Za mnoga otkrića prošlog stoljeća zaslužan je ruski znanstvenik Mikhail Tsvet i njegova metoda kromatografske analize. Velik broj vrsnih istraživača duguje mu svoje uspjehe, ali i mnoge Nobelove nagrade!

"...Bez rada Michaela Tsvete, mi, svi "pigmentari", ne bismo imali što raditi ..." - ovo je mišljenje jednog poznatog engleskog znanstvenika.

Mihail Semenovič Cvet (1872–1919) - sin Talijanke i ruskog intelektualca. Rođen je u Italiji u gradu Asti, nedaleko od Torina. Godine 1891. Mihail je maturirao u ženevskoj gimnaziji i upisao se na Fakultet fizike i matematike na Sveučilištu u Ženevi. U listopadu 1896. godine, nakon što je predstavio svoju disertaciju "Istraživanje stanične fiziologije. Materijali za poznavanje kretanja protoplazme, plazma membrana i kloroplasta", Tsvet je dobio diplomu doktora prirodnih znanosti. U prosincu iste godine stiže u St.

Mihail nije znao da se diploma Ženevskog sveučilišta ne priznaje u Rusiji. Stoga je morao raditi za poznatog botaničara Andreja Sergejeviča Famintsina, koji je također proučavao klorofil, moglo bi se reći, s ptičje desne strane. U St. Petersburgu, Tsvet je upoznao druge izvanredne botaničare i fiziologe biljaka: I.P. Borodin, M.S. Voronin, A.N. Beketov. Bilo je to briljantno društvo originalnih, promišljenih mislilaca i vještih eksperimentatora. Tsvet je nastavio s istraživanjem kloroplasta, a istodobno se pripremao za nove magistarske ispite i obranu disertacije. Ispite je položio 1899. godine, a magistarski rad obranio je na Kazanskom sveučilištu 23. rujna 1901. godine.

Od studenog 1901. Tsvet radi kao asistent na Katedri za anatomiju i fiziologiju biljaka na Sveučilištu u Varšavi. Na XI kongresu prirodoslovaca i liječnika, Mihail Semenovič je napravio izvješće "Metode i zadaci fiziološkog proučavanja klorofila", u kojem je prvi izvijestio o metodi adsorpcijske kromatografije.

Mikhail Semenovich je dugo vremena riješio problem odvajanja zelenih pigmenata lišća, a oni su vrlo slični po svojstvima. Osim toga, lišće sadrži i druge, vrlo svijetle, pigmente - karotenoide. Zahvaljujući karotenoidima u jesen se pojavljuju žuti, narančasti, ljubičasti listovi. Međutim, dok se klorofili ne unište, bilo ih je gotovo nemoguće odvojiti od karotenoida.

Kao Yu.G. Čirkov, "očigledno je otkriće Boje bila reakcija na metode njihovog odvajanja koje su tada bile grube i smrtonosne za pigmente. Evo jedne od metoda.

Najprije je ekstrahiran alkoholni ekstrakt klorofila, zatim je kuhan tri sata uz dodatak jake lužine (kaustični kalij) u otopinu. Kao rezultat, klorofil se razgrađuje na svoje sastavne dijelove - zeleni i žuti pigment.

Ali nakon svega, u procesu izrade ovog napitka (gotovo alkemijske manipulacije), prirodni klorofil bi mogao biti uništen. I tada bi se istraživač morao pozabaviti komadićima pigmenata, pa čak i produktima njihove kemijske transformacije.

O tome kako se dogodilo veliko otkriće, piše S.E. Šnol: "Uzeo je staklenu cijev, napunio je prahom krede i na gornji sloj izlio malo alkoholnog ekstrakta lišća. Ekstrakt je bio smeđe-zelene boje, a iste je boje postao i gornji sloj stupca krede." A onda je M.S. počeo ulijevati kapi odozgo u čisti alkohol, kap po kap, drugi dio otapala ispirao je pigmente iz zrna krede, koja su se kretala niz cijev, gdje su svježa zrnca krede adsorbirala pigmente i, zauzvrat, davala ih novi dijelovi otapala. povučeni pokretnim otapalom, različiti pigmenti kretali su se duž stupca krede različitim brzinama i formirali jednolike obojene trake čistih tvari u stupcu krede. Bilo je prekrasno. Svijetlo zelena traka, traka malo žuća od zelene - to su dvije vrste klorofila - i jarko žuto-narančasta traka karotenoida. MS je ovu sliku nazvao kromatogram."

“Boja je pokazala”, piše Chirkov, “da kada biljni pigmenti otopljeni u tekućini prolaze kroz sloj bezbojnog poroznog sorbenta, pojedinačni pigmenti su raspoređeni u obliku obojenih zona - svaki pigment ima svoju vlastitu boju ili barem nijansa Sorbent u prahu (može biti kreda, šećer u prahu...) adsorbira (površinski upija: latinski adsorbere znači "progutati") različite pigmente nejednake snage: neki mogu dalje "kliziti" strujom otopine, drugi će biti odgođeno bliže.Boja se naziva kromatogram, a metoda - kromatografija.

Tako je riješen naizgled nepremostiv problem. Metoda se pokazala genijalno jednostavnom. To nije nimalo slično glomaznim složenim postupcima koji zahtijevaju mnogo reagensa koji su se prije koristili.

Možda je upravo ta jednostavnost bila razlog što većina njegovih suvremenika ili nije prihvatila ovo nevjerojatno otkriće, ili se, što je još tužnije, oštro pobunila protiv njegovog autora.

Ali vrijeme je sve postavilo na svoje mjesto. Kromatografija izumljena u boji za istraživanje klorofila. Prvo je izolirao tvar koju je nazvao klorofil alfa i klorofil beta. Pokazalo se da je prikladno za proučavanje ne samo pigmenata, već i bezbojnih, neobojenih smjesa - proteina, ugljikohidrata. Do šezdesetih godina dvadesetog stoljeća već je nekoliko tisuća studija bilo posvećeno kromatografiji. Kromatografija je postala univerzalna metoda.

"... Načelo kromatografskog odvajanja tvari, koje je otkrio M. Tsvet, nalazi se u osnovi mnogih različitih metoda kromatografske analize. Bez njegove uporabe većina dostignuća u znanosti i tehnologiji 20. stoljeća ne bi bila moguća ...

U središtu svega ovoga je jedna opća ideja. Ona je jednostavna. Ovo je u biti ideja geometrijske progresije. Neka postoje dvije tvari vrlo slične po svim svojim svojstvima. Ni taloženje, ni ekstrakcija, ni adsorpcija ne mogu ih razdvojiti u primjetnijem stupnju. Neka se jedna tvar adsorbira na površini, na primjer, kalcijev karbonat (tj. manje od 1 posto).

Drugim riječima, njegov sadržaj na adsorbensu bit će 0,99 sadržaja drugog. Obradimo adsorbent nekim otapalom tako da dođe do desorpcije (odvajanja) i eluacije (ispiranja) obje tvari i obje prijeđu iz adsorbenta u otapalo, a tu dobivenu otopinu prenesemo u svježi dio adsorbensa. Tada će udio prve tvari na površini adsorbensa opet biti jednak 0,99 sadržaja druge, tj. adsorbira se dio jednak 0,99 x 0,99 = 0,98 početne količine. Ponovno ćemo provesti eluiranje i adsorpciju - sada će udio prve tvari biti 0,98 x 0,99 \u003d 0,97 sadržaja druge tvari. Da bi sadržaj prve tvari na sljedećoj porciji adsorbensa bio samo 1 posto sadržaja druge, bit će potrebno ponoviti ciklus adsorpcija-elucija oko 200 puta...

Ideja višestruke readsorpcije na odvojene tvari može se modificirati u višestruku redistribuciju smjese tvari u sustavu otapala koja se ne miješaju. Ovo je osnova razdjelne kromatografije. Ista ideja je temelj modernih metoda elektroforeze, kada se mješavina tvari kreće različitim brzinama preko različitih adsorbenata u električnom polju.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru

1. Povijest otkrića i razvoja kromatografije

2. Osnovne odredbe

3. Klasifikacija kromatografskih metoda analize

4. Adsorpcijska kromatografija. Tankoslojna kromatografija

4.1 Eksperimentalna tehnika u tankoslojnoj kromatografiji

5. Plinska kromatografija

5.1 Plinska adsorpcijska kromatografija

5.2 Plinsko-tekućinska kromatografija

6. Razdjelna kromatografija. Papirna kromatografija

7. Kromatografija sedimenta

7.1 Podjela metoda kromatografije sedimenta prema eksperimentalnoj tehnici

7.2 Kromatografija sedimenta na papiru

8. Kromatografija ionske izmjene

Zaključak

Bibliografija

1. PRIČAOTKRIĆA I RAZVOJ KROMATOGRAFIJE

Pronalazač kromatografije bio je ruski znanstvenik, botaničar i fizikokemičar Mihail Semjonovič Cvet.

Otkriće kromatografije datira iz vremena kada je Tsvet završio svoj magistarski rad u St. Petersburgu (1900. - 1902.) i prvo razdoblje rada u Varšavi (1902. - 1903.). Istražujući biljne pigmente, Tsvet je pustio otopinu mješavine pigmenata koji su se vrlo malo razlikovali u boji kroz cijev napunjenu adsorbensom - kalcijevim karbonatom u prahu, a zatim je adsorbent isprao čistim otapalom. Pojedinačne komponente smjese su se odvojile i formirale obojene trake. Prema suvremenoj terminologiji, Tsvet je otkrio razvojnu varijantu kromatografije (razvoj tekućinske adsorpcijske kromatografije). Tsvet je glavne rezultate istraživanja razvoja varijante kromatografije koju je stvorio iznio u knjizi Kromofili u biljnom i životinjskom svijetu (1910.), koja je njegova doktorska disertacija. kromatografija gas sedimentation ionska izmjena

Tsvet je naširoko koristio kromatografsku metodu ne samo za odvajanje smjese i utvrđivanje njene višekomponentne prirode, već i za kvantitativnu analizu, u tu svrhu razbio je stakleni stupac i izrezao stupac adsorbensa na slojeve. Tsvet je razvio aparaturu za tekućinsku kromatografiju, prvi je provodio kromatografske procese pri sniženom tlaku (ispumpavanje) i pri određenom suvišku tlaka, te je razvio preporuke za pripremu učinkovitih kolona. Osim toga, uveo je mnoge osnovne pojmove i termine nove metode, kao što su "kromatografija", "razvijanje", "pomak", "kromatogram" itd.

Kromatografija se u početku vrlo rijetko koristila, s latentnim razdobljem od oko 20 godina tijekom kojeg se pojavio vrlo mali broj izvješća o različitim primjenama metode. I tek su 1931. R. Kuhn (Njemačka) A. Winterstein (Njemačka) i E. Lederer (Francuska), koji su radili u kemijskom laboratoriju (pod vodstvom R. Kuhna) Instituta za medicinska istraživanja cara Wilhelma u Heidelbergu, uspjeli izolirati a - i b-karoten iz sirovog karotena i time pokazati vrijednost otkrivanja boje.

Važna faza u razvoju kromatografije bilo je otkriće sovjetskih znanstvenika N.A. Izmailov i M.S. Schreibera o metodi tankoslojne kromatografije (1938.), koja omogućuje analizu s količinom tvari u tragovima.

