Paljud möödunud sajandi avastused on tingitud vene teadlasest Mihhail Tsvetist ja tema kromatograafilise analüüsi meetodist. Suur hulk silmapaistvaid teadlasi on talle oma edu ja paljude Nobeli preemiate võlgu!

"...Ilma Michael Tsveta tööta poleks meil, kõigil "pigmenteerijatel" midagi teha..." – nii arvab üks kuulus inglise teadlane.

Mihhail Semenovitš Tsvet (1872–1919) - itaallanna ja vene intellektuaali poeg. Ta sündis Itaalias Asti linnas, Torino lähedal. 1891. aastal lõpetas Mihhail Genfi gümnaasiumi ja astus Genfi ülikooli füüsika-matemaatikateaduskonda. 1896. aasta oktoobris, pärast väitekirja "Rakufüsioloogia uurimine. Materjalid protoplasma, plasmamembraanide ja kloroplastide liikumise tundmiseks" esitamist, sai Tsvet loodusteaduste doktori diplomi. Sama aasta detsembris jõuab ta Peterburi.

Mihhail ei teadnud, et Venemaal ei tunnustata Genfi ülikooli kraadi. Seetõttu pidi ta töötama kuulsa botaaniku Andrei Sergejevitš Famintsini juures, kes uuris ka klorofülli, võiks öelda, et linnu paremal. Peterburis kohtus Tsvet teiste silmapaistvate botaanikute ja taimefüsioloogidega: I.P. Borodin, M.S. Voronin, A.N. Beketov. See oli originaalsete, läbimõeldud mõtlejate ja osavate katsetajate hiilgav seltskond. Tsvet jätkas kloroplastide uurimist, valmistudes samal ajal uuteks magistrieksamiteks ja väitekirja kaitsmiseks. Ta sooritas eksamid 1899. aastal ja 23. septembril 1901 kaitses ta Kaasani ülikoolis magistritöö.

Alates 1901. aasta novembrist töötas Tsvet Varssavi ülikooli taimede anatoomia ja füsioloogia osakonnas assistendina. XI loodusteadlaste ja arstide kongressil tegi Mihhail Semenovitš ettekande "Klorofülli füsioloogilise uurimise meetodid ja ülesanded", milles andis esmakordselt ülevaate adsorptsioonkromatograafia meetodist.

Mihhail Semenovitš lahendas roheliste lehtede pigmentide eraldamise probleemi pikka aega ja need on omadustelt väga sarnased. Lisaks sisaldavad lehed teisi, väga heledaid pigmente – karotenoide. Just tänu karotenoididele ilmuvad sügisel kollased, oranžid, lillad lehed. Kuid kuni klorofüllide hävitamiseni oli neid peaaegu võimatu karotenoididest eraldada.

Nagu Yu.G. Tširkov, "ilmselt oli Colori avastamine reaktsioon nende eraldamise meetoditele, mis olid siis toored ja pigmentidele surmavad. Siin on üks meetoditest.

Kõigepealt ekstraheeriti klorofülli alkoholiekstrakt, seejärel keedeti kolm tundi, lisades lahusele tugevat leelist (kaustiline kaalium). Selle tulemusena laguneb klorofüll selle koostisosadeks - rohelisteks ja kollasteks pigmentideks.

Kuid lõppude lõpuks võib selle joogi valmistamise käigus (peaaegu alkeemilised manipulatsioonid) looduslik klorofüll hävitada. Ja siis peaks teadlane tegelema pigmentide tükkidega ja isegi nende keemilise muundamise saadustega.

S.E. kirjutab, kuidas suur avastus juhtus. Shnol: "Ta võttis klaastoru, täitis selle kriidipulbriga ja valas pealmisele kihile veidi lehtede alkoholiekstrakti. Ekstrakt oli pruunikasrohelist värvi ja sama värvi sai kriidikolonni pealmine kiht. Ja siis hakkas M.S. tilka ülalt tilkhaaval valama, teine ​​osa lahustit elueeris pigmendid kriiditeradest, mis liikusid mööda toru alla, kus värsked kriiditerad adsorbeerisid pigmendid ja andsid need omakorda edasi uued lahusti portsjonid. liikuva lahustiga kaasas liikusid erinevad pigmendid piki kriidikolonni erineva kiirusega ja moodustasid kriidikolonnis ühtlased värvilised puhastest ainetest ribad.See oli ilus.Erkroheline riba, rohelisest veidi kollasem riba - need on kahte tüüpi klorofüllid - ja erekollane-oranž karotenoidide riba. MS nimetas seda pilti kromatogrammiks."

"Värv näitas," kirjutab Tširkov, "et kui vedelikus lahustunud taimepigmendid lastakse läbi värvitu poorse sorbendi kihi, on üksikud pigmendid paigutatud värviliste tsoonide kujul - igal pigmendil on oma värv või vähemalt Sorbentpulber (võib olla kriit, tuhksuhkur ...) adsorbeerib (pindmiselt imab: ladina adsorbere tähendab "neela") erinevaid ebavõrdse tugevusega pigmente: mõned võivad lahuse vooluga kaugemale "libiseda", teised viivitusega lähemale.Värvi nimetatakse kromatogrammiks ja meetodiks - kromatograafiaks.

Nii sai lahendamatuna näiv probleem. Meetod osutus geniaalselt lihtsaks. See ei sarnane varem kasutatud tülikatele, reaktiivimahukatele keerukatele protseduuridele.

Võib-olla oli see lihtsus põhjuseks, miks enamik tema kaasaegseid kas ei aktsepteerinud seda hämmastavat avastust või, mis veelgi kurvem, mässasid teravalt selle autori vastu.

Aga aeg pani kõik oma kohale. Värvil leiutatud kromatograafia klorofülliuuringute jaoks. Esmalt eraldas ta aine, mida ta nimetas klorofüll alfaks ja klorofüll beetaks. See osutus sobivaks mitte ainult pigmentide, vaid ka värvitute, värvimata segude - valkude, süsivesikute - uurimiseks. Kahekümnenda sajandi kuuekümnendateks aastateks oli kromatograafiale pühendatud juba mitu tuhat uuringut. Kromatograafiast on saanud universaalne meetod.

"... M. Tsveti avastatud ainete kromatograafilise eraldamise põhimõte on paljude erinevate kromatograafilise analüüsi meetodite aluseks. Ilma selle kasutamiseta poleks enamik 20. sajandi teaduse ja tehnika saavutusi olnud võimalik ...

Kõige selle keskmes on üks üldine idee. Ta on lihtne. See on sisuliselt geomeetrilise progressiooni idee. Olgu kaks kõigi omaduste poolest väga sarnast ainet. Ei sademed, ekstraheerimine ega adsorptsioon ei suuda neid märgatavalt eraldada. Laske pinnale adsorbeerida üks aine, näiteks kaltsiumkarbonaat (st alla 1 protsendi).

Teisisõnu, selle sisaldus adsorbendis on 0,99 teise aine sisaldusest. Töötleme adsorbenti mõne lahustiga nii, et mõlema aine desorptsioon (eraldumine) ja elueerimine (väljapesemine) toimuks ja mõlemad liiguksid adsorbendist lahustisse ja kandke saadud lahus adsorbendi värskele osale. Siis on esimese aine osakaal adsorbendi pinnal jälle 0,99 teise aine sisaldusest, st adsorbeeritakse osa, mis on võrdne 0,99 x 0,99 = 0,98 esialgsest kogusest. Taas teostame elueerimise ja adsorptsiooni - nüüd on esimese aine osakaal 0,98 x 0,99 \u003d 0,97 teise aine sisaldusest. Selleks, et esimese aine sisaldus adsorbendi järgmisel portsjonil oleks vaid 1 protsent teise sisaldusest, on vaja adsorptsiooni-elueerimise tsüklit korrata umbes 200 korda...

Erinevate ainete mitmekordse readsorptsiooni ideed saab muuta ainete segu mitmekordseks ümberjaotamiseks segunematute lahustite süsteemis. See on jaotuskromatograafia aluseks. Sama idee on aluseks kaasaegsetele elektroforeesimeetoditele, kui ainete segu liigub elektriväljas erinevate adsorbentide kohal erineva kiirusega.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.allbest.ru

1. Kromatograafia avastamise ja arengu ajalugu

2. Põhisätted

3. Kromatograafiliste analüüsimeetodite klassifikatsioon

4. Adsorptsioonkromatograafia. Õhukese kihi kromatograafia

4.1 Katsetehnika õhukese kihi kromatograafias

5. Gaasikromatograafia

5.1 Gaasi adsorptsioonkromatograafia

5.2 Gaas-vedelik kromatograafia

6. Jaotuskromatograafia. Paberkromatograafia

7. Setete kromatograafia

7.1 Setete kromatograafia meetodite klassifitseerimine katsetehnika järgi

7.2 Setete kromatograafia paberil

8. Ioonivahetuskromatograafia

Järeldus

Bibliograafia

1. LUGUKROMATOGRAAFIA AVASTUD JA ARENG

Kromatograafia avastaja oli vene teadlane, botaanik ja füüsikalis-keemik Mihhail Semjonovitš Tsvet.

Kromatograafia avastus pärineb ajast, mil Tsvet lõpetas magistritöö Peterburis (1900 - 1902) ja esimesest tööperioodist Varssavis (1902 - 1903). Taimseid pigmente uurides lasi Tsvet läbi adsorbendiga täidetud toru – pulbrilise kaltsiumkarbonaadiga – pigmentide segu lahuse, mille värvus oli väga väike, ja seejärel pesti adsorbenti puhta lahustiga. Segu üksikud komponendid eraldusid ja moodustasid värvilised ribad. Kaasaegse terminoloogia järgi avastas Tsvet kromatograafia areneva variandi (developing liquid adsorption chromatography). Tsvet tõi välja tema loodud kromatograafia variandi väljatöötamise uurimistöö peamised tulemused raamatus Chromophylls in the Plant and Animal World (1910), mis on tema doktoritöö. kromatograafia gaaside settimine ioonivahetus

Tsvet kasutas kromatograafilist meetodit laialdaselt mitte ainult segu eraldamiseks ja selle mitmekomponentse olemuse kindlakstegemiseks, vaid ka kvantitatiivseks analüüsiks, selleks lõhkus ta klaaskolonni ja lõikas adsorbeeriva kolonni kihtideks. Tsvet töötas välja vedelikkromatograafia aparaadi, viis esimesena läbi kromatograafilisi protsesse alandatud rõhul (väljapumpamine) ja mõningase ülerõhuga ning töötas välja soovitused tõhusate kolonnide valmistamiseks. Lisaks tutvustas ta paljusid uue meetodi põhimõisteid ja termineid, nagu "kromatograafia", "areng", "nihe", "kromatogramm" jne.

Kromatograafiat kasutati alguses väga harva, umbes 20-aastane varjatud periood, mille jooksul ilmus vaid väga väike arv teateid meetodi erinevatest rakendustest. Ja alles 1931. aastal juhtisid Heidelbergis keiser Wilhelmi meditsiiniuuringute instituudi keemialaboris töötanud R. Kuhn (Saksamaa) A. Winterstein (Saksamaa) ja E. Lederer (Prantsusmaa). a- ja b-karoteeni eraldamiseks toorkaroteenist ja seeläbi näidata värvi avastamise väärtust.

Kromatograafia arengu oluline etapp oli Nõukogude teadlaste avastus N.A. Izmailov ja M.S. Schreiber õhukese kihi kromatograafia meetodist (1938), mis võimaldab analüüsida aine jälgi.

Järgmiseks oluliseks sammuks avastasid A. Martin ja R. Sing (Inglismaa) vedelikjaotuskromatograafia variandi, kasutades aminohapete atsetüülderivaatide eraldamise näidet veega küllastunud silikageeliga täidetud kolonnis, kasutades kloroformi. lahusti (1940). Samas märgiti, et liikuva faasina saab kasutada mitte ainult vedelikku, vaid ka gaasi. Mõni aasta hiljem tegid need teadlased ettepaneku lahutada aminohapete derivaadid veega niisutatud paberil, kasutades liikuva faasina butanooli. Nad rakendasid ka esimese kahemõõtmelise eraldussüsteemi. Martin ja Sing said jaotuskromatograafia avastamise eest Nobeli keemiaauhinna. (1952). Lisaks viisid Martin ja A. James läbi gaasijaotuskromatograafia variandi, eraldades segud silikoon DS-550 ja steariinhappe segasorbendil (1952-1953). Sellest ajast alates on gaasikromatograafia meetodit kõige intensiivsemalt arendatud.

Gaasikromatograafia üheks variandiks on kromatograafia, mille puhul gaasisegu eraldumise parandamiseks samaaegselt liikuva faasi - gaasi liikumisega mõjutatakse sorbenti ja eraldatavat segu liikuva temperatuuriga. väljal, millel on teatud gradient kogu pikkuses (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951).

Olulise panuse kromatograafilise meetodi väljatöötamisse andis G. Schwab (Saksamaa), kes oli ioonvahetuskromatograafia rajaja (1937-1940). Seda arendati edasi Nõukogude teadlaste E.N. Gapon ja T.B. Gapon, kes viis läbi lahuses olevate ioonide segu kromatograafilise eraldamise (koos F. M. Shemyakiniga, 1947) ning viis ellu ka Tsveti poolt väljendatud idee ainete segu kromatograafilise eraldamise võimalusest lahustuvuse erinevuse põhjal. vähelahustuvatest sademetest (setetekromatograafia, 1948).

Ioonivahetuskromatograafia arendamise kaasaegne etapp algas 1975. aastal pärast G. Smalli, T. Stevensi ja W. Baumani (USA) tööd, mille käigus nad pakkusid välja uue analüüsimeetodi, mida nimetatakse ioonkromatograafiaks (kõrgkromatograafia variant). tulemuslik ioonivahetuskromatograafia konduktomeetrilise tuvastamisega).

Erakordse tähtsusega oli M. Golay (USA) poolt kromatograafia kapillaarvariandi loomine (1956), kus kapillaartoru siseseintele kantakse sorbenti, mis võimaldab analüüsida mitmekomponentsete segude mikrokoguseid.

60ndate lõpus. huvi vedelikkromatograafia vastu on järsult tõusnud. Sündis kõrgsurvevedelikkromatograafia (HPLC). Seda soodustas ülitundlike detektorite, uute selektiivsete polümeersete sorbentide ja uute seadmete loomine, mis võimaldavad töötada kõrgel rõhul. Praegu on HPLC-l juhtpositsioon teiste kromatograafiameetodite seas ja seda rakendatakse erinevaid valikuid.

2. PEAMISED SÄTTED

Kromatograafia on ainete eraldamise ja määramise meetod, mis põhineb komponentide jaotusel kahe faasi – liikuva ja statsionaarse – vahel. Statsionaarne (statsionaarne) faas on tahke poorne aine (sageli nimetatakse seda sorbendiks) või tahkele ainele ladestunud vedel kile. Liikuv faas on vedelik või gaas, mis voolab läbi statsionaarse faasi, mõnikord rõhu all. Analüüsitava segu komponendid (sorbaadid) liiguvad koos liikuva faasiga mööda statsionaarset faasi. Tavaliselt asetatakse see klaas- või metalltorusse, mida nimetatakse kolonniks. Sõltuvalt sorbendi pinnaga interaktsiooni tugevusest (adsorptsiooni või mõne muu mehhanismi tõttu) liiguvad komponendid mööda kolonni erineva kiirusega. Mõned komponendid jäävad alles pealmine kiht sorbent, teised vähemal määral sorbendiga interakteeruvad, satuvad kolonni alumisse ossa ja mõned isegi lahkuvad kolonnist koos liikuva faasiga (selliseid komponente nimetatakse kinnitumata ja nende peetumisaeg määrab "surnud" aeg” veerus). Sel viisil eraldatakse kiiresti keerukad komponentide segud. Rõhutada tuleks järgmisi kromatograafiliste meetodite eeliseid:

1. Eraldamine on olemuselt dünaamiline ja eraldatud komponentide sorptsiooni-desorptsiooni toiminguid korratakse mitu korda. See on põhjus kromatograafilise eraldamise oluliselt kõrgemale efektiivsusele võrreldes staatiliste sorptsiooni- ja ekstraheerimismeetoditega.

2. Eraldamisel kasutatakse erinevat tüüpi interaktsiooni sorbaatide ja statsionaarse faasi vahel: puhtfüüsilisest kuni kemisorptsioonini. See võimaldab valikuliselt eraldada mitmesuguseid aineid.

3. Eraldatavatele ainetele saab peale panna erinevaid lisavälju (gravitatsiooni-, elektri-, magnet- jne), mis eraldustingimusi muutes avardavad kromatograafia võimalusi.

4. Kromatograafia on hübriidmeetod, mis ühendab mitme komponendi samaaegse eraldamise ja määramise.

5. Kromatograafia võimaldab lahendada nii analüütilisi probleeme (eraldamine, identifitseerimine, määramine) kui ka preparatiivseid (puhastamine, eraldamine, kontsentreerimine). Nende ülesannete lahendusi saab kombineerida, täites neid "on-line" režiimis.

6. Arvukad meetodid liigitatakse vastavalt faaside agregatsiooni olekule, eraldusmehhanismile ja eraldustehnikale. Kromatograafilised meetodid erinevad ka frontaalseks, nihkeks ja eluendiks eraldamise viiside poolest.

3. ANALÜÜSI KROMATOGRAAFILISTE MEETODITE KLASSIFIKATSIOON

Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioonid põhinevad põhimõtetel, mis võtavad arvesse järgmisi eraldusprotsessi erinevaid tunnuseid:

* kasutatava kromatograafilise süsteemi faaside agregatsiooni oleku erinevused;

* eraldunud ainete ja statsionaarse faasi vastastikmõju iseloomu erinevused;

* eksperimentaalsed erinevused kromatograafilise eraldusprotsessi läbiviimise viisis.

