce semnificativ eficiența. Rășinile schimbătoare de ioni utilizate în HPLC sunt în principal copolimeri de stiren și divinilbenzen. De obicei, adăugați 8-12% din acesta din urmă. Cu cât conținutul de divinilbenzen este mai mare, cu atât rigiditatea și rezistența polimerului sunt mai mari, cu atât capacitatea și, de regulă, selectivitatea sunt mai mari și umflarea este mai mică.

Documente similare

Caracteristicile generale ale procesului de cromatografie. Bazele fizico-chimice ale cromatografiei în strat subțire, clasificarea metodelor de analiză. Variante ale cromatografiei după stări de fază. Controlul calității alimentelor prin metoda TLC, echipamente.

lucrare de termen, adăugată 27.12.2009


Fenomene care apar în timpul cromatografiei. Două abordări ale explicației sunt teoria plăcilor teoretice și teoria cinetică. Cromatografia pe gaz, lichid, hârtie. metoda schimbului de ioni. Aplicații ale cromatografiei cu schimb de ioni. Cromatografia pe gel.

rezumat, adăugat 24.01.2009


Conceptul și structura absorbanților polimerici, istoria creării și dezvoltării lor, semnificația lor în procesul de cromatografie de partiție. Tipuri de adsorbanți polimerici, posibilități de utilizare a acestora în cromatografia de excludere a mărimii. Caracteristicile utilizării gelurilor rigide.

rezumat, adăugat la 01.07.2010


Apariția și dezvoltarea cromatografiei. Clasificarea metodelor cromatografice. Cromatografia pe o fază staționară solidă: gaz, lichid (adsorbție lichidă). Cromatografia pe fază staționară lichidă: cromatografia gaz-lichid și gel.

rezumat, adăugat la 05.01.2009


Esența metodei cromatografiei, istoria dezvoltării și tipurile acesteia. Domenii de aplicare a cromatografiei, dispozitive sau instalatii pentru separarea cromatografica si analiza amestecurilor de substante. Schema unui cromatograf gazos, sistemele sale principale și principiul de funcționare.

rezumat, adăugat 25.09.2010


Fundamentele metodei cromatografiei gazoase inversate. Cromatografia gazoasă este o metodă universală pentru analiza calitativă și cantitativă a amestecurilor complexe și o metodă de obținere a componentelor individuale în formă pură. Aplicarea cromatografiei gazoase inversate.

lucrare de termen, adăugată 01/09/2010


Esența și conținutul cromatografiei cu perechi de ioni, utilizarea acesteia în cromatografia lichidă și extracția pentru extracția medicamentelor și a metaboliților acestora din fluide biologice în faza organică. Variante ale cromatografiei perechi de ioni, caracteristici distinctive.

rezumat, adăugat la 01.07.2010


Cromatografia gazoasă este una dintre cele mai promițătoare metode de cercetare fizico-chimică, care se dezvoltă rapid în prezent. Clasificarea metodelor cromatografice. Diverse caracteristici ale procesului. Esența metodelor de cromatografie.

rezumat, adăugat 25.01.2010


Esența cromatografiei lichide de înaltă performanță (HPLC) ca metodă de analiză și separare a impurităților complexe. Asorbanți, chelați saturați coordonator; modele de influență a structurii ligandului asupra comportamentului chelaților în condiții de cromatografie în fază inversă.

rezumat, adăugat la 10.11.2011


Conceptul și etapele principale ale procesului metodei cromatografiei de excludere a mărimii, caracteristica și domeniul de aplicare a acesteia, soiurile și caracteristicile lor distinctive. Caracteristicile echipamentului utilizat în procesul de cromatografie cu excludere dimensională.

transcriere

1 Scurt istoric al dezvoltării cromatografiei lichide Cromatografia a fost descoperită de M.S. Tsvet în 1903 sub forma unei metode de coloană de adsorbție lichidă. În această metodă, s-au folosit adsorbanți cu o dimensiune a granulelor mai mare de µm, eluentul (solventul) a trecut prin coloană prin gravitație datorită gravitației și nu au existat detectoare de curgere. Separarea a decurs lent, timp de câteva ore, iar în acest mod, cromatografia lichidă nu a putut fi utilizată în scopuri analitice. În ani eforturile specialiștilor din diverse țări au fost îndreptate spre realizarea cromatografiei lichide expres. Era clar că, pentru a crește viteza de separare, era necesar să se scurteze căile de difuzie externă și internă. Acest lucru ar putea fi realizat prin reducerea diametrului boabelor adsorbante. Umplerea coloanelor cu granule fine (5-10 μm) a creat o presiune mare de intrare, ceea ce a necesitat utilizarea pompelor de înaltă presiune. Așa s-a născut cromatografia lichidă de înaltă presiune. Odată cu trecerea la adsorbanți ai unei fracțiuni fine, eficiența coloanelor a crescut foarte mult, prin urmare, cromatografia lichidă analitică rapidă modernă a fost numită cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC). Dezvoltarea de adsorbanți rigidi cu granulație fină (5 sau 10 µm), crearea de pompe de înaltă presiune (peste 200 atm.) și detectoare de debit, toate au asigurat performanțe HPLC ridicate. Din punct de vedere al timpilor de separare, nu a fost inferior cromatografia de gaze, iar din punct de vedere al domeniilor de aplicare a depășit-o semnificativ. În prezent, HPLC ocupă o poziție de lider printre alte metode de cromatografie atât în ​​ceea ce privește volumul de echipamente produse (mai mult de cromatografe pe an în valoare de peste 2 miliarde de dolari), cât și în ceea ce privește numărul de publicații (5-6 mii publicații pe an) . HPLC modern este implementat în diferite versiuni. Aceste opțiuni permit separarea diferitelor amestecuri de molecule (inclusiv amestecuri de toate tipurile de izomeri); macromolecule sintetice și biopolimeri (inclusiv viruși și molecule cu mase de până la câteva milioane); ioni și radicali stabili. Rolul HPLC este, de asemenea, mare în domenii vitale ale științei și producției precum biologie, biotehnologie, industria alimentară, medicină, produse farmaceutice, examinare medicală criminalistică, controlul poluării mediului etc. HPLC a jucat unul dintre rolurile principale în descifrarea genomului uman. , în ultimul timp a rezolvat cu succes probleme de proteomică de ani de zile.

2 Variante de HPLC utilizate în ultimul deceniu Turbulent Continuu Contracurent Centrifugă Pat mobil Membrană de temperatură înaltă Teoria HPLC Proces cromatografic: Retenție, Eluare, Separare O coloană cromatografică este un tub umplut cu un adsorbant simplu prin care curge continuu un solvent. Adsorbantul (sorbent, umplutură de coloană) este ținut în coloană prin filtre, este imobil și de aceea se numește fază staționară. Solventul care se deplasează în raport cu sorbentul se numește fază mobilă (în unele cazuri, eluent). Când se deplasează de-a lungul coloanei, moleculele substanței (sorbați) difuzează în interiorul porilor sorbantului și, ca urmare a interacțiunilor intermoleculare de un tip sau altul, sunt adsorbite pe suprafața fazei staționare. Timpul în care moleculele sunt în stare adsorbită este determinat de puterea interacțiunii intermoleculare a sorbaților cu sorbantul. Cu sorbție foarte slabă, moleculele petrec aproape tot timpul în