Sljedeći važan korak bilo je otkriće A. Martina i R. Singa (Engleska) varijante tekućinske razdjelne kromatografije na primjeru odvajanja acetilnih derivata aminokiselina na koloni ispunjenoj vodom zasićenim silikagelom uz korištenje kloroforma kao otapalo (1940.) . Istodobno je uočeno da se kao mobilna faza može koristiti ne samo tekućina, već i plin. Nekoliko godina kasnije, ti su znanstvenici predložili da se odvajanje derivata aminokiselina izvede na papiru navlaženom vodom s butanolom kao mobilnom fazom. Također su implementirali prvi dvodimenzionalni sustav odvajanja. Martin i Sing dobili su Nobelovu nagradu za kemiju za svoje otkriće razdjelne kromatografije. (1952). Nadalje, Martin i A. James izveli su varijantu plinske razdjelne kromatografije, odvajajući smjese na miješanom sorbentu silikona DS-550 i stearinske kiseline (1952. - 1953.). Od tada je metoda plinske kromatografije dobila najintenzivniji razvoj.

Jedna od varijanti plinske kromatografije je kromatografija, kod koje, da bi se poboljšalo razdvajanje smjese plinova, istovremeno s kretanjem mobilne faze - plina, na sorbent i smjesu koju treba odvojiti djeluje temperatura koja se kreće. polje koje ima određeni gradijent duž duljine (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951.) .

Značajan doprinos razvoju kromatografske metode dao je G. Schwab (Njemačka), koji je utemeljitelj ionsko-izmjenjivačke kromatografije (1937. - 1940.). Dalje je razvijen u radovima sovjetskih znanstvenika E.N. Gapon i T.B. Gapon, koji je proveo kromatografsko odvajanje smjese iona u otopini (zajedno s F.M. Shemyakinom, 1947.), a također je proveo ideju koju je izrazio Tsvet o mogućnosti kromatografskog odvajanja smjese tvari na temelju razlike u topljivosti teško topljivih taloga (sedimentna kromatografija, 1948).

Moderna faza u razvoju ionsko-izmjenjivačke kromatografije započela je 1975. godine nakon rada G. Smalla, T. Stevensa i W. Baumana (SAD), u kojem su predložili novu analitičku metodu nazvanu ionska kromatografija (varijanta visoke radna ionsko-izmjenjivačka kromatografija s konduktometrijskom detekcijom).

Od iznimne je važnosti stvaranje kapilarne varijante kromatografije M. Golaya (SAD) (1956.), u kojoj se sorbent nanosi na unutarnje stijenke kapilarne cijevi, što omogućuje analizu mikrokoličina višekomponentnih smjesa.

Krajem 60-ih. naglo je porastao interes za tekućinsku kromatografiju. Rođena je tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (HPLC). To je olakšano stvaranjem visoko osjetljivih detektora, novih selektivnih polimernih sorbenata i nove opreme koja omogućuje rad pri visokim tlakovima. Trenutno HPLC zauzima vodeću poziciju među ostalim kromatografskim metodama i primjenjuje se u razne opcije.

2. GLAVNE ODREDBE

Kromatografija je metoda odvajanja i određivanja tvari koja se temelji na raspodjeli komponenata između dvije faze – pokretne i nepokretne. Stacionarna (stacionarna) faza je čvrsta porozna tvar (često se naziva sorbent) ili tekući film nataložen na čvrstu tvar. Mobilna faza je tekućina ili plin koji teče kroz stacionarnu fazu, ponekad pod pritiskom. Komponente analizirane smjese (sorbati) zajedno s mobilnom fazom kreću se duž stacionarne faze. Obično se stavlja u staklenu ili metalnu cijev koja se naziva kolona. Ovisno o snazi ​​interakcije s površinom sorbensa (zbog adsorpcije ili nekog drugog mehanizma), komponente će se kretati duž kolone različitim brzinama. Neke komponente će ostati gornji sloj sorbent, drugi u interakciji sa sorbentom u manjoj mjeri, završit će u donjem dijelu kolone, a neki će čak napustiti kolonu zajedno s mobilnom fazom (takve komponente nazivamo nezadržanim, a njihovo vrijeme zadržavanja određuje “mrtve vrijeme” stupca). Na taj se način brzo razdvajaju složene smjese komponenata. Treba istaknuti sljedeće prednosti kromatografskih metoda:

1. Odvajanje je dinamičke prirode, a činovi sorpcije-desorpcije odvojenih komponenti se ponavljaju mnogo puta. To je razlog značajno veće učinkovitosti kromatografske separacije u odnosu na statičke metode sorpcije i ekstrakcije.

2. Prilikom odvajanja koriste se različite vrste interakcija između sorbata i stacionarne faze: od čisto fizičke do kemisorpcije. To omogućuje selektivno odvajanje širokog spektra tvari.

3. Tvarima koje se odvajaju mogu se nametnuti razna dodatna polja (gravitacijska, električna, magnetska itd.) koja promjenom uvjeta odvajanja proširuju mogućnosti kromatografije.

4. Kromatografija je hibridna metoda koja kombinira istovremeno odvajanje i određivanje nekoliko komponenata.

5. Kromatografija omogućuje rješavanje analitičkih problema (odvajanje, identifikacija, određivanje) i preparativnih (pročišćavanje, izolacija, koncentracija). Rješavanje ovih zadataka može se kombinirati izvođenjem u "online" načinu rada.

6. Brojne metode klasificirane su prema agregacijskom stanju faza, mehanizmu razdvajanja i tehnici razdvajanja. Kromatografske metode također se razlikuju po načinu na koji se provodi proces razdvajanja na frontalnu, istisnutu i eluens.

3. KLASIFIKACIJA KROMATOGRAFSKIH METODA ANALIZE

Klasifikacije kromatografskih metoda temelje se na načelima koja uzimaju u obzir sljedeće različite značajke procesa odvajanja:

* razlike u agregacijskom stanju faza korištenog kromatografskog sustava;

* razlike u prirodi interakcija odvojenih tvari sa stacionarnom fazom;

* eksperimentalne razlike u načinu na koji se provodi proces kromatografske separacije.

Tablice 1-3 prikazuju glavne opcije za klasifikaciju poznatih kromatografskih metoda.

Budući da priroda međudjelovanja spojeva koje treba odvojiti s fazama raznih kromatografskih sustava može jako varirati, gotovo da nema objekata za čije razdvajanje ne bi bilo moguće pronaći odgovarajuću stacionarnu fazu (krutu ili tekuću) i sustavi mobilnih otapala. Područja primjene glavnih varijanti kromatografije, ovisno o molekulskoj težini spojeva koji se proučavaju, dana su u tablici. 4.

4. ADSORPCIJSKA KROMATOGRAFIJA. TANKOSLOJNA KROMATOGRAFIJA

Jedna od najčešćih metoda adsorpcijske kromatografije je tankoslojna kromatografija (TLC) - vrsta planarne kromatografije, u kojoj se adsorbent koristi u obliku tankog sloja na ploči.

Princip i osnovni pojmovi TLC metode. Na čistu ravnu površinu (ploču od stakla, metala, plastike) na ovaj ili onaj način nanosi se tanak sloj sorbenta, koji se najčešće fiksira na površinu ploče. Dimenzije ploče mogu biti različite (duljina i širina - od 5 do 50 cm, iako to nije potrebno). Na površini ploče, pažljivo kako ne biste oštetili sloj sorbenta, označite (na primjer, olovkom) startnu liniju (na udaljenosti od 2-3 cm od donjeg ruba ploče) i ciljnu liniju. otapala.

Shema odvajanja komponenti A i B pomoću TLC

Uzorak se nanosi na početnu crtu ploče (mikrošpricom, kapilarom) - mala količina tekućine koja sadrži smjesu tvari koje treba odvojiti, na primjer, dvije tvari A i B u prikladnom otapalu. Otapalo se ostavi da ispari, nakon čega se ploča uroni u kromatografsku komoru u tekuću fazu PF-a, koja je otapalo ili mješavina otapala posebno odabrana za ovaj slučaj. Pod djelovanjem kapilarnih sila, PF se spontano kreće duž NF od početne linije do prednje linije otapala, noseći sa sobom komponente A i B uzorka koje se kreću različitim brzinama. U slučaju koji razmatramo, afinitet komponente A za NP je manji od afiniteta za istu fazu komponente B, pa se komponenta A kreće brže od komponente B. Nakon što mobilna faza (otapalo) dosegne prednju liniju otapala u vremenu t , kromatografija se prekine, ploča se izvadi iz kromatografske komore, suši na zraku i odredi položaj mrlja tvari A i B na površini ploče. Mrlje (zone) obično imaju ovalni ili okrugli oblik. U slučaju koji razmatramo, mjesto komponente A pomaknulo se sa startne linije na daljinu l A , komponenta B spot - na daljinu l U, a otapalo je putovalo kroz udaljenost L.

Ponekad se istovremeno s nanošenjem uzorka tvari za odvajanje na startnu crtu nanose male količine standardne tvari, kao i tvari svjedoka (one za koje se pretpostavlja da ih sadrži analizirani uzorak).

Za karakterizaciju komponenti koje treba odvojiti u sustavu uvodi se koeficijent mobilnosti Rf (ili Rf faktor):

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

Gdje V 1 = l 1 / t I V E= L/ t - prema brzini kretanja ja- th komponenta i otapalo E; l 1 IL - prijeđeni put ja- m komponenta odnosno otapalo, t je vrijeme potrebno da se otapalo pomakne od početne do prednje crte otapala. Udaljenosti l 1 brojite od startne linije do središta točke odgovarajuće komponente.

Obično je koeficijent mobilnosti u rasponu R f =0 - 1. Optimalna vrijednost je 0,3-0,7 Uvjeti kromatografije su odabrani tako da se vrijednost Rf razlikuje od nule do jedinice.

Koeficijent mobilnosti važna je karakteristika sustava sorbent-sorbat. Za ponovljive i strogo konstantne kromatografske uvjete R f = konst.

Koeficijent mobilnosti Rf ovisi o nizu čimbenika: prirodi i kvaliteti otapala, njegovoj čistoći; priroda i kvaliteta sorbenta (tanki sloj), ujednačenost njegove granulacije, debljina sloja; aktivnost sorbenta (sadržaj vlage u njemu); eksperimentalne tehnike (težine uzoraka, duljine L protoka otapala); vještina eksperimentatora itd. Konstantnost reprodukcije svih ovih parametara u praksi je ponekad teška. Da bi se izjednačio utjecaj uvjeta procesa uvodi se koeficijent relativne pokretljivosti Rs.

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

Gdje R f = l/ L; R f (st)= l sv/ L; l cm - udaljenost od startne crte do središta standardnog mjesta.

Relativni koeficijent pokretljivosti Rs je objektivnija karakteristika pokretljivosti tvari od koeficijenta mobilnosti Rf.

Kao standard se često bira tvar za koju je, pod danim uvjetima, R f ? 0,5. Prema kemijskoj prirodi, standard se bira blizak tvarima koje se odvajaju. Uz korištenje standarda, vrijednost Rs obično leži u rasponu Rs=0,1--10, optimalne granice su oko 0,5--2.

Za pouzdaniju identifikaciju izdvojenih komponenti koriste se "svjedoci" - referentne tvari čija se prisutnost očekuje u analiziranom uzorku. Ako je Rf = Rf (certifikat), gdje su Rf i Rf (certifikat) koeficijenti mobilnosti ove komponente odnosno svjedoka, tada se može vjerojatnije pretpostaviti da je svjedočna tvar prisutna u smjesi koja se kromatografira. .

Za karakterizaciju razdvajanja dviju komponenti A i B pod ovim uvjetima, uvodi se stupanj (kriterij) razdvajanja R (A / B):

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

gdje D l- udaljenost između središta točaka komponenti A i B; a(A) i a(B) su promjeri mrlja A i B na kromatogramu.