Tabelites 1–3 on toodud peamised võimalused tuntud kromatograafiliste meetodite klassifitseerimiseks.

Kuna eraldatavate ühendite interaktsioonide iseloom erinevate kromatograafiliste süsteemide faasidega võib olla väga erinev, ei leidu peaaegu ühtegi objekti, mille eraldamiseks ei oleks võimalik leida sobivat statsionaarset faasi (tahke või vedel) ning mobiilsete lahustite süsteemid. Kromatograafia põhivariantide kasutusalad olenevalt uuritavate ühendite molekulmassist on toodud tabelis. 4.

4. ADSORPTSIOONKROMATOGRAAFIA. ÕHUKIHI KROMATOGRAAFIA

Üks levinumaid adsorptsioonkromatograafia meetodeid on õhukese kihi kromatograafia (TLC) – tasapinnalise kromatograafia tüüp, mille puhul kasutatakse adsorbenti õhukese kihina plaadil.

TLC meetodi põhimõte ja põhimõisted. Puhtale tasasele pinnale (klaasist, metallist, plastikust plaat) kantakse ühel või teisel viisil õhuke sorbendi kiht, mis kõige sagedamini kinnitatakse plaadi pinnale. Plaadi mõõtmed võivad olla erinevad (pikkus ja laius - 5–50 cm, kuigi see pole vajalik). Märgistage plaadi pinnale ettevaatlikult, et mitte kahjustada sorbendikihti (näiteks pliiatsiga) stardijoon (2–3 cm kaugusel plaadi alumisest servast) ja finišijoon. lahustist.

Skeem komponentide A ja B eraldamiseks TLC abil

Plaadi stardijoonele kantakse proov (mikrosüstlaga, kapillaariga) - väike kogus vedelikku, mis sisaldab sobivas lahustis eraldatavate ainete segu, näiteks kahte ainet A ja B. Lahustil lastakse aurustuda, misjärel plaat sukeldatakse kromatograafilises kambris PF vedelasse faasi, mis on spetsiaalselt selleks puhuks valitud lahusti või lahustite segu. Kapillaarjõudude toimel liigub PF spontaanselt mööda NF-i stardijoonelt lahusti rindejoonele, kandes endaga proovi komponente A ja B, mis liiguvad erineva kiirusega. Vaadeldaval juhul on komponendi A afiinsus NP suhtes väiksem kui komponendi B sama faasi afiinsus, seega liigub komponent A kiiremini kui komponent B. Pärast seda, kui liikuv faas (lahusti) jõuab aja jooksul t lahusti rindejoonele , kromatograafia katkestatakse, plaat eemaldatakse kromatograafiakambrist ja kuivatatakse õhu käes ning määratakse ainete A ja B laikude asukoht plaadi pinnal. Laigud (tsoonid) on tavaliselt ovaalse või ümara kujuga. Vaadeldaval juhul on komponendi A koht stardijoonelt kaugusesse nihkunud l A , komponent B punkt - kaugusel l IN, ja lahusti on läbinud vahemaa L.

Mõnikord kantakse stardijoonele samaaegselt eraldatavate ainete proovi pealekandmisega väikeses koguses standardainet, aga ka tunnistajaaineid (neid, mis eeldatavasti sisalduvad analüüsitavas proovis).

Süsteemis eraldatavate komponentide iseloomustamiseks võetakse kasutusele liikuvuskoefitsient Rf (või Rf tegur):

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

Kus V 1 = l 1 / t Ja V E= L/ t - vastavalt liikumiskiirusele i- th komponent ja lahusti E; l 1 JaL - võetud tee i- m komponent ja lahusti, t on aeg, mis kulub lahusti liigutamiseks stardijoonelt lahusti esijoonele. Kaugused l 1 loendake stardijoonest kuni vastava komponendi punkti keskpunktini.

Tavaliselt on liikuvuskoefitsient vahemikus R f =0 - 1. Optimaalne väärtus on 0,3-0,7 Kromatograafia tingimused valitakse nii, et R f väärtus erineb nullist ja ühest.

Liikuvuskoefitsient on sorbendi-sorbaadi süsteemi oluline omadus. Reprodutseeritavate ja rangelt konstantsete kromatograafiliste tingimuste jaoks R f = konst.

Liikuvuskoefitsient Rf sõltub mitmest tegurist: lahusti olemusest ja kvaliteedist, selle puhtusest; sorbendi olemus ja kvaliteet (õhuke kiht), selle granuleerimise ühtlus, kihi paksus; sorbendi aktiivsus (niiskusesisaldus selles); katsetehnikad (proovi kaalud, lahustijooksu pikkused L); katsetaja oskus jne. Kõigi nende parameetrite reprodutseerimise püsivus praktikas on mõnikord keeruline. Protsessi tingimuste mõju tasandamiseks võetakse kasutusele suhteline liikuvuskoefitsient Rs.

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

Kus R f = l/ L; R f (st)= l St/ L; l cm - kaugus stardijoonest standardpunkti keskpunktini.

Suhteline liikuvuskoefitsient Rs on aine liikuvuse objektiivsem tunnus kui liikuvuskoefitsient R f .

Standardina valitakse sageli aine, mille R f ? 0.5. Vastavalt keemilisele olemusele valitakse standard eraldatavate ainete lähedusse. Standardi kasutamisel jääb Rs väärtus tavaliselt vahemikku Rs=0,1--10, optimaalsed piirid on umbes 0,5--2.

Eraldatud komponentide usaldusväärsemaks tuvastamiseks kasutatakse "tunnistajaid" - võrdlusaineid, mille olemasolu analüüsitavas proovis eeldatakse. Kui R f = R f (sertifikaat), kus R f ja R f (sertifikaat) on vastavalt selle komponendi ja tunnistaja liikuvuskoefitsiendid, siis võib tõenäolisemalt eeldada, et kromatografeeritavas segus esineb tunnistaja aine. .

Kahe komponendi A ja B eraldamise iseloomustamiseks nendes tingimustes tutvustatakse eraldusastet (kriteeriumit) R (A / B):

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

kus D l- komponentide A ja B täppide keskpunktide vaheline kaugus; a(A) ja a(B) on vastavalt kromatogrammi punktide A ja B läbimõõt.

Mida suurem on R (A/B) väärtus, seda selgemalt eralduvad kromatogrammil komponentide A ja B laigud.

Kahe aine A ja B eraldamise selektiivsuse hindamiseks kasutatakse eraldustegurit V:

a=l B / l A.

Kui a=1, siis komponente A ja B ei eraldata.

Et määrata komponentide A ja B eraldusaste R (A/B).

4.1 Katsetehnika õhukese kihi kromatograafias:

A) Taotluse näidis. Analüüsitud vedelikuproov kantakse kapillaari, mikrosüstla, mikropipeti abil stardijoonele, puudutades ettevaatlikult sorbendikihti (täpi läbimõõt stardijoonel on tavaliselt ühest kuni mitme millimeetrini). Kui stardijoonele kantakse mitu proovi, siis ei tohi proovide täppide vaheline kaugus stardijoonel olla väiksem kui 2 cm Võimalusel kasutada kontsentreeritud lahuseid. Laigud kuivatatakse õhu käes ja seejärel kromatografeeritakse.

b) Kromatogrammi arendamine (kromatograafia). Protsess viiakse läbi suletud kromatograafilistes kambrites, mis on küllastunud PF-na kasutatava lahusti aurudega, näiteks klaasanumas, mis on pealt kaetud kaanega.

Sõltuvalt PF-i liikumissuunast on olemas tõusev, laskuv Ja horisontaalne kromatograafia.

Tõusva kromatograafia variandis kasutatakse ainult fikseeritud sorbendikihiga plaate. PF valatakse kambri põhjale (viimasena võib kasutada sobiva suurusega klaaskaanega keeduklaasi), kromatograafiline plaat asetatakse vertikaalselt või kaldu kambrisse nii, et PF kiht jääks kambri põhja. kamber niisutab plaadi põhja (stardijoonest ~1,5 - 2 cm allpool). PF liigub kapillaarjõudude toimel alt üles (vastu raskusjõule) suhteliselt aeglaselt.

Allapoole kromatograafias kasutatakse ka ainult fikseeritud alusplaate. PF-i söödetakse ülalt ja see liigub mööda plaatsorbendi kihti alla. Gravitatsioonijõud kiirendab PF liikumist. Seda võimalust rakendatakse segude analüüsimisel, mis sisaldavad komponente, mis liiguvad aeglaselt koos PF-iga.

Horisontaalse kromatograafia variandi korral asetatakse plaat horisontaalselt. Kasutada võib ristkülikukujulisi või ümaraid plaate. Ümmarguste plaatide kasutamisel (horisontaalse kromatograafia ümmargune versioon) tähistatakse lähtejooneks sobiva raadiusega (~1,5-2 cm) ringi, millele kantakse proovid. Ümmarguse plaadi keskele lõigatakse auk, millesse sisestatakse taht PF-i varustamiseks. Viimane liigub mööda sorbendikihti ringi keskpunktist selle perifeeriasse. Kromatograafia viiakse läbi suletud kambris - eksikaatoris või Petri tassis. Ringikujulise versiooniga saab korraga analüüsida kuni mitukümmend proovi.

TLC meetodites kasutatakse ühemõõtmelist, kahemõõtmelist, mitmekordset (korduv) astmelist kromatograafiat.

Ühe kromatograafiaga viiakse analüüs läbi ilma PF liikumise suunda muutmata. See meetod on kõige levinum.

Kahemõõtmelist kromatograafiat kasutatakse tavaliselt keerukate segude (valgud, aminohapped jne) analüüsimiseks.Kõigepealt viiakse läbi segu esialgne eraldamine, kasutades esimest PF 1 . Kromatogrammil ei saada laigud üksikutest ainetest, vaid mitme lahutamata komponendi segudest. Seejärel tõmmatakse läbi nende täppide uus stardijoon, plaat pööratakse 90° ja kromatografeeritakse uuesti, kuid teise PF 2-ga, püüdes lõpuks eraldada segude laigud üksikute komponentide täppideks.

Kui plaat on ruudukujuline, kantakse proov selle ruudu diagonaalile selle alumise nurga lähedal. Mõnikord tehakse kahemõõtmeline kromatograafia sama PF-ga ruudukujulisel plaadil.

Kahemõõtmelise kromatograafia põhimõtet illustreeriv skeem:

a - PF1-ga saadud kromatogramm;

b – PF2-ga saadud kromatogramm

Mitmekordse (korduv) kromatograafia korral viiakse protsess läbi mitu korda järjest sama PF-ga (iga kord pärast järgmist kuivatamist), kuni saavutatakse segu komponentide täppide soovitud eraldumine (tavaliselt mitte rohkem kui kolm korda).

Astmelise kromatograafia korral viiakse protsess läbi sama plaadiga järjestikku, kasutades iga kord uut PF-i, kuni saavutatakse täppide selge eraldumine.

V) Kromatogrammi tõlgendamine. Kui kromatogrammi laigud on värvilised, määratakse pärast plaatide kuivatamist kaugus stardijoonest iga punkti keskpunktini ja arvutatakse liikuvuskoefitsiendid. Kui analüüsitava proovi koostis sisaldab värvituid aineid, mis annavad värvimata, s.o. visuaalselt tuvastamatud laigud kromatogrammil, on vaja läbi viia märkamine need laigud, mille jaoks kromatogrammid manifest.

Kõige tavalisemaid tuvastamismeetodeid kirjeldatakse allpool.

Kiiritamine ultraviolettvalgusega. Seda kasutatakse fluorestseeruvate ühendite (laigud helendavad, kui plaat on UV-valgusega) või mittefluorestseeruvate ainete tuvastamiseks, kuid kasutades fluorestseeruva indikaatoriga sorbenti (sorbent helendab, laigud ei helenda). Nii tuvastatakse näiteks alkaloide, antibiootikume, vitamiine ja muid raviaineid.

Kuumtöötlus. Pärast kromatograafiat kuumutatakse pärast kromatograafiat kuivatatud plaati ettevaatlikult (kuni ~200 °C), et vältida sorbendikihi enda tumenemist (näiteks kui õhuke sorbendikiht sisaldab tärklist). Sel juhul tekivad laigud tavaliselt pruunide tsoonide kujul (orgaaniliste komponentide osalise termolüüsi tõttu).

Keemiline töötlemine. Kromatogrammid töötatakse sageli välja, töödeldes neid reagentidega, mis moodustavad värvilisi ühendeid koos eraldatavate segukomponentidega. Nendel eesmärkidel kasutatakse erinevaid reaktiive: joodi, ammoniaagi, broomi, vääveldioksiidi, vesiniksulfiidi aurud, spetsiaalselt valmistatud lahused, millega plaate töödeldakse. Kasutatakse nii universaalseid kui ka selektiivseid reaktiive (mõiste "universaalne" on üsna meelevaldne).

Universaalsed reaktiivid võivad olla näiteks kontsentreeritud väävelhape(kuumutamisel täheldatakse orgaaniliste ühendite laikude tumenemist), happelist kaaliumpermanganaadi vesilahust (tsoonid on täheldatud pruunide laikudena sorbendi purpursel taustal), fosfor-molübdeenhappe lahust kuumutamisel (sinised laigud tekivad kollane taust) jne.

Selektiivsetena kasutatakse näiteks Dragendorfi reaktiivi; Zimmermanni reaktiiv; vasksulfaadi ammoniaagi vesilahus (10% CuSO 4, 2% ammoniaagi puhul); ninhüdriini C 9 H 4 O 3 H 2 O segu etanooli ja äädikhappega.

Dragendorffi reaktiiv on aluselise vismutnitraadi BiONO 3, kaaliumjodiidi KJ ja äädikhappe lahus vees. Kasutatakse amiinide, alkaloidide, steroidide määramiseks.

Zimmermanni reaktiiv valmistatakse dinitrobenseeni 2% etanoolilahuse töötlemisel KOH leeliselahusega, millele järgneb segu kuumutamine temperatuuril ~70–100 °C. Kasutatakse steroidide tuvastamiseks.

Ninhüdriini abil tuvastatakse amiinide, aminohapete, valkude ja muude ühendite laigud.

Kasutatakse ka teisi täppide tuvastamise meetodeid. Näiteks mõõdetakse nende radioaktiivsust, kui osa eraldatud komponentidest on radioaktiivsed või lisatakse segu eraldatud komponentide hulka kuuluvate elementide radioaktiivsete isotoopide spetsiaalseid lisandeid.

Pärast täppide tuvastamist kromatogrammil tehakse need kindlaks, s.o. määrake, milline ühend vastab konkreetsele kohale. Selleks kasutatakse kõige sagedamini "tunnistajate" võrdluspunkte. Mõnikord tuvastatakse laigud liikuvuskoefitsientide Rf väärtuse järgi, võrreldes neid antud tingimuste jaoks teadaolevate Rf väärtustega. Selline identifitseerimine R f väärtuse järgi on aga sageli esialgne.

Fluorestseeruvate laikude värvi kasutatakse ka identifitseerimisel, kuna erinevad ühendid fluorestseerivad erineva lainepikkusega (erinevad värvid).

Täppide keemilisel tuvastamisel annavad selektiivsed reaktiivid teatud laadi ühenditega värvilised laigud, mida kasutatakse ka identifitseerimise eesmärgil.

TLC meetodit kasutades ei saa mitte ainult avastada, vaid ka kvantifitseerida komponentide sisaldust segudes. Selleks analüüsitakse kromatogrammil kas laike endid või eraldatakse kromatogrammist ühel või teisel viisil eraldatud komponendid (ekstraheerimine, elueerimine sobivate lahustitega).

Täppide analüüsimisel eeldatakse, et laigu pindala ja antud aine sisalduse vahel on teatud seos (näiteks proportsionaalse või lineaarse sõltuvuse olemasolu), mis tehakse kindlaks kalibreerimisgraafiku koostamise teel. "tunnistajate" täppide pindalade mõõtmisega - analüüsitava komponendi teadaoleva sisuga standardid.

Mõnikord võrreldakse laikude värviintensiivsust, eeldades, et laigu värviintensiivsus on võrdeline antud värvilise komponendi kogusega. Värvi intensiivsuse mõõtmiseks kasutatakse erinevaid meetodeid.

Eraldatud komponentide kromatogrammilt ekstraheerimisel saadakse seda komponenti sisaldav lahus. Viimane määratakse siis ühe või teise analüüsimeetodiga.

Suhteline viga aine kvantitatiivsel määramisel TLC abil on 5-10%.

TLC on farmakopöa meetod ja seda kasutatakse laialdaselt erinevate ravimite analüüsiks ja kvaliteedikontrolliks.

5. GAASIKROMATOGRAAFIA

Gaasikromatograafia (GC) kasutab liikuva faasina inertgaasi (lämmastik, heelium, vesinik), mida nimetatakse kandegaasiks. Proov söödetakse aurudena, statsionaarne faas on kas tahke aine - sorbent (gaas-adsorptsioonkromatograafia) või kõrge keemistemperatuuriga vedelik, mis sadestatakse õhukese kihina tahkele kandjale (gaas-vedelikkromatograafia). Mõelge gaasi-vedelikkromatograafia (GLC) ühele variandile. Kandjana kasutatakse diatomiiti - omamoodi hüdreeritud silikageeli, seda töödeldakse sageli reagentidega, mis muudavad Si-OH rühmad Si-O-Si (CH 3) 3 rühmadeks, mis suurendab kandja inertsust. lahustite suhtes. Need on näiteks kandjad “Chromosorb W” ja “Gazochrome Q”. Lisaks kasutatakse klaasist mikroballoone, teflonit ja muid materjale.

