Úvod
Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC) je jednou z účinných metód separácie zložitých zmesí látok, ktorá je široko používaná ako v analytickej chémii, tak aj v chemickej technológii. Základom chromatografickej separácie je účasť separovaných zložiek zmesi v komplexnom systéme van der Waalsových interakcií (hlavne intermolekulárnych) na fázovom rozhraní. Ako metóda analýzy je HPLC súčasťou skupiny metód, ktorá vzhľadom na zložitosť skúmaných objektov zahŕňa predbežnú separáciu počiatočnej komplexnej zmesi na relatívne jednoduché. Výsledné jednoduché zmesi sa potom analyzujú konvenčnými fyzikálno-chemickými metódami alebo špeciálnymi metódami vyvinutými pre chromatografiu.
História vývoja kvapalinovej chromatografie
Chromatografiu objavil M.S. Tsvet v roku 1903 vo forme kvapalinovo-adsorpčnej kolónovej metódy. Pri tejto metóde boli použité adsorbenty so zrnitosťou väčšou ako 50–100 μm, eluent prechádzal cez kolónu gravitáciou v dôsledku gravitácie, chýbali prietokové detektory. Separácia prebiehala pomaly počas niekoľkých hodín a v tomto režime nebolo možné kvapalinovú chromatografiu použiť na analytické účely. V rokoch 1965-1970. úsilie špecialistov v rôznych krajinách smerovalo k vytvoreniu expresnej kvapalinovej chromatografie. Bolo jasné, že na zvýšenie rýchlosti separácie je potrebné skrátiť cesty vonkajšej a vnútornej difúzie. To by sa dalo dosiahnuť zmenšením priemeru zŕn adsorbenta. Plnenie kolón jemnými zrnami (5-10 μm) vytvorilo vysoký vstupný tlak, čo si vyžiadalo použitie vysokotlakových čerpadiel. Tak sa zrodila vysokotlaková kvapalinová chromatografia. S prechodom na adsorbenty jemnej frakcie sa účinnosť kolón výrazne zvýšila (na jednotku dĺžky, stokrát vyššia ako účinnosť kolón v plynovej chromatografii), preto sa moderná expresná analytická kvapalinová chromatografia nazývala vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC). ). Vývoj tuhých jemnozrnných adsorbentov (5 alebo 10 mikrónov), vytvorenie vysokotlakových čerpadiel (nad 200 atm.) a prietokových detektorov - to všetko zabezpečilo vysoký výkon HPLC. Z hľadiska separačných časov nezaostávala za plynovou chromatografiou a v oblastiach použitia ju výrazne predčila. Toto obdobie sa začalo nazývať druhým zrodom kvapalinovej chromatografie, obrodou, obdobím jej renesancie.
Jedným z prvých komerčných kvapalinových chromatografov bol DuPont Model 820 (1968). Predchádzal tomu vývoj série detektorov pre kvapalinovú chromatografiu: konduktometrický detektor (1951), tepelný adsorpčný detektor (1959), detektor indexu lomu (1962), UV detektor (1966), kvapalinový chromatograf/ systém hmotnostného spektrometra (1973), prvé diódové pole (1976).
V roku 1969 I. Halash a I. Sebastian navrhli sorbenty s chemicky vrúbľovanými alkylovými reťazcami ("kefkové sorbenty") s väzbami Si-O-C. Tento vzťah sa ukázal ako nestabilný. V roku 1970 J. Kirkland vyvinul sorbenty so stabilnejšími Si-O-Si väzbami. Pre spravodlivosť treba poznamenať, že takúto úpravu navrhol oveľa skôr (1959) K.D. Shcherbakova a A.V. Kiselev.
U nás boli kvapalinové chromatografy vyvinuté v rokoch 1969--1972, sú to modely Tsvet-1-69, Tsvet-304 a KhG-1301.
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené dňa http://www.allbest.ru
1. História objavu a vývoja chromatografie
2. Základné ustanovenia
3. Klasifikácia chromatografických metód analýzy
4. Adsorpčná chromatografia. Chromatografia na tenkej vrstve
4.1 Experimentálna technika v chromatografii na tenkej vrstve
5. Plynová chromatografia
5.1. Plynová adsorpčná chromatografia
5.2 Plynová kvapalinová chromatografia
6. Deliaca chromatografia. Papierová chromatografia
7. Sedimentová chromatografia
7.1 Klasifikácia metód sedimentačnej chromatografie podľa experimentálnej techniky
7.2 Sedimentová chromatografia na papieri
8. Ionexová chromatografia
Záver
Bibliografia
1. PRÍBEHOBJAVY A VÝVOJ CHROMATOGRAFIE
Objaviteľom chromatografie bol ruský vedec, botanik a fyzikochemik Michail Semjonovič Cvet.
Objav chromatografie sa datuje do obdobia, keď Tsvet dokončil svoju magisterskú prácu v Petrohrade (1900 - 1902) a do prvého obdobia práce vo Varšave (1902 - 1903). Pri skúmaní rastlinných pigmentov prešiel Tsvet roztok zmesi pigmentov, ktoré sa veľmi málo líšili farbou, cez skúmavku naplnenú adsorbentom - práškovým uhličitanom vápenatým, a potom adsorbent premyl čistým rozpúšťadlom. Jednotlivé zložky zmesi sa oddelili a vytvorili farebné pásy. Podľa modernej terminológie Tsvet objavil vyvíjajúci sa variant chromatografie (rozvíjajúca kvapalinovú adsorpčnú chromatografiu). Hlavné výsledky výskumu vývoja variantu chromatografie, ktorý vytvoril, načrtol Tsvet v knihe Chromofyly vo svete rastlín a zvierat (1910), ktorá je jeho doktorandskou dizertačnou prácou. chromatografia sedimentácia plynu iónová výmena
Tsvet široko využíval chromatografickú metódu nielen na separáciu zmesi a stanovenie jej viaczložkového charakteru, ale aj na kvantitatívnu analýzu, na tento účel rozbil sklenenú kolónu a adsorbčnú kolónu rozrezal na vrstvy. Tsvet vyvinul prístroj na kvapalinovú chromatografiu, ako prvý vykonával chromatografické procesy pri zníženom tlaku (odčerpávanie) a pri určitom pretlaku a vypracoval odporúčania na prípravu účinných kolón. Okrem toho predstavil mnoho základných pojmov a pojmov novej metódy, ako napríklad „chromatografia“, „vývoj“, „vytesnenie“, „chromatogram“ atď.
Chromatografia sa spočiatku používala veľmi zriedkavo, s latentným obdobím asi 20 rokov, počas ktorých sa objavilo len veľmi malé množstvo správ o rôznych aplikáciách metódy. A až v roku 1931 sa podarilo R. Kuhnovi (Nemecko) A. Wintersteinovi (Nemecko) a E. Ledererovi (Francúzsko), ktorí pracovali v chemickom laboratóriu (pod vedením R. Kuhna) Ústavu cisára Wilhelma pre medicínsky výskum v Heidelbergu izolovať a- a b-karotén zo surového karoténu a tým demonštrovať hodnotu objavenia farby.
Dôležitou etapou vo vývoji chromatografie bol objav sovietskych vedcov N.A. Izmailov a M.S. Schreibera z metódy chromatografie na tenkej vrstve (1938), ktorá umožňuje analýzu so stopovým množstvom látky.
Ďalším dôležitým krokom bol objav A. Martina a R. Singa (Anglicko) variantu kvapalinovej deliacej chromatografie na príklade separácie acetylderivátov aminokyselín na kolóne naplnenej vodou nasýteným silikagélom s použitím chloroformu ako rozpúšťadlo (1940). Zároveň sa zistilo, že ako mobilnú fázu možno použiť nielen kvapalinu, ale aj plyn. O niekoľko rokov neskôr títo vedci navrhli vykonať separáciu derivátov aminokyselín na papieri zvlhčenom vodou s butanolom ako mobilnou fázou. Zaviedli tiež prvý dvojrozmerný separačný systém. Martin a Sing dostali Nobelovu cenu za chémiu za objav deliacej chromatografie. (1952). Ďalej Martin a A. James uskutočnili variant plynovej deliacej chromatografie, separáciu zmesí na zmiešanom sorbente silikónu DS-550 a kyseliny stearovej (1952 - 1953). Od tej doby prešla metóda plynovej chromatografie najintenzívnejším vývojom.
Jednou z možností plynovej chromatografie je chromatografia, pri ktorej za účelom zlepšenia separácie zmesi plynov, súčasne s pohybom mobilnej fázy - plynu, sú sorbent a separovaná zmes ovplyvňované pohyblivou teplotou. pole s určitým gradientom pozdĺž dĺžky (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951).
Významne prispel k rozvoju chromatografickej metódy G. Schwab (Nemecko), ktorý bol zakladateľom iónovo-výmennej chromatografie (1937 - 1940). Ďalej sa rozvíjal v prácach sovietskych vedcov E.N. Gapon a T.B. Gapon, ktorý uskutočnil chromatografickú separáciu zmesi iónov v roztoku (spolu s F. M. Shemyakinom, 1947), a tiež realizoval myšlienku vyjadrenú Tsvetom o možnosti chromatografickej separácie zmesi látok na základe rozdielu v rozpustnosti ťažko rozpustných precipitátov (sedimentárna chromatografia, 1948).
Moderná etapa vo vývoji iónovo-výmennej chromatografie sa začala v roku 1975 po práci G. Smalla, T. Stevensa a W. Baumana (USA), v ktorej navrhli novú analytickú metódu nazývanú iónová chromatografia (variant vysoko- výkonná iónovo-výmenná chromatografia s konduktometrickou detekciou).
Mimoriadne dôležité bolo vytvorenie kapilárnej verzie chromatografie (1956) M. Golayom (USA), pri ktorej sa na vnútorné steny kapiláry nanáša sorbent, ktorý umožňuje analyzovať mikromnožstvá viaczložkových zmesí.
Koncom 60. rokov. prudko vzrástol záujem o kvapalinovú chromatografiu. Zrodila sa vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC). To bolo uľahčené vytvorením vysoko citlivých detektorov, nových selektívnych polymérnych sorbentov a nového zariadenia, ktoré umožňuje pracovať pri vysokých tlakoch. V súčasnosti zaujíma HPLC vedúcu pozíciu medzi ostatnými chromatografickými metódami a je implementovaná v rôznych verziách.
2. HLAVNÉ USTANOVENIA
Chromatografia je metóda separácie a stanovenia látok založená na rozdelení zložiek medzi dve fázy – mobilnú a stacionárnu. Stacionárna (stacionárna) fáza je pevná porézna látka (často nazývaná sorbent) alebo tekutý film uložený na pevnej látke. Mobilná fáza je kvapalina alebo plyn prúdiaci cez stacionárnu fázu, niekedy pod tlakom. Zložky analyzovanej zmesi (sorbáty) sa spolu s mobilnou fázou pohybujú pozdĺž stacionárnej fázy. Zvyčajne sa umiestňuje do sklenenej alebo kovovej trubice nazývanej stĺpec. V závislosti od sily interakcie s povrchom sorbentu (v dôsledku adsorpcie alebo iného mechanizmu) sa zložky budú pohybovať pozdĺž kolóny rôznymi rýchlosťami. Niektoré zložky zostanú v hornej vrstve sorbentu, iné, ktoré interagujú so sorbentom v menšej miere, skončia v spodnej časti kolóny a niektoré opustia kolónu spolu s mobilnou fázou (tieto zložky sa nazývajú nezadržané , a ich retenčný čas určuje „mŕtvy čas“ stĺpca) . Týmto spôsobom sa rýchlo oddelia zložité zmesi komponentov. Mali by sa zdôrazniť nasledujúce výhody chromatografických metód:
1. Separácia je dynamickej povahy a akty sorpcie-desorpcie separovaných zložiek sa mnohokrát opakujú. To je dôvodom výrazne vyššej účinnosti chromatografickej separácie v porovnaní so statickými metódami sorpcie a extrakcie.
2. Pri separácii sa využívajú rôzne typy interakcií medzi sorbátmi a stacionárnou fázou: od čisto fyzikálnych až po chemisorpciu. To umožňuje selektívne separovať široké spektrum látok.
3. Na separované látky môžu pôsobiť rôzne prídavné polia (gravitačné, elektrické, magnetické atď.), ktoré zmenou separačných podmienok rozširujú možnosti chromatografie.
4. Chromatografia je hybridná metóda, ktorá kombinuje súčasnú separáciu a stanovenie viacerých zložiek.
5. Chromatografia umožňuje riešiť ako analytické problémy (separácia, identifikácia, stanovenie), tak aj preparatívne problémy (purifikácia, izolácia, koncentrácia). Riešenie týchto úloh je možné kombinovať ich vykonávaním v režime „on-line“.
6. Mnohé metódy sú klasifikované podľa stavu agregácie fáz, separačného mechanizmu a separačnej techniky. Chromatografické metódy sa tiež líšia v spôsobe, akým sa proces separácie vykonáva na frontálny, vytesňovací a eluent.
3. KLASIFIKÁCIA CHROMATOGRAFICKÝCH METÓD ANALÝZY
Klasifikácia chromatografických metód je založená na princípoch, ktoré zohľadňujú tieto rôzne vlastnosti separačného procesu:
* rozdiely v stave agregácie fáz použitého chromatografického systému;
* rozdiely v charaktere interakcií separovaných látok so stacionárnou fázou;
* experimentálne rozdiely v spôsobe, akým sa uskutočňuje proces chromatografickej separácie.
V tabuľkách 1–3 sú uvedené hlavné možnosti klasifikácie známych chromatografických metód.
Keďže povaha interakcií separovaných zlúčenín s fázami rôznych chromatografických systémov sa môže značne líšiť, neexistujú takmer žiadne objekty, pre ktorých separáciu by nebolo možné nájsť vhodnú stacionárnu fázu (pevnú alebo kvapalnú) a systémy mobilných rozpúšťadiel. Oblasti použitia hlavných variantov chromatografie v závislosti od molekulovej hmotnosti študovaných zlúčenín sú uvedené v tabuľke. štyri.
4. ADSORPČNÁ CHROMATOGRAFIA. TENKOVRSTVOVÁ CHROMATOGRAFIA
Jednou z najbežnejších metód adsorpčnej chromatografie je tenkovrstvová chromatografia (TLC) - typ planárnej chromatografie, pri ktorej sa adsorbent používa vo forme tenkej vrstvy na platni.
Princíp a základné pojmy metódy TLC. Na čistý rovný povrch (doska zo skla, kovu, plastu) sa tak či onak nanáša tenká vrstva sorbentu, ktorá je najčastejšie upevnená na povrchu dosky. Rozmery dosky môžu byť rôzne (dĺžka a šírka - od 5 do 50 cm, aj keď to nie je potrebné). Na povrchu taniera opatrne, aby sa nepoškodila vrstva sorbentu, vyznačte (napríklad ceruzkou) štartovaciu čiaru (vo vzdialenosti 2–3 cm od spodného okraja taniera) a cieľovú čiaru. rozpúšťadla.