Što je veća vrijednost R (A/B), to su mrlje komponenti A i B jasnije odvojene na kromatogramu.

Za procjenu selektivnosti odvajanja dviju tvari A i B koristi se faktor odvajanja A:

a=l B / l A.

Ako a=1, tada komponente A i B nisu odvojene.

Za određivanje stupnja razdvajanja R (A/B) komponenti A i B.

4.1 Eksperimentalna tehnika u tankoslojnoj kromatografiji:

A) Uzorak prijave. Analizirani uzorak tekućine nanosi se na startnu liniju pomoću kapilare, mikroštrcaljke, mikropipete, pažljivo dodirujući sloj sorbenta (promjer točke na startnoj liniji je obično od jednog do nekoliko milimetara). Ako se na startnu crtu nanese nekoliko uzoraka, tada razmak između točaka uzoraka na startnoj crti ne smije biti manji od 2 cm. Ako je moguće, koristite koncentrirane otopine. Mrlje se suše na zraku i potom kromatografiraju.

b) Razvoj kromatograma (kromatografija). Proces se provodi u zatvorenim kromatografskim komorama zasićenim parama otapala koje se koristi kao PF, na primjer, u staklenoj posudi pokrivenoj poklopcem na vrhu.

Ovisno o smjeru kretanja PF postoje uzlazno, silazno I horizontalna kromatografija.

U varijanti uzlazne kromatografije koriste se samo ploče s fiksnim slojem sorbenta. PF se izlije na dno komore (kao potonje može poslužiti staklena čaša odgovarajuće veličine sa staklenim poklopcem), kromatografska ploča se postavi okomito ili ukoso u komoru tako da sloj PF na dnu padne na dno komore. komora navlaži dno ploče (ispod linije starta ~1,5 - 2 cm). PF se giba zbog djelovanja kapilarnih sila odozdo prema gore (protiv sile gravitacije) relativno sporo.

Silazna kromatografija također koristi samo ploče s fiksnim slojem. PF se dovodi odozgo i kreće se prema dolje duž sloja sorbenta ploče. Sila gravitacije ubrzava gibanje PF. Ova se opcija primjenjuje u analizi smjesa koje sadrže komponente koje se sporo kreću s PF-om.

U varijanti horizontalne kromatografije ploča se postavlja vodoravno. Mogu se koristiti pravokutne ili okrugle ploče. Kada se koriste okrugle ploče (kružna verzija horizontalne kromatografije), početna linija je označena kao kružnica odgovarajućeg radijusa (~1,5-2 cm), na koju se nanose uzorci. U sredini okrugle ploče izrezana je rupa u koju se umetne fitilj za napajanje PF-a. Potonji se kreće duž sloja sorbenta od središta kruga do njegove periferije. Kromatografija se provodi u zatvorenoj komori - eksikatoru ili u Petrijevoj zdjelici. S kružnom verzijom može se istovremeno analizirati do nekoliko desetaka uzoraka.

TLC metode koriste jednodimenzionalnu, dvodimenzionalnu, višestruku (ponovljenu), kromatografiju u koracima.

S jednom kromatografijom analiza se provodi bez promjene smjera kretanja PF. Ova metoda je najčešća.

Dvodimenzionalna kromatografija se obično koristi za analizu složenih smjesa (proteini, aminokiseline itd.) Prvo se vrši preliminarno odvajanje smjese pomoću prvog PF 1 . Na kromatogramu se mrlje ne dobivaju od pojedinačnih tvari, već od smjesa nekoliko nerazdvojenih komponenti. Zatim se kroz ta mjesta povuče nova startna linija, ploča se okrene za 90° i ponovno kromatografira, ali s drugim PF 2, nastojeći konačno razdvojiti mrlje smjesa na mrlje pojedinačnih komponenti.

Ako je ploča kvadratna, tada se uzorak nanosi na dijagonalu tog kvadrata blizu njegovog donjeg kuta. Ponekad se dvodimenzionalna kromatografija provodi s istom PF na kvadratnoj ploči.

Shema koja ilustrira princip dvodimenzionalne kromatografije:

a - kromatogram dobiven s PF1;

b - kromatogram dobiven s PF2

U višestrukoj (ponovljenoj) kromatografiji postupak se provodi nekoliko puta uzastopce s istom PF (svaki put nakon sljedećeg sušenja) dok se ne postigne željeno razdvajanje mrlja komponenti smjese (obično ne više od tri puta).

U slučaju postupne kromatografije, postupak se provodi s istom pločom uzastopno, koristeći svaki put novi PF, sve dok se ne postigne jasno odvajanje mrlja.

V) Tumačenje kromatograma. Ako su mrlje na kromatogramu obojene, nakon sušenja ploča određuje se udaljenost od startne linije do središta svake mrlje i izračunavaju koeficijenti pokretljivosti. Ako u sastav analiziranog uzorka ulaze bezbojne tvari koje daju neobojene, tj. vizualno neuočljive točke na kromatogramu, potrebno je izvršiti otkrivanje ove mrlje, za koje kromatogrami manifestirati.

U nastavku su opisane najčešće metode otkrivanja.

Zračenje ultraljubičastim svjetlom. Koristi se za detekciju fluorescentnih spojeva (mrlje svijetle kad je ploča izložena UV svjetlu) ili nefluorescentnih tvari, ali pomoću sorbenta s fluorescentnim indikatorom (sorbent svijetli, mrlje ne svijetle). Na taj se način, primjerice, otkrivaju alkaloidi, antibiotici, vitamini i druge ljekovite tvari.

Toplinska obrada. Nakon kromatografije, ploča osušena nakon kromatografije pažljivo se zagrijava (do ~200°C) kako bi se izbjeglo potamnjenje samog sloja sorbenta (na primjer, kada tanki sloj sorbenta sadrži škrob). U tom slučaju, mrlje se obično pojavljuju u obliku smeđih zona (zbog djelomične termolize organskih komponenti).

Kemijska obrada. Kromatogrami se često razvijaju tretiranjem reagensima koji tvore obojene spojeve s komponentama smjese koje se mogu odvojiti. U te svrhe koriste se različiti reagensi: pare joda, amonijaka, broma, sumporovog dioksida, sumporovodika, posebno pripremljene otopine kojima se obrađuju ploče. Koriste se i univerzalni i selektivni reagensi (pojam "univerzalni" prilično je proizvoljan).

Univerzalni reagensi mogu biti, na primjer, koncentrirani sumporne kiseline(pri zagrijavanju se opaža tamnjenje mrlja organskih spojeva), kisela vodena otopina kalijevog permanganata (zone se uočavaju kao smeđe mrlje na ljubičastoj pozadini sorbenta), otopina fosfor-molibdinske kiseline pri zagrijavanju (pojavljuju se plave mrlje na žuta pozadina) itd.

Kao selektivni, na primjer, koristi se Dragendorfov reagens; Zimmermannov reagens; vodena amonijačna otopina bakrenog sulfata (10% za CuSO 4, 2% za amonijak); smjesa ninhidrina C 9 H 4 O 3 H 2 O s etanolom i octenom kiselinom.

Dragendorffov reagens je otopina bazičnog bizmut nitrata BiONO 3, kalijevog jodida KJ i octene kiseline u vodi. Koristi se za određivanje amina, alkaloida, steroida.

Zimmermannov reagens priprema se tretiranjem 2%-tne otopine dinitrobenzena u etanolu otopinom KOH lužine, nakon čega slijedi zagrijavanje smjese na ~70–100°C. Koristi se za otkrivanje steroida.

Uz pomoć ninhidrina otkrivaju se mrlje amina, aminokiselina, proteina i drugih spojeva.

Koriste se i neke druge metode otkrivanja mrlja. Primjerice, mjeri se njihova radioaktivnost ako je neka od izdvojenih komponenti radioaktivna ili se uvode posebni dodaci radioaktivnih izotopa elemenata koji ulaze u sastav izdvojenih komponenti smjese.

Nakon otkrivanja mrlja na kromatogramu, one se identificiraju, tj. odrediti koji spoj odgovara pojedinom mjestu. Za to se najčešće koriste referentne točke "svjedoka". Ponekad se mrlje identificiraju pomoću vrijednosti koeficijenata pokretljivosti R f, uspoređujući ih s vrijednostima R f poznatim za date uvjete. Međutim, takva je identifikacija pomoću vrijednosti R f često preliminarna.

Boja fluorescentnih mrlja također se koristi za identifikaciju, jer različiti spojevi fluoresciraju različitim valnim duljinama (različitim bojama).

U kemijskoj detekciji mrlja selektivni reagensi daju obojene mrlje sa spojevima određene prirode, što se također koristi za identifikaciju.

Pomoću TLC metode može se ne samo otkriti, već i kvantificirati sadržaj komponenti u smjesama. Da bi se to postiglo, ili se same mrlje analiziraju na kromatogramu ili se odvojene komponente ekstrahiraju iz kromatograma na ovaj ili onaj način (ekstrakcija, elucija s odgovarajućim otapalima).

Pri analizi mrlja pretpostavlja se da postoji određeni odnos između površine mrlje i sadržaja određene tvari (na primjer, prisutnost proporcionalne ili linearne ovisnosti), što se utvrđuje izgradnjom kalibracijskog grafikona mjerenjem površina mrlja "svjedoka" - etalona s poznatim sadržajem analizirane komponente.

Ponekad se intenzitet boje mrlja uspoređuje, pod pretpostavkom da je intenzitet boje mrlje proporcionalan količini dane obojene komponente. Za mjerenje intenziteta boje koriste se različite metode.

Ekstrakcijom izdvojenih komponenti iz kromatograma dobiva se otopina koja sadrži tu komponentu. Potonji se zatim određuje jednom ili drugom analitičkom metodom.

Relativna pogreška u kvantitativnom određivanju tvari pomoću TLC je 5-10%.

TLC je farmakopejska metoda i široko se koristi za analizu i kontrolu kvalitete različitih lijekova.

5. PLINSKA KROMATOGRAFIJA

Plinska kromatografija (GC) koristi inertni plin (dušik, helij, vodik) kao mobilnu fazu, koja se naziva plin nosilac. Uzorak se isporučuje u obliku para, stacionarna faza je ili čvrsta tvar - sorbent (plinsko-adsorpcijska kromatografija) ili tekućina visokog vrelišta nanesena u tankom sloju na čvrsti nosač (plinsko-tekućinska kromatografija). Razmotrimo varijantu plinsko-tekućinske kromatografije (GLC). Kieselguhr (dijatomit) se koristi kao nosač - vrsta hidratiziranog silika gela, često se tretira reagensima koji pretvaraju Si-OH skupine u Si-O-Si (CH 3) 3 skupine, što povećava inertnost nosača s obzirom na otapala. To su, na primjer, nosači “Chromosorb W” i “Gazochrome Q”. Osim toga, koriste se stakleni mikrobaloni, teflon i drugi materijali.

5.1 Gazo- adsorpcijska kromatografija

Značajka metode plinske adsorpcijske kromatografije (GAC) je da se kao stacionarna faza koriste adsorbenti s velikom specifičnom površinom (10–1000 m 2 g -1), a raspodjela tvari između stacionarne i mobilne faze određena je postupkom adsorpcije. Adsorpcija molekula iz plinovite faze, tj. koncentriran na granici između krute i plinovite faze, nastaje zbog međumolekulskih interakcija (disperzija, orijentacija, indukcija), koje su elektrostatske prirode. Možda se formiranje vodikove veze i doprinos ove vrste interakcije zadržanim volumenima značajno smanjuje s porastom temperature.