5.1 Gazo- adsorptsioonkromatograafia

Gaasadsorptsioonkromatograafia (GAC) meetodi eripäraks on see, et statsionaarse faasina kasutatakse suure eripinnaga (10–1000 m 2 g -1) adsorbente ning määratakse ainete jaotus statsionaarse ja liikuva faasi vahel. adsorptsiooniprotsessi kaudu. Molekulide adsorptsioon gaasifaasist, s.o. kontsentreeritud tahke ja gaasilise faasi piirpinnale, tekib elektrostaatilise iseloomuga molekulidevaheliste vastasmõjude (dispersioon, orientatsioon, induktsioon) tõttu. Võib-olla väheneb temperatuuri tõustes oluliselt vesiniksideme moodustumine ja seda tüüpi interaktsiooni panus säilitusmahtudesse.

Analüütilise praktika jaoks on oluline, et konstantsel temperatuuril oleks adsorbeeritud aine kogus pinnal С s võrdeline selle aine kontsentratsiooniga gaasifaasis С m:

C s = kc m (1)

need. nii et jaotus toimub vastavalt lineaarse adsorptsiooni isotermile (Sellele -- konstantne). Sel juhul liigub iga komponent piki kolonni konstantse kiirusega, sõltumata selle kontsentratsioonist. Ainete eraldumine on tingitud nende erinevast liikumiskiirusest. Seetõttu on GAC-s ülimalt oluline adsorbendi valik, mille pinna pindala ja iseloom määrab selektiivsuse (eraldumise) antud temperatuuril.

Temperatuuri tõustes adsorptsioonisoojus väheneb. DH/T, millest kinnipidamine sõltub, ja vastavalt t R . Seda kasutatakse analüüsipraktikas. Kui eraldada ühendeid, mille lenduvus on konstantsel temperatuuril väga erinev, elueeruvad madala keemistemperatuuriga ained kiiresti, kõrge keemistemperatuuriga ained on pikema retentsiooniajaga, nende piigid kromatogrammil on madalamad ja laiemad ning analüüs võtab kaua aega. . Kui aga kromatograafia ajal tõstetakse kolonni temperatuuri konstantse kiirusega (temperatuuri programmeerimine), jaotuvad kromatogrammil laiuselt lähedased piigid ühtlaselt.

HAC adsorbentidena kasutatakse peamiselt aktiivsüteid, silikageele, poorset klaasi ja alumiiniumoksiidi. Aktiivsete adsorbentide pinna ebahomogeensus on vastutav GAC-meetodi peamiste puuduste ja tugevalt adsorbeerunud polaarsete molekulide määramise võimatuse eest. Siiski on võimalik väga polaarsete ainete segusid analüüsida geomeetriliselt ja keemiliselt homogeensetel makropoorsetel adsorbentidel. Viimastel aastatel on toodetud enam-vähem ühtlase pinnaga adsorbente, nagu poorsed polümeerid, makropoorsed silikageelid (silokroom, porasiil, sferosil), poorsed klaasid, tseoliidid.

Kõige laialdasemalt kasutatav gaasiadsorptsioonkromatograafia meetod on gaaside ja madala keemistemperatuuriga süsivesinike segude analüüsimine, mis ei sisalda aktiivseid funktsionaalrühmi. Selliste molekulide adsorptsiooni isotermid on lähedased lineaarsele. Näiteks O 2, N 2, CO, CH 4, CO 2 eraldamiseks kasutatakse edukalt savi. Kolonni temperatuur on programmeeritud nii, et see vähendab analüüsiaega, vähendades kõrge keemistemperatuuriga gaaside t R. Molekulaarsõeltel - väga poorsed looduslikud või sünteetilised kristalsed materjalid, mille kõik poorid on ligikaudu ühesuurused (0,4 - 1,5 nm), - saab eraldada vesiniku isotoope. Metallhüdriidide (Ge, As, Sn, Sb) eraldamiseks kasutatakse sorbente, mida nimetatakse porapakkideks. GAC-meetod poorsete polümeersorbentide või süsiniku molekulaarsõeltega kolonnidel on kiireim ja mugavaim viis vee määramiseks anorgaanilistes ja orgaanilistes materjalides, näiteks lahustites.

5.2 Gazo- vedelikkromatograafia

Analüütilises praktikas kasutatakse sagedamini gaasi-vedelikkromatograafia (GLC) meetodit. Selle põhjuseks on vedelate statsionaarsete faaside äärmuslik mitmekesisus, mis hõlbustab antud analüüsi jaoks selektiivse faasi valimist lineaarse jaotuse isotermiga laiemas kontsentratsioonivahemikus, mis võimaldab töötada suurte proovidega ja hõlpsasti saada reprodutseeritavaid kolonne. tõhususe osas.

Komponentide jaotumise mehhanism kandja ja statsionaarse vedelfaasi vahel põhineb nende lahustumisel vedelas faasis. Selektiivsus sõltub kahest tegurist: analüüdi aururõhust ja selle aktiivsuskoefitsiendist vedelas faasis. Raoult' seaduse kohaselt on lahustumisel aine aururõhk lahuse kohal lk i on otseselt võrdeline selle aktiivsuskoefitsiendiga moolifraktsiooniga N i puhta aine lahuses ja aururõhus R° i antud temperatuuril:

p i = N i R ° I (2)

Kuna i-nda komponendi kontsentratsiooni tasakaalus aurufaasis määrab selle osarõhk, võime eeldada, et

P i ~ c m ja N i ~ c s siis

ja selektiivsuse koefitsient:

Seega, mida madalam on aine keemistemperatuur (mida suurem P 0 i), seda nõrgemalt see kromatograafilises kolonnis säilib.

Kui ainete keemistemperatuurid on samad, siis nende eraldamiseks kasutatakse erinevusi interaktsioonis statsionaarse vedelfaasiga: mida tugevam on interaktsioon, seda väiksem on aktiivsuskoefitsient ja suurem retentsioon.

Statsionaarsed vedelfaasid . Kolonni selektiivsuse tagamiseks on oluline valida õige statsionaarne vedelfaas. See faas peaks olema hea lahusti segu komponentide puhul (kui lahustuvus on madal, lahkuvad komponendid kolonnist väga kiiresti), mittelenduvad (et kolonni töötemperatuuril ei aurustuks), keemiliselt inertsed, peavad olema madala viskoossusega ( vastasel juhul difusiooniprotsess aeglustub) ja kandjale kandmisel moodustavad ühtlase kile, mis on temaga kindlalt seotud. Statsionaarse faasi eraldusvõime selle näidise komponentide jaoks peaks olema maksimaalne.

Vedelfaase on kolme tüüpi: mittepolaarsed (küllastunud süsivesinikud jne), mõõdukalt polaarsed (estrid, nitriilid jne) ja polaarsed (polüglükoolid, hüdroksüülamiinid jne).

Teades statsionaarse vedela faasi omadusi ja eraldatavate ainete olemust, näiteks klassi, struktuuri, on võimalik kiiresti valida antud segu eraldamiseks sobiv selektiivne vedel faas. Sel juhul tuleb arvestada, et komponentide retentsiooniaeg on analüüsi jaoks vastuvõetav, kui statsionaarse faasi ja analüüsitava proovi aine polaarsused on lähedased. Tiheda polaarsusega lahustunud ainete puhul korreleerub elueerimise järjekord tavaliselt keemispunktidega ja kui temperatuuride erinevus on piisavalt suur, on täielik eraldumine võimalik. Erineva polaarsusega keemislähedaste ainete eraldamiseks kasutatakse statsionaarset faasi, mis dipool-dipool interaktsiooni tõttu säilitab valikuliselt ühe või mitu komponenti. Vedela faasi polaarsuse kasvades pikeneb polaarsete ühendite peetumisaeg.

Vedela faasi ühtlaseks kandmiseks tahkele kandjale segatakse see väga lenduva lahustiga, näiteks eetriga. Sellele lahusele lisatakse tahket kandjat. Segu kuumutatakse, lahusti aurustub, vedel faas jääb alusele. Statsionaarse vedelfaasiga kaetud kuiv kandja täidetakse kolonni, vältides tühimike teket. Ühtlase pakkimise tagamiseks lastakse kolonnist läbi gaasijuga ja samal ajal koputatakse kolonni tihendi tihendamiseks. Seejärel kuumutatakse kolonn enne detektori külge kinnitamist temperatuurini, mis on 50 °C kõrgem kui selle eeldatav temperatuur. Sel juhul võib esineda vedelfaasi kadusid, kuid kolonn läheb stabiilsesse töörežiimi.

Statsionaarsete vedelfaaside kandjad. Tahked kandjad statsionaarse vedela faasi dispergeerimiseks homogeense õhukese kile kujul peavad olema mehaaniliselt tugevad, mõõduka eripinnaga (20 m 2 /g), väikeste ja ühtlase osakeste suurusega ning olema piisavalt inertsed, et võimaldada adsorptsiooni tahke-gaasiline liides. faasid oli minimaalne. Madalaimat adsorptsiooni täheldatakse silaniseeritud kromosorbi, klaashelmeste ja fluoropaque (fluorosüsinikpolümeer) kandjatel. Lisaks ei tohiks tahked kandjad reageerida temperatuuri tõusule ja need peaksid vedela faasi poolt kergesti märguma. Kelaatide gaasikromatograafias kasutatakse tahke kandjana kõige sagedamini silaniseeritud valget diatomiidi kandjaid, ränidioksiidi või diatomiit. Kobediatomiitmuld on mikroamorfne vett sisaldav ränidioksiid. Selliste kandjate hulka kuuluvad kromosorb W, gaaskroom Q, kromatoon N jne. Lisaks kasutatakse klaashelmeid ja tefloni.

Keemiliselt seotud faasid. Sageli kasutatakse modifitseeritud kandjaid, mis on kovalentselt seotud vedela faasiga. Sel juhul püsib statsionaarne vedel faas kindlamalt pinnal isegi kõrgeimate kolonni temperatuuride juures. Näiteks kobediatomiitmuldkandjat töödeldakse klorosilaaniga, millel on teatud polaarsusega pikaahelaline asendaja. Tõhusam on keemilise sidemega statsionaarne faas.

6. JAOTUSKROMATOGRAAFIA. PABERKROMATOGRAAFIA (PABERKROMATOGRAAFIA)

Jaotuskromatograafia põhineb jaotatud aine lahustuvuse erinevuste kasutamisel kahes kokkupuutes segunematus vedelfaasis. Mõlemad faasid – PF ja NF – on vedelad faasid. Kui vedel PF liigub mööda vedelat NF-i, jaotuvad kromatograafilised ained pidevalt ümber mõlema vedela faasi vahel.

Jaotuskromatograafia on paberkromatograafika (või kromatograafia paberil) oma tavalisel kujul. Selle meetodi puhul kasutatakse TLC-s kasutatava õhukese sorbendikihiga plaatide asemel spetsiaalset kromatograafilist paberit, mida mööda immutades liigub vedel PF kromatograafia käigus stardijoonelt lahusti finišisse.

Eristama normaalfaas ja pöördfaas paberkromatograafia.

Variandis normaalfaas paberkromatograafia vedelik NF on vesi adsorbeerunud õhukese kihina kiududele ja paikneb poorides hüdrofiilsed paber (kuni 25 massiprotsenti). See seotud vesi on oma struktuurilt ja füüsikaliselt olekult väga erinev tavalisest vedelast veest. Eraldatud segude komponendid lahustuvad selles.

Üle paberi liikuva PF rolli täidab teine ​​vedel faas, näiteks orgaaniline vedelik, millele on lisatud happeid ja vett. Enne kromatograafiat küllastatakse vedel orgaaniline PF veega, et PF ei lahustuks hüdrofiilse kromatograafilise paberi kiududele adsorbeerunud vett.

Kromatograafilist paberit toodab tööstus. See peab vastama mitmetele nõuetele: see peab olema valmistatud kvaliteetsetest kiulistest puuvillasortidest, olema ühtlase tiheduse ja paksusega, kiu orientatsiooni suunas, keemiliselt puhas ja inertne NF ja eraldatavate komponentide suhtes.

Normaalfaasi variandis kasutatakse PF-na kõige sagedamini erinevatest lahustitest koosnevaid vedelaid segusid. Sellise PF klassikaline näide on äädikhappe, n-butanooli ja vee segu mahusuhtes 1:4:5. Kasutatakse ka lahusteid nagu etüülatsetaat, kloroform, benseen jne.

Variandis pöördfaas Paberkromatograafias on vedel NF orgaaniline lahusti, vedel PF aga vesi, vesi- või alkoholilahused ning hapete segud alkoholidega. Protsess viiakse läbi kasutades hüdrofoobne kromatograafiline paber. Seda saadakse paberi töötlemisel (immutamisel) naftaleeni, silikoonõlide, parafiiniga jne. Mittepolaarsed ja madala polaarsusega orgaanilised lahustid sorbeeritakse hüdrofoobse paberi kiududele ja tungivad selle pooridesse, moodustades õhukese vedela NF kihi. Vesi ei jää sellisele paberile kinni ega tee seda märjaks.

Paberkromatograafia tehnika on üldiselt sama, mis TLC meetodil. Tavaliselt kantakse kromatograafilise paberi ribale stardijoonel anum analüüsilahusega, mis sisaldab eraldatavate ainete segu. Pärast lahusti aurustumist kastetakse stardijoone all olev paber PF-i, asetades paberi vertikaalselt (riputades). Sulgege kamber kaanega ja teostage kromatograafiat, kuni PF jõuab paberil näidatud lahusti esijooneni. Pärast seda protsess katkestatakse, paber kuivatatakse õhu käes ning tuvastatakse plekid ja määratakse segu komponendid.

Paberkromatograafiat, nagu ka TLC meetodit, kasutatakse nii kvalitatiivses kui ka kvantitatiivses analüüsis.

Segu konkreetse komponendi sisalduse kvantifitseerimiseks kasutatakse erinevaid meetodeid:

1) need tulenevad teatud seose olemasolust (proportsionaalne, lineaarne) täpis oleva aine koguse ja täpi pindala vahel (sageli koostatakse eelnevalt kalibreerimisgraafik);

2) kaaluge väljalõigatud koht sama ala aine ja puhta paberiga ning seejärel leidke erinevuse järgi määratava aine mass;

3) arvestama laigu värvuse intensiivsuse ja laigule värvi andva määratud komponendi sisalduse vahel selles.

Mõnel juhul ekstraheeritakse täppides sisalduvaid aineid mõne lahustiga ja seejärel analüüsitakse ekstrakti.

Paberkromatograafia on farmakopöa meetod, mida kasutatakse nii anorgaanilisi kui orgaanilisi aineid sisaldavate segude eraldamiseks. Meetod on ligipääsetav, hõlpsasti teostatav, kuid üldiselt on see halvem kui kaasaegsem TLC meetod, mis kasutab õhukest sorbendi kihti.

7. SETTE KROMATOGRAAFIA

Settekromatograafiat kasutatakse peamiselt anorgaaniliste ioonide eraldamiseks ja tuvastamiseks segudes.

Meetodi olemus. Settekromatograafia põhineb segu eraldatud komponentide sadestamisel keemiliste reaktsioonide kasutamisel sadestajaga, mis on osa NF-st. Eraldamine toimub tekkivate ühendite ebavõrdse lahustuvuse tõttu, mida liikuv faas kandub üle erineva kiirusega: vähem lahustuvad ained kanduvad PF-st üle aeglasemalt kui rohkem lahustuvad.

Meetodi rakendamist saab illustreerida analüüsitavas vesilahuses samaaegselt sisalduvate halogeniidioonide eraldamise näitega: kloriidioonid Cl - , bromiidioonid Br - ja jodiidiioonid I -. Selleks kasutage sorbendiga täidetud kromatograafilist kolonni (see on klaastoru, mille põhjas on kraan). Viimane koosneb nende kandjast - alumiiniumoksiid Al 2 O 3 või räni SiO 2, mis on immutatud hõbenitraadi AgNO 3 lahusega (hõbenitraadi sisaldus on umbes 10% sorbendi kandja massist).

Eraldatavate anioonide segu sisaldav vesilahus lastakse läbi kromatograafilise kolonni. Need anioonid interakteeruvad hõbekatioonidega Ag+, moodustades vähelahustuvaid hõbehalogeniidide sademeid:

Ag + + I - > AgIv (kollane)

Ag + + Br - > AgBrv (koor)

Ag + + Cl - > AgClv (valge)

Hõbehalogeniidide lahustuvus vees suureneb järgmises järjestuses:

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

kus sulgudes on toodud lahustuvusproduktide väärtused toatemperatuuril. Seetõttu moodustub alguses kollane hõbejodiidi sade, mis on kromatogrammil kõige vähem lahustuv, kollane (ülemine) tsoon. Seejärel moodustub kreemikas hõbebromiidi sademetsoon (vahevöönd). Viimasena moodustub valge hõbekloriidi sade - alumine valge tsoon, mis tumeneb valguse käes hõbekloriidi fotokeemilise lagunemise tõttu peendispersse metallilise hõbeda vabanemisega.

Tulemuseks on esmane settekromatogramm.

Tsoonide selgemaks eraldamiseks lastakse pärast primaarse kromatogrammi saamist puhast lahustit läbi kolonni, kuni saadakse sekundaarne settekromatogramm, millel on selge sademetsoonide eraldamine.