Schéma separácie zložiek A a B pomocou TLC
Na štartovaciu čiaru platne sa nanesie vzorka (mikrostriekačkou, kapilárou) - malé množstvo kvapaliny obsahujúcej zmes látok na oddelenie, napríklad dve látky A a B vo vhodnom rozpúšťadle. Rozpúšťadlo sa nechá odpariť, potom sa platňa ponorí do chromatografickej komory do kvapalnej fázy PF, čo je rozpúšťadlo alebo zmes rozpúšťadiel špeciálne vybraných pre tento prípad. Pôsobením kapilárnych síl sa PF spontánne pohybuje pozdĺž NF od štartovacej čiary k prednej línii rozpúšťadla, pričom so sebou nesie zložky A a B vzorky, ktoré sa pohybujú rôznymi rýchlosťami. V posudzovanom prípade je afinita zložky A k NP menšia ako afinita k rovnakej fáze zložky B, preto sa zložka A pohybuje rýchlejšie ako zložka B. Po dosiahnutí prednej línie rozpúšťadla v čase t mobilná fáza (rozpúšťadlo) Chromatografia sa preruší, platňa sa vyberie z chromatografickej komory a vysuší sa na vzduchu a určí sa poloha škvŕn látok A a B na povrchu platne. Škvrny (zóny) majú zvyčajne oválny alebo okrúhly tvar. V posudzovanom prípade sa miesto komponentu A posunulo od štartovej čiary do určitej vzdialenosti l A , zložka B bod - na diaľku l AT a rozpúšťadlo prekonalo určitú vzdialenosť L.
Niekedy sa súčasne s aplikáciou vzorky látok, ktoré sa majú separovať, na štartovaciu čiaru aplikujú malé množstvá štandardnej látky, ako aj svedeckých látok (tie, ktoré sú pravdepodobne obsiahnuté v analyzovanej vzorke).
Na charakterizáciu komponentov, ktoré sa majú v systéme oddeliť, sa zavedie koeficient mobility Rf (alebo faktor Rf):
R f=V 1 /V E= (l 1 /t)/ (L/t) = 1 1 /L ,
kde V 1 = l 1 / t a V E= L/ t - podľa rýchlosti jazdy i- zložka a rozpúšťadlo E; l 1 aL - zvolená cesta i- m zložky a rozpúšťadla, v tomto poradí, t je čas potrebný na presun rozpúšťadla od počiatočnej čiary k prednej čiare rozpúšťadla. Vzdialenosti l 1 počítajte od štartovacej čiary do stredu miesta zodpovedajúceho komponentu.
Zvyčajne sa koeficient mobility pohybuje v rozmedzí R f =0 - 1. Optimálna hodnota je 0,3 – 0,7 Chromatografické podmienky sa vyberajú tak, aby sa hodnota R f líšila od nuly do jednotky.
Koeficient mobility je dôležitou charakteristikou systému sorbent-sorbát. Pre reprodukovateľné a prísne konštantné chromatografické podmienky R f = konšt.
Koeficient mobility Rf závisí od množstva faktorov: od povahy a kvality rozpúšťadla, od jeho čistoty; povaha a kvalita sorbentu (tenká vrstva), rovnomernosť jeho zrnitosti, hrúbka vrstvy; aktivita sorbentu (obsah vlhkosti v ňom); experimentálne techniky (hmotnosti vzoriek, dĺžky L rozpúšťadla); zručnosť experimentátora atď. Stálosť reprodukcie všetkých týchto parametrov v praxi je niekedy náročná. Na vyrovnanie vplyvu podmienok procesu sa zavádza koeficient relatívnej mobility Rs.
Rs=l/l sv=R f/R f( sv ) ,
kde R f = l/ L; R f (st)= l sv/ L; l cm - vzdialenosť od štartovej čiary k stredu štandardného bodu.
Koeficient relatívnej pohyblivosti Rs je objektívnejšou charakteristikou pohyblivosti látky ako koeficient pohyblivosti Rf.
Ako štandard sa často volí látka, pre ktorú je za daných podmienok R f ? 0,5. Podľa chemickej povahy sa norma vyberá v blízkosti látok, ktoré sa majú separovať. Pri použití normy sa hodnota Rs zvyčajne pohybuje v rozmedzí Rs=0,1--10, optimálne hranice sú okolo 0,5--2.
Pre spoľahlivejšiu identifikáciu separovaných zložiek slúžia "svedkovia" - referenčné látky, ktorých prítomnosť sa v analyzovanej vzorke predpokladá. Ak Rf = Rf (certifikát), kde Rf a Rf (certifikát) sú koeficienty mobility daného komponentu a svedka, potom je pravdepodobnejšie, že svedecká látka je prítomná v zmesi. sa chromatografuje.
Na charakterizáciu separácie dvoch zložiek A a B za týchto podmienok sa zavádza stupeň (kritérium) separácie R (A / B):
R (A / B) \u003d D l(=2D l ,
kde D l- vzdialenosť medzi stredmi škvŕn komponentov A a B; a(A) a a(B) sú priemery škvŕn A a B na chromatograme.
Čím väčšia je hodnota R (A/B), tým jasnejšie sú škvrny zložiek A a B na chromatograme oddelené.
Na vyhodnotenie selektivity separácie dvoch látok A a B sa používa separačný faktor a:
a=l B / l A.
Ak a=1, potom sa zložky A a B neoddelia.
Na určenie stupňa separácie R (A/B) zložiek A a B.
4.1 Experimentálna technika v chromatografii na tenkej vrstve:
a) Vzorová aplikácia. Analyzovaná kvapalná vzorka sa aplikuje na štartovaciu čiaru pomocou kapiláry, mikrostriekačky, mikropipety, pričom sa opatrne dotýka vrstvy sorbentu (priemer bodu na štartovacej čiare je zvyčajne od jedného do niekoľkých milimetrov). Ak sa na štartovaciu čiaru aplikuje niekoľko vzoriek, potom by vzdialenosť medzi škvrnami vzoriek na štartovacej čiare nemala byť menšia ako 2 cm.Ak je to možné, použite koncentrované roztoky. Škvrny sa vysušia na vzduchu a potom sa chromatografujú.
b) Vývoj chromatogramu (chromatografia). Proces sa uskutočňuje v uzavretých chromatografických komorách nasýtených parami rozpúšťadla použitého ako PF, napríklad v sklenenej nádobe pokrytej vrchnákom.
V závislosti od smeru pohybu PF existujú stúpajúci klesajúci a horizontálne chromatografia.
Pri variante vzostupnej chromatografie sa používajú iba platne s pevnou vrstvou sorbentu. PF sa naleje na dno komory (ako druhá možno použiť sklenenú kadičku vhodnej veľkosti so skleneným viečkom), chromatografická platňa sa umiestni zvisle alebo šikmo do komory tak, aby vrstva PF na dne komory komora namočí spodok platne (~1,5 pod štartovacou čiarou). - 2 cm). PF sa pohybuje v dôsledku pôsobenia kapilárnych síl zdola nahor (proti sile gravitácie) pomerne pomaly.
Dolná chromatografia tiež používa iba dosky s pevným lôžkom. PF sa privádza zhora a pohybuje sa dole pozdĺž vrstvy doskového sorbentu. Gravitačná sila urýchľuje pohyb PF. Táto možnosť je implementovaná pri analýze zmesí obsahujúcich zložky, ktoré sa pomaly pohybujú s PF.
Vo variante horizontálnej chromatografie je platňa umiestnená horizontálne. Môžu sa použiť obdĺžnikové alebo okrúhle dosky. Pri použití okrúhlych platní (kruhová verzia horizontálnej chromatografie) je štartovacia čiara označená ako kruh s vhodným polomerom (~1,5-2 cm), na ktorý sa nanášajú vzorky. V strede okrúhlej dosky je vyrezaný otvor, do ktorého je vložený knôt na napájanie PF. Ten sa pohybuje pozdĺž vrstvy sorbentu od stredu kruhu k jeho okraju. Chromatografia sa vykonáva v uzavretej komore - exsikátore alebo v Petriho miske. S kruhovou verziou je možné súčasne analyzovať až niekoľko desiatok vzoriek.
Metódy TLC využívajú jednorozmernú, dvojrozmernú, viacnásobnú (opakovanú), stupňovitú chromatografiu.
Pomocou jedinej chromatografie sa analýza vykonáva bez zmeny smeru pohybu PF. Táto metóda je najbežnejšia.
Dvojrozmerná chromatografia sa zvyčajne používa na analýzu komplexných zmesí (proteíny, aminokyseliny atď.) Najprv sa uskutoční predbežná separácia zmesi pomocou prvého PF 1 . Na chromatograme sa nezískajú škvrny jednotlivých látok, ale zmesí viacerých neseparovaných zložiek. Potom sa cez tieto škvrny nakreslí nová štartovacia čiara, doštička sa otočí o 90° a znova sa chromatografuje, ale s druhým PF 2, so snahou konečne oddeliť škvrny zmesí na škvrny jednotlivých zložiek.
Ak je platňa štvorcová, potom sa vzorka aplikuje na uhlopriečku tohto štvorca blízko jeho spodného rohu. Niekedy sa dvojrozmerná chromatografia uskutočňuje s rovnakým PF na štvorcovej platni.
Schéma ilustrujúca princíp dvojrozmernej chromatografie:
a - chromatogram získaný s PF1;
b - chromatogram získaný s PF2
Pri viacnásobnej (opakovanej) chromatografii sa proces vykonáva niekoľkokrát za sebou s rovnakým PF (vždy po ďalšom sušení), kým sa nedosiahne požadovaná separácia škvŕn zložiek zmesi (zvyčajne nie viac ako trikrát).
V prípade postupnej chromatografie sa proces vykonáva s tou istou platňou postupne, vždy s novým PF, kým sa nedosiahne zreteľné oddelenie škvŕn.
v) Interpretácia chromatogramu. Ak sú škvrny na chromatograme zafarbené, po vysušení platní sa určí vzdialenosť od štartovacej čiary k stredu každej škvrny a vypočítajú sa koeficienty mobility. Ak zloženie analyzovanej vzorky obsahuje bezfarebné látky, ktoré dávajú nezafarbené, t.j. vizuálne neidentifikovateľné škvrny na chromatograme, je potrebné vykonať detekcia tieto škvrny, pre ktoré chromatogramy prejaviť.
Najbežnejšie metódy detekcie sú opísané nižšie.
Ožarovanie ultrafialovým svetlom. Používa sa na detekciu fluorescenčných zlúčenín (škvrny svietia pri ožiarení platničky UV svetlom) alebo nefluorescenčných látok, avšak pomocou sorbentu s fluorescenčným indikátorom (sorbent svieti, škvrny nesvietia). Takto sa zisťujú napríklad alkaloidy, antibiotiká, vitamíny a iné liečivé látky.
Tepelné spracovanie. Po chromatografii sa platňa vysušená po chromatografii opatrne zahreje (až na ~200 °C), aby sa zabránilo stmavnutiu samotnej vrstvy sorbentu (napríklad, keď tenká vrstva sorbentu obsahuje škrob). V tomto prípade sa škvrny zvyčajne objavujú vo forme hnedých zón (v dôsledku čiastočnej termolýzy organických zložiek).
Chemické spracovanie. Chromatogramy sa často vytvárajú tak, že sa na ne pôsobia činidlami, ktoré tvoria farebné zlúčeniny s oddeliteľnými zložkami zmesi. Na tieto účely sa používajú rôzne činidlá: pary jódu, amoniaku, brómu, oxidu siričitého, sírovodíka, špeciálne pripravené roztoky, ktorými sa platne ošetria. Používajú sa univerzálne aj selektívne činidlá (pojem "univerzálny" je skôr ľubovoľný).
Napríklad koncentrovaná kyselina sírová môže slúžiť ako univerzálne činidlá (stmavnutie škvŕn organických zlúčenín pri zahrievaní), kyslý vodný roztok manganistanu draselného (zóny sú pozorované vo forme hnedých škvŕn na fialovom pozadí sorbentu), roztok kyseliny fosforovo-molybdénovej pri zahrievaní (na žltom pozadí sa objavujú modré škvrny) atď.
Ako selektívne sa používa napríklad Dragendorfovo činidlo; Zimmermannovo činidlo; vodný roztok amoniaku síranu meďnatého (10 % pre CuS04, 2 % pre amoniak); zmes ninhydrínu C 9 H 4 O 3 H 2 O s etanolom a kyselinou octovou.
Dragendorffovo činidlo je roztok zásaditého dusičnanu bizmutitého BiONO 3, jodidu draselného KJ a kyseliny octovej vo vode. Používa sa na stanovenie amínov, alkaloidov, steroidov.
Zimmermannovo činidlo sa pripravuje tak, že sa na 2% etanolový roztok dinitrobenzénu pôsobí alkalickým roztokom KOH a zmes sa zahrieva na ~70–100 °C. Používa sa na detekciu steroidov.
Pomocou ninhydrínu sa zisťujú škvrny amínov, aminokyselín, bielkovín a iných zlúčenín.
Používajú sa aj niektoré ďalšie metódy detekcie škvŕn. Napríklad ich rádioaktivita sa meria, ak sú niektoré z oddelených zložiek rádioaktívne, alebo sa špeciálne zavádzajú prísady rádioaktívnych izotopov prvkov, ktoré sú súčasťou separovaných zložiek zmesi.
Po detekcii škvŕn na chromatograme sa identifikujú, t.j. určiť, ktorá zlúčenina zodpovedá konkrétnemu miestu. Na to sa najčastejšie používajú referenčné spoty „svedkov“. Niekedy sú škvrny identifikované hodnotou koeficientov mobility Rf, pričom ich porovnávame s hodnotami Rf známymi pre dané podmienky. Takáto identifikácia hodnotou Rf je však často predbežná.
Farba fluorescenčných škvŕn sa používa aj na účely identifikácie, pretože rôzne zlúčeniny fluoreskujú rôznymi vlnovými dĺžkami (rôzne farby).
Pri chemickej detekcii škvŕn poskytujú selektívne činidlá farebné škvrny so zlúčeninami určitej povahy, čo sa tiež používa na účely identifikácie.
Pomocou TLC metódy je možné nielen zistiť, ale aj kvantifikovať obsah zložiek v zmesiach. Na tento účel sa na chromatograme analyzujú buď samotné škvrny, alebo sa oddelené zložky tak či onak extrahujú z chromatogramu (extrakcia, elúcia vhodnými rozpúšťadlami).