Za analitičku praksu važno je da pri konstantnoj temperaturi količina adsorbirane tvari na površini S s bude proporcionalna koncentraciji te tvari u plinovitoj fazi S m:

C s = kc m (1)

oni. tako da se raspodjela odvija u skladu s linearnom adsorpcijskom izotermom (Do -- konstantno). U tom se slučaju svaka komponenta kreće duž stupca konstantnom brzinom, neovisno o njezinoj koncentraciji. Do razdvajanja tvari dolazi zbog različite brzine njihova kretanja. Stoga je u GAC-u izuzetno važan izbor adsorbensa čija površina i priroda površine određuju selektivnost (separaciju) pri određenoj temperaturi.

Kako temperatura raste, toplina adsorpcije se smanjuje. DH/T, o čemu ovisi zadržavanje, te prema tome t R . Ovo se koristi u praksi analize. Ako se razdvoje spojevi koji se jako razlikuju po hlapljivosti pri konstantnoj temperaturi, tada tvari s niskim vrelištem brzo eluiraju, tvari s visokim vrelištem imaju dulje vrijeme zadržavanja, njihovi vrhovi na kromatogramu bit će niži i širi, a analiza traje dugo. . Međutim, ako se tijekom kromatografije temperatura kolone povećava konstantnom brzinom (temperaturno programiranje), tada će vrhovi bliske širine na kromatogramu biti ravnomjerno raspoređeni.

Aktivni ugljen, silika gelovi, porozno staklo i aluminijev oksid uglavnom se koriste kao adsorbenti za HAC. Nehomogenost površine aktivnih adsorbenata odgovorna je za glavne nedostatke GAC metode i nemogućnost određivanja jako adsorbiranih polarnih molekula. Međutim, moguće je analizirati mješavine visokopolarnih tvari na geometrijski i kemijski homogenim makroporoznim adsorbentima. Posljednjih godina proizvode se adsorbenti manje-više ujednačene površine, kao što su porozni polimeri, makroporozni silika gelovi (silokrom, porasil, sferosil), porozna stakla i zeoliti.

Najraširenija metoda plinske adsorpcijske kromatografije je analiza smjesa plinova i ugljikovodika niskog vrelišta koji ne sadrže aktivne funkcionalne skupine. Izoterme adsorpcije takvih molekula bliske su linearnim. Na primjer, za odvajanje O 2 , N 2 , CO, CH 4 , CO 2 uspješno se koristi glina. Temperatura kolone je programirana da smanji vrijeme analize smanjenjem t R plinova visokog vrelišta. Na molekularnim sitima - visoko poroznim prirodnim ili sintetskim kristalnim materijalima, čije su sve pore približno iste veličine (0,4 - 1,5 nm), - mogu se odvojiti izotopi vodika. Za odvajanje metalnih hidrida (Ge, As, Sn, Sb) koriste se sorbenti koji se zovu porapak. GAC metoda na kolonama s poroznim polimernim sorbentima ili ugljikovim molekularnim sitima je najbrži i najprikladniji način za određivanje vode u anorganskim i organskim materijalima, kao što su otapala.

5.2 Gazo- tekućinska kromatografija

U analitičkoj praksi češće se koristi metoda plinsko-tekućinske kromatografije (GLC). To je zbog iznimne raznolikosti tekućih stacionarnih faza, što olakšava odabir selektivne faze za određenu analizu, s linearnom distribucijskom izotermom u širem rasponu koncentracija, što vam omogućuje rad s velikim uzorcima i jednostavno dobivanje ponovljivih stupaca u smislu učinkovitosti.

Mehanizam raspodjele komponenti između nosača i stacionarne tekuće faze temelji se na njihovom otapanju u tekućoj fazi. Selektivnost ovisi o dva čimbenika: tlaku pare analita i njegovom koeficijentu aktivnosti u tekućoj fazi. Prema Raoultovom zakonu, pri otapanju, tlak pare tvari nad otopinom str ja izravno je proporcionalan njegovom koeficijentu aktivnosti g molnog udjela N ja u otopini i tlaku pare čiste tvari R° ja na određenoj temperaturi:

p i = N i R ° I (2)

Budući da je koncentracija i-te komponente u ravnotežnoj parnoj fazi određena njezinim parcijalnim tlakom, možemo pretpostaviti da,

P i ~ c m , a N i ~ c s tada

i koeficijent selektivnosti:

Dakle, što je vrelište tvari niže (što je veći P 0 i), to se slabije zadržava u kromatografskom stupcu.

Ako su vrelišta tvari ista, tada se za njihovo razdvajanje koriste razlike u međudjelovanju sa stacionarnom tekućom fazom: što je međudjelovanje jače, to je niži koeficijent aktivnosti i veće zadržavanje.

Stacionarne tekuće faze . Kako bi se osigurala selektivnost kolone, važno je odabrati ispravnu stacionarnu tekuću fazu. Ova faza bi trebala biti dobro otapalo za komponente smjese (ako je topljivost niska, komponente vrlo brzo napuštaju kolonu), nehlapljiv (da ne ispari na radnoj temperaturi kolone), kemijski inertan, mora imati nisku viskoznost ( inače se proces difuzije usporava) i, kada se nanese na nosač, tvore jednoličan film, čvrsto povezan s njim. Snaga razdvajanja stacionarne faze za komponente ovog uzorka trebala bi biti maksimalna.

Postoje tri vrste tekućih faza: nepolarne (zasićeni ugljikovodici itd.), umjereno polarne (esteri, nitrili itd.) i polarne (poliglikoli, hidroksilamini itd.).

Poznavajući svojstva stacionarne tekuće faze i prirodu tvari koje treba odvojiti, na primjer, klasu, strukturu, moguće je brzo odabrati selektivnu tekuću fazu prikladnu za odvajanje određene smjese. U tom slučaju treba uzeti u obzir da će vrijeme zadržavanja komponenata biti prihvatljivo za analizu ako su polariteti stacionarne faze i supstance analiziranog uzorka bliski. Za otopljene tvari bliskog polariteta, redoslijed eluiranja obično je u korelaciji s vrelištem, a ako je temperaturna razlika dovoljno velika, moguće je potpuno odvajanje. Za odvajanje tvari blizu vrenja različitih polariteta koristi se stacionarna faza, koja selektivno zadržava jednu ili više komponenti zbog dipol-dipol interakcije. Kako se polaritet tekuće faze povećava, vrijeme zadržavanja polarnih spojeva raste.

Za ravnomjerno nanošenje tekuće faze na kruti nosač, ona se miješa s vrlo hlapljivim otapalom, poput etera. Čvrsti nosač se dodaje ovoj otopini. Smjesa se zagrijava, otapalo isparava, tekuća faza ostaje na nosaču. Suhi nosač tako obložen nepokretnom tekućom fazom se puni u kolonu, pazeći da se izbjegne stvaranje šupljina. Za ravnomjerno pakiranje, mlaz plina prolazi kroz kolonu, au isto vrijeme se stupac lupa kako bi se zatvorilo pakiranje. Zatim, prije pričvršćivanja na detektor, kolona se zagrijava na temperaturu 50 °C iznad one na kojoj bi se trebala koristiti. U tom slučaju može doći do gubitaka tekuće faze, ali kolona ulazi u stabilan način rada.

Nosioci stacionarnih tekućih faza. Čvrsti nosači za dispergiranje stacionarne tekuće faze u obliku homogenog tankog filma moraju biti mehanički jaki s umjerenom specifičnom površinom (20 m 2 /g), male i ujednačene veličine čestica, a također moraju biti dovoljno inertni da omoguće adsorpciju na čvrsto-plinovito sučelje. fazama bila minimalna. Najniža adsorpcija opažena je na nosačima od silaniziranog kromosorba, staklenih kuglica i fluoropaka (fluorougljikovog polimera). Osim toga, kruti nosači ne bi trebali reagirati na porast temperature i trebali bi se lako smočiti tekućom fazom. U plinskoj kromatografiji kelata kao čvrsta podloga najčešće se koriste silanizirani bijeli dijatomitni nosači, dijatomit silicij ili kieselguhr. Dijatomejska zemlja je mikroamorfni silicij dioksid koji sadrži vodu. Takvi nosači uključuju kromosorb W, plinski krom Q, kromaton N, itd. Dodatno se koriste staklene kuglice i teflon.

Kemijski vezane faze. Često se koriste modificirani nosači, kovalentno vezani na tekuću fazu. U tom slučaju, stacionarna tekuća faza se čvršće drži na površini čak i pri najvišim temperaturama kolone. Na primjer, nosač dijatomejske zemlje tretira se klorosilanom sa supstituentom dugog lanca koji ima određeni polaritet. Kemijski vezana stacionarna faza je učinkovitija.

6. DISTRIBUCIJSKA KROMATOGRAFIJA. PAPIRNA KROMATOGRAFIJA (PAPIRNA KROMATOGRAFIJA)

Razdjelna kromatografija temelji se na korištenju razlika u topljivosti razdijeljene tvari u dvije tekuće faze koje se međusobno ne miješaju. Obje faze - PF i NF - su tekuće faze. Kada se tekući PF kreće duž tekućeg NF, kromatografirane tvari kontinuirano se redistribuiraju između obje tekuće faze.

Razdjelna kromatografija je papirnati kromatgrafija (ili kromatografija na papiru) u svom normalnom obliku. U ovoj metodi, umjesto ploča s tankim slojem sorbenta koji se koristi u TLC, koristi se poseban kromatografski papir, duž kojeg se, impregnirajući ga, tekući PF kreće tijekom kromatografije od linije starta do linije cilja otapala.

razlikovati normalna faza i reverzna faza papirna kromatografija.

U varijanti normalna faza papirna kromatografija tekući NF je voda adsorbirana u obliku tankog sloja na vlaknima i smještena u porama hidrofilni papir (do 25% težine). Ova vezana voda po svojoj strukturi i agregatnom stanju vrlo se razlikuje od obične tekuće vode. U njemu se otapaju sastojci izdvojenih smjesa.

Ulogu PF-a koji se kreće preko papira igra druga tekuća faza, na primjer, organska tekućina s dodatkom kiselina i vode. Prije kromatografije, tekući organski PF je zasićen vodom tako da PF ne otapa vodu adsorbiranu na vlaknima hidrofilnog kromatografskog papira.

Kromatografski papir proizvodi industrija. Mora ispunjavati niz zahtjeva: mora biti pripremljen od visokokvalitetnih vlaknastih sorti pamuka, mora biti ujednačen po gustoći i debljini, u smjeru orijentacije vlakana, kemijski čist i inertan u odnosu na NF i komponente koje se mogu odvojiti.

U normalno-faznoj varijanti kao PF najčešće se koriste tekuće smjese sastavljene od različitih otapala. Klasičan primjer takvog PF-a je mješavina octene kiseline, n-butanola i vode u volumnom omjeru 1:4:5. Koriste se i otapala poput etil acetata, kloroforma, benzena itd.

U varijanti obrnuta faza U papirnoj kromatografiji tekući NF je organsko otapalo, dok je tekući PF voda, vodene ili alkoholne otopine te smjese kiselina s alkoholima. Proces se provodi pomoću hidrofobni kromatografski papir. Dobiva se obradom (impregniranjem) papira naftalenom, silikonskim uljima, parafinom i dr. Nepolarna i niskopolarna organska otapala sorbiraju se na vlaknima hidrofobnog papira i prodiru u njegove pore stvarajući tanak sloj tekućeg NF. Voda se na takvom papiru ne zadržava i ne kvasi ga.