3 soluția fazei mobile și, prin urmare, se deplasează în jos pe coloană cu o viteză doar puțin inferioară vitezei fazei mobile. Dimpotrivă, cu sorbție foarte puternică, moleculele părăsesc cu greu suprafața și viteza de mișcare a acestora de-a lungul coloanei este neglijabilă. Din punctul de vedere al cromatografiei, de mai mare interes sunt astfel de condiții în care forța de adsorbție este intermediară și viteza de mișcare a sorbaților prin coloană este de 2-10 ori mai mică decât viteza de mișcare a fazei mobile. Fenomenul de mișcare lentă a moleculelor în raport cu mișcarea fazei mobile în cromatografie se numește retenție. Dacă constantele de sorbție ale substanțelor sunt diferite, atunci viteza lor medie de-a lungul coloanei va fi și ea diferită. Astfel, scopul principal al cromatografiei de separare este atins. Desigur, în practică, moleculele individuale nu sunt introduse în coloană. Dacă în coloană sunt introduse cel puțin mai multe molecule de diferite tipuri, atunci ratele medii de mișcare ale moleculelor de sorbat sunt încă diferite. În plus, vitezele de mișcare ale moleculelor individuale de fiecare tip deviază într-o direcție sau alta de la valoarea medie pentru acest tip. Moleculele de sorbat, introduse inițial în coloană sub forma unui impuls instantaneu, îl lasă într-o zonă mai largă. O astfel de non-identitate a vitezelor de mișcare a moleculelor identice în cromatografie se numește pete. Acest fenomen nedorit duce la faptul că printre moleculele unei substanțe pot exista și molecule ale alteia, a căror viteză este apropiată de viteza celor mai rapide molecule ale primei. Ca urmare, zonele de substanțe se pot suprapune parțial unele pe altele, iar separarea va fi incompletă. Procesele de retenție și estompare fac obiectul teoriei cromatografiei. Câțiva termeni și definiții de bază O cromatogramă este o curbă care arată concentrația de compuși care părăsesc o coloană cu un flux de fază mobilă în funcție de timp de la începutul separării.

4 O cromatogramă constă de obicei dintr-o linie de bază și vârfuri. În instrumentele cromatografice, de regulă, nu există măsurarea directă a concentrației unei substanțe în faza mobilă, ci cu ajutorul unei unități speciale de detectare, orice mărime fizică care este legată funcțional de concentrație (conductivitate electrică, densitate optică). , etc.) se măsoară. Linia de bază corespunde perioadei de timp în care detectorul înregistrează doar semnalul din faza mobilă. Curba de vârf, care se apropie în mod ideal de o curbă de distribuție Gauss, descrie o creștere treptată a concentrației la ieșirea coloanei și scăderea ei ulterioară. Momentul în care vârful maxim apare pe cromatogramă se numește timp de retenție (t R). În condiții constante de funcționare și compoziția fazelor sistemului cromatografic, timpul de retenție este o valoare constantă pentru o substanță dată. Uneori se înregistrează un vârf în partea inițială a cromatogramei, a cărui natură este asociată cu un dezechilibru pe termen scurt în coloană în timpul injectării probei. Acest vârf corespunde timpului de retenție al substanței nesorbabile (t 0). Caracterizarea termodinamică comparativă a două vârfuri separabile de substanțe dă retenția sau selectivitatea relativă. Această valoare indică capacitatea unui anumit sistem cromatografic de a separa o anumită pereche de substanțe. Timpii de retenție și toate cantitățile derivate din aceștia sunt esențial caracteristici termodinamice ale procesului. Cu toate acestea, rezultatul este determinat de influența combinată a factorilor termodinamici și cinetici. Dacă într-un sistem cromatografic de o compoziţie dată la

La o anumită temperatură, valorile lui t R pentru două substanțe sunt aceleași (sau =1,0), atunci nicio modificare a geometriei coloanei nu va duce la separarea acestei perechi. Dar, pe de altă parte, diferența dintre valorile lui t R nu înseamnă automat că se va realiza separarea, și cu atât mai mult cea bună. Pentru a face acest lucru, coloana utilizată trebuie să aibă caracteristici cinetice suficient de ridicate. Actele de sorbție-desorbție trebuie efectuate cu o viteză mare pentru a realiza potențialul de separare, care este indicat de diferența în t R. Principala caracteristică cinetică a procesului este înălțimea h, echivalentă cu o placă teoretică ( HETP). Această valoare corespunde înălțimii stratului absorbant, în timpul trecerii căruia actul de sorbție-desorbție are loc în medie o dată. În esență, reflectă calitatea sorbantului utilizat, calitatea umplerii coloanei și alegerea corectă a modului de cromatografie. Pentru evaluarea calității coloanei se folosește reciproca numărului de plăci teoretice N. Numărul de plăci teoretice este o măsură a eficienței coloanei. Estomparea Zonelor Cromatografice Amestecul de separat este introdus în coloană sub forma unui impuls îngust, iar volumul acestuia în comparație cu volumul coloanei poate fi neglijat. Pe măsură ce moleculele substanțelor care urmează să fie separate se mișcă odată cu fluxul fazei mobile, pulsul se extinde treptat, în timp ce concentrația substanțelor care trebuie separate în el scade. Motivul principal pentru acest proces este că viteza de mișcare a moleculelor individuale prin coloană diferă de viteza medie caracteristică acestui compus. Din punctul de vedere al rezultatului final util al procesului cromatografic de realizare a separării moleculelor de diferite tipuri, răspândirea zonelor este extrem de nedorită, cel puțin din următoarele motive. În primul rând, eroziunea intensă duce la suprapunerea parțială a zonelor diferiților compuși și, prin urmare, este necesar să se impună cerințe mai stricte asupra selectivității sistemului. Mai mult, chiar dacă într-un caz sau altul este posibil să se asigure o selectivitate crescută, puterea totală de separare este scăzută. O altă consecință negativă a petei este o scădere a concentrației de sorbat în centrul zonei, ceea ce duce la o scădere a sensibilității analizei. O măsură a intensității proceselor de eroziune este înălțimea echivalentă cu o placă teoretică. Valoarea lui h este determinată de un număr de procese particulare. 1) Neomogenitatea fluxului fazei mobile. Sorbantul din coloană formează un sistem de canale prin care circulă faza mobilă. Cu cât particulele de sorbant sunt mai fine, cu atât lungimea traseului moleculelor de fază mobilă este mai aproape una de cealaltă, cu atât diferența de timp dintre moleculele unei zone care trec prin coloană este mai mică și cu atât este mai mică neclaritatea zonei.

6 2) Difuzia moleculară în fazele mobile și staționare. Cu cât debitul este mai mare, cu atât este mai puțin neclară din acest motiv. 3) Rata de transfer de masă este timpul de sorbție sau schimb ionic. Cu cât debitul este mai mare, cu atât este mai mare neclaritatea din acest motiv. În mod clar, pentru a reduce h, este necesar să se utilizeze particule de sorbant cu diametru mai mic. Din păcate, această cale poate fi folosită doar până la o anumită limită, care este dictată de considerente tehnice. Căderea de presiune a coloanei este legată de ceilalți parametri ai procesului prin următoarea relație: unde r este parametrul rezistenței la curgere, p este căderea de presiune, U este debitul, L este lungimea coloanei și d este dimensiunea particulelor de sorbant. Odată cu creșterea presiunii, costul și complexitatea echipamentului cresc dramatic. Prin urmare, HPLC d p = 3-10 μm. Pentru a crește eficiența, sunt preferați solvenții mai puțin vâscoși, deoarece au un coeficient de difuzie mai mare și o rezistență mai mică a coloanei. În HPLC, teoria pătării zonelor cromatografice a fost mai mult sau mai puțin finalizată până acum. Dezvoltarea acestei teorii a făcut posibilă realizarea în practică a eficienței coloanelor apropiate de cea teoretică. Astfel, la utilizarea adsorbanților cu un diametru al granulelor mai mic de 3 μm s-a obținut eficiență până la plăci teoretice pe metru de lungime a coloanei. O mare atenție a cromatografilor este acordată studiilor de selectivitate a separării. În HPLC, spre deosebire de cromatografia în gaz, selectivitatea este determinată atât de natura sorbantului, cât și de natura eluentului. Se lucrează în continuare la studiul interacțiunii substanță-solvent, care se corelează cu energia liberă de sorbție. Subiectele fierbinți în teoria HPLC sunt optimizarea computerizată a procesului de separare. După cum sa menționat mai sus, principalele eforturi ale cromatografilor sunt în prezent concentrate pe studiul teoretic al problemelor de selectivitate a separării. Există zeci de publicații cu privire la studiul relației dintre structura moleculelor și reținerea lor pe adsorbanți de natură chimică variată și în cromatografia multidimensională. Pentru a îmbunătăți selectivitatea separării, atât în ​​cromatografia gazoasă, cât și în HPLC, factorul steric este utilizat pe scară largă atunci când ciclodextrinele, eteri coroană și cristalele lichide sunt utilizate pentru separarea selectivă a izomerilor.