Kirjeldatud näites oli sadeaine osa NF-st ja lahus, mis sisaldas eraldatavate ioonide segu, juhiti läbi kolonni. Vastupidi, sadeaine lahust on võimalik lasta läbi kolonni, mille NF-s paiknevad kromatografeeritavad ioonid. Sel juhul tekivad aga segatsoonid.

Skeem Cl-, Br- ja I-ioonide eraldamiseks kromatograafilises kolonnis settekromatograafia abil.

7.1 Setete kromatograafia meetodite klassifitseerimine katsetehnika järgi

Tavaliselt eristan sammaskujuline setete kromatograafia, mis viiakse läbi kromatograafilistes kolonnides, ja tasapinnaline settekromatograafia, rakendatakse paberil või õhukeses sorbendikihis.

Settekromatograafias kasutatakse sorbentidena inertsete kandjate ja sademe segusid; sorbendid, mis säilitavad sadestavaid aineid ioonide (ioonivahetusvaigud) või molekulide (aktiivsüsi) kujul; sadestava lahusega immutatud paber.

Enim valitud kandjateks on silikageel, tärklis, alumiiniumoksiidid, kaltsium, baariumsulfaat, ioonivahetusvaigud jne. Kandjat kasutatakse peeneks hajutatud olekus, mille osakeste suurus on umbes 0,02-0,10 mm.

Sadestajatena kasutatakse selliseid reaktiive, mis moodustavad vähelahustuvaid sademeid kromatograafiliste ioonidega, näiteks naatriumjodiid NaI, naatriumsulfiid Na 2 S, hõbesulfaat Ag 2 SO 4, kaaliumferrotsüaniid K 4, oksükinoliin, püridiin jne.

Tavaliselt saadakse settekolonnkromatograafia meetodi kasutamisel pärast puhta lahusti kolonnist läbilaskmist selgelt eraldatud tsoonid, millest igaüks sisaldab ainult ühte komponenti (juhul, kui sademete lahustuvused erinevad vähemalt kolm korda) . Meetodil on tulemuste hea reprodutseeritavus.

Värvitu sademe moodustumise korral arendatakse kromatogramm kas ilmuti lahuse juhtimisel läbi kolonni, mis annab koos sademetega värvilised reaktsioonisaadused, või ilmuti viivitamatult PF-i või NF-i.

7.2 Setete kromatograafia paberil

Vaatleme selle meetodi olemust vaskatioonide segu sisaldava vesilahuse analüüsi näitel Cu 2+ ? raud Fe 3+ ja alumiinium Al 3+.

Sadeaine - kaaliumferrotsüaniidi K 4 lahusega immutatud paberilehe keskele kantakse analüüsitud vesilahus kapillaari abil. Vase ioonid Cu 2+ ja raud Fe 2+ interakteeruvad ferrotsüaniidiioonidega, moodustades raskesti lahustuvaid sademeid:

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

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

Kuna vask (II) ferrotsüaniid on vähem lahustuv kui raud (III) ferrotsüaniid, sadestatakse esmalt vask (II) ferrotsüaniid, moodustades keskmise pruuni tsooni. Seejärel moodustub sinine raud(III)ferrotsüaniidi sade, mis annab sinise tsooni. Alumiiniumioonid migreeruvad perifeeriasse, moodustades värvitu tsooni, kuna nad ei moodusta värvilist alumiiniumferrotsüaniidi.

Cu2+, Fe3+ ja Al3+ eraldamise skeem settekromatograafia abil.

Sel viisil saadakse esmane kromatogramm, milles sademetsoonid osaliselt kattuvad.

Seejärel saadakse sekundaarne kromatogramm. Selleks kantakse esmase kromatogrammi keskele kapillaariga sobiv lahusti (antud juhul ammoniaagi vesilahus). Lahusti liigub spontaanselt paberi keskosast perifeeriasse, kandes endaga kaasa sademeid, mis liiguvad erineva kiirusega: paremini lahustuva raudferrotsüaniidi sademe tsoon liigub kiiremini kui vähemlahustuva vaskferrotsüaniidi sademe tsoon. Selles etapis on tsoonide liikumiskiiruste erinevuse tõttu need selgemalt eraldatud.

Värvitu perifeerse tsooni moodustavate alumiiniumioonide avamiseks näidatakse sekundaarset kromatogrammi - pihustatakse (pihustuspudelist) alisariini lahusega, orgaanilise reagendiga, mis moodustab alumiiniumioonidega roosasid reaktsiooniprodukte. Hangi välimine roosa rõngas.

8. IOONVAHETUS KROMATOGRAAFIA

Ioonivahetuskromatograafias saavutatakse segu komponentide eraldumine tänu ioniseeritavate ainete pöörduvale interaktsioonile sorbendi ioonrühmadega. Sorbendi elektrilise neutraalsuse säilimise tagab pinna vahetus läheduses paiknevate ioonivahetusvõimeliste vastasioonide olemasolu. Sisestatud proovi ioon, mis interakteerub sorbendi fikseeritud laenguga, vahetatakse vastasiooniga. Fikseeritud laengu suhtes erineva afiinsusega ained eraldatakse anioonivahetitel või katioonivahetitel. Anioonivahetitel on pinnal positiivselt laetud rühmad ja need sorbivad anioone liikuvast faasist. Katioonivahetid sisaldavad vastavalt negatiivse laenguga rühmi, mis interakteeruvad katioonidega.

Liikuva faasina kasutatakse hapete, aluste ja lahustite soolade vesilahuseid nagu vedel ammoniaak, s.o. lahustisüsteemid, millel on kõrge dielektriline konstant ja tugev kalduvus ioniseerida ühendeid. Tavaliselt töötavad nad puhverlahustega, mis võimaldavad teil pH väärtust reguleerida.

Kromatograafilise eraldamise ajal konkureerivad analüüdi ioonid eluendis sisalduvate ioonidega, püüdes suhelda sorbendi vastupidiselt laetud rühmadega. Sellest järeldub, et ioonivahetuskromatograafiat saab kasutada mis tahes ühendite eraldamiseks, mida saab mis tahes viisil ioniseerida. On võimalik analüüsida isegi neutraalseid suhkrumolekule nende komplekside kujul boraadiooniga.

Ioonvahetuskromatograafia on ülipolaarsete ainete eraldamiseks hädavajalik, mida ei saa analüüsida GLC abil ilma derivaatideks muundamata. Nende ühendite hulka kuuluvad aminohapped, peptiidid, suhkrud.

Ioonivahetuskromatograafiat kasutatakse kontrollimiseks laialdaselt meditsiinis, bioloogias, biokeemias keskkond, ravimite ja nende metaboliitide sisalduse analüüsimisel veres ja uriinis, pestitsiidides toidutoorainetes, samuti anorgaaniliste ühendite, sh radioisotoopide, lantaniidide, aktiniidide jne eraldamiseks Biopolümeeride (valgud, nukleiinhapped) analüüs jne), mille jaoks kulub tavaliselt tunde või päevi, kasutades ioonivahetuskromatograafiat, viiakse läbi 20-40 minutiga parema eraldamisega. Ioonivahetuskromatograafia kasutamine bioloogias on võimaldanud vaadelda proove otse bioloogilises keskkonnas, vähendades ümberpaigutamise või isomerisatsiooni võimalust, mis võib viia lõpptulemuse valesti tõlgendamiseni. Huvitav on seda meetodit kasutada bioloogiliste vedelike muutuste kontrollimiseks. Silikageelil põhinevate poorsete nõrkade anioonivahetite kasutamine võimaldas peptiide eraldada. Ioonivahetusmehhanismi saab esitada järgmiste võrranditena:

anioonivahetuseks X - + R + Y - - Y - + R + X -

katioonivahetuseks X + + R - Y + - Y + + R - X +

Esimesel juhul konkureerib proovi ioon X - liikuva faasi iooniga Y - ioonivaheti ioontsentrite R + pärast ja teisel juhul konkureerivad proovi X + katioonid liikuva faasi ioonidega. Y + ioontsentrite R - jaoks.

Loomulikult jäävad prooviioonid, mis ioonivahetiga nõrgalt interakteeruvad, selle võistluse ajal nõrgalt kolonnile kinni ja pestakse sealt esimestena välja ning vastupidi, tugevamalt kinnipeetud ioonid elueeruvad kolonnist viimastena. Tavaliselt tekivad mitteioonse iseloomuga sekundaarsed interaktsioonid proovi adsorptsiooni või vesiniksideme tõttu maatriksi mitteioonse osaga või proovi piiratud lahustuvuse tõttu liikuvas faasis.

Konkreetsete ainete eraldamine sõltub eelkõige sobivaima sorbendi ja liikuva faasi valikust. Statsionaarsete faasidena ioonivahetuskromatograafias kasutatakse ioonivahetusvaikusid ja poogitud ionogeensete rühmadega silikageele.

HPLC jaoks mõeldud polüstüreeni ioonivahetusvaikudel, mille tera suurus on 10 μm või vähem, on selektiivsus ja stabiilsus, kuid nende võrgustruktuur, mida iseloomustab võrgusõlmede vaheline kaugus 1,5 nm, mis on palju väiksem kui silikageeli pooride suurus, mida kasutatakse silikageelil. adsorptsioonkromatograafia (10 nm), aeglustab massiülekannet ja vähendab seetõttu oluliselt efektiivsust. HPLC-s kasutatavad ioonivahetusvaigud on peamiselt stüreeni ja divinüülbenseeni kopolümeerid. Tavaliselt lisage viimast 8-12%. Mida suurem on divinüülbenseeni sisaldus, seda suurem on polümeeri jäikus ja tugevus, seda suurem on võimsus ja reeglina selektiivsus ning seda väiksem on turse.

Sarnased dokumendid

Kromatograafiaprotsessi üldised omadused. Õhekihikromatograafia füüsikalised ja keemilised alused, analüüsimeetodite klassifikatsioon. Kromatograafia variandid faasiseisundite järgi. Toidu kvaliteedi kontroll TLC meetodil, seadmed.

kursusetöö, lisatud 27.12.2009


Kromatograafia käigus ilmnevad nähtused. Kaks seletusviisi on teoreetiliste plaatide teooria ja kineetiline teooria. Gaas-, vedelik-, paberkromatograafia. ioonivahetusmeetod. Ioonivahetuskromatograafia rakendused. Geelkromatograafia.

abstraktne, lisatud 24.01.2009


Polümeersete sorbentide mõiste ja struktuur, tekke- ja arengulugu, tähendus jaotuskromatograafia protsessis. Polümeersete sorbentide liigid, nende kasutamise võimalused suuruseralduskromatograafias. Jäikade geelide kasutamise omadused.

abstraktne, lisatud 01.07.2010


Kromatograafia tekkimine ja areng. Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioon. Kromatograafia tahkel statsionaarsel faasil: gaas, vedelik (vedeliku adsorptsioon). Kromatograafia vedelal statsionaarsel faasil: gaas-vedelik ja geelkromatograafia.

abstraktne, lisatud 01.05.2009


Kromatograafiameetodi olemus, kujunemislugu ja tüübid. Kromatograafia kasutusalad, ainete segude kromatograafiliseks eraldamiseks ja analüüsimiseks mõeldud seadmed või seadmed. Gaaskromatograafi skeem, selle peamised süsteemid ja tööpõhimõte.

abstraktne, lisatud 25.09.2010


Pöördgaasikromatograafia meetodi alused. Gaasikromatograafia on universaalne meetod keerukate segude kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks analüüsiks ning meetod üksikute komponentide saamiseks puhtal kujul. Pöördgaasikromatograafia rakendamine.

kursusetöö, lisatud 01.09.2010


Ioonpaarkromatograafia olemus ja sisu, selle kasutamine vedelikkromatograafias ja ekstraheerimine ravimite ja nende metaboliitide ekstraheerimiseks bioloogilistest vedelikest orgaanilisse faasi. Ioonpaarkromatograafia variandid, eripärad.

abstraktne, lisatud 01.07.2010


Gaasikromatograafia on üks paljutõotavamaid füüsikalis-keemilisi uurimismeetodeid, mis areneb praegu kiiresti. Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioon. Protsessi erinevad iseloomulikud tunnused. Kromatograafia meetodite olemus.

abstraktne, lisatud 25.01.2010


Kõrgefektiivse vedelikkromatograafia (HPLC) olemus kui meetod komplekssete lisandite analüüsiks ja eraldamiseks. Sorbendid, koordinatiivselt küllastunud kelaadid; ligandi struktuuri mõjumustrid kelaatide käitumisele pöördfaasikromatograafia tingimustes.

abstraktne, lisatud 11.10.2011


Suuruskromatograafia meetodi kontseptsioon ja põhietapid, selle põhitunnus ja ulatus, sordid ja nende eristavad tunnused. Suuruseralduskromatograafia protsessis kasutatavate seadmete omadused.

ärakiri

1 Novell vedelikkromatograafia arendamine Kromatograafia avastas M.S. Tsvet 1903. aastal vedeliku adsorptsioonikolonni meetodi kujul. Selle meetodi puhul kasutati adsorbente, mille tera suurus oli üle µm, eluent (lahusti) läbis kolonni gravitatsiooni mõjul, vooludetektorid puudusid. Eraldamine toimus aeglaselt, mitme tunni jooksul ja selles režiimis ei saanud vedelikkromatograafiat analüütilistel eesmärkidel kasutada. Aastatel eri maade spetsialistide jõupingutused olid suunatud ekspressvedelikkromatograafia loomisele. Oli selge, et eralduskiiruse suurendamiseks on vaja välis- ja sisedifusiooni teid lühendada. Seda on võimalik saavutada adsorbeerivate terade läbimõõdu vähendamisega. Kolonnide täitmine peente teradega (5-10 μm) tekitas kõrge sisendsurve, mis nõudis kõrgsurvepumpade kasutamist. Nii sündis kõrgsurvevedelikkromatograafia. Peene fraktsiooni adsorbentidele üleminekuga suurenes kolonnide efektiivsus oluliselt, seetõttu nimetati kaasaegset ekspress-analüütilist vedelikkromatograafiat kõrgsurvevedelikkromatograafiaks (HPLC). Jäikade peeneteraliste adsorbentide (5 või 10 mikronit) väljatöötamine, kõrgsurvepumpade (üle 200 atm) ja vooluandurite loomine on tagatud. suur jõudlus HPLC. Eraldusaegade poolest ei jäänud see alla gaaskromatograafiale ning kasutusalade poolest ületas seda oluliselt. Praegu on HPLC teiste kromatograafiameetodite seas liidripositsioonil nii toodetud seadmete mahu (rohkem kui kromatograafi aastas väärtuses üle 2 miljardi dollari) kui ka publikatsioonide arvu (5-6 tuhat publikatsiooni aastas) poolest. . Kaasaegset HPLC-d rakendatakse erinevates versioonides. Need valikud võimaldavad eraldada erinevaid molekulide segusid (sealhulgas igat tüüpi isomeeride segusid); sünteetiliste ja biopolümeeride makromolekulid (sh viirused ja molekulid massiga kuni mitu miljonit); ioonid ja stabiilsed radikaalid. HPLC roll on suur ka sellistes elutähtsates teaduse ja tootmise valdkondades nagu bioloogia, biotehnoloogia, toiduainetööstus, meditsiin, farmaatsia, kohtuarstlik ekspertiis, keskkonnareostuse kontroll jne. HPLC on mänginud ühte peamist rolli inimese genoomi dešifreerimisel. , on viimasel ajal aastaid edukalt lahendanud proteoomika probleeme.

Viimasel kümnendil kasutatud 2 HPLC varianti Variandid Pöördfaas Normaalfaas Iooniline Ioonpaar Ioonivahetus Välistav geelfiltratsioon Ligandivahetus Kiraalafiinsus Immuun Mitsellaarne Hüdrofoobne Hõbeda Pöördfaas Vedelik- Vedelik Ekstraheerimine Doonor- Aktseptor Variandid Inversioon Komplekseerimine lar mikropipeti mitmedimensiooniline perfusiooninihe ülikiire turbulentne pidev vastuvoolu tsentrifuugi liikuv alus kõrgtemperatuuriline membraan HPLC teooria Kromatograafia protsess: retentsioon, elueerimine, eraldamine Kromatograafiakolonn on lihtsa adsorbendiga täidetud toru, mille kaudu voolab pidevalt lahusti. Adsorbenti (sorbenti, kolonni täiteainet) hoiavad kolonnis filtrid, see on liikumatu ja seetõttu nimetatakse seda statsionaarseks faasiks. Sorbendi suhtes liikuvat lahustit nimetatakse liikuvaks faasiks (mõnel juhul eluendiks). Mööda kolonni liikudes hajuvad aine molekulid (sorbaadid) sorbendi pooridesse ja adsorbeeruvad ühte või teist tüüpi molekulidevahelise interaktsiooni tulemusena statsionaarse faasi pinnale. Aja, mille jooksul molekulid on adsorbeeritud olekus, määrab sorbaatide ja sorbendi molekulidevahelise interaktsiooni tugevus. Väga nõrga sorptsiooni korral veedavad molekulid peaaegu kogu aja

3 liikuva faasi lahust ja seetõttu liikuda kolonnist alla kiirusega, mis on vaid veidi väiksem kui liikuva faasi kiirus. Vastupidi, väga tugeva sorptsiooni korral ei lahku molekulid peaaegu üldse pinnalt ja nende liikumise kiirus mööda kolonni on tühine. Kromatograafia seisukohalt pakuvad suuremat huvi sellised tingimused, kus adsorptsioonijõud on vahepealne ja sorbaatide liikumiskiirus läbi kolonni on 2–10 korda väiksem kui liikuva faasi liikumiskiirus. Molekulide aeglase liikumise nähtust liikuva faasi liikumise suhtes kromatograafias nimetatakse retentsiooniks. Kui ainete sorptsioonikonstandid on erinevad, siis on erinev ka nende keskmine kiirus piki kolonni. Seega saavutatakse eralduskromatograafia põhieesmärk. Loomulikult ei sisestata praktikas üksikuid molekule kolonni. Kui kolonni sisestada vähemalt mitu erinevat tüüpi molekuli, on sorbaadi molekulide keskmised liikumiskiirused siiski erinevad. Lisaks erinevad igat tüüpi üksikute molekulide liikumiskiirused ühes või teises suunas selle tüübi keskmisest väärtusest. Sorbaadi molekulid, mis algselt sisestati kolonni hetkelise impulsi kujul, jätavad selle laiemasse tsooni. Sellist identsete molekulide liikumiskiiruste mitteidentsust kromatograafias nimetatakse määrimiseks. See ebasoovitav nähtus viib selleni, et ühe aine molekulide hulgas võib olla ka teise aine molekule, mille kiirus on lähedane esimese kõige kiiremate molekulide kiirusele. Selle tulemusena võivad ainete tsoonid osaliselt üksteisega kattuda ja eraldamine jääb mittetäielikuks. Retentsiooni ja hägustumise protsessid on kromatograafia teooria teema. Mõned põhimõisted ja definitsioonid Kromatogramm on kõver, mis näitab liikuva faasi vooluga kolonnist väljuvate ühendite kontsentratsiooni aja funktsioonina eraldamise algusest.