Tehnika papirne kromatografije općenito je ista kao kod TLC metode. Obično se posuda s analiziranom otopinom koja sadrži smjesu tvari koje treba odvojiti stavlja na traku kromatografskog papira na početnoj liniji. Nakon što je otapalo isparilo, papir ispod startne linije se uranja u PF, postavljajući papir okomito (viseći ga). Zatvorite komoru poklopcem i provodite kromatografiju dok PF ne dosegne prednju liniju otapala naznačenu na papiru. Nakon toga se proces prekida, papir se suši na zraku, te se detektiraju mrlje i identificiraju sastojci smjese.

Papirna kromatografija, kao i TLC metoda, koristi se i u kvalitativnoj i u kvantitativnoj analizi.

Za kvantificiranje sadržaja pojedine komponente smjese koriste se različite metode:

1) polaze od prisutnosti određenog odnosa (proporcionalnog, linearnog) između količine tvari u točki i površine točke (često se prethodno gradi kalibracijski grafikon);

2) izvažite izrezano mjesto s tvari i čistim papirom iste površine, a zatim odredite masu tvari koju treba odrediti iz razlike;

3) uzeti u obzir odnos između intenziteta boje mrlje i sadržaja u njoj određene komponente koja daje boju mrlji.

U nekim slučajevima, tvari sadržane u mrljama ekstrahiraju se nekim otapalom, a zatim se ekstrakt analizira.

Papirna kromatografija je farmakopejska metoda koja se koristi za odvajanje smjesa koje sadrže i anorganske i organske tvari. Metoda je pristupačna, jednostavna za izvođenje, ali općenito je inferiorna u odnosu na moderniju TLC metodu, koja koristi tanki sloj sorbenta.

7. KROMATOGRAFIJA SEDIMENTA

Sedimentna kromatografija se uglavnom koristi za odvajanje i identifikaciju anorganskih iona u smjesama.

Suština metode. Sedimentna kromatografija temelji se na korištenju kemijskih reakcija taloženja odvojenih komponenti smjese s talogom koji je dio NF. Razdvajanje se provodi zbog nejednake topljivosti nastalih spojeva, koji se mobilnom fazom prenose različitim brzinama: manje topljive tvari prelaze iz PF-a sporije od topljivijih.

Primjena metode može se ilustrirati na primjeru odvajanja halogenidnih iona: kloridnih iona Cl - , bromidnih iona Br - i jodidnih iona I - koji se istovremeno nalaze u analiziranoj vodenoj otopini. Da biste to učinili, koristite kromatografsku kolonu (koja je staklena cijev s slavinom na dnu) napunjenu sorbentom. Potonji se sastoji od njihovog medija - aluminijevog oksida Al 2 O 3 ili silicija SiO 2 impregniranog otopinom srebrnog nitrata AgNO 3 (sadržaj srebrnog nitrata je oko 10% težine mase nosača sorbenta).

Vodena otopina koja sadrži smjesu aniona koje treba odvojiti prolazi kroz kromatografsku kolonu. Ovi anioni stupaju u interakciju s kationima srebra Ag +, tvoreći teško topive precipitate srebrnih halogenida:

Ag + + I - > AgIv (žuto)

Ag + + Br - > AgBrv (krema)

Ag + + Cl - > AgClv (bijelo)

Topivost srebrnih halogenida u vodi raste u nizu:

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

gdje su u zagradama dane vrijednosti produkata topljivosti na sobnoj temperaturi. Dakle, prvo će nastati žuti talog srebrnog jodida, kao najmanje topljiv na kromatogramu će se uočiti žuta (gornja) zona. Tada se formira zona taloga srebrnog bromida krem ​​boje (srednja zona). Na kraju nastaje bijeli talog srebrnog klorida – donja bijela zona, koja na svjetlu potamni uslijed fotokemijske razgradnje srebrnog klorida uz oslobađanje fino dispergiranog metalnog srebra.

Rezultat je primarni sedimentni kromatogram.

Za jasnije odvajanje zona, nakon dobivanja primarnog kromatograma, kroz kolonu se propušta čisto otapalo dok se ne dobije sekundarni sedimentni kromatogram s jasnim odvajanjem zona taloženja.

U opisanom primjeru taložnik je bio dio NF-a, a otopina koja je sadržavala smjesu iona koje treba odvojiti propuštena je kroz kolonu. Naprotiv, moguće je propustiti otopinu precipitanta kroz kolonu, u čijem NF se nalaze ioni koji se kromatografiraju. U ovom slučaju, međutim, formiraju se mješovite zone.

Shema odvajanja iona Cl-, Br- i I- u kromatografskoj koloni sedimentnom kromatografijom.

7.1 Podjela metoda kromatografije sedimenta prema eksperimentalnoj tehnici

Obično razlikujem stupastog sedimentna kromatografija koja se provodi u kromatografskim stupcima, i ravninski sedimentna kromatografija, koja se provodi na papiru ili u tankom sloju sorbenta.

Kao sorbensi u sedimentnoj kromatografiji koriste se smjese inertnih nosača s taložnikom; sorbenti koji zadržavaju taložnike u obliku iona (ionsko-izmjenjivačke smole) ili u obliku molekula (aktivni ugljen); papir impregniran otopinom taloženja.

Najčešće odabrani nosači su silika gel, škrob, aluminijevi oksidi, kalcij, barijev sulfat, ionsko izmjenjivačke smole itd. Nosač se koristi u fino dispergiranom stanju s veličinom čestica od oko 0,02-0,10 mm.

Kao sredstva za taloženje koriste se takvi reagensi koji tvore teško topive precipitate s kromatografskim ionima, na primjer, natrijev jodid NaI, natrijev sulfid Na 2 S, srebrov sulfat Ag 2 SO 4, kalijev ferocijanid K 4, oksikinolin, piridin itd.

Obično se kod primjene metode sedimentne kolonske kromatografije nakon prolaska čistog otapala kroz kolonu dobiju jasno odvojene zone od kojih svaka sadrži samo jednu komponentu (u slučaju kada se topljivosti taloga razlikuju najmanje tri puta) . Metoda ima dobru ponovljivost rezultata.

U slučaju stvaranja bezbojnih taloga, kromatogram se razvija ili propuštanjem otopine razvijača kroz kolonu, što daje obojene produkte reakcije s talozima, ili neposrednim uvođenjem razvijača u PF ili NF.

7.2 Kromatografija sedimenta na papiru

Razmotrimo bit ove metode na primjeru analize vodene otopine koja sadrži smjesu bakrenih kationa Cu 2+ ? željezo Fe 3+ i aluminij Al 3+.

U sredini lista papira impregniranog otopinom taložnika - kalijeva ferocijanida K 4 kapilarom se nanosi analizirana vodena otopina. Bakreni ioni Cu 2+ i željezo Fe 2+ u interakciji s ferocijanidnim ionima stvaraju teško topljive taloge:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (smeđa)

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

Budući da je bakrov (II) ferocijanid manje topljiv od željezovog (III) ferocijanida, prvo se taloži talog bakrovog (II) ferocijanida, formirajući središnju smeđu zonu. Zatim se formira plavi talog željezovog(III) ferocijanida, dajući plavu zonu. Ioni aluminija migriraju prema periferiji, dajući bezbojnu zonu jer ne tvore obojeni aluminijev ferocijanid.

Shema odvajanja Cu2+, Fe3+ i Al3+ sedimentnom kromatografijom.

Na taj se način dobiva primarni kromatogram u kojem se oborinske zone djelomično preklapaju.

Zatim se dobije sekundarni kromatogram. Da biste to učinili, prikladno otapalo (u ovom slučaju, vodena otopina amonijaka) nanese se kapilarom na središte primarnog kromatograma. Otapalo se spontano kreće od središta papira prema periferiji, noseći sa sobom taloge, koji se kreću različitim brzinama: zona topivijeg taloga željeznog ferocijanida kreće se brže od zone manje topljivog taloga bakrenog ferocijanida. U ovoj fazi, zbog razlike u brzinama kretanja zona, one su jasnije odvojene.

Da bi se otvorili ioni aluminija koji tvore bezbojnu perifernu zonu, prikazan je sekundarni kromatogram - raspršen (iz boce s raspršivačem) otopinom alizarina, organskog reagensa koji stvara ružičaste produkte reakcije s ionima aluminija. Uzmite vanjski ružičasti prsten.

8. KROMATOGRAFIJA IONSKE IZMJENE

U ionsko-izmjenjivačkoj kromatografiji odvajanje komponenata smjese postiže se reverzibilnom interakcijom ionizirajućih tvari s ionskim skupinama sorbenta. Očuvanje električne neutralnosti sorbenta osigurava se prisutnošću protuiona sposobnih za ionsku izmjenu koji se nalaze u neposrednoj blizini površine. Ion unesenog uzorka, u interakciji s fiksnim nabojem sorbenta, mijenja se s protuionom. Tvari s različitim afinitetima za fiksni naboj odvajaju se na anionskim izmjenjivačima ili na kationskim izmjenjivačima. Anionski izmjenjivači imaju pozitivno nabijene skupine na površini i apsorbiraju anione iz mobilne faze. Kationski izmjenjivači sadrže skupine s negativnim nabojem u interakciji s kationima.

Kao mobilna faza koriste se vodene otopine soli kiselina, baza i otapala kao što je tekući amonijak, tj. sustavi otapala koji imaju visoku dielektričnu konstantu i jaku tendenciju ionizacije spojeva. Obično rade s puferskim otopinama koje vam omogućuju podešavanje pH vrijednosti.

Tijekom kromatografskog odvajanja, ioni analita natječu se s ionima sadržanim u eluensu, nastojeći stupiti u interakciju sa suprotno nabijenim skupinama sorbenta. Iz toga slijedi da se kromatografija ionske izmjene može koristiti za odvajanje svih spojeva koji se mogu ionizirati na bilo koji način. Moguće je analizirati i neutralne molekule šećera u obliku njihovih kompleksa s boratnim ionom.

Ionsko-izmjenjivačka kromatografija nezamjenjiva je za odvajanje visokopolarnih tvari, koje se ne mogu analizirati GLC-om bez pretvorbe u derivate. Ovi spojevi uključuju aminokiseline, peptide, šećere.

Kromatografija ionske izmjene naširoko se koristi u medicini, biologiji, biokemiji, za kontrolu okoliš, u analizi sadržaja lijekova i njihovih metabolita u krvi i urinu, pesticida u prehrambenim sirovinama, kao i za odvajanje anorganskih spojeva, uključujući radioizotope, lantanide, aktinoide itd. Analiza biopolimera (proteini, nukleinske kiseline) , itd.), za koje se obično troše sati ili dani, pomoću kromatografije ionske izmjene provodi se za 20-40 minuta uz bolje odvajanje. Korištenje kromatografije ionske izmjene u biologiji omogućilo je promatranje uzoraka izravno u biološkom mediju, smanjujući mogućnost preraspodjele ili izomerizacije, što može dovesti do krive interpretacije konačnog rezultata. Zanimljivo je korištenje ove metode za kontrolu promjena u biološkim tekućinama. Korištenje poroznih slabih anionskih izmjenjivača na bazi silika gela omogućilo je odvajanje peptida. Mehanizam ionske izmjene može se predstaviti sljedećim jednadžbama:

za anionsku izmjenu X - + R + Y - - Y - + R + X -

za kationsku izmjenu X + + R - Y + - Y + + R - X +

U prvom slučaju, ion uzorka X - natječe se s ionom mobilne faze Y - za ionske centre R + ionskog izmjenjivača, au drugom slučaju kationi uzorka X + ulaze u konkurenciju s ionima mobilne faze Y + za ionske centre R - .