Pri analýze škvŕn sa predpokladá, že medzi plochou škvrnky a obsahom danej látky existuje určitý vzťah (napríklad prítomnosť proporcionálnej alebo lineárnej závislosti), ktorý sa stanoví zostrojením kalibračného grafu. meraním plôch škvŕn "svedkov" - štandardov so známym obsahom analyzovanej zložky.
Niekedy sa porovnáva farebná intenzita škvŕn za predpokladu, že farebná intenzita škvrnky je úmerná množstvu danej farebnej zložky. Na meranie intenzity farby sa používajú rôzne metódy.
Pri extrakcii oddelených zložiek z chromatogramu sa získa roztok obsahujúci túto zložku. Ten sa potom stanoví jednou alebo druhou analytickou metódou.
Relatívna chyba pri kvantitatívnom stanovení látky pomocou TLC je 5-10 %.
TLC je liekopisná metóda a široko sa používa na analýzu a kontrolu kvality rôznych liekov.
5. PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIA
Plynová chromatografia (GC) využíva ako mobilnú fázu inertný plyn (dusík, hélium, vodík), ktorý sa nazýva nosný plyn. Vzorka je privádzaná vo forme pár, stacionárnou fázou je buď pevná látka - sorbent (plynová adsorpčná chromatografia) alebo vysokovriaca kvapalina nanesená v tenkej vrstve na pevnom nosiči (plynová chromatografia). Zvážte variant plynovej kvapalinovej chromatografie (GLC). Ako nosič sa používa kremelina (diatomit) - druh hydratovaného silikagélu, často sa upravuje činidlami, ktoré premieňajú skupiny Si-OH na skupiny Si-O-Si (CH 3) 3, čím sa zvyšuje inertnosť nosiča s vzhľadom na rozpúšťadlá. Ide napríklad o nosiče „Chromosorb W“ a „Gazochrome Q“. Okrem toho sa používajú sklenené mikrobalóniky, teflón a iné materiály.
5.1 Gazo- adsorpčná chromatografia
Charakteristickým znakom metódy plynovej adsorpčnej chromatografie (GAC) je, že ako stacionárna fáza sa používajú adsorbenty s vysokým špecifickým povrchom (10–1000 m 2 g -1) a určuje sa distribúcia látok medzi stacionárnou a mobilnou fázou. adsorpčným procesom. Adsorpcia molekúl z plynnej fázy, t.j. koncentrovaný na rozhraní medzi tuhou a plynnou fázou, vzniká v dôsledku medzimolekulových interakcií (disperzia, orientácia, indukcia), ktoré sú elektrostatického charakteru. Možno, že tvorba vodíkovej väzby a príspevok tohto typu interakcie k zadržaným objemom výrazne klesá so zvyšujúcou sa teplotou.
Pre analytickú prax je dôležité, aby pri konštantnej teplote bolo množstvo adsorbovanej látky na povrchu С s úmerné koncentrácii tejto látky v plynnej fáze С m:
C s = kc m (1)
tie. takže distribúcia prebieha v súlade s lineárnou adsorpčnou izotermou (do -- konštantný). V tomto prípade sa každá zložka pohybuje pozdĺž kolóny konštantnou rýchlosťou, nezávisle od jej koncentrácie. Oddeľovanie látok je spôsobené rôznou rýchlosťou ich pohybu. Preto je pri GAC mimoriadne dôležitý výber adsorbenta, ktorého plocha a povaha povrchu určuje selektivitu (separáciu) pri danej teplote.
So stúpajúcou teplotou klesá adsorpčné teplo. DH/T, od ktorého závisí ponechanie, a podľa toho t R . Toto sa používa v praxi analýzy. Ak sa oddelia zlúčeniny, ktoré sa veľmi líšia v prchavosti pri konštantnej teplote, potom sa látky s nízkou teplotou varu eluujú rýchlo, látky s vysokou teplotou varu majú dlhší retenčný čas, ich píky na chromatograme budú nižšie a širšie a analýza trvá dlho. . Ak sa však počas chromatografie teplota kolóny zvyšuje konštantnou rýchlosťou (programovanie teploty), potom sa píky blízke šírke na chromatograme rozložia rovnomerne.
Aktívne uhlie, silikagély, porézne sklo a oxid hlinitý sa používajú hlavne ako adsorbenty pre HAC. Za hlavné nevýhody metódy GAC a nemožnosť stanovenia silne adsorbovaných polárnych molekúl je zodpovedná nehomogenita povrchu aktívnych adsorbentov. Je však možné analyzovať zmesi vysoko polárnych látok na geometricky a chemicky homogénnych makroporéznych adsorbentoch. V posledných rokoch sa vyrábajú adsorbenty s viac-menej rovnomerným povrchom, ako sú porézne polyméry, makroporézne silikagély (silochróm, porasil, sférosil), porézne sklá a zeolity.
Najpoužívanejšou metódou plynovej adsorpčnej chromatografie je analýza zmesí plynov a nízkovriacich uhľovodíkov, ktoré neobsahujú aktívne funkčné skupiny. Adsorpčné izotermy takýchto molekúl sú blízke lineárnym. Napríklad na separáciu O2, N2, CO, CH4, CO2 sa úspešne používa hlinka. Teplota kolóny je naprogramovaná tak, aby skrátila čas analýzy znížením t R plynov s vysokou teplotou varu. Na molekulových sitách - vysoko poréznych prírodných alebo syntetických kryštalických materiáloch, ktorých všetky póry sú približne rovnakej veľkosti (0,4 - 1,5 nm), - možno oddeliť izotopy vodíka. Sorbenty nazývané porapaky sa používajú na separáciu hydridov kovov (Ge, As, Sn, Sb). Metóda GAC na kolónach s poréznymi polymérnymi sorbentmi alebo uhlíkovými molekulovými sitami je najrýchlejší a najpohodlnejší spôsob stanovenia vody v anorganických a organických materiáloch, ako sú rozpúšťadlá.
5.2 Gazo- kvapalinovou chromatografiou
V analytickej praxi sa častejšie používa metóda plyno-kvapalinovej chromatografie (GLC). Je to spôsobené extrémnou rozmanitosťou kvapalných stacionárnych fáz, čo uľahčuje výber fázy selektívnej pre danú analýzu, s lineárnou distribučnou izotermou v širšom koncentračnom rozsahu, čo vám umožňuje pracovať s veľkými vzorkami a ľahko získať reprodukovateľné kolóny. v efektívnosti.
Mechanizmus distribúcie komponentov medzi nosičom a stacionárnou kvapalnou fázou je založený na ich rozpustení v kvapalnej fáze. Selektivita závisí od dvoch faktorov: tlaku pár analytu a jeho koeficientu aktivity v kvapalnej fáze. Podľa Raoultovho zákona pri rozpustení tlak pár látky nad roztokom p i je priamo úmerná jeho koeficientu aktivity g molárny zlomok N i v roztoku a tlaku pár čistej látky R° i pri danej teplote:
p i = N i R ° I (2)
Keďže koncentrácia i-tej zložky v rovnovážnej plynnej fáze je určená jej parciálnym tlakom, môžeme predpokladať, že
P i ~ c m a N i ~ c s potom
a koeficient selektivity:
Čím nižšia je teplota varu látky (čím väčšie P 0 i), tým slabšie sa zadrží v chromatografickej kolóne.
Ak sú teploty varu látok rovnaké, potom sa na ich oddelenie používajú rozdiely v interakcii so stacionárnou kvapalnou fázou: čím silnejšia je interakcia, tým nižší je koeficient aktivity a tým väčšia je retencia.
Stacionárne kvapalné fázy . Na zabezpečenie selektivity kolóny je dôležité zvoliť správnu stacionárnu kvapalnú fázu. Táto fáza by mala byť dobrým rozpúšťadlom pre zložky zmesi (ak je rozpustnosť nízka, zložky opúšťajú kolónu veľmi rýchlo), neprchavá (aby sa neodparila pri prevádzkovej teplote kolóny), chemicky inertná. , by mala mať nízku viskozitu (inak sa proces difúzie spomalí) a po nanesení na nosič vytvoriť jednotný film, pevne s ním spojený. Separačná sila stacionárnej fázy pre zložky tejto vzorky by mala byť maximálna.
Existujú tri typy kvapalných fáz: nepolárne (nasýtené uhľovodíky atď.), stredne polárne (estery, nitrily atď.) a polárne (polyglykoly, hydroxylamíny atď.).
So znalosťou vlastností stacionárnej kvapalnej fázy a povahy separovaných látok, napríklad triedy, štruktúry, je možné rýchlo vybrať selektívnu kvapalnú fázu vhodnú na separáciu danej zmesi. V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy, že retenčný čas zložiek bude pre analýzu prijateľný, ak sú polarity stacionárnej fázy a látky analyzovanej vzorky blízke. Pre rozpustené látky s blízkou polaritou poradie elúcie zvyčajne koreluje s bodmi varu a ak je teplotný rozdiel dostatočne veľký, je možná úplná separácia. Na separáciu takmer vriacich látok rôznej polarity sa používa stacionárna fáza, ktorá selektívne zadržiava jednu alebo viac zložiek vďaka interakcii dipól-dipól. So zvyšujúcou sa polaritou kvapalnej fázy sa zvyšuje retenčný čas polárnych zlúčenín.
Pre rovnomerné nanesenie kvapalnej fázy na pevný nosič sa táto zmieša s vysoko prchavým rozpúšťadlom, ako je éter. K tomuto roztoku sa pridá pevný nosič. Zmes sa zahreje, rozpúšťadlo sa odparí, kvapalná fáza zostane na nosiči. Suchý nosič takto potiahnutý stacionárnou kvapalnou fázou sa naplní do kolóny, pričom treba dbať na to, aby sa nevytvárali dutiny. Pre rovnomerné naplnenie sa cez kolónu vedie prúd plynu a súčasne sa kolóna poklepáva, aby sa výplň utesnila. Potom, pred pripojením k detektoru, sa kolóna zahreje na teplotu o 50 °C vyššiu, ako je teplota, na ktorú sa má používať. V tomto prípade môže dôjsť k stratám kvapalnej fázy, ale kolóna sa dostane do stabilného prevádzkového režimu.
Nosiče stacionárnych kvapalných fáz. Pevné nosiče na dispergovanie stacionárnej kvapalnej fázy vo forme homogénneho tenkého filmu musia byť mechanicky pevné s miernym špecifickým povrchom (20 m 2 /g), malou a rovnomernou veľkosťou častíc a tiež musia byť dostatočne inertné, aby umožnili adsorpciu pri rozhranie tuhá látka-plyn. fázy bol minimálny. Najnižšia adsorpcia sa pozoruje na nosičoch silanizovaného chromosorbu, sklenených guľôčkach a fluoropaque (fluorokarbónový polymér). Okrem toho by pevné nosiče nemali reagovať na zvýšenie teploty a mali by byť ľahko zmáčané kvapalnou fázou. Pri plynovej chromatografii chelátov sa ako pevný nosič najčastejšie používajú silanizované biele diatomitové nosiče, kremelina alebo kremelina. Kremelina je mikroamorfný oxid kremičitý obsahujúci vodu. Medzi takéto nosiče patrí chromosorb W, plynový chróm Q, chromatón N atď. Okrem toho sa používajú sklenené guľôčky a teflón.
Chemicky viazané fázy. Často sa používajú modifikované nosiče, kovalentne viazané na kvapalnú fázu. V tomto prípade je stacionárna kvapalná fáza pevnejšie držaná na povrchu aj pri najvyšších teplotách kolóny. Napríklad nosič z kremeliny sa spracuje chlórsilánom so substituentom s dlhým reťazcom, ktorý má určitú polaritu. Chemicky viazaná stacionárna fáza je účinnejšia.
6. DISTRIBUČNÁ CHROMATOGRAFIA. PAPER CHROMATOGRAPHY (PAPER CHROMATOGRAPHY)
Rozdeľovacia chromatografia je založená na použití rozdielov v rozpustnosti oddelenej látky v dvoch kontaktujúcich nemiešateľných kvapalných fázach. Obidve fázy - PF a NF - sú kvapalné fázy. Keď sa kvapalina PF pohybuje pozdĺž kvapalnej NF, chromatografované látky sa kontinuálne prerozdeľujú medzi obe kvapalné fázy.
Deliaca chromatografia je papierový chromatografika (alebo chromatografia na papieri) vo svojej normálnej forme. Pri tejto metóde sa namiesto doštičiek s tenkou vrstvou sorbentu používaných v TLC používa špeciálny chromatografický papier, po ktorom sa pri jeho impregnácii pohybuje kvapalný PF počas chromatografie od štartovacej čiary po cieľovú čiaru rozpúšťadla.
Rozlišovať normálna fáza a obrátená fáza papierová chromatografia.
Vo variante normálna fáza papierová chromatografia kvapalina NF je voda adsorbovaná vo forme tenkej vrstvy na vláknach a umiestnená v póroch hydrofilné papier (do 25 % hmotnosti). Táto viazaná voda sa svojou štruktúrou a fyzikálnym stavom veľmi líši od bežnej kvapalnej vody. Zložky oddelených zmesí sa v ňom rozpustia.
Úlohu PF pohybujúceho sa po papieri zohráva iná kvapalná fáza, napríklad organická kvapalina s prídavkom kyselín a vody. Pred chromatografiou sa kvapalný organický PF nasýti vodou, aby PF nerozpustil vodu adsorbovanú na vláknach hydrofilného chromatografického papiera.
Chromatografický papier vyrába priemysel. Musí spĺňať množstvo požiadaviek: musí byť pripravený z kvalitných vláknitých odrôd bavlny, musí byť jednotný v hustote a hrúbke, v smere orientácie vlákna, chemicky čistý a inertný voči NF a oddeliteľným zložkám.
Vo variante s normálnou fázou sa ako PF najčastejšie používajú kvapalné zmesi zložené z rôznych rozpúšťadiel. Klasickým príkladom takéhoto PF je zmes kyseliny octovej, n-butanolu a vody v objemovom pomere 1:4:5. Používajú sa aj rozpúšťadlá ako etylacetát, chloroform, benzén atď.
Vo variante reverzná fáza V papierovej chromatografii je kvapalný NF organické rozpúšťadlo, zatiaľ čo kvapalný PF je voda, vodné alebo alkoholové roztoky a zmesi kyselín s alkoholmi. Proces sa vykonáva pomocou hydrofóbne chromatografický papier. Získava sa úpravou (impregnáciou) papiera naftalénom, silikónovými olejmi, parafínom atď. Nepolárne a nízkopolárne organické rozpúšťadlá sa sorbujú na vláknach hydrofóbneho papiera a prenikajú do jeho pórov, pričom vytvárajú tenkú vrstvu tekutého NF. Voda sa na takomto papieri nezadržiava a nezmáča ho.