7 Realizările în teoria separării izomerilor optici, atât în ​​cromatografia gazoasă, cât și în cea lichidă, sunt impresionante. Rezultatele se obțin la nivel de descoperire, arătând posibilitatea separării izomerilor optici la contacte în două puncte (suprafața unui adsorbant achiral poate servi drept al treilea punct de contact). Dezvoltarea teoriei cromatografiei polimerice în condiții critice continuă cu succes. S-au înregistrat progrese în stabilirea relației dintre parametrii de retenție cromatografică și activitatea biologică și chimică a moleculelor. Acest lucru este deosebit de promițător pentru industria farmaceutică atunci când caută noi tipuri de medicamente. În ultimii ani, a existat un interes din ce în ce mai mare pentru problema influenței temperaturii asupra întregului proces de separare în HPLC. A fost propusă o HPLC la temperatură înaltă și se dezvoltă echipamente pentru programarea temperaturii în această metodă. Lucrările de optimizare a separării în timp ce variază simultan temperatura și rezistența eluentului pare promițătoare. Influența unui câmp electric aplicat de-a lungul coloanei asupra reținerii și eroziunii corticosteroizilor pe coloanele cu adsorbant poros de carbon, precum și efectul unui câmp magnetic asupra retenției pe coloanele umplute cu particule magnetice de bile de oțel acoperite cu politetrafluoretilenă, au fost studiat. Sorbenți pentru HPLC A fost dezvoltată și produsă o gamă largă de adsorbanți pentru HPLC. Aproximativ 100 de firme din întreaga lume produc peste 300 de tipuri de adsorbanți. Cu toate acestea, sortimentul real este mult mai restrâns, deoarece absorbanții multor companii sunt identici în natura chimică a suprafeței și diferă doar prin nume. Ponderea relativă a aplicării diferitelor metode HPLC pe diferiți absorbanți Metoda/tipul cromatografiei Procentul utilizatorilor de absorbant Faza inversă 50,4 Silicagel cu grupe grefate С С 8 15,9 Fenil 7,1 С 4 2,3 С 1 -С 2 1,1

8 Faza normală 24,1 Silicagel cu grupări grefate CN- 8,9 Silicagel 8,5 MN 2-4,7 Diol 2 Schimbător de ioni și ionic 14 Anioni 7,4 Cationi 6,6 Exclusiv 6,7 Apos 3,5 Neapos 3 .2 Cei mai hidrofobi 2 .18. silicageluri pure utilizate în mod obișnuit și silicageluri cu grupări polare și nepolare grefate. Au fost dezvoltați și continuă să fie dezvoltați absorbanți pe bază de oxizi de aluminiu, zirconiu, titan etc.. Ponderea de aplicare a diverșilor adsorbanți în HPLC este următoarea: silicageluri 70%, polimeri poroși (copolimer de stiren și divinilbenzen, polimeri metacrilați). , celuloză etc.) 20%, absorbanți de carbon poros, oxid de titan, oxid de zirconiu 4%, oxid de aluminiu 1%. În practica analitică, cromatografia în fază inversă (mai mult de 70%) folosind silicagel cu grupări alchil С18 și С8 grefate își găsește cea mai mare utilizare.În ciuda utilizării lor pe scară largă, acești adsorbanți prezintă o serie de dezavantaje, principalul dintre care este stabilitatea chimică insuficientă. La pH< 3 происходит гидролиз связи =Si О Si=, а при рн >10 baza de silicagel se dizolvă, mai ales la temperaturi ridicate. Acești adsorbanți sunt neselectivi în separarea compușilor polari și a izomerilor. Substanțele de natură bazică eluează, de regulă, sub formă de vârfuri nesimetrice datorită interacțiunii cu grupările hidroxil reziduale. Proprietățile materialelor silicagel depind puternic de puritatea, natura geometrică și chimică a gelului de silice, metoda de altoire a grupărilor alchil etc. În ultimii ani, cercetările au fost efectuate în mod activ pentru a elimina aceste neajunsuri. În primul rând, producția de silicagel inițial a fost îmbunătățită semnificativ, ceea ce a făcut posibilă obținerea reproductibilă a particulelor sferice cu un conținut nesemnificativ de

9 metale grele. Legarea completă a grupărilor hidroxil pe suprafața gelului de silice nu este niciodată realizată. Grupările hidroxil reziduale duc la interacțiuni nedorite și vârfuri nesimetrice în compușii constând din molecule polare mici. Pentru a elimina influența silanolilor reziduali, s-a propus închiderea (blocarea) a acestora cu grupări izopropil sau izobutil mai voluminoase. Un exemplu de astfel de adsorbant este Zorbax Stable Bond. Substituenții bidentat sunt, de asemenea, utilizați atunci când două lanțuri alchil adiacente sunt legate de atomi de siliciu prin 3-4 grupări metilen. Această „punte” închide grupările hidroxil reziduale și astfel de faze sunt stabile chiar și la pH ridicat.< 12 (Zorbax Extend-С18). Силикагели со средними размерами пор, 80, 100, 120 Å, применяют для разделения низкомолекулярных соединений, силикагели с порами 300 Å и более для разделения макробиомолекул. Как известно, поверхность белковой глобулы богата гидрофильными аминокислотами, но в то же время содержит немало (до половины от их общего содержания) гидрофобных остатков, нередко образующих скопления (" гроздья"). Такие гидрофобные зоны, развитые в большей или меньшей степени, представляют характерную особенность структуры каждого белка, на чем и основан метод гидрофобной хроматографии. Соответствующие сорбенты синтезируют, включая гидрофобные группировки в гидрофильную матрицу, например в поперечносшитую агарозу сефарозу. По такому принципу построены, в частности, октил- и фенилсефароза: При пропускании белкового раствора через фенилсефарозу гидрофобные участки поверхности белков образуют контакты с фенильнымн группами, вытесняя прилегающие к этим структурам молекулы воды. Число и прочность таких контактов весьма различны у разных белков. Повышению их прочности способствует сорбция белков из концентрированных растворов солей, например