Naravno, ioni uzorka koji slabo interaguju s ionskim izmjenjivačem će se tijekom ovog natjecanja slabo zadržati na koloni i prvi će biti isprani iz nje, a obrnuto, jače zadržani ioni će posljednji eluirati iz kolone. Obično se sekundarne interakcije neionske prirode događaju zbog adsorpcije ili vodikovog vezivanja uzorka s neionskim dijelom matrice ili zbog ograničene topljivosti uzorka u mobilnoj fazi.

Razdvajanje pojedinih tvari prvenstveno ovisi o izboru najprikladnijeg sorbensa i mobilne faze. Kao stacionarne faze u ionsko-izmjenjivačkoj kromatografiji koriste se ionsko-izmjenjivačke smole i silika gelovi s cijepljenim ionogenim skupinama.

Polistirenske ionsko-izmjenjivačke smole za HPLC s veličinom zrna od 10 μm ili manje imaju selektivnost i stabilnost, ali njihovu mrežnu strukturu karakterizira udaljenost između čvorova mreže od 1,5 nm, što je mnogo manje od veličine pora silikagela koji se koristi za adsorpcijska kromatografija (10 nm), usporava prijenos mase i stoga značajno smanjuje učinkovitost. Smole ionske izmjene koje se koriste u HPLC uglavnom su kopolimeri stirena i divinilbenzena. Obično dodajte 8-12% potonjeg. Što je veći sadržaj divinilbenzena, to je veća krutost i čvrstoća polimera, veći kapacitet i u pravilu selektivnost, a manje bubrenje.

Slični dokumenti

Opće karakteristike kromatografskog procesa. Fizikalne i kemijske osnove tankoslojne kromatografije, podjela metoda analize. Varijante kromatografije po faznim stanjima. Kontrola kvalitete hrane TLC metodom, oprema.

seminarski rad, dodan 27.12.2009


Fenomeni koji se javljaju tijekom kromatografije. Dva pristupa objašnjenju su teorija teoretskih ploča i kinetička teorija. Plinska, tekućinska, papirna kromatografija. metoda ionske izmjene. Primjene kromatografije ionske izmjene. Gel kromatografija.

sažetak, dodan 24.01.2009


Pojam i struktura polimernih sorbenata, povijest njihovog nastanka i razvoja, njihov značaj u procesu razdjelne kromatografije. Vrste polimernih sorbenata, mogućnosti njihove primjene u kromatografiji za isključivanje veličine. Značajke upotrebe krutih gelova.

sažetak, dodan 01.07.2010


Pojava i razvoj kromatografije. Podjela kromatografskih metoda. Kromatografija na čvrstoj stacionarnoj fazi: plin, tekućina (tekućinska adsorpcija). Kromatografija na tekućoj stacionarnoj fazi: plinsko-tekućinska i gel kromatografija.

sažetak, dodan 01.05.2009


Bit kromatografske metode, povijest njezina razvoja i vrste. Područja primjene kromatografije, uređaji ili instalacije za kromatografsko odvajanje i analizu smjesa tvari. Shema plinskog kromatografa, njegovi glavni sustavi i princip rada.

sažetak, dodan 25.09.2010


Osnove metode reverzne plinske kromatografije. Plinska kromatografija je univerzalna metoda za kvalitativnu i kvantitativnu analizu složenih smjesa i metoda za dobivanje pojedinačnih komponenti u čistom obliku. Primjena reverzne plinske kromatografije.

seminarski rad, dodan 01.09.2010


Bit i sadržaj ionsko-parne kromatografije, njezina primjena u tekućinskoj kromatografiji i ekstrakciji za ekstrakciju lijekova i njihovih metabolita iz bioloških tekućina u organsku fazu. Varijante kromatografije ionskih parova, posebnosti.

sažetak, dodan 01.07.2010


Plinska kromatografija jedna je od najperspektivnijih fizikalno-kemijskih istraživačkih metoda koja se u današnje vrijeme ubrzano razvija. Podjela kromatografskih metoda. Razne karakteristične značajke procesa. Bit kromatografskih metoda.

sažetak, dodan 25.01.2010


Bit tekućinske kromatografije visoke učinkovitosti (HPLC) kao metode za analizu i odvajanje kompleksnih nečistoća. Sorbenti, koordinativno zasićeni kelati; obrasci utjecaja strukture liganda na ponašanje kelata u uvjetima reverzno-fazne kromatografije.

sažetak, dodan 11.10.2011


Pojam i glavne faze procesa metode eliminacijske kromatografije, njezina temeljna značajka i opseg, sorte i njihova razlikovna obilježja. Karakteristike opreme koja se koristi u procesu kromatografije isključenja veličine.

prijepis

1 Pripovijetka razvoj tekućinske kromatografije Kromatografiju je otkrio M.S. Tsvet 1903. godine u obliku metode tekućinske adsorpcijske kolone. U ovoj metodi korišteni su adsorbenti s veličinom zrna većom od µm, eluent (otapalo) je prolazio kroz kolonu gravitacijom zbog gravitacije, nije bilo detektora protoka. Razdvajanje se odvijalo sporo, tijekom nekoliko sati, iu ovom načinu se tekućinska kromatografija nije mogla koristiti u analitičke svrhe. U godinama napori stručnjaka u raznim zemljama bili su usmjereni na stvaranje ekspresne tekućinske kromatografije. Bilo je jasno da je za povećanje stope razdvajanja potrebno skratiti puteve vanjske i unutarnje difuzije. To se može postići smanjenjem promjera zrna adsorbensa. Punjenje kolona sitnim zrncima (5-10 μm) stvorilo je visok ulazni tlak, što je zahtijevalo upotrebu visokotlačnih pumpi. Tako je rođena visokotlačna tekućinska kromatografija. Prijelazom na adsorbente fine frakcije, učinkovitost kolona znatno se povećala, stoga je moderna ekspresna analitička tekućinska kromatografija nazvana tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (HPLC). Razvoj krutih finozrnatih adsorbenata (5 ili 10 mikrona), stvaranje visokotlačnih pumpi (preko 200 atm.) i detektora protoka, sve je osigurano visoke performanse HPLC. Po vremenu odvajanja nije bila inferiorna plinskoj kromatografiji, a po područjima primjene znatno ju je nadmašila. Trenutačno HPLC zauzima vodeću poziciju među ostalim kromatografskim metodama kako u pogledu količine proizvedene opreme (više od kromatografa godišnje u vrijednosti većoj od 2 milijarde dolara), tako i u smislu broja publikacija (5-6 tisuća publikacija godišnje) . Moderna HPLC implementirana je u različitim verzijama. Ove opcije omogućuju odvajanje različitih smjesa molekula (uključujući mješavine svih vrsta izomera); makromolekule sintetskih i biopolimera (uključujući viruse i molekule s masama do nekoliko milijuna); iona i stabilnih radikala. Uloga HPLC-a također je velika u takvim vitalnim područjima znanosti i proizvodnje kao što su biologija, biotehnologija, prehrambena industrija, medicina, farmaceutika, sudsko-medicinski pregledi, kontrola onečišćenja okoliša itd. HPLC je odigrao jednu od glavnih uloga u dešifriranju ljudskog genoma , u posljednje vrijeme već godinama uspješno rješava probleme proteomike.

2 HPLC varijante korištene u posljednjem desetljeću Varijante Reverzna faza Normalna faza Ionski ionski par Ionska izmjena Ekskluzivna Gel filtracija Izmjena liganda Kiralni afinitet Imunološki micelarni Hidrofobno srebro Reverzna faza Ekstrakcija tekućina-tekućina Donor-akceptor Varijante Kompleksiranje Inverzija isključenje Nelinearni kapil velika mikropipeta multidimenzionalna perfuzija pomicanje ultrabrza turbulentna kontinuirana protustrujna centrifuga s pokretnim slojem visokotemperaturna membrana HPLC teorija Kromatografski postupak: zadržavanje, eluacija, odvajanje Kromatografska kolona je cijev ispunjena jednostavnim adsorbentom kroz koji kontinuirano teče otapalo. Adsorbent (sorbent, punilo kolone) se u koloni drži filtrima, nepomičan je i zato se naziva stacionarna faza. Otapalo koje se kreće u odnosu na sorbent naziva se mobilna faza (u nekim slučajevima eluens). Kada se kreću duž stupca, molekule tvari (sorbati) difundiraju unutar pora sorbenta i, kao rezultat međumolekularnih interakcija jedne ili druge vrste, adsorbiraju se na površini stacionarne faze. Vrijeme tijekom kojeg su molekule u adsorbiranom stanju određeno je snagom međumolekularne interakcije sorbata s sorbentom. Uz vrlo slabu sorpciju, molekule gotovo cijelo vrijeme provode u

3 otopine mobilne faze i stoga se kreću niz kolonu brzinom koja je tek neznatno manja od brzine mobilne faze. Naprotiv, kod vrlo jake sorpcije, molekule jedva napuštaju površinu i brzina njihovog kretanja duž stupca je zanemariva. Sa stajališta kromatografije, veći interes su takvi uvjeti u kojima je adsorpcijska sila srednja, a brzina kretanja sorbata kroz kolonu 2-10 puta manja od brzine kretanja mobilne faze. Fenomen usporenog kretanja molekula u odnosu na kretanje mobilne faze u kromatografiji naziva se retencijom. Ako su sorpcijske konstante tvari različite, tada će njihova prosječna brzina duž stupca također biti različita. Time je glavni cilj separacijske kromatografije postignut. Naravno, u praksi se pojedinačne molekule ne uvode u kolonu. Ako se u stupac uvede barem nekoliko molekula različitih vrsta, tada su prosječne brzine kretanja molekula sorbata još uvijek različite. Osim toga, brzine kretanja pojedinih molekula svake vrste odstupaju u jednom ili drugom smjeru od prosječne vrijednosti za ovu vrstu. Molekule sorbata, inicijalno unesene u kolonu u obliku trenutnog pulsa, napuštaju je u široj zoni. Takva neidentičnost brzina kretanja identičnih molekula u kromatografiji naziva se razmazivanje. Ova nepoželjna pojava dovodi do činjenice da među molekulama jedne tvari mogu postojati i molekule druge, čija je brzina bliska brzini najbržih molekula prve. Zbog toga se zone tvari mogu djelomično preklapati, a odvajanje će biti nepotpuno. Procesi zadržavanja i zamućenja predmet su teorije kromatografije. Neki osnovni pojmovi i definicije Kromatogram je krivulja koja prikazuje koncentraciju spojeva koji izlaze iz kolone s protokom mobilne faze kao funkciju vremena od početka odvajanja.