4 Kromatogramm koosneb tavaliselt baasjoonest ja tippudest. Kromatograafilistes instrumentides reeglina otseselt aine kontsentratsiooni mobiilses faasis ei mõõdeta, vaid spetsiaalse detektori abil saab mistahes füüsikalist suurust, mis on funktsionaalselt seotud kontsentratsiooniga (elektrijuhtivus, optiline tihedus). jne) mõõdetakse. Baasjoon vastab ajavahemikule, mille jooksul detektor registreerib ainult mobiilse faasi signaali. Tippkõver, mis ideaaljuhul läheneb Gaussi jaotuskõverale, kirjeldab kontsentratsiooni järkjärgulist suurenemist kolonni väljalaskeava juures ja selle järgnevat vähenemist. Aega, mil kromatogrammile ilmub maksimumpiik, nimetatakse retentsiooniajaks (t R). Konstantsete töötingimuste ja kromatograafilise süsteemi faaside koostise korral on retentsiooniaeg antud aine puhul konstantne väärtus. Mõnikord registreeritakse kromatogrammi algosas piik, mille olemus on seotud lühiajalise tasakaalustamatusega kolonnis proovi süstimise ajal. See piik vastab mittesorbeeruva aine peetumisajale (t 0). Ainete kahe eraldatava piigi võrdlev termodünaamiline iseloomustus annab suhtelise retentsiooni või selektiivsuse. See väärtus näitab antud kromatograafilise süsteemi võimet eraldada antud ainepaar. Retentsiooniajad ja kõik neist tuletatud kogused on põhiliselt protsessi termodünaamilised omadused. Tulemuse määrab aga termodünaamiliste ja kineetiliste tegurite koosmõju. Kui antud koostisega kromatograafilises süsteemis juures

Teatud temperatuuril on kahe aine t R väärtused samad (või = 1,0), siis ei vii kolonni geomeetria muutumine selle paari eraldumiseni. Kuid teisest küljest ei tähenda erinevus t R väärtustes automaatselt, et eraldus ja veelgi enam hea saavutatakse. Selleks peavad kasutataval kolonnil olema piisavalt kõrged kineetilised omadused. Sorptsiooni-desorptsiooni toimingud tuleb läbi viia suurel kiirusel, et realiseerida eraldumise potentsiaal, mida näitab t R erinevus. Protsessi peamiseks kineetiliseks tunnuseks on kõrgus h, mis on võrdne teoreetilise plaadiga (HETP). ). See väärtus vastab sorbendikihi kõrgusele, mille läbimisel toimub sorptsiooni-desorptsiooni akt keskmiselt üks kord. See peegeldab peamiselt kasutatud sorbendi kvaliteeti, kolonni täitmise kvaliteeti ja kromatograafia režiimi õiget valikut. Kolonni kvaliteedi hindamiseks kasutatakse teoreetiliste plaatide arvu pöördarvu N. Teoreetiliste plaatide arv on kolonni efektiivsuse mõõt. Kromatograafiliste tsoonide hägustumine Eraldatav segu viiakse kolonni kitsa impulsi kujul ja selle ruumala võrreldes kolonni mahuga võib tähelepanuta jätta. Kuna eraldatavate ainete molekulid liiguvad koos liikuva faasi vooluga, siis impulss järk-järgult laieneb, samas kui eraldatavate ainete kontsentratsioon selles väheneb. peamine põhjus Sellest protsessist on tingitud asjaolu, et liikumiskiirus piki üksikute molekulide kolonni erineb sellele ühendile iseloomulikust keskmisest kiirusest. Erinevat tüüpi molekulide eraldamise saavutamise kromatograafilise protsessi kasuliku lõpptulemuse seisukohalt on tsoonide levimine äärmiselt ebasoovitav, vähemalt järgmistel põhjustel. Esiteks põhjustab intensiivne erosioon erinevate ühendite tsoonide osalist kattumist ja seetõttu on vaja kehtestada süsteemi selektiivsusele rangemad nõuded. Pealegi, isegi kui ühel või teisel juhul on võimalik tagada suurem selektiivsus, on kogu eraldusvõime madal. Teine määrimise negatiivne tagajärg on sorbaadi kontsentratsiooni vähenemine tsooni keskosas, mis viib analüüsi tundlikkuse vähenemiseni. Erosiooniprotsesside intensiivsuse mõõt on teoreetilise plaadi kõrgus. H väärtuse määravad mitmed konkreetsed protsessid. 1) Liikuva faasi voolu ebahomogeensus. Kolonnis olev sorbent moodustab kanalite süsteemi, mille kaudu liikuv faas voolab. Mida peenemad on sorbendi osakesed, seda lähemal on liikuva faasi molekulide teepikkus üksteisele, seda väiksem on ühe tsooni molekulide kolonni läbimise aja erinevus ja seda vähem tsoon häguneb.

6 2) Molekulaardifusioon liikuvas ja statsionaarses faasis. Mida suurem on voolukiirus, seda vähem hägusust. 3) Massi ülekande kiirus on sorptsiooni või ioonivahetuse aeg. Mida suurem on voolukiirus, seda suurem on sel põhjusel hägusus. On selge, et h vähendamiseks on vaja kasutada väiksema läbimõõduga sorbendiosakesi. Kahjuks saab seda teed kasutada vaid teatud piirini, mille dikteerivad tehnilised kaalutlused. Kolonni rõhulang on seotud muude protsessi parameetritega järgmise seosega: kus r on voolutakistuse parameeter, p on rõhu langus, U on voolukiirus, L on kolonni pikkus ja d on voolutakistuse parameeter. sorbeerivad osakesed. Suurenenud rõhu korral suureneb seadmete maksumus ja keerukus dramaatiliselt. Seetõttu HPLC d p =3-10 μm. Tõhususe suurendamiseks eelistatakse vähem viskoosseid lahusteid, kuna neil on suurem difusioonikoefitsient ja väiksem kolonni takistus. HPLC-s on kromatograafiliste tsoonide määrimise teooria praeguseks enam-vähem valmis. Selle teooria arendamine võimaldas praktikas realiseerida teoreetilisele lähedase veergude efektiivsuse. Seega saadi alla 3 μm tera läbimõõduga sorbentide kasutamisel kasutegur kuni teoreetiliste plaatideni kolonni pikkuse meetri kohta. Kromatograafid pööravad suurt tähelepanu eraldamise selektiivsuse uuringutele. HPLC-s, erinevalt gaasikromatograafiast, määrab selektiivsuse nii sorbendi kui ka eluendi olemus. Jätkub töö aine-lahusti koostoime uurimisega, mis korreleerub tasuta energiat sorptsioon. HPLC teooria kuumad teemad on eraldusprotsessi arvuti optimeerimine. Nagu eespool märgitud, on kromatograafide peamised jõupingutused praegu keskendunud eraldamise selektiivsuse küsimuste teoreetilisele uurimisele. Molekulide struktuuri ja nende retentsiooni vahelise seose uurimise kohta erineva keemilise iseloomuga sorbentidel ja mitmemõõtmelises kromatograafias on avaldatud kümneid publikatsioone. Eraldamise selektiivsuse parandamiseks nii gaasikromatograafias kui ka HPLC-s kasutatakse steerilist tegurit laialdaselt, kui isomeeride selektiivseks eraldamiseks kasutatakse tsüklodekstriine, krooneetreid ja vedelkristalle.

7 Saavutused optiliste isomeeride eraldamise teoorias nii gaasi- kui ka vedelikkromatograafias on muljetavaldavad. Tulemused saadakse avastamise tasemel, mis näitavad optiliste isomeeride eraldumise võimalust kahes punktis kokkupuutel (akiraalse adsorbendi pind võib olla kolmas kontaktpunkt). Polümeerkromatograafia teooria arendamine kriitilistes tingimustes jätkub edukalt. Edusamme on tehtud kromatograafiliste retentsiooniparameetrite ning molekulide bioloogilise ja keemilise aktiivsuse vahelise seose väljaselgitamisel. See on eriti paljutõotav farmaatsiatööstuse jaoks, kui otsitakse uut tüüpi ravimeid. Viimastel aastatel on kasvanud huvi probleemi vastu, mis puudutab temperatuuri mõju kogu eraldusprotsessile HPLC-s. Välja on pakutud kõrgtemperatuuriline HPLC ja töötatakse välja seadmeid selle meetodi temperatuuri programmeerimiseks. Töö eraldamise optimeerimiseks, muutes samal ajal eluendi temperatuuri ja tugevust, tundub paljutõotav. Uuriti piki kolonni rakendatud elektrivälja mõju kortikosteroidide retentsioonile ja erosioonile poorse süsiniku adsorbendiga kolonnidel, samuti magnetvälja mõju retentsioonile kolonnidel, mis on täidetud polütetrafluoroetüleeniga kaetud teraskuulidega magnetosakestega. uurinud. HPLC sorbendid HPLC jaoks on välja töötatud ja toodetud lai valik sorbente. Umbes 100 ettevõtet üle maailma toodavad enam kui 300 sorti sorbente. Tegelik sortiment on aga palju kitsam, kuna paljude ettevõtete sorbendid on pinna keemiliselt identsed ja erinevad ainult nimetuste poolest. Erinevate HPLC meetodite kasutamise suhteline osakaal erinevatel sorbentidel Kromatograafia meetod/tüüp Sorbendi kasutajate protsent Pöördfaas 50,4 Silikageel poogitud rühmadega С С 8 15,9 Fenüül 7,1 С 4 2,3 С 1 -С 2 1,1

8 Normaalfaas 24.1 Silikageel poogitud rühmadega CN- 8.9 Silikageel 8.5 MN 2-4.7 Diool 2 Ioonivahetus ja ioon 14 Anioonid 7.4 Katioonid 6.6 Eksklusiivne 6.7 Vesilahus 3.5 Mittevesi 3.1 Kiropaalne enamus 2.11. tavaliselt kasutatavad puhtad silikageelid ja poogitud mittepolaarsete ja polaarsete rühmadega silikageelid. Välja on töötatud ja arendatakse jätkuvalt sorbente, mis põhinevad alumiiniumoksiididel, tsirkooniumil, titaanil jne. Erinevate sorbentide kasutusosa HPLC-s on järgmine: silikageelid 70%, poorsed polümeerid (stüreeni ja divinüülbenseeni kopolümeer, polümetakrülaadid , tselluloos jne) 20%, poorsed süsiniksorbendid, titaanoksiid, tsirkooniumoksiid 4%, alumiiniumoksiid 1%. Analüütilises praktikas leiab suurimat kasutust pöördfaasikromatograafia (üle 70%), kasutades poogitud С18 ja С8 alküülrühmadega silikageeli.Hoolimata laialdasest kasutusest on neil sorbentidel mitmeid puudusi, millest peamine on ebapiisav keemiline stabiilsus. pH juures< 3 происходит гидролиз связи =Si О Si=, а при рн >10 lahustab silikageeli aluse, eriti kõrgendatud temperatuuridel. Need sorbendid on polaarsete ühendite ja isomeeride eraldamisel mitteselektiivsed. Aluselised ained elueeruvad reeglina ebasümmeetriliste piikide kujul interaktsiooni tõttu jääkhüdroksüülrühmadega. Silikageeli materjalide omadused sõltuvad tugevalt silikageeli puhtusest, geomeetrilisest ja keemilisest olemusest, alküülrühmade pookimise meetodist jne. Viimastel aastatel on nende puuduste kõrvaldamiseks aktiivselt uuritud. Esiteks on oluliselt paranenud esialgsete silikageelide tootmine, mis võimaldas reprodutseeritavalt saada ebaolulise sisaldusega sfäärilisi osakesi.

9 raskmetalli. Silikageeli pinnal olevate hüdroksüülrühmade täielikku sidumist ei saavutata kunagi. Järelejäänud hüdroksüülrühmad põhjustavad väikestest polaarsetest molekulidest koosnevates ühendites soovimatuid interaktsioone ja ebasümmeetrilisi piike. Jääksilanoolide mõju kõrvaldamiseks tehti ettepanek sulgeda (blokeerida) need suuremahuliste isopropüül- või isobutüülrühmadega. Sellise sorbendi näide on Zorbax Stable Bond. Bidentaatseid asendajaid kasutatakse ka siis, kui kaks külgnevat alküülahelat on seotud räni aatomitega 3-4 metüleenrühma kaudu. See "sild" sulgeb jääkhüdroksüülrühmad ja sellised faasid on stabiilsed isegi kõrgendatud pH korral.< 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 ammooniumsulfaati. Soola kontsentratsiooni sujuv langus fenüülsefaroosiga kolonni läbivas lahuses viib valkude järjestikuse desorptsioonini. Sarbendid, mis on saadud makropoorsele ränidioksiidile erineva pikkusega hüdrofoobsete alküülradikaalide lisamisel, toimivad sarnaselt. Kuna need on jäigad, on need eriti sobivad kasutamiseks kõrgendatud rõhul kõrgsurvevedelikkromatograafias (HPLC, inglise HPLC). Need, mis sisaldavad pikki C18 süsivesinike ahelaid, on liiga tugeva, sageli pöördumatu seondumise tõttu valkude eraldamiseks vähe kasulikud, kuid neid saab kasutada peptiidkromatograafias. Parimad tulemused saadakse valkude kromatograafiaga sorbentidel, mis sisaldavad lühemaid C4-C8 süsivesinikahelaid. Sageli kombineeritakse hüdrofoobset kromatograafiat teiste efektidega. Näiteks erineva pikkusega diamiinide lisamine tsüaanbromiidiga aktiveeritud Sepharose'ile annab sorbendid, mis sisaldavad hüdroobseid süsivesinikahelaid koos kahe katioonse rühmaga. Hüdrofoobse sorbendi ja anioonivaheti omaduste kombineerimine ühes kromatograafilises materjalis rikastab selle võimalusi. Ülalkirjeldatud meetod kromatograafia läbiviimiseks hüdrofoobsel sorbendil ei ole sugugi ainus võimalik. Valkude sorptsiooniks ei ole vaja lahusesse tõsta kõrgendatud soolakontsentratsioone ning elueerimiseks võib kasutada orgaaniliste lahustite lisamist, pH nihet. Mõnel juhul, kui valkudega seondumine põhineb hüdrofoobsete ja ioonsete interaktsioonide kombinatsioonil, annab soolalahustega elueerimine häid tulemusi. Samuti märgime, et hüdrofoobse kromatograafia märke leidub ka teistes valkude eraldamise meetodites, eriti afiinsuskromatograafias. Igal aastal esitletakse USA-s Pittsburghi konverentsil ja näitusel kümneid uusi HPLC sorbente ning nende järgi saab hinnata uusi suundi ja trende. Ettevõtted pakuvad laia valikut sambaid: sammaste pikkused varieeruvad 10–250 mm ja siseläbimõõt 1–50 mm. Seadmed HPLC jaoks Kaasaegsed vedelikkromatograafid on saadaval kolmes versioonis: plokk-modulaarne, monoplokk ja vahepealne (moodulkonstruktsioon ühes plokis). Moodulseadme konfiguratsiooni valiku määrab analüütiline ülesanne. Moodulsüsteem võimaldab kiiresti ja lihtsalt kokku panna konkreetse süsteemi minimaalsete kuludega. Paindliku plokk-moodulsüsteemi alusel on võimalik luua nii lihtsaid kui ka keerukaid, ehitusplokkidega seadmeid, mis sobivad rutiinsete tehnoloogiliste probleemide lahendamiseks ja keerukate uurimuslike mõõtmiste tegemiseks.