10 sulfat de amoniu. O scădere lină a concentrației de sare din soluția care curge prin coloana cu fenilsefaroză duce la desorbția succesivă a proteinelor. Assorbanții obținuți prin adăugarea radicalilor alchil hidrofobi de diferite lungimi la silice macroporoasă acționează în mod similar. Acestea, fiind rigide, sunt deosebit de potrivite pentru funcționarea la presiune ridicată sub cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC, HPLC în engleză). Cele care conțin lanțuri lungi de hidrocarburi C18 sunt de puțin folos pentru separarea proteinelor din cauza legăturii prea puternice, adesea ireversibile, dar pot fi utilizate pentru cromatografia peptidică. Cele mai bune rezultate se obțin prin cromatografia proteinelor pe adsorbanți care conțin lanțuri de hidrocarburi C4-C8 mai scurte. Adesea, cromatografia hidrofobă este combinată cu alte efecte. De exemplu, adăugarea de diamine de diferite lungimi la sefaroza activată cu bromură de cianogen dă adsorbanți care conțin lanțuri hidrocarburi hidrocarburi împreună cu două grupări cationice. Combinarea caracteristicilor unui sorbent hidrofob și ale unui schimbător de anioni într-un singur material cromatografic îi îmbogățește posibilitățile. Metoda descrisă mai sus pentru efectuarea cromatografiei pe un sorbent hidrofob nu este în niciun caz singura posibilă. Pentru sorbția proteinelor, nu este necesar să se introducă concentrații ridicate de sare în soluție, iar pentru eluare, adăugarea de solvenți organici, poate fi utilizată o schimbare a pH-ului. În unele cazuri, când legarea proteinelor se bazează pe o combinație de interacțiuni hidrofobe și ionice, eluția cu soluții de sare dă rezultate bune. De asemenea, observăm că semnele de cromatografie hidrofobă se găsesc și în alte metode de separare a proteinelor, în special în cromatografia de afinitate. În fiecare an, la Conferința și Expoziția de la Pittsburgh din SUA, sunt prezentate zeci de noi adsorbanți HPLC și pot fi apreciate noi direcții și tendințe din aceștia. Companiile oferă o gamă largă de coloane: lungimile coloanelor variază de la 10 la 250 mm, iar diametrele interne de la 1 la 50 mm. Echipamente pentru HPLC Cromatografele de lichide moderne sunt disponibile în trei versiuni: bloc-modular, monobloc și intermediar (design modular într-un singur bloc). Alegerea configurației unui dispozitiv modular este determinată de sarcina analitică. Sistemul modular vă permite să asamblați rapid și ușor un anumit sistem la costuri minime. Pe baza unui sistem bloc-modular flexibil, este posibil să se creeze atât dispozitive simple, cât și cele complexe, cu blocuri de construcție, potrivite pentru rezolvarea problemelor tehnologice de rutină și efectuarea de măsurători complexe de cercetare.

11 Sistemul monobloc este avantajos în unele cazuri în cazul sarcinilor specifice de specialitate. Sistemul integrat cu blocuri înlocuibile are avantaje similare. În prezent, sunt produse comercial următoarele tipuri de cromatografe lichide: înaltă presiune (sisteme închise), gradient, izocratice, preparative, ionice, cu excludere de mărime, joasă presiune (sisteme deschise), multidimensionale, analizoare on-line, continuă la temperatură înaltă, în contracurent. , pat mobil, analizoare de aminoacizi. Aceste cromatografe lichide pot include următoarele sisteme de detecție: fotometre UV-Vis, lungime de undă variabilă, lungime de undă fixă ​​(cu filtre), scanare, matrice de fotodiode, indice de refracție, fluorescență, electrochimic, conductometrie, amperometrică, împrăștiere a luminii, chemiluminiscent, spectrometric de masă, chiral , microcoloană, radioactivă, spectroscopică IR, ionizare cu flacără, etc. Se dezvoltă HPLC cu micro- și nanocoloane. Aspect cromatograf: 1 pompă 2 eșantioane unitate de injectare 3-coloană cromatografică 4 detectoare 5-registrare 6 coloane termostat 7-unitate de preparare a eluenților 8-scurgere de eluate sau colector de fracțiuni

12 Aplicații HPLC Metodele HPLC au devenit metode oficiale în farmacopeile diferitelor țări, în EPA (Agenția SUA pentru Analiza Poluării Mediului), în GOST și recomandări pentru analiza multor compuși nocivi. La monitorizarea poluării mediului prin metode HPLC, produsele petroliere sunt determinate în apele de suprafață și potabile; pesticide în apă, sol; ftalați în apă; amine aromatice și compuși aromatici polinucleari din alimente și apă; fenol, clorofenol și nitrofenoli în apa potabilă; nitrozaminele din alimente; metale grele în apă, sol și alimente; micotoxine (aflatoxine, zearalenona etc.) în alimente și furaje și mulți alți poluanți. Diagnosticul precoce al bolilor prin analiza markerilor biochimici HPLC este din ce în ce mai utilizat pentru determinarea markerilor biochimici și a metaboliților în examinarea medicală în masă a populației și depistarea bolilor periculoase. De obicei, pentru diagnosticarea bolilor, este suficient să se determine doar markeri, cu toate acestea, în unele cazuri, este necesar să se determine profilul metabolic al nivelului multor componente. Markerii biologici sunt molecule relativ mici: catecolamine, aminoacizi (homocisteina), indoli, nucleozide, porfirine, zaharuri, steroizi, hormoni, vitamine, pterine si lipide. În unele cazuri se folosesc și molecule mari: enzime, proteine, acizi nucleici. Profilul concentrațiilor fiziologice de lichid la pacienții cu diferite boli poate diferi semnificativ de profilul persoanelor sănătoase. Acest indicator trebuie determinat și la pacienții cu tulburări metabolice ereditare. În plus, se efectuează analize de profil în cazul afecțiunilor oncologice, cardiovasculare, psihice și neurologice, precum și a diabetului și porfiriazisului. Profilul concentrațiilor lichidelor corporale este determinat la pacienții cu anumite simptome, dar nu oferă un diagnostic precis al bolii. S-a demonstrat recent că nucleozidele modificate apar în profilul bolnavilor de SIDA. Pentru analiza obiectelor, cum ar fi fluidele biologice complexe și multicomponente, este potrivită cromatografia lichidă de înaltă performanță, care are avantaje clare față de cromatografia în gaz datorită instabilității multor compuși biologic activi la temperaturi ridicate. Conținutul multor markeri din fluidele biologice este la nivelul g, prin urmare, determinarea lor necesită detectoare foarte sensibile și selective, în special amperometrice și fluorescente. Este de dorit ca analizele

13 finalizat rapid, în 5-20 de minute. În prezent, odată cu analiza markerilor biochimici din centrele medicale din întreaga lume, sunt deja detectate peste 200 de boli metabolice. Studii și analize în biochimie HPLC este utilizat cel mai pe scară largă pentru separarea compușilor biologici: proteine, enzime, zaharuri, lipide, aminoacizi, peptide, vitamine etc. În legătură cu dezvoltarea proteomicii, interesul pentru separarea și analiza proteinelor , peptidele și aminoacizii a crescut brusc. Metoda HPLC este utilizată pentru a studia interacțiunile medicament-membrană și medicament-proteină și pentru a evalua gradul de oxidare a proteinei. Relația stabilită între parametrii cromatografici și proprietățile biologice permite o căutare mai conștientă de noi medicamente și alți compuși biologic activi în produse farmaceutice. HPLC este una dintre cele mai importante metode pentru studierea metaboliților medicamentelor, separarea și izolarea alergenilor și studierea proceselor farmacocinetice. Separarea substanțelor medicinale enantiomerice a fost stăpânită la scară industrială.

2.2.29. CROMATOGRAFIA LICHIDĂ DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ Cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC) este o tehnică de separare bazată pe distribuția diferențială a substanțelor între două substanțe nemiscibile.