4 Kromatogram se obično sastoji od osnovne linije i vrhova. U kromatografskim instrumentima u pravilu nema izravnog mjerenja koncentracije tvari u mobilnoj fazi, već se uz pomoć posebne detektorske jedinice može odrediti svaka fizikalna veličina koja je funkcionalno povezana s koncentracijom (električna vodljivost, optička gustoća). , itd.) se mjeri. Osnovna linija odgovara vremenskom razdoblju tijekom kojeg detektor registrira samo signal iz mobilne faze. Vršna krivulja, koja se idealno približava Gaussovoj krivulji distribucije, opisuje postupni porast koncentracije na izlazu iz kolone i njezin naknadni pad. Vrijeme kada se na kromatogramu pojavi maksimalni vrh naziva se vrijeme zadržavanja (t R). Pod stalnim radnim uvjetima i sastavom faza kromatografskog sustava, vrijeme zadržavanja je konstantna vrijednost za određenu tvar. Ponekad se u početnom dijelu kromatograma bilježi vršna vrijednost, čija je priroda povezana s kratkotrajnom neravnotežom u stupcu tijekom ubrizgavanja uzorka. Ovaj maksimum odgovara vremenu zadržavanja tvari koja se ne apsorbira (t 0). Usporedna termodinamička karakterizacija dvaju razdvojivih pikova tvari daje relativno zadržavanje ili selektivnost. Ova vrijednost označava sposobnost određenog kromatografskog sustava da odvoji određeni par tvari. Vremena zadržavanja i sve količine izvedene iz njih su u biti termodinamičke karakteristike procesa. Međutim, rezultat je određen kombiniranim utjecajem termodinamičkih i kinetičkih čimbenika. Ako u kromatografskom sustavu zadanog sastava pri

Na danoj temperaturi, vrijednosti t R za dvije tvari su iste (ili = 1,0), tada nikakva promjena u geometriji stupca neće dovesti do odvajanja ovog para. Ali, s druge strane, razlika u vrijednostima t R ne znači automatski da će separacija, a još više ona dobra, biti postignuta. Da bi se to postiglo, korištena kolona mora imati dovoljno visoke kinetičke karakteristike. Činovi sorpcije-desorpcije moraju se izvoditi velikom brzinom kako bi se ostvario potencijal za odvajanje, što je naznačeno razlikom u t R. Glavna kinetička karakteristika procesa je visina h, ekvivalentna teoretskoj ploči (HETP ). Ova vrijednost odgovara visini sloja sorbenta, tijekom čijeg prolaska se čin sorpcije-desorpcije odvija prosječno jednom. Ona u biti odražava kvalitetu upotrijebljenog sorbenta, kvalitetu punjenja kolone i točan izbor načina kromatografije. Za ocjenu kvalitete kolone koristi se recipročna vrijednost broja teoretskih ploča N. Broj teoretskih ploča je mjera učinkovitosti kolone. Zamućenje kromatografskih zona Smjesa koju treba odvojiti unosi se u kolonu u obliku uskog pulsa, a njezin se volumen u usporedbi s volumenom kolone može zanemariti. Kako se molekule tvari koje se odvajaju kreću s protokom mobilne faze, puls se postupno širi, dok koncentracija tvari koje se odvajaju u njemu opada. glavni razlog ovog procesa je da se brzina kretanja duž stupca pojedinih molekula razlikuje od prosječne brzine karakteristične za ovaj spoj. Sa stajališta konačnog korisnog rezultata kromatografskog procesa postizanja razdvajanja molekula raznih vrsta, širenje zona je krajnje nepoželjno, barem iz sljedećih razloga. Prvo, intenzivna erozija dovodi do djelomičnog preklapanja zona različitih spojeva i stoga je potrebno postaviti strože zahtjeve na selektivnost sustava. Štoviše, čak i ako je u jednom ili drugom slučaju moguće osigurati povećanu selektivnost, ukupna moć razdvajanja je mala. Druga negativna posljedica razmazivanja je smanjenje koncentracije sorbata u središtu zone, što dovodi do smanjenja osjetljivosti analize. Mjera intenziteta erozijskih procesa je visina ekvivalentna teoretskoj ploči. Vrijednost h određena je nizom posebnih procesa. 1) Nehomogenost protoka mobilne faze. Sorbent u koloni tvori sustav kanala kroz koje teče mobilna faza. Što su čestice sorbensa sitnije, to je duljina puta molekula mobilne faze bliža jedna drugoj, to je manja razlika u vremenu prolaska molekula jedne zone kroz kolonu i manje je zamućenje zone.

6 2) Molekulska difuzija u pokretnoj i stacionarnoj fazi. Što je veća brzina protoka, manje je zamućenje zbog ovog razloga. 3) Brzina prijenosa mase je vrijeme sorpcije ili ionske izmjene. Što je veći protok, to je veće zamućenje iz tog razloga. Jasno je da je za smanjenje h potrebno koristiti čestice sorbensa manjeg promjera. Nažalost, ovaj se put može koristiti samo do određene granice, koja je diktirana tehničkim razlozima. Pad tlaka u koloni povezan je s drugim procesnim parametrima sljedećim odnosom: gdje je r parametar otpora protoku, p pad tlaka, U brzina protoka, L duljina kolone, a d veličina čestice sorbenta. S povećanim pritiskom, cijena i složenost opreme dramatično se povećava. Stoga je HPLC d p =3-10 μm. Da bi se povećala učinkovitost, prednost se daje manje viskoznim otapalima, budući da imaju veći koeficijent difuzije i manji otpor stupca. U HPLC-u je teorija razmazivanja kromatografskih zona dosad više-manje dovršena. Razvoj ove teorije omogućio je da se u praksi ostvari učinkovitost stupova bliska teoretskoj. Tako je pri korištenju sorbenata s promjerom zrna manjim od 3 μm postignuta učinkovitost do teoretskih ploča po metru duljine kolone. Mnogo pozornosti kromatografa posvećuje se proučavanju selektivnosti odvajanja. U HPLC, za razliku od plinske kromatografije, selektivnost je određena i prirodom sorbenta i prirodom eluensa. Nastavlja se rad na proučavanju interakcije tvari i otapala, što je u korelaciji s slobodna energija sorpcija. Vruće teme u HPLC teoriji su računalna optimizacija procesa odvajanja. Kao što je gore navedeno, glavni napori kromatografa trenutno su usmjereni na teoretsko proučavanje pitanja selektivnosti odvajanja. Postoje deseci publikacija o proučavanju odnosa između strukture molekula i njihovog zadržavanja na sorbentima različite kemijske prirode iu višedimenzionalnoj kromatografiji. Kako bi se poboljšala selektivnost odvajanja, kako u plinskoj kromatografiji tako iu HPLC-u, sterički faktor se široko koristi kada se ciklodekstrini, krunski eteri i tekući kristali koriste za selektivno odvajanje izomera.

7 Postignuća u teoriji razdvajanja optičkih izomera, kako u plinskoj tako iu tekućinskoj kromatografiji, su impresivna. Dobiveni su rezultati na razini otkrića koji pokazuju mogućnost razdvajanja optičkih izomera pri kontaktu na dvije točke (površina akiralnog adsorbensa može poslužiti kao treća kontaktna točka). Razvoj teorije polimerne kromatografije u kritičnim uvjetima se uspješno nastavlja. Postignut je napredak u utvrđivanju odnosa između kromatografskih parametara zadržavanja i biološke i kemijske aktivnosti molekula. To je posebno obećavajuće za farmaceutsku industriju kada traži nove vrste lijekova. Posljednjih godina raste interes za problem utjecaja temperature na cjelokupni proces separacije u HPLC-u. Predložena je visokotemperaturna HPLC i razvija se oprema za programiranje temperature u ovoj metodi. Rad na optimizaciji odvajanja uz istodobno variranje temperature i jačine eluenta izgleda obećavajuće. Utjecaj električnog polja primijenjenog duž kolone na retenciju i eroziju kortikosteroida na kolonama s poroznim ugljičnim adsorbensom, kao i učinak magnetskog polja na retenciju na kolonama ispunjenim magnetskim česticama čeličnim kuglicama obloženim politetrafluoretilenom, ispitan je studirao. Sorbenti za HPLC Razvijen je i proizveden širok raspon sorbenata za HPLC. Oko 100 tvrtki diljem svijeta proizvodi više od 300 vrsta sorbenata. Međutim, stvarni asortiman je mnogo uži, budući da su sorbenti mnogih tvrtki identični u kemijskoj prirodi površine i razlikuju se samo u imenima. Relativni udio primjene različitih HPLC metoda na različitim sorbentima Metoda/vrsta kromatografije Postotak korisnika sorbenta Reverzna faza 50,4 Silikagel s cijepljenim skupinama S S 8 15,9 Fenil 7,1 S 4 2,3 S 1 -S 2 1,1

8 Normalna faza 24.1 Silikagel s cijepljenim skupinama CN- 8.9 Silikagel 8.5 MN 2-4.7 Diol 2 Ionsko-izmjenjivački i ionski 14 Anioni 7.4 Kationi 6.6 Isključivo 6.7 Vodeni 3.5 Nevodeni 3.2 Kiralni 2.8 Hidrofobni 1.1 Ostalo 1.1 Najviše obično korišteni čisti silika gelovi i silika gelovi s cijepljenim nepolarnim i polarnim skupinama. Razvijeni su i dalje se razvijaju sorbenti na bazi oksida aluminija, cirkonija, titana i dr. Udio primjene različitih sorbenata u HPLC je sljedeći: silika gelovi 70%, porozni polimeri (kopolimer stirena i divinilbenzena, polimetakrilati). , celuloza, itd.) 20%, porozni sorbenti ugljika, titanijev oksid, cirkonijev oksid 4%, aluminijev oksid 1%. U analitičkoj praksi najveću primjenu nalazi kromatografija reverzne faze (više od 70%) pomoću silika gela s cijepljenim alkilnim skupinama S18 i S8.Unatoč širokoj upotrebi, ovi sorbenti imaju niz nedostataka, od kojih je glavni nedovoljna kemijska stabilnost. Na pH< 3 происходит гидролиз связи =Si О Si=, а при рн >10 otapa bazu silika gela, posebno na povišenim temperaturama. Ovi sorbenti su neselektivni u odvajanju polarnih spojeva i izomera. Tvari bazične prirode eluiraju se, u pravilu, u obliku nesimetričnih vrhova zbog interakcije s rezidualnim hidroksilnim skupinama. Svojstva silika gel materijala jako ovise o čistoći, geometrijskoj i kemijskoj prirodi silika gela, metodi cijepljenja alkilnih skupina itd. Posljednjih godina aktivno se provode istraživanja kako bi se uklonili ti nedostaci. Prije svega, značajno je poboljšana proizvodnja početnih silika gelova, što je omogućilo reproducibilno dobivanje sfernih čestica s neznatnim sadržajem

9 teški metali. Nikada se ne postiže potpuno vezanje hidroksilnih skupina na površini silika gela. Zaostale hidroksilne skupine dovode do nepoželjnih interakcija i nesimetričnih vrhova u spojevima koji se sastoje od malih polarnih molekula. Kako bi se eliminirao utjecaj zaostalih silanola, predloženo je njihovo zatvaranje (blokiranje) s većim izopropilnim ili izobutilnim skupinama. Primjer takvog sorbenta je Zorbax Stable Bond. Bidentatni supstituenti također se koriste kada su dva susjedna alkilna lanca povezana s atomima silicija preko 3-4 metilenske skupine. Taj "most" zatvara zaostale hidroksilne skupine i takve su faze stabilne i pri povišenom pH.< 12 (Zorbax Extend-С18). Силикагели со средними размерами пор, 80, 100, 120 Å, применяют для разделения низкомолекулярных соединений, силикагели с порами 300 Å и более для разделения макробиомолекул. Как известно, поверхность белковой глобулы богата гидрофильными аминокислотами, но в то же время содержит немало (до половины от их общего содержания) гидрофобных остатков, нередко образующих скопления (" гроздья"). Такие гидрофобные зоны, развитые в большей или меньшей степени, представляют характерную особенность структуры каждого белка, на чем и основан метод гидрофобной хроматографии. Соответствующие сорбенты синтезируют, включая гидрофобные группировки в гидрофильную матрицу, например в поперечносшитую агарозу сефарозу. По такому принципу построены, в частности, октил- и фенилсефароза: При пропускании белкового раствора через фенилсефарозу гидрофобные участки поверхности белков образуют контакты с фенильнымн группами, вытесняя прилегающие к этим структурам молекулы воды. Число и прочность таких контактов весьма различны у разных белков. Повышению их прочности способствует сорбция белков из концентрированных растворов солей, например