11 Monoblokisüsteem on mõnel juhul kasulik spetsiaalsete spetsiifiliste ülesannete puhul. Vahetatavate plokkidega integreeritud süsteemil on sarnased eelised. Praegu toodetakse kaubanduslikult järgmist tüüpi vedelikkromatograafe: kõrgsurve (suletud süsteemid), gradient-, isokraat-, preparatiivsed, ioon-, suuruseralduskromatograafid, madal rõhk(avatud süsteemid), mitmemõõtmelised, on-line analüsaatorid, kõrge temperatuuriga pidevad, vastuvoolu, liikuv voodi, aminohapete analüsaatorid. Need vedelikkromatograafid võivad sisaldada järgmisi tuvastussüsteeme: muutuv lainepikkus, fikseeritud lainepikkus (filtritega), skaneerimine, fotodioodide massiiv, refraktomeetriline, fluorestsents, elektrokeemiline, konduktomeetriline, amperomeetriline, valguse hajumine, kemiluminestseeruv, mikroaktiivne, radio-kolummeetriline, kiruline spektroskoopiline, leekionisatsioon jne. Arendatakse mikro- ja nanokolonnidega HPLC-d. Kromatograafi paigutus: 1-pumbaga 2-proovi süstimisseade 3-kromatograafiline kolonn 4-detektor 5-registraator 6-kolonni termostaat 7-eluendi ettevalmistusüksus 8-elluaadi äravoolu- või fraktsioonikollektor

12 HPLC rakendused HPLC meetodid on saanud ametlikeks meetoditeks erinevate riikide farmakopöades, EPA-s (USA Environmental Pollution Analysis Agentuur), GOST-ides ja soovitustes paljude kahjulike ühendite analüüsimiseks. Keskkonnareostuse seirel HPLC meetoditega määratakse naftasaadused pinna- ja joogivees; pestitsiidid vees, pinnases; ftalaadid vees; aromaatsed amiinid ja polünukleaarsed aromaatsed ühendid toidus ja vees; fenool, klorofenool ja nitrofenoolid sisse joogivesi; nitrosamiinid toidus; raskmetallid vees, pinnases ja toidus; mükotoksiinid (aflatoksiinid, zearalenoon jne) toidus ja söödas ning paljud teised saasteained. Haiguste varajane diagnoosimine biokeemiliste markerite analüüsiga HPLC-d kasutatakse üha enam biokeemiliste markerite ja metaboliitide määramiseks elanikkonna massilisel meditsiinilisel läbivaatusel ja ohtlike haiguste avastamisel. Tavaliselt piisab haiguste diagnoosimiseks ainult markerite määramisest, kuid mõnel juhul on vaja määrata paljude komponentide taseme metaboolne profiil. Bioloogilised markerid on suhteliselt väikesed molekulid: katehhoolamiinid, aminohapped (homotsüsteiin), indoolid, nukleosiidid, porfüriinid, suhkrud, steroidid, hormoonid, vitamiinid, pteriinid ja lipiidid. Mõnel juhul kasutatakse ka suuri molekule: ensüüme, valke, nukleiinhappeid. Füsioloogilise vedeliku kontsentratsiooni profiil erinevate haigustega patsientidel võib profiilist oluliselt erineda terved inimesed. See näitaja tuleb määrata ka pärilike ainevahetushäiretega patsientidel. Lisaks tehakse profiilianalüüse onkoloogiliste, südame-veresoonkonna, psüühika- ja neuroloogiliste haiguste ning diabeedi ja porfüüriaasi korral. Kehavedeliku kontsentratsiooni profiil määratakse teatud sümptomitega patsientidel, kuid see ei anna haiguse täpset diagnoosi. Hiljuti on näidatud, et AIDS-i patsientide profiilis ilmuvad muutunud nukleosiidid. Objektide, näiteks komplekssete ja mitmekomponentsete bioloogiliste vedelike analüüsimiseks sobib just kõrgsurvevedelikkromatograafia, millel on selged eelised gaasikromatograafia ees, kuna paljud bioloogiliselt aktiivsed ühendid on kõrgetel temperatuuridel ebastabiilsed. Paljude markerite sisaldus bioloogilistes vedelikes on g tasemel, seetõttu on nende määramiseks vaja väga tundlikke ja selektiivseid detektoreid, eriti amperomeetrilisi ja fluorestseeruvaid detektoreid. On soovitav, et analüüsid

13 valmis kiiresti, 5-20 minutiga. Praegu on maailma meditsiinikeskustes biokeemiliste markerite analüüsiga avastamisel juba üle 200 ainevahetushaiguse. Biokeemia uuringud ja analüüsid HPLC-d kasutatakse enim bioloogiliste ühendite eraldamiseks: valgud, ensüümid, suhkrud, lipiidid, aminohapped, peptiidid, vitamiinid jne. Seoses proteoomika arenguga on huvi valkude eraldamise ja analüüsimise vastu. , peptiidid ja aminohapped on järsult suurenenud. HPLC meetodit kasutatakse ravimi-membraani ja ravimi-valgu interaktsioonide uurimiseks ning valgu oksüdatsiooniastme hindamiseks. Väljakujunenud seos kromatograafiliste parameetrite ja bioloogiliste omaduste vahel võimaldab teadlikumalt otsida uusi ravimeid ja teisi bioloogiliselt aktiivseid ühendeid ravimites. HPLC on üks olulisemaid meetodeid ravimite metaboliitide uurimiseks, allergeenide eraldamiseks ja isoleerimiseks ning farmakokineetiliste protsesside uurimiseks. Enantiomeersete ravimainete eraldamine on omandatud tööstuslikus mastaabis.

2.2.29. KÕRGE VEDELIKROMATOGRAAFIA Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on eraldustehnika, mis põhineb ainete erineval jaotusel kahe segunematu vahel.

8. Küsimused 1. Defineeri kromatograafia. 2. Millised kromatograafia omadused võimaldavad saavutada sarnaste omadustega ainete paremat eraldamist võrreldes teiste eraldusmeetoditega. 3. Loetelu

Loeng 6 Kromatograafilised analüüsimeetodid Loengukava 1. Kromatograafia mõisted ja terminid. 2. Kromatograafiliste analüüsimeetodite klassifikatsioon. Kromatograafia seadmed. 3. Kromatograafia tüübid: gaas,

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Vedelikkromatograafia Meetodid ja tehnoloogia

Professor Kochetov Anatoli Glebovitš assistent Liang Olga Viktorovna AST, ALT: Reitman Frenkeli ja kineetilise meetodi järgi Bioloogilise leiutamine või visualiseerimine keemiline reaktsioon või füüsiline protsess

7. LOENG KROMATOGRAAFIA KUI ERALDAMISE, IDENTIFITSEERIMISE JA KVANTITATIIVSE MÄÄRAMISE MEETOD Põhimõisted ja definitsioonid Kromatograafiliste meetodite erinevad klassifikatsioonid Kemisorptsioonkromatograafia

Kromatograafia avastamine (1903) MIHHAIL SEMENOVITŠ TsVET (1872-1919) Kromatograafia arengu põhietapid 1903 Kromatograafia avastamine (Tsvet M.S.) 1938 Õhukesekihiline või tasapinnaline kromatograafia (Izmailov)

Analüütiline keemia 4. semester, loeng 17. Moodul 3. Kromatograafia ja muud analüüsimeetodid. Kromatograafia. Meetodite põhimõte ja klassifikatsioon. 1. Kromatograafilise eraldamise põhimõte. Statsionaarne ja mobiilne

VENEMAA HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM RIIKLIKU TEADUSMINISTEERIUM TOMSK RIIKLIKÜLIKÜLIK KEEMIATEADUSKOND Distsipliini kommenteeritud tööprogramm Kromatograafilised analüüsimeetodid Õppevaldkond

04.07 Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 8 Kromatograafia Dolgoprudnõi, 6. aprill 07 Plaan. Esinemise ajalugu

V.D. SHATZ O.V. SACHART KÕRGE VEDELIKROMATOGRAAFIA Teooria alused. Metoodika. Kasutamine meditsiinilises keemias. EESSÕNA Kaasaegne areng nõutavad keemia- ja bioloogiateadused

Föderaalne haridusagentuur Riiklik kutsekõrgharidusasutus “Uurali Riiklik Ülikool. OLEN. Gorki" IONTS "Ökoloogia ja looduskorraldus"

Distsipliini "Sissejuhatus kromatograafilistesse analüüsimeetoditesse" tööprogrammi MÄRKUS ettevalmistamise suunas 04.03.01 Keemia koolituse "Analüütiline keemia" profiilile 1. Distsipliini omandamise eesmärgid

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISHOIEMISTEERIUM ÜLDINE FARMAKOPIA LUBA Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia OFS.1.2.1.2.0005.15 Art. GF XI Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (vedelik

Laboratoorsed tööd 7b Muldade gaasifaasi koostise kromatograafiline määramine. Kromatograafia (kreeka keelest chroma, genitive chromatos color, paint) on füüsikalis-keemiline eraldamise ja analüüsi meetod.

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng Gaaskromatograafia Teooria ja põhimõtted Dolgoprudnõi, november

APP MÄRKUS-19/2017LC Amperomeetrilise detektoriga Maestro HPLC vedelikkromatograafi analüütilised võimalused vereplasmas homotsüsteiini määramise näitel Yashin A. Ya. k. x. PhD, juhtiv insener

Agilent AdvanceBio SEC SEC veergude eelised biofarmatseutilise analüüsi jaoks Erinevate tarnijate veergude võrdlemine andmekvaliteedi parandamiseks Tehniline ülevaade

VALGEVENE RIIKÜLIKOOLI KEEMIATEADUSKOND ANALÜÜTILISE KEEMIA OSAKOND

Agilent AdvanceBio SEC suuruse välistuskromatograafia kolonnid liitanalüüsi jaoks: seadme ühilduvus tehniline ülevaade Sissejuhatus Agilent AdvanceBio SEC kolonnid on uus perekond

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool)) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 0 Gaaskromatograafia Dolgoprudnõi, 5. november, 0g. Plaan. Lugu

2 Analüüsimeetodid: 1. Keemilised meetodid. Keemiline tasakaal ja selle kasutamine analüüsis. Happe-aluse tasakaal. Hapete ja aluste tugevus, nende muutumise mustrid. Vasara funktsioon. arvutus

Riigieelarveline kutsekõrgkool MOSKVA RIIKLIK ARSTI- JA HAMBARAADIÜLIKOOL Tervise- ja Sotsiaalarengu Ministeerium

VD SHATZ, OV SAKHARTOVA KÕRGE VEDELIKKROMATOGRAAFIA Teooria alused. Metoodika. Rakendus meditsiinilises keemias LÄTI NSV INSTITUUDI TEADUSTE AKADEEMIA

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 8 Detektorid kromatograafias Vedelikkromatograafia

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISEMINEERIUM FARMAKOOPI PEALDUBA Elektroforees OFS.1.2.1.0021.15 Art. SP XI, number 1 Elektroforeesi analüüsimeetod, mis põhineb laetud osakeste võimel,

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut Molekulaar- ja Bioloogilise Füüsika Osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Gaaskromatograafia Eksperimentaalne tehnika ja meetodid Dolgoprudnõi, 3. aprill

APP MÄRKUS-18/2017LC Amperomeetrilise detektoriga vedelikkromatograafi Maestro HPLC analüütilised võimalused vereplasmas katehhoolamiinide määramise näitel Yashin A. Ya. k. x. PhD, juhtiv insener

Kromatograafia on instrumentaalanalüütika üks olulisemaid protsesse. Esiteks mängib see olulist rolli sellistes teadusvaldkondades nagu keemia, biokeemia ja keskkonnaanalüütika väikeste

Föderaalne riigieelarveline teadusasutus "Föderaalse Meditsiini- ja Bioloogiaagentuuri Kirovi hematoloogia ja vereülekande instituut" 3.3.2. Meditsiiniline immunobioloogiline

Süsivesikute, alkoholide ja orgaaniliste hapete usaldusväärne tuvastamine madalrõhukromatograafiaga Agilent Hi-Plex kolonnid ligandivahetuse HPLC jaoks Agilent Technologies Technologies Agilent Hi-Plex kolonnid

Federal State Unitary Enterprise NPO RADON Moscow Kontsentreerimis- ja eraldamismeetodi väljatöötamine ja aprobeerimine ning (IV) ekstraheerimiskromatograafia kasutamine vaigul Ermakov A.I. Moskva - 2013 1 Sorptsioonimaterjal: Impregneeritud

Füüsikalis-keemilised analüüsimeetodid Kromatograafia Kromatograafia meetod põhineb sorptsiooni nähtusel Sorptsioon on gaaside, aurude ja lahustunud ainete neeldumine tahkete või vedelate sorbentide poolt.

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISHOIUMINISTEERIUM FARMAKOPIA ÜLDLUBA Gaasikromatograafia OFS.1.2.1.2.0004.15 Art. GF XI gaasikromatograafia on lenduvate ühendite eraldamise meetod, mis põhineb

Gaasikromatograafia 1 Nõuded ainele 1. Lenduvus 2. Termiline stabiilsus (aine peab aurustuma lagunemata) 3. Inertsus Gaasikromatograafi paigutus 1 2 3 4 5 1. Kandegaasiballoon

VENEMAA FÖDERATSIOONI TERVISHOIUMINISTEERIUM FARMAKOPIA ÜLDLUBA Õhukesekihikromatograafia OFS.1.2.1.2.0003.15 Art. SP XI, number 1 Kromatograafiline protsess liikumise ajal

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaar- ja bioloogilise füüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid 7. loeng Gaasi- ja vedelikkromatograafia. Praktiline

141 Mikrokolonni HPLC rakendamine ionooli kontrollimiseks trafoõlis Rudakov OB, Fan Vinh Thin Voroneži Riiklik Arhitektuuri- ja Ehitusülikool, Voroneži Podolina Ye.A. Elektrostalsky

46. ​​KROMATOGRAAFILISED ERALDAMISE MEETODID Kromatograafilised eraldusmeetodid on mitmeastmelised eraldusmeetodid, mille puhul proovi komponendid jaotatakse kahe faasi, statsionaarse ja liikuva faasi vahel. liikumatuks

E.L.STYSKIN, L.B.ITSIKSON, E.V.BRAUDE Praktilise kõrgjõudlusega vedelikkromatograafia hindamisversioon Moskva. 1986 SISUKORD Eessõna... Sissejuhatus... PEATÜKK 1. TEOORIA ALUSED JA PEAMISED

Moskva Füüsika ja Tehnoloogia Instituut (Riiklik Ülikool) Molekulaarfüüsika osakond Füüsikalised uurimismeetodid Loeng 9 Kromatograafia. Sissejuhatus Dolgoprudny, 9. oktoober 0g. Plaan.

Föderaalne haridusagentuur Riiklik kutsekõrgharidusasutus “Uurali Riiklik Ülikool. OLEN. Gorki" IONTS "Ökoloogia ja looduskorraldus"

Teema. Pinnanähtuste füüsikalis-keemia. Adsorptsioon. Pinnanähtused avalduvad heterogeensetes süsteemides, s.t. süsteemid, kus komponentide vahel on liides. Pinnanähtused

848 LÜHIRAPORTID XII rahvusvahelise konverentsi "Ioonivahetusprotsesside füüsikalised ja keemilised alused (IONITES-2010)" materjalide põhjal UDK 541 Suhkrute, aminohapete määramine ülitõhusa anioonivahetuse meetodil.

KAASAEGNE ETTEVALMISTAV VÄLKKROMATOGRAAFIA 2. osa* A.Abolin, Ph.D., "GalaChem" [e-postiga kaitstud] P.-F. Icarus, Interchim (Prantsusmaa) Jätkame materjalide avaldamist kaasaegsed meetodid ettevalmistav

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM MOSKVA FÜÜSIKA- JA TEHNILINE INSTITUUT (RIIKÜLIKÜLIK) Molekulaar- ja bioloogilise füüsika osakond HIGH PERFORMANCE VEDELIKROMATOGRAAFIA

Taurida riikliku ülikooli teaduslikud märkmed. V. I. Vernadski sari "Bioloogia, keemia" 17. köide (56). 2004. 1. S. 150-155. UDC 577.322: 537.632.5 MÕNTE HÜDROFOOBSE LIGANDIDE MÕJU SPEKTRALISELE

Füüsikalised protsessid bioloogilistes membraanides Autorid: А.А. Kyagova, A.Ya. Potapenko I. Bioloogiliste membraanide struktuur, funktsioonid, füüsikalised omadused 1) Struktuur Fosfolipiidne kaksikkiht Fosfolipiidide molekulid

AMINOHAPETE ENANTIOMEERIDE DERIVAATIDE ERALDAMINE AMINEERITUD β-tsüklodekstriinil KÕRGE TULEMUSLIKU VEDELIKROMATOGRAAFIAGA I. A. Ananyeva, E. N. Šapovalova, S. A. Lopatin, O.

KÕRGE TULEVUSLIK VEDELIKROMATOGRAAF SPEKTROFLUORIMETRILISE ANDURIGA "FLUORAT-02-PANORAMA". See on vedelikuanalüsaator "FLUORAT -02-PANORAMA", mida kasutatakse spektrofluorimeetrina.