8. Întrebări 1. Definiți cromatografia. 2. Ce caracteristici ale cromatografiei fac posibilă realizarea unei separări mai bune a substanțelor cu proprietăți similare în comparație cu alte metode de separare. 3. Lista

Curs 6 Metode cromatografice de analiză Planul de curs 1. Concepte și termeni de cromatografie. 2. Clasificarea metodelor cromatografice de analiză. Echipamente cromatografice. 3. Tipuri de cromatografie: gaz,

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat) Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică Metode de cercetare fizică Curs 9 Cromatografie lichidă Metode și tehnologie

Profesor Kochetov Anatoly Glebovich Asistent Liang Olga Viktorovna AST, ALT: conform Reitman Frenkel și metoda cinetică Invenția sau vizualizarea unei reacții chimice biologice sau a unui proces fizic

CURTEA 7 CROMATOGRAFIA CA METODĂ DE SEPARARE, IDENTIFICARE ȘI DETERMINARE CANTITATIVĂ Concepte de bază și definiții Diverse clasificări ale metodelor cromatografice Cromatografia de chimisorbție

Descoperirea cromatografiei (1903) MIKHAIL SEMENOVICH TsVET (1872-1919) Principalele etape ale dezvoltării cromatografiei 1903 Descoperirea cromatografiei (Tsvet M.S.) 1938 Cromatografia în strat subțire sau plană (Izmailov

Chimie analitică semestrul IV, Curs 17. Modulul 3. Cromatografia și alte metode de analiză. Cromatografia. Principiul și clasificarea metodelor. 1. Principiul separării cromatografice. Staționar și mobil

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI CERCETĂRI NAȚIONALE UNIVERSITATEA DE STAT TOMSK FACULTATEA DE CHIMIE Program de lucru adnotat al disciplinei Metode cromatografice de analiză Domeniul de studiu

04.07 Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică Metode de cercetare fizică Cursul 8 Cromatografie Dolgoprudny, 6 aprilie 07 Plan. Istoricul apariției

V.D. SHATZ O.V. SACHART CROMATOGRAFIA LICHIDĂ DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ Fundamentele teoriei. Metodologie. Aplicație în chimia medicinală. PREFAȚĂ Dezvoltarea modernă a științelor chimice și biologice a cerut

AGENȚIA FEDERALĂ DE EDUCAȚIE Instituția de Învățământ de Stat de Învățământ Profesional Superior „Universitatea de Stat Ural. A.M. Gorki" IONTS "Ecologie și managementul naturii"

ANOTAREA programului de lucru al disciplinei „Introducere în metodele cromatografice de analiză” în direcția de pregătire 04.03.01 Chimie pe profilul pregătirii „Chimie analitică” 1. Obiectivele stăpânirii disciplinei

MINISTERUL SĂNĂTĂȚII AL FEDERATIEI RUSĂ AUTORIZARE FARMACOPEIĂ GENERALĂ Cromatografia lichidă de înaltă performanță OFS.1.2.1.2.0005.15 În loc de art. GF XI Cromatografie lichidă de înaltă performanță (lichid

Lucrări de laborator 7b Determinarea cromatografică a compoziţiei fazei gazoase a solurilor. Cromatografia (din greaca chroma, genitiv chromatos culoare, vopsea) este o metoda fizico-chimica de separare si analiza

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat) Departamentul de Fizică Moleculară Metode de cercetare fizică Prelegere Cromatografia gazoasă Teorie și principii Dolgoprudny, noiembrie

NOTA APP-19/2017LC Capacități analitice ale cromatografului de lichid Maestro HPLC cu un detector amperometric pe exemplul determinării homocisteinei în plasma sanguină Yashin A. Ya. k. x. dr., inginer principal

Beneficiile coloanelor Agilent AdvanceBio SEC SEC pentru analiza biofarmaceutică Compararea coloanelor de la diferiți furnizori pentru a îmbunătăți calitatea datelor Prezentare generală tehnică

UNIVERSITATEA DE STAT BELARUSIA FACULTATEA DE CHIMIE DEPARTAMENTUL DE CHIMIE ANALITICA

Coloane de cromatografie Agilent AdvanceBio SEC cu excludere de dimensiune pentru analiza de agregare: Compatibilitatea instrumentelor Prezentare generală tehnică Introducere Coloanele Agilent AdvanceBio SEC sunt o nouă familie

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat)) Departamentul de Fizică Moleculară Metode fizice de cercetare Curs 0 Cromatografie gazoasă Dolgoprudny, 5 noiembrie, 0g. Plan. Poveste

2 Metode de analiză: 1. Metode chimice. Echilibrul chimic și utilizarea lui în analiză. Echilibrul acido-bazic. Puterea acizilor și bazelor, modelele schimbării lor. Funcția Hammet. calcul

Instituția de învățământ de la bugetul de stat de învățământ profesional superior UNIVERSITATEA DE STAT MEDICĂ ȘI DENTARĂ MOSCOVA a Ministerului Sănătății și Dezvoltării Sociale

VD SHATZ, OV SAKHARTOVA CROMATOGRAFIE LICHIDĂ DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ Fundamentele teoriei. Metodologie. Aplicație în Chimie Medicinală ACADEMIA DE ȘTIINȚE A INSTITUTULUI SSR LETONIA

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat) Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică Metode de cercetare fizică Curs 8 Detectoare în cromatografie Cromatografia lichidă

MINISTERUL SĂNĂTĂȚII AL FEDERATIEI RUSĂ AUTORIZARE FARMACOPEIĂ GENERALĂ Electroforeza OFS.1.2.1.0021.15 În loc de art. SP XI, problema 1 Metoda de analiză prin electroforeză bazată pe capacitatea particulelor încărcate,

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică Metode de Cercetare Fizică Cursul 9 Cromatografia de gaze Tehnici și metode experimentale Dolgoprudny, 3 aprilie

APP NOTE-18/2017LC Capacități analitice ale cromatografului lichid Maestro HPLC cu detector amperometric pe exemplul determinării catecolaminelor în plasma sanguină Yashin A. Ya. k. x. dr., inginer principal

Cromatografia este unul dintre cele mai importante procese ale analizei instrumentale. În primul rând, joacă un rol important în domenii ale științei precum chimia, biochimia și analiza mediului în determinarea micilor

Instituția științifică a bugetului federal de stat „Institutul de Cercetare de Hematologie și Transfuzie de sânge Kirov al Agenției Federale Medicale și Biologice” 3.3.2. Imunobiologic medical

Detectarea fiabilă a carbohidraților, alcoolilor și acizilor organici prin cromatografie la presiune joasă Coloane Agilent Hi-Plex pentru HPLC cu schimb de liganzi Agilent Technologies Technologies Coloane Agilent Hi-Plex

Întreprinderea Unitară Federală de Stat NPO RADON Moscova Dezvoltarea și aprobarea metodei de concentrare și separare și (IV) folosind cromatografia de extracție pe rășină Ermakov A.I. Moscova - 2013 1 Material de sorbție: Impregnat

Metode fizico-chimice de analiză Cromatografia Metoda cromatografiei se bazează pe fenomenul de sorbție Sorpția este procesul de absorbție a gazelor, vaporilor și substanțelor dizolvate de către adsorbanți solizi sau lichizi.