Technika papierovej chromatografie je vo všeobecnosti rovnaká ako pri metóde TLC. Zvyčajne sa nádoba s analyzovaným roztokom obsahujúcim zmes látok, ktoré sa majú oddeliť, nanesie na pásik chromatografického papiera na štartovacej čiare. Po odparení rozpúšťadla sa papier pod štartovacou čiarou ponorí do PF, papier sa umiestni vertikálne (zavesí sa). Zatvorte komoru vekom a vykonajte chromatografiu, kým PF nedosiahne prednú čiaru rozpúšťadla vyznačenú na papieri. Potom sa proces preruší, papier sa vysuší na vzduchu a zistia sa škvrny a identifikujú sa zložky zmesi.
Papierová chromatografia, podobne ako metóda TLC, sa používa v kvalitatívnej aj kvantitatívnej analýze.
Na kvantifikáciu obsahu konkrétnej zložky zmesi sa používajú rôzne metódy:
1) vychádzajú z prítomnosti určitého vzťahu (proporcionálneho, lineárneho) medzi množstvom látky v škvrne a plochou škvrnky (často sa predbežne zostavuje kalibračný graf);
2) odvážte vyrezané miesto s látkou a čistým papierom s rovnakou plochou a potom nájdite hmotnosť látky, ktorú určíte rozdielom;
3) vziať do úvahy vzťah medzi intenzitou farby škvrny a obsahom stanovenej zložky, ktorá dáva farbu škvrny v nej.
V niektorých prípadoch sa látky obsiahnuté v škvrnách extrahujú pomocou rozpúšťadla a potom sa extrakt analyzuje.
Papierová chromatografia je liekopisná metóda používaná na separáciu zmesí obsahujúcich anorganické aj organické látky. Metóda je dostupná, ľahko sa vykonáva, ale vo všeobecnosti je nižšia ako modernejšia metóda TLC, ktorá využíva tenkú vrstvu sorbentu.
7. SEDIMENTOVÁ CHROMATOGRAFIA
Sedimentárna chromatografia sa používa najmä na separáciu a identifikáciu anorganických iónov v zmesiach.
Podstata metódy. Sedimentárna chromatografia je založená na využití chemických reakcií zrážania separovaných zložiek zmesi so zrážadlom, ktoré je súčasťou NF. Separácia prebieha v dôsledku nerovnakej rozpustnosti vzniknutých zlúčenín, ktoré mobilná fáza prenáša rôznou rýchlosťou: menej rozpustné látky prechádzajú z PF pomalšie ako rozpustnejšie.
Aplikácia metódy môže byť ilustrovaná na príklade separácie halogenidových iónov: chloridových iónov Cl-, bromidových iónov Br- a jodidových iónov I- súčasne obsiahnutých v analyzovanom vodnom roztoku. Na tento účel použite chromatografickú kolónu (čo je sklenená trubica s kohútikom na dne) naplnenú sorbentom. Posledne menované tvoria ich médiá - oxid hlinitý Al 2 O 3 alebo kremík SiO 2 impregnovaný roztokom dusičnanu strieborného AgNO 3 (obsah dusičnanu strieborného je asi 10% hmotnosti nosiča sorbentu).
Vodný roztok obsahujúci zmes aniónov, ktoré sa majú oddeliť, prechádza cez chromatografickú kolónu. Tieto anióny interagujú s katiónmi striebra Ag+ a vytvárajú ťažko rozpustné zrazeniny halogenidov striebra:
Ag + + I - > AgIv (žltá)
Ag + + Br - > AgBrv (krém)
Ag + + Cl - > AgClv (biela)
Rozpustnosť halogenidov striebra vo vode sa zvyšuje v poradí:
Agl (K ° \u003d 8,3 * 10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),
kde sú v zátvorkách uvedené hodnoty produktov rozpustnosti pri izbovej teplote. Preto sa najprv vytvorí žltá zrazenina jodidu strieborného, ako najmenej rozpustná na chromatograme, bude pozorovaná žltá (horná) zóna. Potom sa vytvorí krémovo sfarbená zrazenina bromidu strieborného (medzizóna). Nakoniec sa vytvorí biela zrazenina chloridu strieborného - spodná biela zóna, ktorá na svetle stmavne fotochemickým rozkladom chloridu strieborného za uvoľnenia jemne rozptýleného kovového striebra.
Výsledkom je primárny sedimentárny chromatogram.
Pre jasnejšiu separáciu zón sa po získaní primárneho chromatogramu vedie kolónou čisté rozpúšťadlo, kým sa nezíska sekundárny sedimentárny chromatogram s jasným oddelením precipitačných zón.
V opísanom príklade bol precipitant súčasťou NF a cez kolónu prešiel roztok obsahujúci zmes iónov, ktoré sa mali oddeliť. Naopak je možné roztok zrážadla prechádzať cez kolónu, v ktorej NF sa nachádzajú chromatografované ióny. V tomto prípade však vznikajú zmiešané zóny.
Schéma separácie Cl-, Br- a I- iónov v chromatografickej kolóne sedimentárnou chromatografiou.
7.1 Klasifikácia metód sedimentačnej chromatografie podľa experimentálnej techniky
Väčšinou rozlišujem stĺpovitý sedimentárna chromatografia uskutočňovaná v chromatografických kolónach a rovinný sedimentárna chromatografia, realizovaná na papieri alebo v tenkej vrstve sorbentu.
Ako sorbenty v sedimentárnej chromatografii sa používajú zmesi inertných nosičov so zrážadlom; sorbenty, ktoré zadržiavajú zrážacie látky vo forme iónov (iónomeničové živice) alebo vo forme molekúl (aktívne uhlie); papier impregnovaný zrážacím roztokom.
Najčastejšie zvolené nosiče sú silikagél, škrob, oxidy hliníka, vápnika, síran bárnatý, iónomeničové živice atď. Nosič sa používa v jemne dispergovanom stave s veľkosťou častíc asi 0,02 až 0,10 mm.
Ako zrážacie činidlá sa používajú činidlá, ktoré tvoria ťažko rozpustné zrazeniny s chromatografickými iónmi, napríklad jodid sodný NaI, sulfid sodný Na 2 S, síran strieborný Ag 2 SO 4, ferokyanid draselný K 4, oxychinolín, pyridín atď.
Pri použití metódy sedimentárnej kolónovej chromatografie sa po prechode čistého rozpúšťadla kolónou získajú zreteľne oddelené zóny, z ktorých každá obsahuje iba jednu zložku (v prípade, že sa rozpustnosti zrazenín líšia aspoň trikrát) . Metóda má dobrú reprodukovateľnosť výsledkov.
V prípade tvorby bezfarebných precipitátov sa chromatogram vyvoláva buď prechodom roztoku vývojky cez kolónu, čím sa získajú farebné reakčné produkty so zrazeninami, alebo okamžitým zavedením vývojky do PF alebo NF.
7.2 Sedimentová chromatografia na papieri
Uvažujme o podstate tejto metódy na príklade analýzy vodného roztoku obsahujúceho zmes katiónov medi Cu 2+ ? železo Fe 3+ a hliník Al 3+.
Do stredu listu papiera impregnovaného roztokom zrážadla - ferokyanidu draselného K 4 sa kapilárou nanáša analyzovaný vodný roztok. Ióny medi Cu 2+ a železo Fe 2+ interagujú s ferokyanidovými iónmi za vzniku ťažko rozpustných precipitátov:
2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (hnedá)
4Fe 3+ + 3 4->Fe4 (modrá)
Keďže ferokyanid meďný je menej rozpustný ako ferokyanid železitý, ferokyanid meďnatý sa vyzráža ako prvý a vytvorí centrálnu hnedú zónu. Potom sa vytvorí modrá zrazenina ferrokyanidu železitého, čím vznikne modrá zóna. Hliníkové ióny migrujú na perifériu a vytvárajú bezfarebnú zónu, pretože nevytvárajú farebný ferokyanid hlinitý.
Schéma separácie Cu2+, Fe3+ a Al3+ sedimentovou chromatografiou.
Týmto spôsobom sa získa primárny chromatogram, v ktorom sa zrážacie zóny čiastočne prekrývajú.
Potom sa získa sekundárny chromatogram. Na tento účel sa kapilárou do stredu primárneho chromatogramu nanesie vhodné rozpúšťadlo (v tomto prípade vodný roztok amoniaku). Rozpúšťadlo sa spontánne pohybuje zo stredu papiera na okraj a nesie so sebou zrazeniny, ktoré sa pohybujú rôznou rýchlosťou: zóna rozpustnejšej zrazeniny ferokyanidu železa sa pohybuje rýchlejšie ako zóna menej rozpustnej zrazeniny ferokyanidu medi. V tomto štádiu sú v dôsledku rozdielu v rýchlostiach pohybu zón zreteľnejšie oddelené.
Na otvorenie iónov hliníka, ktoré tvoria bezfarebnú periférnu zónu, sa zobrazí sekundárny chromatogram - nastriekaný (z rozprašovacej fľaše) roztokom alizarínu, organického činidla, ktoré vytvára ružové reakčné produkty s iónmi hliníka. Získajte vonkajší ružový prsteň.
8. IÓNOVÁ VÝMENNÁ CHROMATOGRAFIA
Pri iónovo-výmennej chromatografii sa separácia zložiek zmesi dosahuje vďaka reverzibilnej interakcii ionizovateľných látok s iónovými skupinami sorbentu. Zachovanie elektrickej neutrality sorbentu je zabezpečené prítomnosťou protiiónov schopných iónovej výmeny umiestnených v tesnej blízkosti povrchu. Ión zavedenej vzorky, ktorý interaguje s fixným nábojom sorbentu, sa vymení s protiiónom. Látky s rôznou afinitou pre fixný náboj sa oddeľujú na aniónomeničov alebo na katexoch. Aniónomeniče majú na povrchu kladne nabité skupiny a sorbujú anióny z mobilnej fázy. Katiónové meniče obsahujú skupiny so záporným nábojom interagujúce s katiónmi.
Ako mobilná fáza sa používajú vodné roztoky solí kyselín, zásad a rozpúšťadiel ako je kvapalný amoniak, t.j. rozpúšťadlové systémy s vysokou dielektrickou konštantou a silnou tendenciou ionizovať zlúčeniny. Zvyčajne pracujú s tlmivými roztokmi, ktoré vám umožňujú upraviť hodnotu pH.
Počas chromatografickej separácie ióny analytu súťažia s iónmi obsiahnutými v eluente a snažia sa interagovať s opačne nabitými skupinami sorbentu. Z toho vyplýva, že iónomeničová chromatografia môže byť použitá na separáciu akýchkoľvek zlúčenín, ktoré môžu byť akýmkoľvek spôsobom ionizované. Je možné analyzovať aj neutrálne molekuly cukru vo forme ich komplexov s boritanovým iónom.
Iónová výmenná chromatografia je nevyhnutná na separáciu vysoko polárnych látok, ktoré nie je možné analyzovať pomocou GLC bez konverzie na deriváty. Tieto zlúčeniny zahŕňajú aminokyseliny, peptidy, cukry.
Iónovo-výmenná chromatografia má široké využitie v medicíne, biológii, biochémii, na kontrolu životného prostredia, pri analýze obsahu liečiv a ich metabolitov v krvi a moči, pesticídov v potravinových surovinách, ako aj na separáciu anorganických zlúčenín, vrátane rádioizotopov, lantanoidov, aktinoidov atď. Analýza biopolymérov (proteínov, nukleových kyselín atď.), ktorá zvyčajne trvala hodiny alebo dni, pomocou iónomeničovej chromatografie sa vykonáva za 20-40 minút s lepšou separáciou. Použitie iónovo-výmennej chromatografie v biológii umožnilo pozorovať vzorky priamo v biologických médiách, čím sa znížila možnosť preskupenia alebo izomerizácie, čo môže viesť k nesprávnej interpretácii konečného výsledku. Je zaujímavé použiť túto metódu na kontrolu zmien v biologických tekutinách. Použitie poréznych slabých aniónomeničov na báze silikagélu umožnilo separáciu peptidov. Mechanizmus iónovej výmeny možno znázorniť nasledujúcimi rovnicami:
pre aniónovú výmenu X - + R + Y - - Y - + R + X -
na výmenu katiónov X + + R - Y + - Y + + R - X +
V prvom prípade ión vzorky X - súťaží s iónom mobilnej fázy Y - o iónové centrá R + iónomeniča a v druhom prípade katióny vzorky X + vstupujú do konkurencie s iónmi mobilnej fázy. Y + pre iónové centrá R - .
Prirodzene, ióny vzorky, ktoré slabo interagujú s iónomeničom, budú počas tejto súťaže slabo zadržané na kolóne a sú z nej vymyté ako prvé, a naopak, silnejšie zadržané ióny budú z kolóny eluovať ako posledné. Zvyčajne vznikajú sekundárne interakcie neiónovej povahy v dôsledku adsorpcie alebo vodíkovej väzby vzorky s neiónovou časťou matrice alebo v dôsledku obmedzenej rozpustnosti vzorky v mobilnej fáze.
Separácia konkrétnych látok závisí predovšetkým od výberu najvhodnejšieho sorbentu a mobilnej fázy. Ako stacionárne fázy v iónovo-výmennej chromatografii sa používajú iónomeničové živice a silikagély s naočkovanými ionogénnymi skupinami.
Polystyrénové iónomeničové živice pre HPLC s veľkosťou zŕn 10 μm alebo menšou majú selektivitu a stabilitu, ale ich sieťová štruktúra charakterizovaná vzdialenosťou medzi uzlami mriežky 1,5 nm, ktorá je oveľa menšia ako veľkosť pórov silikagélu použitého na adsorpčná chromatografia (10 nm), spomaľuje prenos hmoty a tým výrazne znižuje účinnosť. Iónomeničové živice používané v HPLC sú hlavne kopolyméry styrénu a divinylbenzénu. Zvyčajne pridajte 8-12% z toho druhého. Čím väčší je obsah divinylbenzénu, tým väčšia je tuhosť a pevnosť polyméru, tým vyššia je kapacita a spravidla aj selektivita a nižšie napučiavanie.