1. Selgitav märkus 1.1. Nõuded õpilastele Õpilasel peavad olema järgmised lähtepädevused: matemaatika- ja loodusteaduste põhisätted; omandada iseseisva oskused

Avaldatakse ajakirjanduses Vedelikkromatograafid Agilent 1100, Agilent 100 Kaasatud riiklikus mõõtevahendite registris Registreering A6 vale Selle asemel Välja antud vastavalt tehnilisele dokumentatsioonile

KASAHSTANI VABARIIGI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM SEMEY LINNA ŠAKARIMI NIME RIIKLIK ÜLIKOOL QMS dokument Tase 3 UP KV UP KV ÕPPEKAVA teie valitud komponendi Redaktsioon 1 alates "08"

Föderaalne Haridusagentuur Riiklik kutsealane kõrgharidusasutus Vladimiri Riiklik Ülikool V.G. AMELIN KROMATOGRAAFILISED ANALÜÜSI MEETODID

Kõik ühe Crystal tahud 09-312-6029RU Juhised Naftatooted. Tüübi määratlus aromaatsed süsivesinikud keskmistes destillaatides. Kõrgfektiivse vedelikkromatograafia meetod koos

Loeng 7. PINNÄHTUSED 1. Pindpinevus 1.1. pinnaenergia. Seni pole me arvestanud liidese olemasolu erinevate meediumite* vahel. Kuid selle olemasolu võib olla väga

Õppekava koostamisel lähtutakse OSVO 1-31 05 01 2013 haridusstandardist ja kõrgkooli õppekavast G 31 153/ac. 2013 KOOSTJA: V.A.Vinarsky, dotsent, keemiateaduste kandidaat, dotsent SOOVITATAV

1 Makromolekulaarsed ühendid (Lysenko EA) Loeng 7. Makromolekulide fraktsioneerimine 2 1. Fraktsioneerimise mõiste. 2. Ettevalmistav fraktsioneerimine. 3. Turbidimeetrilise tiitrimise meetod. 4. Geeli läbistav

08, köide http://dx.doi.org/0.6787/nydha-68-878-08---07- TEADUSLIK LÄHENEMINE RAVIMI MEGOSIINI JA SELLE KOMPLEKSSÜHENDI MEGAFEROONI UURINGU STANDARDISEERIMISELE Ziyaev Kh.L., Nazirova. .K., Khaitbaev A.A.

Agilent SureMassi tehnilise teabe kokkuvõte Abstract Manuaalset analüüsi või tarkvara piikide eraldamist on traditsiooniliselt kasutatud täisspektri GC/MS kromatogrammide analüüsimisel, et eraldada.

1. Sissejuhatus.

2. Kromatograafia tekkimine ja areng.

3. Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioon.

4. Kromatograafia tahkel statsionaarsel faasil:

a) gaasi (gaas-adsorptsioon) kromatograafia;

b) vedelik (vedelik adsorptsioon) kromatograafia.

5. Kromatograafia vedelal statsionaarsel faasil:

a) gaas-vedelik kromatograafia;

b) geelkromatograafia.

6. Järeldus.

Nagu spektrikiired, jaotuvad pigmentide segu erinevad komponendid regulaarselt kaltsiumkarbonaadi kolonnis, võimaldades nende kvalitatiivset ja kvantitatiivset määramist. Nimetan sel viisil saadud preparaati kromatogrammiks ja pakutud meetodit kromatograafiliseks.

M. S. Tsvet, 1906

Sissejuhatus

Ainete segu eraldamise ja analüüsimise vajadusega seisavad silmitsi mitte ainult keemik, vaid ka paljud teised spetsialistid.

Üksikute keemiliste ühendite ja nende komplekssete segude eraldamise, analüüsi, struktuuri ja omaduste uurimise võimsas keemiliste ja füüsikalis-keemiliste meetodite arsenalis on kromatograafia üks juhtivaid kohti.

Kromatograafia on füüsikalis-keemiline meetod gaaside, aurude, vedelike või lahustunud ainete segude eraldamiseks ja analüüsimiseks ning üksikute ainete füüsikalis-keemiliste omaduste määramiseks, mis põhineb segude eraldatud komponentide jaotumisel kahe faasi vahel: liikuv ja statsionaarne. Statsionaarse faasi moodustavaid aineid nimetatakse sorbentideks. Statsionaarne faas võib olla tahke või vedel. Liikuv faas on vedeliku või gaasi vool, mis on filtreeritud läbi sorbendikihi. Liikuv faas täidab lahusti ja analüüsitava ainete segu kandja ülesandeid, mis viiakse gaasilisse või vedelasse olekusse.

Sorptsiooni on kahte tüüpi: adsorptsioon – ainete neeldumine tahke pinnaga ja absorptsioon – gaaside ja vedelike lahustumine vedelates lahustites.

2. Kromatograafia tekkimine ja areng

Kromatograafia kui teadusliku meetodi esilekerkimine on seotud silmapaistva vene teadlase Mihhail Semenovitš Tsveti (1872 - 1919) nimega, kes 1903. aastal avastas kromatograafia taimsete pigmentide päikeseenergia muundamise mehhanismi uurimise käigus. Seda aastat tuleks võtta kui kromatograafilise meetodi loomise kuupäeva.

PRL. Värv lasi analüütide lahuse ja liikuva faasi läbi klaastorus oleva adsorbendi kolonni. Sellega seoses nimetati tema meetodit kolonnkromatograafiaks. 1938. aastal N.A. Izmailov ja M.S. Schreiber soovitas muuta Color-meetodit ja viia läbi ainete segu eraldamine õhukese adsorbendikihiga kaetud plaadil. Nii tekkiski õhekihikromatograafia, mis võimaldab analüüsida aine mikrokogusega.

1947. aastal T.B. Gapon, E.N. Gapon ja F.M. Shemyakin oli esimene, kes viis ioonide segu kromatograafilise eraldamise läbi lahuses, selgitades seda sorbendiioonide ja lahuses sisalduvate ioonide vahelise vahetusreaktsiooni olemasoluga. Seega avanes kromatograafia teine ​​suund – ioonvahetuskromatograafia. Praegu on ioonivahetuskromatograafia kromatograafilise meetodi üks olulisemaid valdkondi.

E.N. ja G.B. Gapon viis 1948. aastal ellu selle, mida M.S. Värvige idee ainete segu kromatograafilise eraldamise võimalusest, mis põhineb vähelahustuvate sademete lahustuvuse erinevustel. Ilmnes settekromatograafia.

1957. aastal tegi M. Goley ettepaneku kanda kapillaartoru siseseintele sorbenti – kapillaarkromatograafiat. See valik võimaldab analüüsida mitmekomponendiliste segude mikrokoguseid.

1960. aastatel sai võimalikuks nii ioonsete kui ka laenguta geelide sünteesimine rangelt määratletud pooride suurusega. See võimaldas välja töötada kromatograafia variandi, mille põhiolemus on ainete segu eraldamine, lähtudes nende geel-geelkromatograafiasse tungimise võime erinevusest. See meetod võimaldab eraldada erineva molekulmassiga ainete segusid.

Praeguseks on kromatograafia märkimisväärselt arenenud. Tänapäeval aitavad erinevad kromatograafia meetodid, eriti kombinatsioonis teiste füüsikaliste ja füüsikalis-keemiliste meetoditega, teadlastel ja inseneridel lahendada erinevaid, sageli väga keerulisi teadusuuringute ja tehnoloogia probleeme.

3. Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioon

Kromatograafiameetodi modifikatsioonide ja variantide mitmekesisus nõuab nende süstematiseerimist või klassifitseerimist.

Klassifikatsioon võib põhineda erinevatel kriteeriumidel, nimelt:

1. faaside liitmise seisund;

2. eraldusmehhanism;

3. protsessi läbiviimise meetod;

4. protsessi eesmärk.

Klassifikatsioon faaside liitmise oleku järgi:

gaas (liikuv faas - gaas), gaas-vedelik (liikuv faas - gaas, statsionaarne faas - vedelik), vedelik (liikuv faas - vedelik) kromatograafia.

Klassifikatsioon eraldusmehhanismi järgi.

Adsorptsioonkromatograafia põhineb analüüsitava segu üksikute komponentide selektiivsel adsorptsioonil (absorptsioonil) vastavate adsorbentide poolt. Adsorptsioonkromatograafia jaguneb vedelikuks (vedelik adsorptsioonkromatograafia) ja gaasiks (gaasadsorptsioonkromatograafia).

Ioonivahetuskromatograafia põhineb liikuvate adsorbeerivate ioonide ja elektrolüüdiioonide vahel toimuvate ioonivahetusprotsesside kasutamisel, kui analüüdi lahus juhitakse läbi ioonvahetusainega täidetud kolonni (ioonivaheti). Ioonivahetid on lahustumatud anorgaanilised ja orgaanilised makromolekulaarsed ühendid. Ioonivahetitena kasutatakse alumiiniumoksiidi, permutiiti, sulfoneeritud kivisütt ja mitmesuguseid sünteetilisi orgaanilisi ioonivahetusaineid - ioonivahetusvaikusid.

Settekromatograafia põhineb analüüsitava segu komponentidest spetsiaalsete reagentidega moodustunud sademete erineval lahustuvusel. Näiteks kui Hg (II) ja Pb soolade segu lahust lastakse läbi kolonni, mille kandja on eelnevalt impregneeritud KI lahusega, moodustub 2 värvilist kihti: ülemine oranžikaspunane (HgI). 2) ja alumine kollane (PbI 2).

Klassifikatsioon protsessi läbiviimise meetodi järgi.

Kolonnkromatograafia on teatud tüüpi kromatograafia, milles kolonni kasutatakse liikumatu lahusti kandjana.

Paberkromatograafia on kromatograafia liik, mille puhul kolonni asemel kasutatakse liikumatu lahusti kandjana mineraalseid lisandeid mittesisaldavaid filterpaberi ribasid või lehti. Sel juhul kantakse pabeririba servale tilk uuritavat lahust, näiteks Fe (III) ja Co (II) soolade lahuste segu. Paber riputatakse kinnises kambris (joonis 1), langetades selle serva sellele kantud tilga katselahusega anumasse, kus on mobiilne lahusti, näiteks n-butüülalkohol. Läbi paberi liikuv mobiilne lahusti niisutab seda. Sel juhul liigub iga analüüsitavas segus sisalduv aine oma kiirusega lahustiga samas suunas. Ioonide eraldamise lõppedes paber kuivatatakse ja pihustatakse seejärel reagendiga, antud juhul K 4 lahusega, mis moodustab värvilised ühendid eraldatavate ainetega (sinine - rauaioonidega, roheline - koobaltioonidega ). Saadud värviliste laikude kujul olevad tsoonid võimaldavad tuvastada üksikute komponentide olemasolu.

Paberkromatograafia kombineerituna orgaaniliste reaktiivide kasutamisega võimaldab kvalitatiivselt analüüsida katioonide ja anioonide keerulisi segusid. Ühel kromatogrammil saab ühe reagendi abil tuvastada mitmeid aineid, kuna iga ainet ei iseloomusta mitte ainult vastav värvus, vaid ka teatud asukoht kromatogrammil.

Õhukese kihi kromatograafia on kromatograafia tüüp, mis oma eraldusmehhanismilt sarnaneb paberkromatograafiaga. Nende erinevus seisneb selles, et paberilehtede asemel eraldatakse plaatidel, mis on kaetud õhukese sorbendi kihiga, mis on valmistatud pulbrilisest alumiiniumoksiidist, tselluloosist, tseoliitidest, silikageelist, kobediatomiitmullast jne. ja liikumatu lahusti säilitamine. Õhukesekihikromatograafia peamiseks eeliseks on aparaadi lihtsus, katse lihtsus ja suur kiirus, ainete segu eraldamise piisav selgus ning aine ultramikrokoguste analüüsimise võimalus.

Klassifikatsioon kromatograafilise protsessi eesmärgi järgi.

Kromatograafial on suurim tähtsus ainete segude kvalitatiivse ja kvantitatiivse analüüsi meetodina (analüütiline kromatograafia).

Preparatiivne kromatograafia on kromatograafia liik, mille puhul ainete segu eraldamine toimub preparatiivsel eesmärgil, s.o. saada rohkem või vähem olulisi koguseid aineid puhtal kujul, ilma lisanditeta. Preparatiivse kromatograafia ülesandeks võib olla ka kontsentreerimine ja sellele järgnev eraldamine ainete segust, mis sisalduvad mikrolisandite kujul põhiaineks.

Mitteanalüütiline kromatograafia on kromatograafia tüüp, mida kasutatakse teadusliku uurimismeetodina. Seda kasutatakse süsteemide omaduste, näiteks lahuste, keemiliste protsesside kineetika, katalüsaatorite ja adsorbentide omaduste uurimiseks.

Niisiis on kromatograafia universaalne meetod ainete segude analüüsimiseks, ainete saamiseks puhtal kujul, samuti meetod süsteemide omaduste uurimiseks.

4. Kromatograafia tahkel statsionaarsel faasil

a) Gaasi (gaas-adsorptsioon) kromatograafia

Gaasikromatograafia on kromatograafiline meetod, milles liikuvaks faasiks on gaas. Gaasikromatograafia on saanud suurima rakenduse ainete ja nende segude eraldamiseks, analüüsimiseks ja uurimiseks, mis lähevad lagunemata auruolekusse.

Üks gaasikromatograafia võimalusi on gaasadsorptsioonkromatograafia – meetod, mille puhul statsionaarne faas on tahke adsorbent.

Gaaskromatograafias kasutatakse liikuva faasina (kandegaasina) inertgaasi: heeliumi, lämmastikku, argooni, palju harvemini vesinikku ja süsinikdioksiidi. Mõnikord on kandegaasiks lenduvate vedelike aur.

Gaaskromatograafiline protsess viiakse tavaliselt läbi spetsiaalsetes instrumentides, mida nimetatakse gaasikromatograafideks (joonis 3). Igaühel neist on kandegaasi voolu toitesüsteem, katsesegu ettevalmistamise ja sissepritse süsteem, kromatograafiline kolonn koos temperatuuri reguleerimise süsteemiga, analüüsisüsteem (detektor) ning süsteem eraldamise ja analüüsitulemuste registreerimiseks (registraator).

Temperatuuril on suur tähtsus. Selle ülesanne on ennekõike muuta gaasi-tahke süsteemi sorptsioonitasakaalu. Segu komponentide eraldusaste, kolonni efektiivsus ja üldine analüüsi kiirus sõltuvad kolonni temperatuuri õigest valikust. Kolonnis on teatud temperatuurivahemik, milles kromatograafiline analüüs on optimaalne. Tavaliselt on see temperatuurivahemik kindlaksmääratud keemistemperatuuri lähedases piirkonnas keemiline ühend. Kui segu komponentide keemistemperatuurid on üksteisest väga erinevad, kasutatakse kolonni temperatuuri programmeerimist.

Eraldamine kromatograafilises kolonnis on kogu gaasikromatograafilise analüüsi protsessi kõige olulisem, kuid eelnev toiming. Reeglina sisenevad kolonnist väljuvad binaarsed segud (kandegaas - komponent) detekteerimisseadmesse. Siin muudetakse komponentide kontsentratsioonide muutused aja jooksul elektriliseks signaaliks, mis registreeritakse spetsiaalse süsteemi abil kõvera kujul, mida nimetatakse kromatogrammiks. Kogu katse tulemused sõltuvad suuresti detektori tüübi õigest valikust ja selle konstruktsioonist. Detektoreid on mitu klassifikatsiooni. Seal on diferentsiaal- ja integraaldetektorid. Diferentsiaaldetektorid salvestavad ühe karakteristiku (kontsentratsiooni või vooluhulga) hetkeväärtuse aja jooksul. Integreeritud detektorid võtavad kokku aine koguse teatud aja jooksul. Kasutatakse ka erinevate tööpõhimõtete, tundlikkuse ja otstarbega detektoreid: soojusjuhtivuse, ionisatsiooni, spektroskoopilisi, massispektromeetrilisi, kulomeetrilisi ja paljusid teisi.

Gaasi adsorptsioonkromatograafia rakendamine

Gaasi adsorptsioonkromatograafiat kasutatakse keemia- ja naftakeemiatööstuses keemia- ja naftakeemia sünteesi saaduste, naftafraktsioonide koostise analüüsimiseks, reaktiivide puhtuse ja võtmeproduktide sisalduse määramiseks tehnoloogiliste protsesside erinevates etappides jne.

Püsivate gaaside ja kergete süsivesinike, sealhulgas isomeeride analüüs gaasikromatograafiaga võtab aega 5–6 minutit. Varem kestis see analüüs traditsioonilistel gaasianalüsaatoritel 5-6 tundi. Kõik see tõi kaasa asjaolu, et gaasikromatograafiat hakati laialdaselt kasutama mitte ainult uurimisinstituutides ning juhtimis- ja mõõtelaborites, vaid sai osaks ka tööstusettevõtete integreeritud automatiseerimissüsteemidest.

Tänapäeval kasutatakse nafta- ja gaasiväljade otsimisel ka gaasikromatograafiat, mis võimaldab määrata muldadest võetud orgaaniliste ainete sisaldust, mis näitab nafta- ja gaasiväljade lähedust.

Gaasikromatograafiat kasutatakse edukalt kohtuekspertiisis, kus seda kasutatakse vereplekkide, bensiini, õlide, kallite toiduainete võltsimise jms proovide identsuse tuvastamiseks. Väga sageli kasutatakse autojuhtide vere alkoholisisalduse määramiseks gaasikromatograafiat. Piisab mõnest tilgast verest sõrmest, et teada saada, kui palju, millal ja millist alkohoolset jooki ta jõi.

Gaasikromatograafia võimaldab saada väärtuslikku ja ainulaadset teavet lõhnade koostise kohta toiduainetes nagu juust, kohv, kaaviar, konjak jne. Mõnikord ei tee gaasikromatograafilise analüüsiga saadud teave meile rõõmu. Näiteks ei ole harvad juhud, kus toiduained sisaldavad liigses koguses pestitsiide või puuviljamahl trikloroetüleeni, mida vastupidiselt keeldudele kasutati puuviljadest karoteeni eraldamise astme tõstmiseks jne. Kuid just see teave kaitseb inimeste tervist.

Siiski pole harvad juhud, kui inimesed jätavad saadud teabe lihtsalt tähelepanuta. Esiteks kehtib see suitsetamise kohta. Üksikasjalik gaasikromatograafiline analüüs on juba ammu kindlaks teinud, et sigarettide ja sigarettide suits sisaldab kuni 250 erinevat süsivesinikku ja nende derivaate, millest umbes 50 on kantserogeense toimega. Seetõttu haigestuvad suitsetajad kopsuvähki 10 korda sagedamini, kuid siiski jätkavad miljonid inimesed enda, oma kolleegide ja sugulaste mürgitamist.