MINISTERUL SĂNĂTĂȚII AL FEDERĂȚIA RUSĂ AUTORIZARE FARMACOPEIĂ GENERALĂ Cromatografia gazoasă OFS.1.2.1.2.0004.15 În loc de art. GF XI Cromatografia gazoasă este o metodă de separare a compușilor volatili pe bază de

Cromatografia gazoasă 1 Cerințe privind substanța 1. Volatilitate 2. Stabilitate termică (substanța trebuie să se evapore fără a se descompune) 3. Inerție Dispoziție cromatograf gazos 1 2 3 4 5 1. Butelie cu gaz purtător

MINISTERUL SĂNĂTĂȚII AL FEDERATIEI RUSĂ AUTORIZARE FARMACOPEIĂ GENERALĂ Cromatografia în strat subțire OFS.1.2.1.2.0003.15 În loc de art. SP XI, problema 1 Proces cromatografic care are loc în timpul mișcării

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat) Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică Metode de cercetare fizică Cursul 7 Cromatografia de gaze și lichide. Practic

141 Aplicarea HPLC cu microcoloană pentru controlul ionolului în uleiul de transformator Rudakov OB, Fan Vinh Thin Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă Voronezh, Voronezh Podolina Ye.A. Elektrostalsky

46. ​​METODE DE SEPARARE CROMATOGRAFICĂ Metodele de separare cromatografică sunt metode de separare în mai multe etape în care componentele probei sunt distribuite între două faze, staționară și mobilă. nemişcat

E.L.STYSKIN, L.B.ITSIKSON, E.V.BRAUDE Practică cromatografie lichidă de înaltă performanță Versiune de evaluare Moscova. 1986 CUPRINS Prefaţă... Introducere... CAPITOLUL 1. FUNDAMENTELE TEORIEI ŞI PRINCIPALELE

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Universitatea de Stat)) Departamentul de Fizică Moleculară Metode de cercetare fizică Curs 9 Cromatografie. Introducere Dolgoprudny, 9 octombrie 0g. Plan.

AGENȚIA FEDERALĂ DE EDUCAȚIE Instituția de Învățământ de Stat de Învățământ Profesional Superior „Universitatea de Stat Ural. A.M. Gorki" IONTS "Ecologie și managementul naturii"

Subiect. Fizico-chimia fenomenelor de suprafaţă. Adsorbţie. Fenomenele de suprafață se manifestă în sisteme eterogene, adică. sisteme în care există o interfață între componente. Fenomene de suprafață

848 SCURT RAPOARTE bazate pe materialele Conferinței Internaționale a XII-a „Fundamentul fizic și chimic al proceselor de schimb ionic (IONITES-2010)” UDC 541 Determinarea zaharurilor, aminoacizilor prin metoda schimbului de anioni de înaltă eficiență

CROMATOGRAFIE FLASH PREPARATIVĂ MODERNĂ Partea 2* A.Abolin, Ph.D., „GalaChem” [email protected] P.-F. Ikar, Interchim (Franţa) Continuăm să publicăm materiale despre metodele moderne de pregătire

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSĂ INSTITUTUL DE FIZICĂ ȘI TEHNICĂ MOSCOVA (UNIVERSITATEA DE STAT) Departamentul de Fizică Moleculară și Biologică CROMATOGRAFIE LICHIDĂ DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ

Note științifice ale Universității Naționale Taurida. Seria V. I. Vernadsky „Biologie, Chimie” Volumul 17 (56). 2004. 1. S. 150-155. UDC 577.322: 537.632.5 INFLUENȚA UNOR LIGANDI HIDROFOBI ASUPRA SPECTRALĂ

Procese fizice în membranele biologice Autori: А.А. Kyagova, A.Ya. Potapenko I. Structura, funcțiile, proprietățile fizice ale membranelor biologice 1) Structura Bistratul fosfolipidic Molecule de fosfolipide

SEPARAREA DERIVATILOR ENANTIOMERI DE AMINOACID PE β-Ciclodextrina AMINATĂ PRIN CROMATOGRAFIE LICHIDĂ DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ I. A. Ananyeva, E. N. Shapovalova, S. A. Lopatin, O.

CROMATOGRAF DE LICHID DE ÎNALTĂ PERFORMANȚĂ CU DETECTOR SPECTROFLUORIMETRIC „FLUORAT-02-PANORAMA”. Este un analizor de lichide „FLUORAT -02-PANORAMA”, folosit ca spectrofluorimetric

1. Notă explicativă 1.1. Cerințe pentru elevi Elevul trebuie să aibă următoarele competențe inițiale: prevederi de bază ale științelor matematice și ale naturii; stăpânește abilitățile de independentă

Supuse publicării în presa deschisă Cromatografe lichide Agilent 1100, Agilent 100 Incluse în Registrul de stat al instrumentelor de măsurare Înregistrarea A6 minciună În schimb Eliberată conform documentației tehnice

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL REPUBLICII KAZAKHSTAN UNIVERSITATEA DE STAT DENUMITĂ DUPĂ SHAKARIM AL ORAȘULUI SEMEY document QMS Nivel 3 UP KV UP KV CURRICULUM al componentei la alegere Revizia 1 din „08”

Agenția Federală pentru Educație Instituția de Învățământ de Stat de Învățământ Profesional Superior Universitatea de Stat Vladimir V.G. METODE DE ANALIZĂ CROMATOGRAFICĂ AMELIN

Toate fațetele unui cristal 09-312-6029RU Ghid Produse petroliere. Determinarea tipurilor de hidrocarburi aromatice din distilate medii. Metoda cromatografiei lichide de inalta performanta cu

Curs 7. FENOMENE DE SURFACE 1. Tensiunea superficială 1.1. energie de suprafață. Până acum nu am ținut cont de existența unei interfețe între diferite medii*. Cu toate acestea, prezența sa poate fi foarte

Curriculum-ul se bazează pe standardul educațional OSVO 1-31 05 01 2013 și pe programa IIS G 31 153/ac. 2013 COMPILATOR: V.A.Vinarsky, profesor asociat, candidat la științe chimice, profesor asociat RECOMANDAT

1 Compuși macromoleculari (Lysenko EA) Curs 7. Fracționarea macromoleculelor 2 1. Conceptul de fracționare. 2. Fracționare preparativă. 3. Metoda de titrare turbidimetrică. 4. Gel penetrant

08, volum http://dx.doi.org/0.6787/nydha-68-878-08---07- ABORDAREA ȘTIINȚIFĂ A STANDARDIZĂRII STUDIILOR MEGOZINEI ȘI COMPUSULUI COMPLEX AL SĂU MEGAFERON Ziyaev Kh.L., Nazirova Ya .K., Khaitbaev A.A.

Rezumatul informațiilor tehnice Agilent SureMass Rezumat Analiza manuală sau separarea vârfurilor software a fost utilizată în mod tradițional în analiza cromatogramelor GC/MS cu spectru complet pentru a izola

Cromatografia este o metodă de separare și determinare a substanțelor bazată pe distribuția componentelor între două faze - mobilă și staționară. Faza staționară (staționară) este o substanță solidă poroasă (numită adesea sorbent) sau un film lichid depus pe o substanță solidă. Faza mobilă este un lichid sau gaz care curge printr-o fază staționară, uneori sub presiune. Componentele amestecului analizat (sorbați) împreună cu faza mobilă se deplasează de-a lungul fazei staționare. De obicei este plasat într-un tub de sticlă sau metal numit coloană. În funcție de puterea interacțiunii cu suprafața sorbantului (datorită adsorbției sau a unui alt mecanism), componentele se vor deplasa de-a lungul coloanei la viteze diferite. Unele componente vor rămâne în stratul superior al sorbantului, altele, interacționând cu sorbantul într-o măsură mai mică, vor ajunge în partea inferioară a coloanei, iar unele vor părăsi coloana cu faza mobilă (astfel de componente se numesc nereținute, iar timpul de reținere al acestora determină „timpul mort” al coloanei) .

În acest fel, amestecurile complexe de componente sunt separate rapid.