Podobné dokumenty
Všeobecné charakteristiky chromatografického procesu. Fyzikálne a chemické základy tenkovrstvovej chromatografie, klasifikácia metód analýzy. Varianty chromatografie podľa fázových stavov. Kontrola kvality potravín metódou TLC, vybavenie.
ročníková práca, pridaná 27.12.2009
Javy vyskytujúce sa pri chromatografii. Dva prístupy k vysvetleniu sú teória teoretických platní a kinetická teória. Plynová, kvapalinová, papierová chromatografia. metóda iónovej výmeny. Aplikácie iónovo-výmennej chromatografie. Gélová chromatografia.
abstrakt, pridaný 24.01.2009
Koncepcia a štruktúra polymérnych sorbentov, história ich vzniku a vývoja, ich význam v procese deliacej chromatografie. Druhy polymérnych sorbentov, možnosti ich použitia pri vylučovacej chromatografii. Vlastnosti použitia tuhých gélov.
abstrakt, pridaný 01.07.2010
Vznik a vývoj chromatografie. Klasifikácia chromatografických metód. Chromatografia na pevnej stacionárnej fáze: plyn, kvapalina (kvapalinová adsorpcia). Chromatografia na kvapalnej stacionárnej fáze: plyn-kvapalina a gélová chromatografia.
abstrakt, pridaný 01.05.2009
Podstata chromatografickej metódy, história jej vývoja a typy. Oblasti použitia chromatografie, prístrojov alebo zariadení na chromatografickú separáciu a analýzu zmesí látok. Schéma plynového chromatografu, jeho hlavné systémy a princíp činnosti.
abstrakt, pridaný 25.09.2010
Základy metódy reverznej plynovej chromatografie. Plynová chromatografia je univerzálna metóda na kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu komplexných zmesí a metóda na získanie jednotlivých zložiek v čistej forme. Aplikácia reverznej plynovej chromatografie.
semestrálna práca, pridaná 01.09.2010
Podstata a obsah iónovo-párovej chromatografie, jej využitie v kvapalinovej chromatografii a extrakcii na extrakciu liečiv a ich metabolitov z biologických tekutín do organickej fázy. Varianty iónovo-párovej chromatografie, charakteristické znaky.
abstrakt, pridaný 01.07.2010
Plynová chromatografia je jednou z najsľubnejších metód fyzikálno-chemického výskumu, ktorá sa v súčasnosti rýchlo rozvíja. Klasifikácia chromatografických metód. Rôzne charakteristické črty procesu. Podstata chromatografických metód.
abstrakt, pridaný 25.01.2010
Podstata vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) ako metódy na analýzu a separáciu komplexných nečistôt. Sorbenty, koordinovane nasýtené cheláty; vzory vplyvu štruktúry ligandu na správanie chelátov v podmienkach chromatografie na reverznej fáze.
abstrakt, pridaný 11.10.2011
Pojem a hlavné etapy procesu metódy veľkostnej vylučovacej chromatografie, jej podstata a rozsah, odrody a ich charakteristické znaky. Charakteristika zariadenia používaného v procese vylučovacej chromatografie.
prepis
1 Stručná história vývoja kvapalinovej chromatografie Chromatografiu objavil M.S. Tsvet v roku 1903 vo forme kvapalinovo-adsorpčnej kolónovej metódy. Pri tejto metóde boli použité adsorbenty so zrnitosťou väčšou ako µm, eluent (rozpúšťadlo) prechádzal cez kolónu gravitáciou v dôsledku gravitácie, neboli žiadne prietokové detektory. Separácia prebiehala pomaly počas niekoľkých hodín a v tomto režime nebolo možné kvapalinovú chromatografiu použiť na analytické účely. V rokoch úsilie špecialistov v rôznych krajinách smerovalo k vytvoreniu expresnej kvapalinovej chromatografie. Bolo jasné, že na zvýšenie rýchlosti separácie je potrebné skrátiť cesty vonkajšej a vnútornej difúzie. To by sa dalo dosiahnuť zmenšením priemeru zŕn adsorbenta. Plnenie kolón jemnými zrnami (5-10 μm) vytvorilo vysoký vstupný tlak, čo si vyžiadalo použitie vysokotlakových čerpadiel. Tak sa zrodila vysokotlaková kvapalinová chromatografia. S prechodom na adsorbenty jemnej frakcie sa účinnosť kolón výrazne zvýšila, preto sa moderná expresná analytická kvapalinová chromatografia nazývala vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC). Vývoj tuhých jemnozrnných adsorbentov (5 alebo 10 µm), vytvorenie vysokotlakových čerpadiel (nad 200 atm.) a prietokových detektorov, to všetko zabezpečilo vysoký výkon HPLC. Z hľadiska separačných časov nezaostávala za plynovou chromatografiou a v oblastiach použitia ju výrazne predčila. V súčasnosti zaujíma HPLC popredné miesto medzi ostatnými chromatografickými metódami tak z hľadiska objemu vyrobených zariadení (viac ako chromatografov ročne v hodnote viac ako 2 miliárd dolárov), ako aj z hľadiska počtu publikácií (5-6 tisíc publikácií ročne). . Moderná HPLC je implementovaná v rôznych verziách. Tieto možnosti umožňujú separáciu rôznych zmesí molekúl (vrátane zmesí všetkých typov izomérov); makromolekuly syntetických a biopolymérov (vrátane vírusov a molekúl s hmotnosťou do niekoľkých miliónov); ióny a stabilné radikály. Úloha HPLC je tiež veľká v takých životne dôležitých oblastiach vedy a výroby, ako je biológia, biotechnológia, potravinársky priemysel, medicína, farmácia, súdne lekárske vyšetrenie, kontrola znečistenia životného prostredia atď. HPLC zohrala jednu z hlavných úloh pri dešifrovaní ľudského genómu. , v poslednej dobe úspešne rieši problémy proteomiky už roky.
2 možnosti HPLC používané v poslednom desaťročí Možnosti Reverzná fáza Normálna fáza Iónové páry Iónová výmena Vylučujúca Gélová filtrácia Ligandová výmena Chirálna afinita Imunitné micelárne hydrofóbne striebro Reverzná fáza extrakcia kvapalina-kvapalina Možnosti darcu-akceptora Turbulentná kontinuálna protiprúdová odstredivka Teória vysokoteplotnej membránovej HPLC s pohyblivým lôžkom Chromatografický proces: retencia, elúcia, separácia Chromatografická kolóna je trubica naplnená jednoduchým adsorbentom, cez ktorý nepretržite prúdi rozpúšťadlo. Adsorbent (sorbent, náplň kolóny) je v kolóne držaný filtrami, je nepohyblivý a preto sa nazýva stacionárna fáza. Rozpúšťadlo pohybujúce sa vzhľadom na sorbent sa nazýva mobilná fáza (v niektorých prípadoch eluent). Pri pohybe pozdĺž kolóny molekuly látky (sorbáty) difundujú do pórov sorbentu a v dôsledku medzimolekulárnych interakcií jedného alebo druhého typu sa adsorbujú na povrchu stacionárnej fázy. Čas, počas ktorého sú molekuly v adsorbovanom stave, je určený silou intermolekulárnej interakcie sorbátov so sorbentom. Pri veľmi slabej sorpcii strávia molekuly takmer celý čas v
3 roztoku mobilnej fázy a preto sa pohybujú po kolóne rýchlosťou len o málo nižšou ako rýchlosť mobilnej fázy. Naopak, pri veľmi silnej sorpcii molekuly takmer neopúšťajú povrch a rýchlosť ich pohybu po stĺpci je zanedbateľná. Z hľadiska chromatografie sú zaujímavejšie také podmienky, pri ktorých je adsorpčná sila stredná a rýchlosť pohybu sorbátov cez kolónu je 2 až 10-krát nižšia ako rýchlosť pohybu mobilnej fázy. Fenomén pomalého pohybu molekúl vzhľadom na pohyb mobilnej fázy v chromatografii sa nazýva retencia. Ak sú sorpčné konštanty látok rozdielne, potom sa bude líšiť aj ich priemerná rýchlosť pozdĺž kolóny. Tým je dosiahnutý hlavný cieľ separačnej chromatografie. Prirodzene, v praxi sa jednotlivé molekuly nezavádzajú do kolóny. Ak sa do kolóny zavedie aspoň niekoľko molekúl rôznych typov, potom sú priemerné rýchlosti pohybu molekúl sorbátu stále odlišné. Okrem toho sa rýchlosti pohybu jednotlivých molekúl každého typu v jednom alebo druhom smere odchyľujú od priemernej hodnoty pre tento typ. Molekuly sorbátu, na začiatku vložené do kolóny vo forme okamžitého impulzu, ju opúšťajú v širšej zóne. Takáto neidentifikácia rýchlostí pohybu rovnakých molekúl v chromatografii sa nazýva rozmazanie. Tento nežiaduci jav vedie k tomu, že medzi molekulami jednej látky môžu byť aj molekuly inej látky, ktorých rýchlosť je blízka rýchlosti najrýchlejších molekúl prvej látky. V dôsledku toho sa zóny látok môžu čiastočne prekrývať a oddelenie bude neúplné. Procesy retencie a rozmazania sú predmetom teórie chromatografie. Niektoré základné pojmy a definície Chromatogram je krivka znázorňujúca koncentráciu zlúčenín opúšťajúcich kolónu s prietokom mobilnej fázy ako funkciu času od začiatku separácie.
4 Chromatogram zvyčajne pozostáva zo základnej línie a píkov. V chromatografických prístrojoch spravidla nedochádza k priamemu meraniu koncentrácie látky v mobilnej fáze, ale pomocou špeciálnej zostavy detektora sa meria akákoľvek fyzikálna veličina, ktorá funkčne súvisí s koncentráciou (elektrická vodivosť, optická hustota). atď.) sa meria. Základná línia zodpovedá časovému úseku, počas ktorého detektor registruje iba signál z mobilnej fázy. Vrcholová krivka, v ideálnom prípade sa približujúca Gaussovej distribučnej krivke, opisuje postupný nárast koncentrácie na výstupe z kolóny a jej následný pokles. Čas, kedy sa na chromatograme objaví maximálny pík, sa nazýva retenčný čas (tR). Pri konštantných prevádzkových podmienkach a zložení fáz chromatografického systému je retenčný čas pre danú látku konštantnou hodnotou. Niekedy sa v úvodnej časti chromatogramu zaznamená pík, ktorého charakter je spojený s krátkodobou nerovnováhou v kolóne počas vstrekovania vzorky. Tento pík zodpovedá retenčnému času nesorbovateľnej látky (t 0). Porovnávacia termodynamická charakterizácia dvoch oddeliteľných píkov látok dáva relatívnu retenciu alebo selektivitu. Táto hodnota udáva schopnosť daného chromatografického systému separovať daný pár látok. Retenčné časy a všetky z nich odvodené veličiny sú v podstate termodynamické charakteristiky procesu. Výsledok je však určený kombinovaným vplyvom termodynamických a kinetických faktorov. Ak v chromatografickom systéme daného zloženia pri
Pri danej teplote sú hodnoty t R pre dve látky rovnaké (alebo = 1,0), potom žiadna zmena v geometrii kolóny nepovedie k oddeleniu tohto páru. Ale na druhej strane rozdiel v hodnotách t R automaticky neznamená, že sa dosiahne separácia a ešte viac tá dobrá. Na tento účel musí mať použitá kolóna dostatočne vysoké kinetické vlastnosti. Akty sorpcie-desorpcie sa musia vykonávať pri vysokej rýchlosti, aby sa využil potenciál separácie, ktorý je indikovaný rozdielom v t R. Hlavnou kinetickou charakteristikou procesu je výška h, ekvivalentná teoretickej úrovni ( HETP). Táto hodnota zodpovedá výške vrstvy sorbentu, pri prechode ktorej prebehne akt sorpcia-desorpcia v priemere raz. V podstate odráža kvalitu použitého sorbentu, kvalitu plnenia kolóny a správny výber chromatografického režimu. Na hodnotenie kvality kolóny sa používa prevrátená hodnota počtu teoretických poschodí N. Počet teoretických poschodí je mierou účinnosti kolóny. Rozmazanie chromatografických zón Zmes, ktorá sa má separovať, sa zavádza do kolóny vo forme úzkeho pulzu a jej objem v porovnaní s objemom kolóny možno zanedbať. Ako sa molekuly separovaných látok pohybujú prúdom mobilnej fázy, pulz sa postupne rozširuje, pričom koncentrácia separovaných látok v ňom klesá. Hlavným dôvodom tohto procesu je, že rýchlosť pohybu jednotlivých molekúl cez kolónu sa líši od priemernej rýchlosti charakteristickej pre túto zlúčeninu. Z hľadiska konečného užitočného výsledku chromatografického procesu dosiahnutia separácie molekúl rôznych typov je šírenie zón vysoko nežiaduce, prinajmenšom z nasledujúcich dôvodov. Po prvé, intenzívna erózia vedie k čiastočnému prekrývaniu zón rôznych zlúčenín, a preto je potrebné klásť prísnejšie požiadavky na selektivitu systému. Navyše, aj keď je v jednom alebo druhom prípade možné poskytnúť zvýšenú selektivitu, celková separačná sila je nízka. Ďalším negatívnym dôsledkom rozmazania je zníženie koncentrácie sorbátu v strede zóny, čo vedie k zníženiu citlivosti analýzy. Mierou intenzity eróznych procesov je výška ekvivalentná teoretickej platni. Hodnota h je určená množstvom konkrétnych procesov. 1) Nehomogenita toku mobilnej fázy. Sorbent v kolóne tvorí systém kanálikov, ktorými preteká mobilná fáza. Čím jemnejšie sú častice sorbentu, tým bližšie k sebe majú dĺžku dráhy molekúl mobilnej fázy, tým menší je časový rozdiel medzi molekulami jednej zóny prechádzajúcich kolónou a tým menšie je rozmazanie zóny.
6 2) Molekulárna difúzia v mobilnej a stacionárnej fáze. Čím väčší je prietok, tým je z tohto dôvodu menšie rozmazanie. 3) Rýchlosť prenosu hmoty je čas sorpcie alebo výmeny iónov. Čím väčší je prietok, tým väčšie je rozmazanie z tohto dôvodu. Je zrejmé, že na zníženie h je potrebné použiť častice sorbentu menšieho priemeru. Žiaľ, túto cestu je možné použiť len do určitého limitu, ktorý je daný technickými dôvodmi. Pokles tlaku v kolóne súvisí s inými parametrami procesu podľa nasledujúceho vzťahu: kde r je parameter odporu prietoku, p je pokles tlaku, U je prietok, L je dĺžka kolóny a d je veľkosť častice sorbentu. So zvýšeným tlakom sa dramaticky zvyšujú náklady a zložitosť zariadenia. Preto HPLC dp = 3-10 um. Pre zvýšenie účinnosti sú preferované menej viskózne rozpúšťadlá, pretože majú vyšší difúzny koeficient a nižší odpor kolóny. V HPLC je teória rozmazania chromatografických zón už viac-menej dokončená. Rozvoj tejto teórie umožnil v praxi realizovať účinnosť kolón blízku tej teoretickej. Pri použití sorbentov s priemerom zŕn menším ako 3 μm bola teda dosiahnutá účinnosť až teoretických poschodí na meter dĺžky kolóny. Veľká pozornosť chromatografov sa venuje štúdiu separačnej selektivity. Pri HPLC, na rozdiel od plynovej chromatografie, je selektivita určená tak povahou sorbentu, ako aj povahou eluentu. Pokračuje práca na štúdiu interakcie látka-rozpúšťadlo, ktorá koreluje s voľnou energiou sorpcie. Horúcimi témami v teórii HPLC sú počítačová optimalizácia separačného procesu. Ako je uvedené vyššie, hlavné úsilie chromatografov sa v súčasnosti zameriava na teoretické štúdium otázok selektivity separácie. Existujú desiatky publikácií o štúdiu vzťahu medzi štruktúrou molekúl a ich retenciou na sorbentoch rôzneho chemického charakteru a vo viacrozmernej chromatografii. Na zlepšenie separačnej selektivity v plynovej chromatografii aj v HPLC sa stérický faktor široko používa, keď sa na selektívnu separáciu izomérov používajú cyklodextríny, korunové étery a tekuté kryštály.