Gaasikromatograafiat kasutatakse meditsiinis laialdaselt arvukate ravimite sisalduse määramiseks, rasvhapete, kolesterooli, steroidide jne taseme määramiseks. patsiendi kehas. Sellised analüüsid annavad äärmiselt olulist teavet inimese tervisliku seisundi, tema haiguse käigu, teatud ravimite kasutamise efektiivsuse kohta.

Teaduslikud uuringud metallurgias, mikrobioloogias, biokeemias, taimekaitsevahendite ja uute ravimite väljatöötamisel, uute polümeeride loomisel, ehitusmaterjalid ja paljudes teistes väga erinevates praktilise inimtegevuse valdkondades on võimatu ette kujutada sellist võimsat analüüsimeetodit nagu gaasikromatograafia.

Gaasikromatograafiat on edukalt kasutatud inimese tervisele ohtlike polütsükliliste aromaatsete ühendite sisalduse määramiseks vees ja õhus, bensiini taseme määramiseks tanklate õhus, autode heitgaaside koostise määramiseks õhus jne.

Seda meetodit kasutatakse laialdaselt ühe peamise meetodina keskkonna puhtuse jälgimisel.

Gaasikromatograafia võtab tähtis koht meie elus, pakkudes meile tohutul hulgal teavet. Rahvamajanduses ja teadusasutustes on kasutusel üle 20 tuhande erineva gaasikromatograafi, mis on asendamatud abilised paljude lahendamisel väljakutseid pakkuvad ülesanded millega teadlased ja insenerid iga päev silmitsi seisavad.

b) Vedeliku (vedeliku adsorptsiooni) kromatograafia

Vedelikkromatograafia on rühm kromatograafia variante, milles liikuv faas on vedelik.

Vedelikkromatograafia üheks variandiks on vedelik adsorptsioonkromatograafia – meetod, kus statsionaarne faas on tahke adsorbent.

Kuigi vedelikkromatograafia avastati enne gaasikromatograafiat, jõudis see erakordselt intensiivse arengu perioodi alles 20. sajandi teisel poolel. Praegu jääb see kromatograafilise protsessi teooria ja mõõteriistade tehnika arenemisastme, efektiivsuse ja eraldamise kiiruse poolest vaevalt alla gaasikromatograafilise eraldusmeetodi omale. Igal neist kahest peamisest kromatograafia tüübist on siiski oma eelistatud rakendusvaldkond. Kui gaaskromatograafia sobib peamiselt 500–600 molekulmassiga kemikaalide analüüsiks, eraldamiseks ja uurimiseks, siis vedelikkromatograafiat saab kasutada ainete puhul, mille molekulmass on mitmesajast kuni mitme miljonini, sealhulgas polümeeride ülikeerulised makromolekulid, valgud ja nukleiinhapped. Erinevate kromatograafiliste meetodite vastandus on aga oma olemuselt puudu terve mõistus, kuna kromatograafilised meetodid täiendavad üksteist edukalt ning konkreetse uuringu ülesandele tuleb läheneda erinevalt, nimelt milline kromatograafiline meetod võimaldab seda lahendada suurema kiiruse, infosisaldusega ja väiksemate kuludega.

Nagu gaaskromatograafias, kasutatakse tänapäevases vedelikkromatograafias detektoreid, mis võimaldavad pidevalt registreerida analüüdi kontsentratsiooni kolonnist voolavas vedelikuvoos.

Vedelikkromatograafia jaoks pole ühtset universaalset detektorit. Seetõttu tuleks igal konkreetsel juhul valida sobivaim detektor. Kõige levinumad on ultraviolettkiirguse, refraktomeetrilised, mikroadsorptsiooni- ja transpordileegi ionisatsioonidetektorid.

Spektromeetrilised detektorid. Seda tüüpi detektorid on väga tundlikud selektiivseadmed, mis võimaldavad määrata väga väikeseid ainete kontsentratsioone vedela faasi voolus. Nende näidud sõltuvad vähe temperatuurikõikumistest ja muudest juhuslikest muutustest keskkonnas. Spektromeetriliste detektorite üheks oluliseks omaduseks on enamiku vedelike adsorptsioonkromatograafias kasutatavate lahustite läbipaistvus töölainepikkuste vahemikus.

Kõige sagedamini kasutatakse absorptsiooni UV-piirkonnas, harvemini IR-piirkonnas. UV-piirkonnas kasutatakse seadmeid, mis töötavad laias vahemikus - 200 nm kuni spektri nähtava osani või teatud lainepikkustel, kõige sagedamini 280 ja 254 nm juures. Kiirgusallikatena kasutatakse madala rõhuga (254 nm), keskmise rõhuga (280 nm) elavhõbedalampe ja sobivaid filtreid.

Mikroadsorptsioonidetektorid. Mikroadsorptsioonidetektorite toime põhineb soojuse eraldumisel aine adsorptsiooni käigus detektorrakku täitvale adsorbendile. Mõõdetakse aga mitte soojust, vaid adsorbendi temperatuuri, milleni see adsorptsiooni tulemusena soojeneb.

Mikroadsorptsioonidetektor on üsna tundlik instrument. Selle tundlikkus sõltub eelkõige adsorptsioonisoojusest.

Mikroadsorptsioonidetektorid on universaalsed, sobivad nii orgaaniliste kui anorgaaniliste ainete tuvastamiseks. Neile on aga raske saada piisavalt selgeid kromatogramme, eriti segu komponentide mittetäieliku eraldamise korral.

5. Kromatograafia vedelal statsionaarsel faasil

a) Gaas-vedelik kromatograafia

Gaas-vedelikkromatograafia on gaaskromatograafia meetod, mille puhul statsionaarne faas on madala lenduvusega vedelik, mis on ladestunud tahkele kandjale.

Seda tüüpi kromatograafiat kasutatakse vedelike gaaside ja aurude eraldamiseks.

Peamine erinevus gaas-vedelik- ja gaasadsorptsioonkromatograafia vahel seisneb selles, et esimesel juhul põhineb meetod tahke inertse kandjaga hoitud vedelast kilest gaasi või auru lahustumisprotsessi kasutamisel ja sellele järgneval aurustamisel; teisel juhul põhineb eraldusprotsess gaasi või auru adsorptsioonil ja sellele järgneval desorptsioonil tahke aine – adsorbendi – pinnal.

Kromatograafia protsessi võib skemaatiliselt kujutada järgmiselt. Lenduvate vedelike gaaside või aurude segu süstitakse kandegaasivooluga fikseeritud inertse kandjaga täidetud kolonni, millele jaotatakse mittelenduv vedelik (statsionaarne faas). See vedelik neelab uuritud gaasid ja aurud. Eraldatava segu komponendid väljutatakse seejärel kolonnist valikuliselt kindlas järjekorras.

Gaas-vedelikkromatograafias kasutatakse mitmeid detektoreid, mis reageerivad spetsiifiliselt mis tahes orgaanilistele ainetele või teatud funktsionaalrühmaga orgaanilistele ainetele. Nende hulka kuuluvad ionisatsioonidetektorid, elektronide püüdmise detektorid, termo-, spektrofotomeetrilised ja mõned muud detektorid.

Leegi ionisatsioonidetektor (FID). FID töö põhineb asjaolul, et vesiniku põleti leeki sisenevad orgaanilised ained läbivad ionisatsiooni, mille tulemusena tekib detektorikambris, mis on ühtlasi ionisatsioonikamber, ionisatsioonivool, mille tugevus on võrdeline. laetud osakeste arvule.

FID on tundlik ainult orgaaniliste ühendite suhtes ja ei ole tundlik või on väga nõrgalt tundlik selliste gaaside suhtes nagu õhk, väävel ja süsinikoksiidid, vesiniksulfiid, ammoniaak, süsinikdisulfiid, veeaur ja mitmed muud anorgaanilised ühendid. FID-i tundlikkus õhu suhtes võimaldab seda kasutada erinevate orgaaniliste ainetega õhusaaste määramiseks.

FID töös kasutatakse 3 gaasi: kandegaas (heelium või lämmastik), vesinik ja õhk. Kõik kolm gaasi peavad olema kõrge puhtusastmega.

Argooni detektor. Argoonidetektoris põhjustab ionisatsiooni analüüdi molekulide kokkupõrge radioaktiivse B-kiirgusega kokkupuutel tekkinud metastabiilsete argooni aatomitega.

Termiooniline detektor. Termodetektori tööpõhimõte seisneb selles, et leelismetallisoolad, aurustuvad põleti leegis, reageerivad valikuliselt halogeene või fosforit sisaldavate ühenditega. Selliste ühendite puudumisel luuakse detektori ionisatsioonikambris leelismetallide aatomite tasakaal. Fosfori aatomite olemasolu, mis on tingitud nende reaktsioonist leelismetalli aatomitega, häirib seda tasakaalu ja põhjustab kambrisse ioonvoolu tekkimist.

Kuna termodetektoril on kõrgeim tundlikkus fosforit sisaldavate ühendite suhtes, nimetatakse seda fosforiks. Seda detektorit kasutatakse peamiselt fosfaatorgaaniliste pestitsiidide, insektitsiidide ja mitmete bioloogiliselt aktiivsete ühendite analüüsimiseks.

b) Geelkromatograafia

Geelkromatograafia (geelfiltratsioon) on meetod erineva molekulmassiga ainete segude eraldamiseks analüüsitava lahuse filtreerimise teel läbi ristseotud rakugeelide.

Ainete segu eraldumine toimub siis, kui nende ainete molekulide suurused on erinevad ja geeliterade pooride läbimõõt on konstantne ning suudab läbida ainult neid molekule, mille mõõtmed on väiksemad kui aukude läbimõõt. geeli poorid. Analüüsitud segu lahuse filtreerimisel jäävad väiksemad molekulid, mis tungivad geeli pooridesse, neis poorides sisalduvas lahustis kinni ja liiguvad mööda geelikihti aeglasemalt kui suured molekulid, mis ei suuda pooridesse tungida. Seega võimaldab geelkromatograafia eraldada ainete segu sõltuvalt nende ainete osakeste suurusest ja molekulmassist. See eraldusmeetod on üsna lihtne, kiire ja, mis kõige tähtsam, võimaldab ainete segude eraldamist leebematel tingimustel kui teised kromatograafilised meetodid.

Kui täidate kolonni geeligraanulitega ja seejärel valate sinna lahus erinevaid aineid erineva molekulmassiga, siis kui lahus liigub kolonnis mööda geelikihti, eraldub see segu.

Katse algperiood: analüüsitud segu lahuse kandmine kolonnis olevale geelikihile. Teine etapp – geel ei takista väikeste molekulide difusiooni pooridesse, samas kui suured molekulid jäävad geeligraanuleid ümbritsevasse lahusesse. Kui geelikihti pestakse puhta lahustiga, hakkavad suured molekulid liikuma lahusti kiirusele lähedase kiirusega, samas kui väikesed molekulid peavad esmalt difundeeruma geeli sisemistest pooridest terade vahele ja jäävad alles ja pestakse hiljem lahustiga välja. Ainete segu eraldatakse nende molekulmassi järgi. Ained pestakse kolonnist välja molekulmassi vähenemise järjekorras.

Geelkromatograafia rakendamine.

Geelkromatograafia põhieesmärk on makromolekulaarsete ühendite segude eraldamine ja polümeeride molekulmassi jaotuse määramine.

Kuid geelkromatograafiat kasutatakse võrdselt keskmise molekulmassiga ainete segude ja isegi madala molekulmassiga ühendite eraldamiseks. Sel juhul on väga oluline, et geelkromatograafia võimaldaks eraldamist toatemperatuuril, mis on soodsam võrreldes gaas-vedelik kromatograafiaga, mis nõuab kuumutamist analüütide ülekandmiseks aurufaasi.

Ainete segu eraldamine geelkromatograafiaga on võimalik ka siis, kui analüüsitavate ainete molekulmassid on väga lähedased või isegi võrdsed. Sel juhul kasutatakse lahustunud ainete koostoimet geeliga. See interaktsioon võib olla nii oluline, et see tühistab molekulide suuruse erinevused. Kui erinevate ainete puhul on koostoime geeliga erinev, saab seda erinevust kasutada huvipakkuva segu eraldamiseks.

Näiteks on geelkromatograafia kasutamine kilpnäärmehaiguste diagnoosimisel. Diagnoos tehakse kindlaks analüüsi käigus määratud joodikoguse põhjal.

Toodud näited geelkromatograafia rakendamisest näitavad selle laialdasi võimalusi väga erinevate analüütiliste probleemide lahendamiseks.

Järeldus

Kromatograafia kui teaduslik meetod meid ümbritseva maailma mõistmiseks areneb ja täiustub pidevalt. Tänapäeval kasutatakse seda nii sageli ja laialdaselt teadusuuringutes, meditsiinis, molekulaarbioloogias, biokeemias, tehnoloogias ja rahvamajanduses, et on väga raske leida teadmistevaldkonda, milles kromatograafiat ei kasutataks.

Kromatograafia kui oma erakordsete võimalustega uurimismeetod on võimas tegur üha keerulisemaks muutuva maailma mõistmisel ja muutmisel, et luua meie planeedil inimestele vastuvõetavad elutingimused.

BIBLIOGRAAFIA

1. Aivazov B.V. Sissejuhatus kromatograafiasse. - M.: Vyssh.shk., 1983 - lk. 8-18, 48-68, 88-233.

2. Kreshkov A.P. Analüütilise keemia alused. Teoreetiline alus. Kvalitatiivne analüüs, esimene raamat, 4. väljaanne, parandatud. M., "Keemia", 1976 - lk. 119-125.

3. Sakodynsky K.I., Orekhov B.I. Kromatograafia teaduses ja tehnoloogias. - M.: Teadmised, 1982 - lk. 3-20, 28-38, 58-59.

Sissejuhatus

Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on üks tõhusamaid meetodeid keerukate ainete segude eraldamiseks, mida kasutatakse laialdaselt nii analüütilises keemias kui ka keemiatehnoloogias. Kromatograafilise eraldamise aluseks on eraldatava segu komponentide osalemine keerulises van der Waalsi interaktsioonide süsteemis (peamiselt molekulidevahelises) faasipiiril. HPLC on analüüsimeetodina osa meetodite rühmast, mis hõlmab uuritavate objektide keerukuse tõttu esialgse komplekssegu eelnevat eraldamist suhteliselt lihtsateks. Saadud lihtsaid segusid analüüsitakse seejärel tavapäraste füüsikalis-keemiliste meetoditega või kromatograafia jaoks välja töötatud spetsiaalsete meetoditega.

Vedelikkromatograafia arengu ajalugu

Kromatograafia avastas M.S. Tsvet 1903. aastal vedeliku adsorptsioonikolonni meetodi kujul. Selle meetodi puhul kasutati adsorbente, mille tera suurus oli üle 50–100 μm, eluent läbis kolonni gravitatsiooni toimel, vooludetektorid puudusid. Eraldamine toimus aeglaselt, mitme tunni jooksul ja selles režiimis ei saanud vedelikkromatograafiat analüütilistel eesmärkidel kasutada. Aastatel 1965-1970. eri maade spetsialistide jõupingutused olid suunatud ekspressvedelikkromatograafia loomisele. Oli selge, et eralduskiiruse suurendamiseks on vaja välis- ja sisedifusiooni teid lühendada. Seda on võimalik saavutada adsorbeerivate terade läbimõõdu vähendamisega. Kolonnide täitmine peente teradega (5-10 μm) tekitas kõrge sisendsurve, mis nõudis kõrgsurvepumpade kasutamist. Nii sündis kõrgsurvevedelikkromatograafia. Peenfraktsiooni adsorbentidele üleminekuga suurenes kolonnide efektiivsus oluliselt (pikkuseühiku kohta sadu kordi kõrgem kui kolonnide efektiivsus gaasikromatograafias), mistõttu tänapäevast ekspress-analüütilist vedelikkromatograafiat nimetati kõrgjõudlusega vedelikkromatograafiaks (HPLC). ). Jäikade peeneteraliste adsorbentide (5 või 10 µm) väljatöötamine, kõrgsurvepumpade (üle 200 atm) ja vooludetektorite loomine – kõik see tagas kõrge HPLC jõudluse. Eraldusaegade poolest ei jäänud see alla gaaskromatograafiale ning kasutusalade poolest ületas seda oluliselt. Seda ajaperioodi hakati nimetama vedelikkromatograafia teiseks sünniks, taassünniks, selle renessansi perioodiks.

Üks esimesi kaubanduslikke vedelikkromatograafe oli DuPont Model 820 (1968). Sellele eelnes vedelikkromatograafia detektorite seeria väljatöötamine: konduktomeetriline detektor (1951), adsorptsioonisoojuse detektor (1959), murdumisnäitaja detektor (1962), UV-detektor (1966), vedelikkromatograaf / massispektromeetri süsteem (1973), esimene versioon dioodimassiivil olevast detektorist (1976).

1969. aastal pakkusid I. Halash ja I. Sebastian välja Si--O--C sidemetega keemiliselt poogitud alküülahelatega sorbendid ("hari sorbendid"). See suhe osutus ebastabiilseks. 1970. aastal töötas J. Kirkland välja stabiilsemate Si--O-Si sidemetega sorbendid. Õigluse huvides tuleb märkida, et sellise modifikatsiooni pakkus välja palju varem (1959) K.D. Štšerbakova ja A.V. Kiselev.

Meie riigis töötati vedelikkromatograafid välja aastatel 1969-1972, need on mudelid Tsvet-1-69, Tsvet-304 ja KhG-1301.