Istoria descoperirilor:

Nașterea cromatografiei

În seara acelei zile, la o întâlnire a departamentului de biologic al Societății Naturaliștilor din Varșovia, Mihail Semyonovich Tsvet, asistent al Departamentului de anatomie și fiziologie a plantelor, a făcut un raport „Despre o nouă categorie de fenomene de adsorbție și aplicarea lor la analiză biochimică”.

Din păcate, M.S. Tsvet, fiind botanist de pregătire, nu a apreciat în mod adecvat aspectul chimic analitic al descoperirii sale și a publicat puțin din lucrările sale în reviste de chimie. Ulterior, chimiștii au fost cei care au evaluat dimensiunea reală a M.S. propusă. Metoda cromatografică color, care a devenit cea mai comună metodă de chimie analitică.

Trebuie subliniate următoarele avantaje ale metodelor cromatografice:

1. Separarea este de natură dinamică, iar actele de sorbție-desorbție a componentelor separate se repetă de multe ori. Acesta este motivul pentru eficiența semnificativ mai mare a cromatograficului

separarea faţă de sorbţia statică şi

extracţie.

2. La separare se folosesc diverse tipuri de interacțiuni între sorbați și faza staționară: de la pur fizic la chimisorbție.

Acest lucru face posibilă separarea selectivă a unei game largi de

3. Substanţelor ce urmează a fi separate pot fi impuse diferite câmpuri suplimentare (gravitaţionale, electrice, magnetice etc.), care, prin modificarea condiţiilor de separare, extind posibilităţile de cromatografie.

4. Cromatografia este o metodă hibridă care combină separarea și determinarea simultană a mai multor componente.

5. Cromatografia permite rezolvarea atât a problemelor analitice (separare, identificare, determinare) cât și a problemelor pregătitoare (purificare, izolare, concentrare). Rezolvarea acestor sarcini poate fi combinată prin efectuarea lor în modul „online”.

Numeroase metode sunt clasificate în funcție de starea de agregare a fazelor, mecanismul de separare și tehnica de separare.

Metodele cromatografice diferă și prin modul în care sunt efectuate.

proces de separare în frontal, deplasare și eluent.

Cromatografia ionică

Cromatografia ionică este o cromatografie lichidă de înaltă performanță pentru separarea cationilor și anionilor pe schimbătoarele de ioni.

capacitate redusă. Adoptarea pe scară largă a cromatografiei ionice

datorită mai multor avantaje:

– capacitatea de a determina un număr mare de anorganice şi

ionii organici, precum și determină simultan cationi și

– sensibilitate mare de detectare (până la 1 ng/ml fără

concentrare preliminară;

– selectivitate și rapiditate ridicate;

– volum mic al probei analizate (nu mai mult de 2 ml din proba);

– o gamă largă de concentrații determinate (de la 1 ng/ml până la

– posibilitatea utilizării diverselor detectoare și combinațiile acestora, ceea ce face posibilă asigurarea selectivității și a unui timp scurt de determinare;

– posibilitatea automatizării complete a determinării;

– în multe cazuri, absența completă a pregătirii preliminare a probei.

Cu toate acestea, ca orice metodă analitică, cromatografia ionică nu este lipsită de dezavantaje, care includ:

– complexitatea sintezei schimbătoarelor de ioni, ceea ce complică foarte mult

dezvoltarea metodei;

– eficiență de separare mai mică comparativ cu HPLC;

– necesitatea unei rezistențe ridicate la coroziune

sistem cromatografic, mai ales la determinare

cationi.

2.1 Istoricul dezvoltării:

Studiul proceselor de schimb ionic a început deja la începutul secolului al XIX-lea. din observaţii asupra influenţei solurilor asupra compoziţiei chimice a soluţiilor sărate în contact cu acesta. La sfârșitul anilor 1940, G. Thompson a observat că solul absoarbe amoniacul din îngrășămintele organice aplicate, experimentele corespunzătoare au fost efectuate de specialistul lor York D. Spence. Primele rezultate ale experimentelor lui D. Spence au fost publicate de G. Thompson în 1850. Articolul notează că „prima descoperire a proprietăților extrem de importante ale solului aproape că poate eșua la fel de utile pentru agricultură”, iar ultimele sale lucrări au fost publicate în 1852 și 1855. .

2.3 Principii ale separării ionilor în procesele de sorbție

Cromatografia cu schimb de ioni se referă la cromatografia în fază lichid-solid în care faza mobilă este un lichid (eluent), iar faza staționară este un solid (schimbător de ioni). Metoda cromatografiei cu schimb de ioni se bazează pe procesul dinamic de înlocuire a ionilor asociați cu faza staționară cu ioni de eluent care intră în coloană. Separarea are loc datorită afinității diferite a ionilor din amestec față de schimbătorul de ioni, ceea ce duce la rate diferite de mișcare a acestora prin coloană.

Cromatografia ionică este o variantă a cromatografia pe coloană schimbătoare de ioni.

Conform recomandărilor IUPAC (1993), termenii de schimb ionic (IOC) și cromatografie ionică (IC) sunt definiți după cum urmează. „Cromatografia cu schimb de ioni se bazează pe diferența dintre interacțiunile de schimb de ioni pentru analiții individuali. Dacă ionii sunt separați și pot fi detectați folosind un detector conductometric sau detecție UV indirectă, atunci se numește cromatografie ionică”.

Formulare modernă (2005): „Cromatografia ionică include toate separările pe coloană de ioni prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC), combinate cu detectarea directă într-un detector de flux și procesarea cantitativă a semnalelor analitice rezultate”. Această definiție caracterizează cromatografia ionică indiferent de mecanismul de separare și metoda de detectare și, astfel, o separă de schimbul ionic clasic.

În cromatografia ionică se aplică următoarele principii de separare:

schimb de ioni.

Formarea perechilor de ioni.

Excluderea ionilor.

Schimb de ioni

Schimbul de ioni este o reacție eterogenă reversibilă de schimb echivalent de ioni în faza schimbătorului de ioni (contraioni) cu ioni de eluent. Contraionii sunt ținuți de grupele funcționale ale schimbătorului de ioni datorită forțelor electrostatice. De obicei, în cromatografia cationică, aceste grupări sunt grupări de acid sulfonic; în cazul cromatografiei anionice, baze de amoniu cuaternar. Pe fig. 1 prezintă o diagramă a procesului de schimb de cationi și anioni. Ionii analitului sunt desemnați ca A, ionii eluentului care concurează cu aceștia pentru centrele de schimb sunt desemnați ca E.

Orez. 1. Schimb de ioni de cationi (A+) și anioni (A-) pentru ioni de eluent (E+ sau E-) cu participarea unui schimbător de cationi care conține grupe sulfo funcționale - SO3- și un schimbător de anioni (grupe de bază de amoniu cuaternar -N + R3).

Formarea perechii de ioni

Pentru a implementa acest mecanism de separare, se folosesc reactivi perechi de ioni, care sunt adăugați la soluția de eluent. Astfel de reactivi sunt surfactanţi anionici sau cationici, de exemplu acizi alchilsulfonici sau săruri de tetraalchilamoniu.

Împreună cu ionii analiți încărcați opus, ionii acestui reactiv pereche de ioni formează o pereche de ioni neîncărcată, care poate fi reținută în faza staționară datorită interacțiunilor intermoleculare. Separarea se realizează datorită diferenței constantelor de formare a perechilor de ioni și a gradului de adsorbție a acestora pe matricea absorbantă. Pe fig. 2 prezintă un model static de schimb de ioni în cromatografia cu perechi de ioni după adsorbția reactivului pe faza staționară. Acest principiu de separare se aplică atât anionilor, cât și cationilor.