7 Úspechy v teórii separácie optických izomérov v plynovej aj kvapalinovej chromatografii sú pôsobivé. Výsledky sú získané na úrovni objavu, ukazujúce možnosť separácie optických izomérov pri kontaktoch v dvoch bodoch (povrch achirálneho adsorbenta môže slúžiť ako tretí bod kontaktu). Vývoj teórie polymérnej chromatografie za kritických podmienok úspešne pokračuje. Pokrok sa dosiahol pri stanovení vzťahu medzi chromatografickými retenčnými parametrami a biologickou a chemickou aktivitou molekúl. To je perspektívne najmä pre farmaceutický priemysel pri hľadaní nových typov liekov. V posledných rokoch vzrástol záujem o problém vplyvu teploty na celý separačný proces v HPLC. Bola navrhnutá vysokoteplotná HPLC a vyvíja sa zariadenie na programovanie teploty v tejto metóde. Práca na optimalizácii separácie pri súčasnej zmene teploty a sily eluentu vyzerá sľubne. Bol hodnotený vplyv elektrického poľa aplikovaného pozdĺž kolóny na zadržiavanie a eróziu kortikosteroidov na kolónach s poréznym uhlíkovým adsorbentom, ako aj vplyv magnetického poľa na zadržiavanie kolón naplnených magnetickými časticami oceľovými guľôčkami potiahnutými polytetrafluóretylénom. študoval. Sorbenty pre HPLC Pre HPLC bola vyvinutá a vyrobená široká škála sorbentov. Asi 100 firiem na celom svete vyrába viac ako 300 druhov sorbentov. Reálny sortiment je však oveľa užší, keďže sorbenty mnohých firiem sú chemickou povahou povrchu identické a líšia sa len názvami. Relatívny podiel aplikácie rôznych HPLC metód na rôznych sorbentoch Chromatografický spôsob/typ Percento užívateľov sorbentu Reverzná fáza 50,4 Silikagél s naočkovanými skupinami С С 8 15,9 fenyl 7,1 С 4 2,3 С 1 -С 2 1,1
8 Normálna fáza 24,1 Silikagél s naštepenými skupinami CN- 8,9 Silikagél 8,5 MN 2-4,7 Diol 2 Výmenné ióny a iónové 14 Anióny 7,4 Katióny 6,6 Exkluzívne 6,7 Vodné 3,5 Bezvodé 3 ,2 Chirálne 2,18 Hydropho bežne používané čisté silikagély a silikagély s naočkovanými nepolárnymi a polárnymi skupinami. Vyvíjali sa a vyvíjajú sa sorbenty na báze oxidov hliníka, zirkónu, titánu atď.. Podiel rôznych sorbentov v HPLC je nasledovný: silikagély 70 %, porézne polyméry (kopolymér styrénu a divinylbenzénu, polymetakryláty, celulóza , atď.) 20%, porézne uhlíkové sorbenty, oxid titaničitý, oxid zirkónia 4%, oxid hlinitý 1%. V analytickej praxi nachádza najväčšie uplatnenie chromatografia na reverznej fáze (viac ako 70%) na silikagéli s naočkovanými alkylovými skupinami С18 a С8. Napriek širokému použitiu majú tieto sorbenty množstvo nevýhod, z ktorých hlavnou je nedostatočná chemická stabilita. Pri pH< 3 происходит гидролиз связи =Si О Si=, а при рн >10 rozpúšťa silikagélovú bázu, najmä pri zvýšených teplotách. Tieto sorbenty sú neselektívne pri separácii polárnych zlúčenín a izomérov. Látky zásaditej povahy sa vymývajú spravidla vo forme nesymetrických píkov v dôsledku interakcie so zvyškovými hydroxylovými skupinami. Vlastnosti silikagélových materiálov silne závisia od čistoty, geometrickej a chemickej povahy silikagélu, spôsobu vrúbľovania alkylových skupín atď. V posledných rokoch sa aktívne uskutočňuje výskum zameraný na odstránenie týchto nedostatkov. V prvom rade sa výrazne zlepšila výroba počiatočných silikagélov, čo umožnilo reprodukovateľne získať guľovité častice s nevýznamným obsahom
9 ťažkých kovov. Úplná väzba hydroxylových skupín na povrchu silikagélu sa nikdy nedosiahne. Zvyškové hydroxylové skupiny vedú k nežiaducim interakciám a nesymetrickým vrcholom v zlúčeninách zložených z malých polárnych molekúl. Aby sa eliminoval účinok zvyškových silanolov, bolo navrhnuté ich uzavrieť (blokovať) objemnejšími izopropylovými alebo izobutylovými skupinami. Príkladom takéhoto sorbentu je Zorbax Stable Bond. Bidentátne substituenty sa používajú aj vtedy, keď sú dva susediace alkylové reťazce spojené s atómami kremíka cez 3 až 4 metylénové skupiny. Tento "mostík" uzatvára zvyškové hydroxylové skupiny a takéto fázy sú stabilné aj pri zvýšenom pH.< 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 síranu amónneho. Hladký pokles koncentrácie soli v roztoku pretekajúcom cez kolónu s fenylsefarózou vedie k postupnej desorpcii proteínov. Sorbenty získané pridaním hydrofóbnych alkylových radikálov rôznych dĺžok na makroporézny oxid kremičitý pôsobia podobným spôsobom. Keďže sú tuhé, sú obzvlášť vhodné na prevádzku pri zvýšenom tlaku pri vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografii (HPLC, anglicky HPLC). Tie, ktoré obsahujú dlhé C18 uhľovodíkové reťazce, sú málo použiteľné na separáciu proteínov kvôli príliš silnej, často ireverzibilnej väzbe, ale dajú sa použiť na peptidovú chromatografiu. Najlepšie výsledky sa dosahujú chromatografiou proteínov na sorbentoch obsahujúcich kratšie C4-C8 uhľovodíkové reťazce. Hydrofóbna chromatografia sa často kombinuje s inými účinkami. Napríklad pridaním diamínov rôznych dĺžok do sepharose aktivovanej brómkyánom sa získajú sorbenty, ktoré obsahujú uhľovodíkové reťazce spolu s dvoma katiónovými skupinami. Spojenie vlastností hydrofóbneho sorbentu a aniónomeniča v jednom chromatografickom materiáli obohacuje jeho možnosti. Vyššie opísaný spôsob uskutočňovania chromatografie na hydrofóbnom sorbente nie je v žiadnom prípade jediný možný. Na sorpciu proteínov nie je potrebné zavádzať do roztoku zvýšené koncentrácie solí a na elúciu možno použiť pridanie organických rozpúšťadiel, posun pH. V niektorých prípadoch, keď je väzba proteínu založená na kombinácii hydrofóbnych a iónových interakcií, poskytuje elúcia soľnými roztokmi dobré výsledky. Poznamenávame tiež, že znaky hydrofóbnej chromatografie sa nachádzajú aj v iných metódach separácie proteínov, najmä pri afinitnej chromatografii. Každoročne sa na Pittsburgh Conference and Exhibition v USA prezentujú desiatky nových HPLC sorbentov a možno z nich posudzovať nové smery a trendy. Spoločnosti ponúkajú širokú škálu stĺpov: dĺžky stĺpov sa pohybujú od 10 do 250 mm a vnútorné priemery od 1 do 50 mm. Zariadenia pre HPLC Moderné kvapalinové chromatografy sa vyrábajú v troch verziách: blokovo-modulárne, monoblokové a intermediárne (modulárne prevedenie v jednom bloku). Voľba konfigurácie modulárneho zariadenia je určená analytickou úlohou. Modulárny systém umožňuje rýchlo a jednoducho zostaviť konkrétny systém s minimálnymi nákladmi. Na základe flexibilného blokovo-modulárneho systému je možné vytvárať jednoduché aj zložité zariadenia so stavebnicovými blokmi, vhodné na riešenie rutinných technologických problémov a vykonávanie zložitých výskumných meraní.
11 Monoblokový systém je v niektorých prípadoch výhodný v prípade špecializovaných špecifických úloh. Podobné výhody má integrovaný systém s vymeniteľnými blokmi. V súčasnosti sa komerčne vyrábajú tieto typy kvapalinových chromatografov: vysokotlakové (uzavreté systémy), gradientné, izokratické, preparatívne, iónové, veľkostne vylučovacie, nízkotlakové (otvorené systémy), viacrozmerné, on-line analyzátory, vysokoteplotné kontinuálne, protiprúdové , pohyblivé lôžko, analyzátory aminokyselín. Tieto kvapalinové chromatografy môžu zahŕňať nasledujúce detekčné systémy: UV-Vis fotometre, premenlivá vlnová dĺžka, pevná vlnová dĺžka (s filtrami), skenovanie, pole fotodiód, index lomu, fluorescenčné, elektrochemické, konduktometrické, amperometrické, s rozptylom svetla, chemiluminiscenčné, hmotnostné spektrometrické, chirálne , mikrokolónová, rádioaktívna, IR spektroskopická, plameňová ionizácia atď. Vyvíja sa HPLC s mikro- a nanokolónami. Usporiadanie chromatografu: 1-čerpadlo 2-vstrekovacia jednotka 3-chromatografická kolóna 4-detektor 5-registrátor 6-stĺpcový termostat 7-jednotka na prípravu eluentu 8-odtok eluátu alebo zberač frakcií
12 Aplikácie HPLC HPLC metód sa stali oficiálnymi metódami v liekopisoch rôznych krajín, v EPA (US Agency for Environmental Pollution Analysis), v GOST a odporúčaniach pre analýzu mnohých škodlivých zlúčenín. Pri monitorovaní znečistenia životného prostredia metódy HPLC stanovujú ropné produkty v povrchových a pitných vodách; pesticídy vo vode, pôde; ftaláty vo vode; aromatické amíny a polynukleárne aromatické zlúčeniny v potravinách a vode; fenol, chlórfenol a nitrofenoly v pitnej vode; nitrozamíny v potravinách; ťažké kovy vo vode, pôde a potravinách; mykotoxíny (aflatoxíny, zearalenón atď.) v potravinách a krmivách a mnohé ďalšie znečisťujúce látky. Včasná diagnostika chorôb analýzou biochemických markerov HPLC sa čoraz viac využíva na stanovenie biochemických markerov a metabolitov pri hromadnom lekárskom vyšetrení populácie a zisťovaní nebezpečných chorôb. Zvyčajne na diagnostiku chorôb stačí určiť iba markery, v niektorých prípadoch je však potrebné určiť metabolický profil hladiny mnohých zložiek. Biologické markery sú relatívne malé molekuly: katecholamíny, aminokyseliny (homocysteín), indoly, nukleozidy, porfyríny, cukry, steroidy, hormóny, vitamíny, pteríny a lipidy. V niektorých prípadoch sa používajú aj veľké molekuly: enzýmy, proteíny, nukleové kyseliny. Profil koncentrácií fyziologických tekutín u pacientov s rôznymi ochoreniami sa môže výrazne líšiť od profilu zdravých ľudí. Tento indikátor sa musí určiť aj u pacientov s dedičnými metabolickými poruchami. Okrem toho sa robia profilové analýzy v prípade onkologických, kardiovaskulárnych, duševných a neurologických ochorení, ako aj cukrovky a porfyriázy. Profil koncentrácií telesných tekutín sa stanovuje u pacientov s určitými symptómami, ale nedáva presnú diagnózu ochorenia. Nedávno sa ukázalo, že v profile pacientov s AIDS sa objavujú zmenené nukleozidy. Na analýzu objektov, akými sú komplexné a viaczložkové biologické tekutiny, je vhodná vysokoúčinná kvapalinová chromatografia, ktorá má oproti plynovej chromatografii jasné výhody v dôsledku nestability mnohých biologicky aktívnych zlúčenín pri zvýšených teplotách. Obsah mnohých markerov v biologických tekutinách je na úrovni g, preto ich stanovenie vyžaduje vysoko citlivé a selektívne detektory, najmä amperometrické a fluorescenčné. Je žiaduce, aby analýzy
13 dokončené rýchlo, v priebehu 5-20 minút. V súčasnosti sa pomocou analýzy biochemických markerov v lekárskych centrách po celom svete zisťuje už viac ako 200 metabolických ochorení. Štúdie a analýzy v biochémii HPLC sa najčastejšie používa na separáciu biologických zlúčenín: proteínov, enzýmov, cukrov, lipidov, aminokyselín, peptidov, vitamínov atď. V súvislosti s rozvojom proteomiky sa záujem o separáciu a analýzu proteínov , peptidov a aminokyselín sa prudko zvýšil. Metóda HPLC sa používa na štúdium interakcií liek-membrána a liek-proteín a na hodnotenie stupňa oxidácie proteínu. Stanovený vzťah medzi chromatografickými parametrami a biologickými vlastnosťami umožňuje vedomejšie hľadanie nových liečiv a iných biologicky aktívnych zlúčenín vo farmaceutikách. HPLC je jednou z najdôležitejších metód na štúdium metabolitov liečiv, separáciu a izoláciu alergénov a štúdium farmakokinetických procesov. Separácia enantiomérnych liečivých látok bola zvládnutá v priemyselnom meradle.
2.2.29. VYSOKOÚČINNÁ KVAPALINOVÁ CHROMATOGRAFIA Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC) je separačná technika založená na diferenciálnej distribúcii látok medzi dvoma nemiešateľnými
8. Otázky 1. Definujte chromatografiu. 2. Aké vlastnosti chromatografie umožňujú dosiahnuť lepšiu separáciu látok s podobnými vlastnosťami v porovnaní s inými separačnými metódami. 3. Zoznam
Prednáška 6 Chromatografické metódy analýzy Plán prednášky 1. Pojmy a pojmy chromatografie. 2. Klasifikácia chromatografických metód analýzy. Chromatografické vybavenie. 3. Typy chromatografie: plynová,
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita) Katedra molekulárnej a biologickej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu Prednáška 9 Kvapalinová chromatografia Metódy a technológie
Profesor Kochetov Anatolij Glebovič asistent Liang Olga Viktorovna AST, ALT: podľa Reitmana Frenkela a kinetickej metódy Vynález alebo vizualizácia biologickej chemickej reakcie alebo fyzikálneho procesu
PREDNÁŠKA 7 CHROMATOGRAFIA AKO METÓDA SEPAROVANIA, IDENTIFIKÁCIE A KVANTITATÍVNEHO STANOVENIA Základné pojmy a definície Rôzne klasifikácie chromatografických metód Chemisorpčná chromatografia
Objav chromatografie (1903) MIKHAIL SEMENOVICH TsVET (1872-1919) Hlavné etapy vo vývoji chromatografie 1903 Objav chromatografie (Tsvet M.S.) 1938 Tenkovrstvová alebo planárna chromatografia (Izmailov
Analytická chémia 4. semester, 17. modul. Modul 3. Chromatografia a iné metódy analýzy. Chromatografia. Princíp a klasifikácia metód. 1. Princíp chromatografickej separácie. Stacionárne a mobilné
MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKA NÁRODNÝ VÝSKUM ŠTÁTNA UNIVERZITA TOMSK CHEMICKÁ FAKULTA Anotovaný pracovný program odboru Chromatografické metódy analýzy Študijný odbor
04.07 Moskovský inštitút fyziky a technológie Katedra molekulárnej a biologickej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu 8. prednáška Chromatografia Dolgoprudny, 6. apríla 07 Plán. História výskytu
V.D. SHATZ O.V. SACHART VYSOKOÚČINNÁ KVAPALNÁ CHROMATOGRAFIA Základy teórie. Metodológia. Aplikácia v lekárskej chémii. PREDSLOV Moderný rozvoj chemických a biologických vied si vyžiadal
FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Uralská štátna univerzita. A.M. Gorky" IONTS "Ekológia a manažment prírody"
ANOTÁCIA pracovného programu odboru "Úvod do chromatografických metód analýzy" v smere prípravy 04.03.01 Chémia na profile školenia "Analytická chémia" 1. Ciele zvládnutia odboru
MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA RUSKEJ FEDERÁCIE VŠEOBECNÉ FARMAKOPICKÉ POVOLENIE Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia OFS.1.2.1.2.0005.15 Namiesto čl. GF XI Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (kvapalina
Laboratórna práca 7b Chromatografické stanovenie zloženia plynnej fázy pôd. Chromatografia (z gréckeho chroma, genitív chromatos farba, farba) je fyzikálno-chemická metóda separácie a analýzy.
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita) Katedra molekulárnej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu Prednáška Plynová chromatografia Teória a princípy Dolgoprudny, november
APP NOTE-19/2017LC Analytické možnosti kvapalinového chromatografu Maestro HPLC s amperometrickým detektorom na príklade stanovenia homocysteínu v krvnej plazme Yashin A. Ya. k. x. PhD, vedúci inžinier
Výhody stĺpcov Agilent AdvanceBio SEC SEC pre biofarmaceutickú analýzu Porovnanie stĺpcov od rôznych dodávateľov na zlepšenie kvality údajov Technický prehľad
BIELORUSKÁ ŠTÁTNA UNIVERZITA FAKULTA CHEMIE KATEDRA ANALYTICKEJ CHÉMIY
Chromatografické kolóny Agilent AdvanceBio SEC pre vylúčenie veľkosti pre analýzu agregácie: Kompatibilita prístroja Technický prehľad Úvod Kolóny Agilent AdvanceBio SEC sú novou rodinou
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita)) Katedra molekulárnej fyziky Fyzikálne metódy výskumu Prednáška 0 Plynová chromatografia Dolgoprudny, 5. novembra, 0g. Plán. Príbeh
2 Metódy analýzy: 1. Chemické metódy. Chemická rovnováha a jej využitie v analýze. Acidobázická rovnováha. Sila kyselín a zásad, vzorce ich zmeny. Hammetova funkcia. kalkulácia
Štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania MOSKVA ŠTÁTNA LEKÁRSKA A ZUBNÁ UNIVERZITA Ministerstva zdravotníctva a sociálneho rozvoja
VD SHATTS, OV SAKHARTOVA VYSOKOÚČINNÁ KVAPALNÁ CHROMATOGRAFIA Základy teórie. Metodológia. Aplikácia v lekárskej chémii AKADÉMIA VIED LOTYŠSKÉHO INŠTITÚTU SSR
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita) Katedra molekulárnej a biologickej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu Prednáška 8 Detektory v chromatografii Kvapalinová chromatografia
MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA RUSKEJ FEDERÁCIE VŠEOBECNÉ FARMAKOPICKÉ AUTORIZÁCIA Elektroforéza OFS.1.2.1.0021.15 Namiesto čl. SP XI, vydanie 1 Elektroforéza metóda analýzy založená na schopnosti nabitých častíc,
Moskovský inštitút fyziky a technológie Katedra molekulárnej a biologickej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu 9. prednáška Plynová chromatografia Experimentálna technika a metódy Dolgoprudny, 3. apríla
APP NOTE-18/2017LC Analytické možnosti kvapalinového chromatografu Maestro HPLC s amperometrickým detektorom na príklade stanovenia katecholamínov v krvnej plazme Yashin A. Ya. k. x. PhD, vedúci inžinier
Chromatografia je jedným z najdôležitejších procesov inštrumentálnej analýzy. Po prvé, hrá dôležitú úlohu v takých oblastiach vedy, ako je chémia, biochémia a environmentálna analytika pri určovaní malých
Federálny štátny rozpočtový vedecký ústav „Kirov Výskumný ústav hematológie a krvnej transfúzie Federálnej lekárskej a biologickej agentúry“ 3.3.2. Lekársky imunobiologický
Spoľahlivá detekcia uhľohydrátov, alkoholov a organických kyselín pomocou nízkotlakovej chromatografie Kolóny Agilent Hi-Plex pre HPLC s výmenou ligandu Agilent Technologies Technologies Kolóny Agilent Hi-Plex
Federal State Unitary Enterprise NPO RADON Moskva Vývoj a schválenie metódy koncentrácie a separácie a (IV) pomocou extrakčnej chromatografie na Resin Ermakov A.I. Moskva - 2013 1 Sorpčný materiál: Impregnovaný
Fyzikálno-chemické metódy analýzy Chromatografia Metóda chromatografie je založená na fenoméne sorpcie Sorpcia je proces absorpcie plynov, pár a rozpustených látok pevnými alebo kvapalnými sorbentmi.
MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA RUSKEJ FEDERÁCIE VŠEOBECNÉ POVOĽOVANIE FARMAKOPIÍ Plynová chromatografia OFS.1.2.1.2.0004.15 Namiesto čl. GF XI Plynová chromatografia je metóda na separáciu prchavých zlúčenín na báze
Plynová chromatografia 1 Požiadavky na látky 1. Prchavosť 2. Tepelná stabilita (látka sa musí odparovať bez rozkladu) 3. Inertnosť Usporiadanie plynového chromatografu 1 2 3 4 5 1. Fľaša s nosným plynom
MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA RUSKEJ FEDERÁCIE VŠEOBECNÉ POVOĽOVANIE FARMAKOPIÍ Tenkovrstvová chromatografia OFS.1.2.1.2.0003.15 Namiesto čl. SP XI, vydanie 1 Chromatografický proces vyskytujúci sa počas pohybu
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita) Katedra molekulárnej a biologickej fyziky Metódy fyzikálneho výskumu Prednáška 7 Plynová a kvapalinová chromatografia. Praktické
141 Aplikácia mikrokolónovej HPLC na kontrolu ionolu v transformátorovom oleji Rudakov OB, Fan Vinh Thin Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering, Voronezh Podolina Ye.A. Elektrostalsky
46. CHROMATOGRAFICKÉ METÓDY SEPARÁCIE Chromatografické separačné metódy sú viacstupňové separačné metódy, pri ktorých sú zložky vzorky rozdelené medzi dve fázy, stacionárnu a mobilnú. nehybný
E.L.STYSKIN, L.B.ITSIKSON, E.V.BRAUDE Praktická vysokovýkonná kvapalinová chromatografia Hodnotiaca verzia Moskva. 1986 OBSAH Predslov... Úvod... KAPITOLA 1. ZÁKLADY TEÓRIE A HL.
Moskovský inštitút fyziky a technológie (Štátna univerzita)) Katedra molekulárnej fyziky Fyzikálne metódy výskumu Prednáška 9 Chromatografia. Úvod Dolgoprudny, 9. októbra 0g. Plán.
FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Uralská štátna univerzita. A.M. Gorky" IONTS "Ekológia a manažment prírody"
Téma. Fyzikálno-chémia povrchových javov. Adsorpcia. Povrchové javy sa prejavujú v heterogénnych systémoch, t.j. systémy, kde existuje rozhranie medzi komponentmi. Povrchové javy
848 STRUČNÉ SPRÁVY na základe materiálov XII. medzinárodnej konferencie "Fyzikálne a chemické základy procesov iónovej výmeny (IONITES-2010)" MDT 541 Stanovenie cukrov, aminokyselín metódou vysoko účinnej aniónovej výmeny
MODERNÁ PREPARATÍVNA BLESKOVÁ CHROMATOGRAFIA Časť 2* A. Abolin, Ph.D., "GalaChem" [chránený e-mailom] P.-F. Ikar, Interchim (Francúzsko) Pokračujeme vo vydávaní materiálov o moderných metódach preparácie
MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKEJ FEDERÁCIE MOSKVA FYZIKÁLNE A TECHNICKÝ INŠTITÚT (ŠTÁTNA UNIVERZITA) Katedra molekulárnej a biologickej fyziky VYSOKOÚČINNÁ KVAPALNÁ CHROMATOGRAFIA
Vedecké poznámky Národnej univerzity Taurida. Séria V. I. Vernadského "Biológia, chémia" zväzok 17 (56). 2004. 1. S. 150-155. UDC 577.322: 537.632.5 VPLYV NIEKTORÝCH HYDROFÓBNYCH LIGANDOV NA SPEKTRÁL
Fyzikálne procesy v biologických membránach Autori: А.А. Kyagova, A.Ya. Potapenko I. Štruktúra, funkcie, fyzikálne vlastnosti biologických membrán 1) Štruktúra Fosfolipidová dvojvrstva Molekuly fosfolipidov
SEPARACIA ENANTIOMÉRNÝCH DERIVÁTOV AMINOKYSELÍN NA AMINOVANOM β-Cyklodextríne VYSOKOÚČINNOU KVAPALNOU CHROMATOGRAFIOU I. A. Ananyeva, E. N. Shapovalova, S. A. Lopatin, O.
VYSOKÝ VÝKONNÝ KVAPALNÝ CHROMATOGRAF SO SPEKTROFLUORIMETRICKÝM DETEKTOROM "FLUORAT-02-PANORAMA". Je to analyzátor kvapalín "FLUORAT -02-PANORAMA", používaný ako spektrofluorimetrický
1. Vysvetlivka 1.1. Požiadavky na študentov Študent musí mať tieto počiatočné kompetencie: základné ustanovenia matematických a prírodných vied; ovládať zručnosti samostatnosti
Vyhradené pre zverejnenie vo verejnej tlači Kvapalinové chromatografy Agilent 1100, Agilent 100 Zaradené do Štátneho registra meradiel Registrácia A6 ležia Miesto Vydané podľa technickej dokumentácie
MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY KAZACHSKEJ REPUBLIKY ŠTÁTNA UNIVERZITA POMENOVANÁ PO ŠAKARIM MESTA SEMEY dokument QMS Úroveň 3 UP KV UP KV UČEBNÉ PLÁNOVANIE zložky podľa vlastného výberu Revízia 1 z "08"
Federálna agentúra pre vzdelávanie Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania Štátna univerzita Vladimíra V.G. AMELINOVÉ CHROMATOGRAFICKÉ METÓDY ANALÝZY
Všetky aspekty jedného Crystal 09-312-6029RU Pokyny pre ropné produkty. Stanovenie typov aromatických uhľovodíkov v stredných destilátoch. Metóda vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie s
Prednáška 7. POVRCHOVÉ JAMY 1. Povrchové napätie 1.1. povrchová energia. Doteraz sme nebrali do úvahy existenciu rozhrania medzi rôznymi médiami*. Jeho prítomnosť však môže byť veľmi
Učebný plán vychádza zo vzdelávacieho štandardu OSVO 1-31 05 01 2013 a z učebných osnov VŠ G 31 153 / úč. 2013 ZOSTAVOVATEĽ: V.A.Vinarsky, docent, kandidát chemických vied, docent ODPORÚČAME
1 Makromolekulové zlúčeniny (Lysenko EA) Prednáška 7. Frakcionácia makromolekúl 2 1. Pojem frakcionácie. 2. Preparatívna frakcionácia. 3. Metóda turbidimetrickej titrácie. 4. Gélová penetrácia
08, ročník http://dx.doi.org/0.6787/nydha-68-878-08---07- VEDECKÝ PRÍSTUP K ŠTÚDIU ŠTANDARDIZÁCIÍ LIEKU MEGOZÍN A JEHO KOMPLEXNEJ ZLÚČENINY MEGAFERON Ziyaev Kh.L., Nazirova Ya .K., Khaitbaev A.A.
Agilent SureMass Zhrnutie technických informácií Abstrakt Manuálna analýza alebo softvérová separácia píkov sa tradične používa pri analýze chromatogramov GC/MS s plným spektrom s cieľom izolovať
Chromatografia je metóda separácie a stanovenia látok založená na rozdelení zložiek medzi dve fázy – mobilnú a stacionárnu. Stacionárna (stacionárna) fáza je pevná porézna látka (často nazývaná sorbent) alebo tekutý film uložený na pevnej látke. Mobilná fáza je kvapalina alebo plyn prúdiaci cez stacionárnu fázu, niekedy pod tlakom. Zložky analyzovanej zmesi (sorbáty) sa spolu s mobilnou fázou pohybujú pozdĺž stacionárnej fázy. Zvyčajne sa umiestňuje do sklenenej alebo kovovej trubice nazývanej stĺpec. V závislosti od sily interakcie s povrchom sorbentu (v dôsledku adsorpcie alebo iného mechanizmu) sa zložky budú pohybovať pozdĺž kolóny rôznymi rýchlosťami. Niektoré zložky zostanú v hornej vrstve sorbentu, iné, ktoré interagujú so sorbentom v menšej miere, skončia v spodnej časti kolóny a niektoré opustia kolónu spolu s mobilnou fázou (tieto zložky sa nazývajú nezadržané , a ich retenčný čas určuje „mŕtvy čas“ stĺpca) .
Týmto spôsobom sa rýchlo oddelia zložité zmesi komponentov.
História objavov:
Zrod chromatografie
Večer toho dňa na stretnutí biologického oddelenia Varšavskej spoločnosti prírodovedcov Michail Semjonovič Cvet, asistent Katedry anatómie a fyziológie rastlín, predniesol správu „O novej kategórii adsorpčných javov a ich aplikácii na biochemická analýza“.