Orez. 2. Model de schimb de ioni în cromatografia cu perechi de ioni.

Excluderea ionică

Cromatografia de excludere ionică (IEC). folosit în principal pentru separarea acizilor sau bazelor slabe. IEC este cel mai important pentru determinarea acizilor carboxilici și aminoacizilor, fenolilor și carbohidraților.

Pe fig. Figura 3 prezintă principiul separării IEC folosind acizi R-COOH ca exemplu.

Orez. Fig. 3. Schema de separare a acizilor carboxilici R–COOH folosind cromatografia de excludere ionică.

În cromatografia de excludere ionică, un schimbător de cationi complet sulfonat care conține ioni de hidrogen (contraiononi) este adesea folosit ca fază staționară. Într-o soluție apoasă de eluant, grupările de acid sulfonic ale schimbătorului de ioni sunt hidratate. Învelișul de hidratare este limitat de o membrană imaginară încărcată negativ (membrana Donnan). Membrana este permeabilă doar la moleculele nedisociate (de exemplu, apă).

Acizii carboxilici organici pot fi separați dacă sunt utilizați ca eluent acizi minerali puternici. Datorită valorilor scăzute ale constantelor de aciditate, acizii carboxilici sunt prezenți în astfel de soluții într-o formă nedisociată. Aceste forme pot trece prin membrana Donnan și pot fi adsorbite pe faza staționară.

2. Apariția și dezvoltarea cromatografiei

Apariția cromatografiei ca metodă științifică este asociată cu numele remarcabilului om de știință rus Mihail Semenovici Tsvet (1872 - 1919), care în 1903 a descoperit cromatografia în cursul cercetărilor privind mecanismul de conversie a energiei solare în pigmenții vegetali. Acest an ar trebui să fie considerat data creării metodei cromatografice.

DOMNIȘOARĂ. Culoarea a trecut soluția de analiți și faza mobilă prin coloana de adsorbant din tubul de sticlă. În acest sens, metoda sa a fost numită cromatografie pe coloană. În 1938 N.A. Izmailov și M.S. Schreiber a sugerat modificarea metodei Color și efectuarea separării unui amestec de substanțe pe o placă acoperită cu un strat subțire de adsorbant. Așa a apărut cromatografia în strat subțire, care face posibilă efectuarea analizei cu o micro-cantitate de substanță.

În 1947 T.B. Gapon, E.N. Gapon și F.M. Shemyakin a fost primul care a efectuat separarea cromatografică a unui amestec de ioni într-o soluție, explicând-o prin prezența unei reacții de schimb între ionii absorbanți și ionii conținuti în soluție. Astfel, a fost descoperită o altă direcție de cromatografie - cromatografia cu schimb de ioni. În prezent, cromatografia cu schimb de ioni este una dintre cele mai importante domenii ale metodei cromatografice.

E.N. și G.B. Gapon în 1948 a implementat ceea ce M.S. Colorează ideea posibilității de separare cromatografică a unui amestec de substanțe pe baza diferențelor de solubilitate a precipitatelor puțin solubile. A apărut cromatografia sedimentară.

În 1957, M. Goley a sugerat aplicarea unui sorbent pe pereții interiori ai unui tub capilar - cromatografia capilară. Această opțiune permite analiza microcantităților de amestecuri multicomponente.

În anii 1960, a devenit posibil să se sintetizeze atât geluri ionice, cât și geluri neîncărcate, cu dimensiuni ale porilor strict definite. Acest lucru a făcut posibilă dezvoltarea unei versiuni de cromatografie, a cărei esență este separarea unui amestec de substanțe pe baza diferenței în capacitatea lor de a pătrunde în cromatografia gel - gel. Această metodă permite separarea amestecurilor de substanțe cu greutăți moleculare diferite.

În prezent, cromatografia a primit o dezvoltare semnificativă. Astăzi, diverse metode de cromatografie, în special în combinație cu alte metode fizice și fizico-chimice, ajută oamenii de știință și inginerii să rezolve cele mai diverse, adesea foarte complexe probleme din cercetarea științifică și tehnologie.

Dmitri Ivanovici Mendeleev: contribuție la dezvoltarea chimiei

Dmitri Mendeleev s-a născut la 27 ianuarie (8 februarie) 1834 la Tobolsk în familia directorului gimnaziului și administrator al școlilor publice din provincia Tobolsk, Ivan Pavlovici Mendeleev și Maria Dmitrievna Mendeleeva, născută Kornilieva ...

Vitamine solubile în grăsimi

Hipovitaminoza este o boală asociată cu lipsa de vitamine din organism. Lipsa anumitor vitamine - avitaminoza. Odată cu aportul excesiv de vitamine din dietă, apare hipervitaminoza, boli asociate cu un exces de vitamine...

Istoria Societății Ruse de Chimie

Alexander Abramovici Voskresensky (1809-1880) - chimist organic rus, fondator (împreună cu Nikolai Nikolaevich Zinin) al unei mari școli de chimiști ruși, membru corespondent al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (1864) ...

Prezentare istorică a principalelor etape ale dezvoltării chimiei

Sistemele coloidale din organism și funcțiile acestora

Dezvoltarea ideilor despre sistemele coloidale și proprietățile acestora. Procesele coloidale precum vopsirea și lipirea au fost folosite încă din Egiptul antic. Cuvântul „coloidal” (din cuvântul grecesc care înseamnă „clei”) a fost introdus de T. Graham în 1862...

Derivați polihalogeni ai alcanilor

Istoria chimiei fluorului nu începe în Egiptul antic sau Fenicia, nici măcar în Arabia medievală. Începutul chimiei fluorului a fost descoperirea fluorurii de hidrogen (Scheele, 1771) și apoi a fluorului elementar (Moissan, 1886)...

În mod tradițional, un experiment într-o practică de laborator formează gândirea empirică. Elevii explorează fenomenul, identifică elemente structurale din el, le clasifică, descriu conexiuni, dar toate acestea sunt împărțite în conștiință...

Formarea chimiei

unu). Perioada prealchimică: până în secolul III. ANUNȚ Chimia, știința compoziției substanțelor și a transformărilor lor, începe odată cu descoperirea de către om a capacității focului de a schimba materialele naturale. Se pare că oamenii știau să topească cuprul și bronzul, să ardă produse din lut...

Baza uneia sau alteia clasificări a metodelor cromatografice se poate baza pe diferite trăsături caracteristice ale procesului...

Bazele fizico-chimice ale procesului cromatografic

Sarcina teoriei cromatografiei este de a stabili legile mișcării și estomparii zonelor cromatografice. Principalii factori care stau la baza clasificării teoriilor cromatografiei...

Chimia petrolului și gazelor

Geniala presupunere M.V...

Cromatografia ca metodă de separare și analiză

cromatografie amestec de sorbție desorbție Cromatografia este un proces fizic și chimic bazat pe repetarea repetată a actelor de sorbție și desorbție a unei substanțe atunci când aceasta se deplasează într-un flux de fază mobilă de-a lungul unui sorbent staționar...

Evoluția chimiei – perspective imediate

Din ce sunt alcătuiți compușii chimici? Cum sunt dispuse cele mai mici particule de materie? Cum sunt situate în spațiu? Ce unește aceste particule? De ce unele substante reactioneaza intre ele...

Se cunosc foarte puține lucruri despre efectuarea analizelor în Rusia antică. Desigur, a fost întotdeauna necesar să se verifice compoziția diferitelor materiale, iar în Rusia acest lucru a fost făcut de herboriști, vopsitori, fierari; au existat chiar și specialiști speciali în minerit...

Etapele formării chimiei analitice în Rusia