Bohužiaľ, M.S. Tsvet, ktorý bol vyštudovaný botanik, dostatočne nedocenil chemicko-analytický aspekt svojho objavu a len málo zo svojej práce publikoval v chemických časopisoch. Následne to boli chemici, ktorí posúdili skutočnú mierku navrhovaného M.S. Farebná chromatografická metóda, ktorá sa stala najbežnejšou metódou analytickej chémie.
Mali by sa zdôrazniť nasledujúce výhody chromatografických metód:
1. Separácia je dynamickej povahy a akty sorpcie-desorpcie separovaných zložiek sa mnohokrát opakujú. To je dôvod výrazne vyššej účinnosti chromatografie
separácia v porovnaní so statickou sorpciou a
extrakcia.
2. Pri separácii sa využívajú rôzne typy interakcií medzi sorbátmi a stacionárnou fázou: od čisto fyzikálnych až po chemisorpciu.
To umožňuje selektívne oddeliť široký rozsah
3. Na separované látky môžu pôsobiť rôzne prídavné polia (gravitačné, elektrické, magnetické atď.), ktoré zmenou separačných podmienok rozširujú možnosti chromatografie.
4. Chromatografia je hybridná metóda, ktorá kombinuje súčasnú separáciu a stanovenie viacerých zložiek.
5. Chromatografia umožňuje riešiť ako analytické problémy (separácia, identifikácia, stanovenie), tak aj preparatívne problémy (purifikácia, izolácia, koncentrácia). Riešenie týchto úloh je možné kombinovať ich vykonávaním v režime „online“.
Mnohé metódy sú klasifikované podľa stavu agregácie fáz, separačného mechanizmu a separačnej techniky.
Chromatografické metódy sa líšia aj spôsobom, akým sa vykonávajú.
separačný proces na frontálny, vytesňovací a eluent.
Iónová chromatografia
Iónová chromatografia je vysokoúčinná kvapalinová chromatografia na separáciu katiónov a aniónov na iónomeničoch
nízka kapacita. Široké prijatie iónovej chromatografie
vďaka niekoľkým jeho výhodám:
– schopnosť určiť veľké množstvo anorganických a
organické ióny, ako aj súčasne určujú katióny a
– vysoká citlivosť detekcie (až 1 ng/ml bez
predbežná koncentrácia;
- vysoká selektivita a rýchlosť;
– malý objem analyzovanej vzorky (nie viac ako 2 ml vzorky);
- široký rozsah stanovených koncentrácií (od 1 ng/ml do
– možnosť použitia rôznych detektorov a ich kombinácií, čo umožňuje zabezpečiť selektivitu a krátky čas stanovenia;
– možnosť úplnej automatizácie určovania;
– v mnohých prípadoch úplná absencia predbežnej prípravy vzorky.
Avšak, ako každá analytická metóda, ani iónová chromatografia nie je bez nevýhod, medzi ktoré patria:
– zložitosť syntézy iónomeničov, čo značne komplikuje
vývoj metód;
– nižšia účinnosť separácie v porovnaní s HPLC;
- potreba vysokej odolnosti proti korózii
chromatografický systém, najmä pri určovaní
katiónov.
2.1 História vývoja:
Štúdium procesov iónovej výmeny sa začalo už začiatkom 19. storočia. z pozorovaní vplyvu pôd na chemické zloženie soľných roztokov v kontakte s nimi. Koncom 40. rokov 20. storočia G. Thompson poznamenal, že pôda absorbuje amoniak z aplikovaných organických hnojív, zodpovedajúce experimenty vykonal ich yorský špecialista D. Spence. Prvé výsledky experimentov D. Spencea publikoval G. Thompson v roku 1850. V článku sa uvádza, že „prvý objav veľmi dôležitých vlastností pôdy môže takmer zlyhať ako užitočný pre poľnohospodárstvo“ a jeho posledné práce boli publikované v rokoch 1852 a 1855 .
2.3 Princípy separácie iónov v sorpčných procesoch
Iónomeničová chromatografia sa týka chromatografie kvapalina-pevná fáza, v ktorej je mobilná fáza kvapalina (eluent) a stacionárna fáza je pevná látka (iónomenič). Metóda iónovo-výmennej chromatografie je založená na dynamickom procese nahrádzania iónov spojených so stacionárnou fázou elučnými iónmi vstupujúcimi do kolóny. K separácii dochádza v dôsledku rozdielnej afinity iónov v zmesi k iónomeniču, čo vedie k rôznym rýchlostiam ich pohybu kolónou.
Iónová chromatografia je variant iónomeničovej stĺpcovej chromatografie.
Podľa odporúčaní IUPAC (1993) sú pojmy iónová výmenná (IOC) a iónová (IC) chromatografia definované nasledovne. "Iónová výmenná chromatografia je založená na rozdiele v iónomeničových interakciách pre jednotlivé analyty. Ak sú ióny oddelené a možno ich detegovať pomocou konduktometrického detektora alebo nepriamej UV detekcie, potom sa to nazýva iónová chromatografia."
Moderná formulácia (2005): "Iónová chromatografia zahŕňa všetky separácie iónov na kolóne vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) v kombinácii s priamou detekciou v prietokovom detektore a kvantitatívnym spracovaním výsledných analytických signálov." Táto definícia charakterizuje iónovú chromatografiu bez ohľadu na separačný mechanizmus a metódu detekcie a tým ju oddeľuje od klasickej iónovej výmeny.
Pri iónovej chromatografii platia tieto separačné princípy:
iónová výmena.
Tvorba iónových párov.
Vylúčenie iónov.
Výmena iónov
Iónová výmena je reverzibilná heterogénna reakcia ekvivalentnej výmeny iónov vo fáze iónomeniča (protiióny) s eluentovými iónmi. Protiióny sú držané funkčnými skupinami iónomeniča v dôsledku elektrostatických síl. Typicky sú v katiónovej chromatografii týmito skupinami skupiny sulfónových kyselín; v prípade aniónovej chromatografie kvartérne amóniové zásady. Na obr. 1 je znázornený diagram procesu výmeny katiónov a aniónov. Ióny analytu sú označené ako A, ióny eluentu, ktoré s nimi súťažia o výmenné centrá, sú označené ako E.
Ryža. 1. Iónová výmena katiónov (A+) a aniónov (A-) za elučné ióny (E+ alebo E-) za účasti katexu obsahujúceho funkčné sulfoskupiny - SO3-, a aniónomeniča (skupiny kvartérnej amóniovej bázy -N + R3).
Tvorba iónových párov
Na implementáciu tohto separačného mechanizmu sa používajú iónové párové činidlá, ktoré sa pridávajú do elučného roztoku. Takýmito činidlami sú aniónové alebo katiónové povrchovo aktívne látky, napríklad alkylsulfónové kyseliny alebo tetraalkylamóniové soli.
Spolu s opačne nabitými iónmi analytu tvoria ióny tohto iónového párového činidla nenabitý iónový pár, ktorý môže byť zadržaný na stacionárnej fáze v dôsledku medzimolekulových interakcií. Separácia sa uskutočňuje v dôsledku rozdielu v konštantách tvorby iónových párov a stupni ich adsorpcie na matrici sorbentu. Na obr. 2 ukazuje statický iónovýmenný model v iónovo-párovej chromatografii po adsorpcii činidla na stacionárnu fázu. Tento princíp separácie platí pre anióny aj katióny.
Ryža. 2. Model iónovej výmeny v iónovo-párovej chromatografii.
Iónové vylúčenie
Iónová vylučovacia chromatografia (IEC). používa sa hlavne na oddelenie slabých kyselín alebo zásad. IEC je najdôležitejšia pre stanovenie karboxylových a aminokyselín, fenolov a sacharidov.
Na obr. Obrázok 3 ukazuje princíp IEC separácie s použitím R-COOH kyselín ako príkladu.
Ryža. Obr. 3. Schéma separácie karboxylových kyselín R–COOH pomocou iónovej vylučovacej chromatografie.
Pri iónovej vylučovacej chromatografii sa ako stacionárna fáza často používa plne sulfónovaný katex obsahujúci ióny vodíka (protiióny). Vo vodnom roztoku eluentu sú skupiny sulfónovej kyseliny iónomeniča hydratované. Hydratačný obal je ohraničený pomyselnou záporne nabitou membránou (Donnanova membrána). Membrána je priepustná len pre nedisociované molekuly (napr. vodu).
Organické karboxylové kyseliny je možné oddeliť, ak sa ako eluent použijú silné minerálne kyseliny. V dôsledku nízkych hodnôt konštanty kyslosti sú karboxylové kyseliny v takýchto roztokoch prítomné v nedisociovanej forme. Tieto formy môžu prechádzať cez Donnanovú membránu a adsorbovať sa na stacionárnu fázu.
2. Vznik a vývoj chromatografie
Vznik chromatografie ako vedeckej metódy je spojený s menom vynikajúceho ruského vedca Michaila Semenoviča Tsveta (1872 - 1919), ktorý v roku 1903 objavil chromatografiu pri výskume mechanizmu premeny slnečnej energie v rastlinných pigmentoch. Tento rok treba brať ako dátum vytvorenia chromatografickej metódy.
PANI. Farba prešla cez roztok analytov a mobilnú fázu cez adsorbčnú kolónu v sklenenej trubici. V tomto ohľade sa jeho metóda nazývala stĺpcová chromatografia. V roku 1938 N.A. Izmailov a M.S. Schreiber navrhol modifikovať metódu Color a uskutočniť separáciu zmesi látok na doske pokrytej tenkou vrstvou adsorbentu. Tak vznikla tenkovrstvová chromatografia, ktorá umožňuje vykonávať analýzu s mikromnožstvom látky.
V roku 1947 T.B. Gapon, E.N. Gapon a F.M. Shemyakin ako prvý uskutočnil chromatografickú separáciu zmesi iónov v roztoku, čo vysvetľuje prítomnosťou výmennej reakcie medzi iónmi sorbentu a iónmi obsiahnutými v roztoku. Tak bol objavený ďalší smer chromatografie – iónovo-výmenná chromatografia. V súčasnosti je iónovo-výmenná chromatografia jednou z najdôležitejších oblastí chromatografickej metódy.
E.N. a G.B. Gapon v roku 1948 realizoval to, čo M.S. Zafarbite si predstavu o možnosti chromatografickej separácie zmesi látok na základe rozdielov v rozpustnosti ťažko rozpustných precipitátov. Objavila sa sedimentárna chromatografia.
V roku 1957 M. Goley navrhol aplikáciu sorbentu na vnútorné steny kapiláry – kapilárnu chromatografiu. Táto možnosť umožňuje analýzu mikromnožstiev viaczložkových zmesí.
V 60. rokoch 20. storočia bolo možné syntetizovať iónové aj nenabité gély s presne definovanou veľkosťou pórov. To umožnilo vyvinúť verziu chromatografie, ktorej podstatou je separácia zmesi látok na základe rozdielu v ich schopnosti prenikať do gélu – gélová chromatografia. Táto metóda umožňuje separáciu zmesí látok s rôznymi molekulovými hmotnosťami.
V súčasnosti prešla chromatografia významným rozvojom. Dnes rôzne metódy chromatografie, najmä v kombinácii s inými fyzikálnymi a fyzikálno-chemickými metódami, pomáhajú vedcom a inžinierom riešiť najrozmanitejšie, často veľmi zložité problémy vedeckého výskumu a techniky.
Dmitrij Ivanovič Mendelejev: príspevok k rozvoju chémie
Dmitrij Mendelejev sa narodil 27. januára (8. februára) 1834 v Tobolsku v rodine riaditeľa gymnázia a správcu verejných škôl v provincii Tobolsk Ivana Pavloviča Mendelejeva a Márie Dmitrievny Mendelejevovej, rodenej Kornilieva ...
Vitamíny rozpustné v tukoch
Hypovitaminóza je ochorenie spojené s nedostatkom vitamínov v tele. Nedostatok niektorých vitamínov - avitaminóza. Pri nadmernom príjme vitamínov zo stravy vzniká hypervitaminóza, ochorenia spojené s nadbytkom vitamínov ...
História Ruskej chemickej spoločnosti
Alexander Abramovič Voskresensky (1809-1880) – ruský organický chemik, zakladateľ (spolu s Nikolajom Nikolajevičom Zininom) veľkej školy ruských chemikov, člen korešpondent Petrohradskej akadémie vied (1864) ...
Historický prehľad hlavných etáp vo vývoji chémie
Koloidné systémy v organizme a ich funkcie
Rozvoj predstáv o koloidných systémoch a ich vlastnostiach. Koloidné procesy ako farbenie a lepenie sa používali už v starovekom Egypte. Slovo „koloidný“ (z gréckeho slova znamená „lepidlo“) zaviedol T. Graham v roku 1862...
Polyhalogénderiváty alkánov
História chémie fluóru sa nezačína v starovekom Egypte alebo Fenícii, dokonca ani v stredovekej Arábii. Začiatkom chémie fluóru bol objav fluorovodíka (Scheele, 1771) a potom elementárneho fluóru (Moissan, 1886)...
Experiment v laboratórnej praxi tradične tvorí empirické myslenie. Študenti fenomén skúmajú, identifikujú v ňom štrukturálne prvky, klasifikujú ich, opisujú súvislosti, no toto všetko je vo vedomí rozdelené...
Vznik chémie
jeden). Predalchymistické obdobie: do III storočia. AD Chémia, veda o zložení látok a ich premenách, začína objavením schopnosti ohňa meniť prírodné materiály. Ľudia zrejme vedeli taviť meď a bronz, páliť hlinené výrobky...
Základ jednej alebo druhej klasifikácie chromatografických metód môže byť založený na rôznych charakteristických vlastnostiach procesu ...
Fyzikálne a chemické základy chromatografického procesu
Úlohou teórie chromatografie je stanoviť zákonitosti pohybu a rozmazania chromatografických zón. Hlavné faktory, ktoré sú základom klasifikácie teórií chromatografie ...
Chémia ropy a plynu
Skvelý odhad M.V...
Chromatografia ako separačná a analytická metóda
chromatografia zmes sorpcia desorpcia Chromatografia je fyzikálno-chemický proces založený na opakovanom opakovaní aktov sorpcie a desorpcie látky, keď sa pohybuje v prúde mobilnej fázy po stacionárnom sorbente ...
Evolúcia chémie - okamžité vyhliadky
Z čoho sú vyrobené chemické zlúčeniny? Ako sú usporiadané najmenšie častice hmoty? Ako sa nachádzajú vo vesmíre? Čo spája tieto častice? Prečo niektoré látky medzi sebou reagujú...
O vykonávaní analýz v starovekom Rusku sa vie veľmi málo. Prirodzene, vždy bolo potrebné kontrolovať zloženie rôznych materiálov a v Rusku to robili bylinkári, farbiari, kováči; existovali dokonca aj špeciálni banskí špecialisti ...
Etapy formovania analytickej chémie v Rusku