10 amonijev sulfat. Lagano smanjenje koncentracije soli u otopini koja teče kroz kolonu s fenil sefarozom dovodi do sukcesivne desorpcije proteina. Na sličan način djeluju i sorbenti dobiveni dodavanjem hidrofobnih alkil radikala različitih duljina makroporoznom siliciju. Budući da su kruti, posebno su prikladni za rad pri povišenom tlaku pod tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti (HPLC, engleski HPLC). Oni koji sadrže duge lance ugljikovodika C18 malo su korisni za razdvajanje proteina zbog prejakog, često ireverzibilnog vezanja, ali se mogu koristiti za peptidnu kromatografiju. Najbolji rezultati postižu se kromatografijom proteina na sorbentima koji sadrže kraće C 4 -C 8 ugljikovodične lance. Često se hidrofobna kromatografija kombinira s drugim učincima. Na primjer, dodavanjem diamina različitih duljina u Sepharose aktiviranu cijanogenim bromidom daju se sorbenti koji sadrže hidrobične ugljikovodične lance zajedno s dvije kationske skupine. Kombinacija svojstava hidrofobnog sorbenta i anionskog izmjenjivača u jednom kromatografskom materijalu obogaćuje njegove mogućnosti. Gore opisana metoda za provođenje kromatografije na hidrofobnom sorbentu nipošto nije jedina moguća. Za sorpciju proteina nije potrebno unositi povišene koncentracije soli u otopinu, a za eluiranje se može koristiti dodavanjem organskih otapala, pH pomakom. U nekim slučajevima, kada se vezanje proteina temelji na kombinaciji hidrofobnih i ionskih interakcija, elucija otopinama soli daje dobre rezultate. Također napominjemo da se znakovi hidrofobne kromatografije nalaze i u drugim metodama razdvajanja proteina, posebice u afinitetnoj kromatografiji. Svake godine na konferenciji i izložbi u Pittsburghu u SAD-u prezentiraju se deseci novih HPLC sorbenata i iz njih se može prosuditi o novim smjerovima i trendovima. Tvrtke nude širok izbor stupova: duljine stupova variraju od 10 do 250 mm, a unutarnji promjeri od 1 do 50 mm. Oprema za HPLC Moderni tekućinski kromatografi dostupni su u tri verzije: blok-modularna, monoblok i intermedijarna (modularna izvedba u jednom bloku). Izbor konfiguracije modularnog uređaja određen je analitičkim zadatkom. Modularni sustav omogućuje brzu i jednostavnu montažu određenog sustava uz minimalne troškove. Na temelju fleksibilnog blok-modularnog sustava moguće je izraditi kako jednostavne uređaje tako i one složene, sa sastavnim dijelovima, pogodne za rješavanje rutinskih tehnoloških problema i izvođenje složenih istraživačkih mjerenja.

11 Monoblok sustav ima prednost u nekim slučajevima u slučaju specijaliziranih specifičnih zadataka. Integrirani sustav sa zamjenjivim blokovima ima slične prednosti. Trenutačno su komercijalno dostupni sljedeći tipovi tekućinskih kromatografa: visokotlačni (zatvoreni sustavi), gradijentni, izokratski, preparativni, ionski, isključenje veličine, niski pritisak(otvoreni sustavi), multidimenzionalni, on-line analizatori, visokotemperaturni kontinuirani, protustrujni, pokretni sloj, analizatori aminokiselina. Ovi tekućinski kromatografi mogu uključivati ​​sljedeće sustave detekcije: varijabilne valne duljine, fiksne valne duljine (s filtrima), skeniranje, niz fotodioda, refraktometrijski, fluorescentni, elektrokemijski, konduktometrijski, amperometrijski, raspršenje svjetlosti, kemiluminescentni, maseni spektrometrijski, kiralni, mikrokolona, ​​radioaktivni, IR spektroskopski, plamena ionizacija itd. Razvija se HPLC s mikro- i nanokolonama. Izgled kromatografa: 1-pumpa 2-jedinica za ubrizgavanje uzorka 3-kromatografska kolona 4-detektor 5-registar 6-kolona termostat 7-jedinica za pripremu eluenta 8-odvod eluata ili kolektor frakcija

12 HPLC primjene HPLC metode postale su službene metode u farmakopejama raznih zemalja, u EPA (Američka agencija za analizu onečišćenja okoliša), u GOST-ovima i preporukama za analizu mnogih štetnih spojeva. Pri praćenju onečišćenja okoliša HPLC metodama utvrđuju se naftni derivati ​​u površinskim i pitkim vodama; pesticidi u vodi, tlu; ftalati u vodi; aromatski amini i polinuklearni aromatski spojevi u hrani i vodi; fenol, klorofenol i nitrofenoli u piti vodu; nitrozamini u hrani; teški metali u vodi, tlu i hrani; mikotoksini (aflatoksini, zearalenon i dr.) u hrani i stočnoj hrani te mnogi drugi zagađivači. Rana dijagnostika bolesti analizom biokemijskih markera HPLC se sve više koristi za određivanje biokemijskih markera i metabolita u masovnim medicinskim pregledima stanovništva i otkrivanju opasnih bolesti. Obično je za dijagnozu bolesti dovoljno odrediti samo markere, no u nekim slučajevima potrebno je odrediti metabolički profil razine mnogih komponenti. Biološki markeri su relativno male molekule: kateholamini, aminokiseline (homocistein), indoli, nukleozidi, porfirini, šećeri, steroidi, hormoni, vitamini, pterini i lipidi. U nekim slučajevima koriste se i velike molekule: enzimi, proteini, nukleinske kiseline. Profil koncentracije fiziološke tekućine u bolesnika s različitim bolestima može se značajno razlikovati od profila zdravi ljudi. Ovaj se pokazatelj također mora odrediti u bolesnika s nasljednim metaboličkim poremećajima. Osim toga, rade se analize profila u slučaju onkoloških, kardiovaskularnih, psihičkih i neuroloških bolesti, te dijabetesa i porfirijaze. Profil koncentracije tjelesnih tekućina određuje se u bolesnika s određenim simptomima, ali ne daje točnu dijagnozu bolesti. Nedavno je pokazano da se promijenjeni nukleozidi pojavljuju u profilu oboljelih od AIDS-a. Za analizu objekata kao što su složene i višekomponentne biološke tekućine prikladna je tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti, koja ima jasne prednosti u odnosu na plinsku kromatografiju zbog nestabilnosti mnogih biološki aktivnih spojeva na povišenim temperaturama. Sadržaj mnogih markera u biološkim tekućinama je na razini g, stoga su za njihovo određivanje potrebni visoko osjetljivi i selektivni detektori, posebice amperometrijski i fluorescentni. Poželjno je da analize

13 završiti brzo, unutar 5-20 minuta. Trenutno se analizom biokemijskih markera u medicinskim centrima diljem svijeta otkriva već više od 200 metaboličkih bolesti. Proučavanja i analize u biokemiji HPLC se najviše koristi za odvajanje bioloških spojeva: proteina, enzima, šećera, lipida, aminokiselina, peptida, vitamina itd. U vezi s razvojem proteomike, interes za odvajanje i analizu proteina se povećao. , peptida i aminokiselina naglo je porastao. HPLC metoda se koristi za proučavanje interakcija lijek-membrana i lijek-protein te za procjenu stupnja oksidacije proteina. Utvrđeni odnos između kromatografskih parametara i bioloških svojstava omogućuje svjesniju potragu za novim lijekovima i drugim biološki aktivnim spojevima u lijekovima. HPLC je jedna od najvažnijih metoda za proučavanje metabolita lijekova, odvajanje i izolaciju alergena te proučavanje farmakokinetičkih procesa. Razdvajanje enantiomernih ljekovitih tvari ovladano je u industrijskim razmjerima.

2.2.29. TEKUĆINA KROMATOGRAFIJA VISOKOG UČINKA Tekućinska kromatografija visokog učinka (HPLC) je tehnika odvajanja koja se temelji na različitoj raspodjeli tvari između dvije tvari koje se ne miješaju.

8. Pitanja 1. Definirajte kromatografiju. 2. Koje značajke kromatografije omogućuju postizanje boljeg odvajanja tvari sličnih svojstava u usporedbi s drugim metodama odvajanja. 3. Popis

Predavanje 6 Kromatografske metode analize Plan predavanja 1. Pojmovi i termini kromatografije. 2. Klasifikacija kromatografskih metoda analize. Kromatografska oprema. 3. Vrste kromatografije: plinska,

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište) Odjel za molekularnu i biološku fiziku Fizikalne metode istraživanja Predavanje 9 Tekućinska kromatografija Metode i tehnologija

Profesor Kochetov Anatoly Glebovich Asistent Liang Olga Viktorovna AST, ALT: prema Reitmanu Frenkelu i kinetičkoj metodi Izum ili vizualizacija bioloških kemijska reakcija ili fizički proces

PREDAVANJE 7. KROMATOGRAFIJA KAO METODA ZA RAZDVAJANJE, IDENTIFIKACIJU I KVANTITATIVNO ODREĐIVANJE Osnovni pojmovi i definicije Različite klasifikacije kromatografskih metoda Kemisorpcijska kromatografija

Otkriće kromatografije (1903.) MIKHAIL SEMENOVICH TsVET (1872.-1919.) Glavne faze u razvoju kromatografije 1903. Otkriće kromatografije (Tsvet M.S.) 1938. Tankoslojna ili planarna kromatografija (Izmailov)

Analitička kemija 4. semestar, predavanje 17. Modul 3. Kromatografija i druge metode analize. Kromatografija. Princip i klasifikacija metoda. 1. Princip kromatografske separacije. Stacionarni i mobilni

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSIJE NACIONALNO ISTRAŽIVANJE TOMSK DRŽAVNO SVEUČILIŠTE KEMIJSKI FAKULTET Anotirani program rada discipline Kromatografske metode analize Područje studija

04.07 Moskovski institut za fiziku i tehnologiju Odjel za molekularnu i biološku fiziku Fizikalne metode istraživanja Predavanje 8 Kromatografija Dolgoprudny, 6. travnja 07. Plan. Povijest nastanka

V.D. SHATZ O.V. SACHART TEKUĆINA KROMATOGRAFIJA VISOKE UČINKOVITE Osnove teorije. Metodologija. Primjena u medicinskoj kemiji. PREDGOVOR Suvremeni razvoj potrebne kemijske i biološke znanosti

FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja „Uralsko državno sveučilište. prije podne Gorky" IONTS "Ekologija i upravljanje prirodom"

ANOTACIJA programa rada discipline "Uvod u kromatografske metode analize" u smjeru pripreme 04.03.01 Kemija na profilu osposobljavanja "Analitička kemija" 1. Ciljevi svladavanja discipline

MINISTARSTVO ZDRAVLJA RUSKE FEDERACIJE OPĆA FARMAKOPEJSKA ODOBRA Tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti OFS.1.2.1.2.0005.15 Umjesto čl. GF XI Tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (tekućinska

Laboratorijske vježbe 7b Kromatografsko određivanje sastava plinovite faze tala. Kromatografija (od grčkog chroma, genitiv chromatos boja, boja) je fizikalno-kemijska metoda odvajanja i analize

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište) Odjel za molekularnu fiziku Metode fizikalnog istraživanja Predavanje Plinska kromatografija Teorija i principi Dolgoprudny, studeni

APP NOTE-19/2017LC Analitičke mogućnosti tekućinskog kromatografa Maestro HPLC s amperometrijskim detektorom na primjeru određivanja homocisteina u krvnoj plazmi Yashin A. Ya. k. x. dr. sc., vodeći inženjer

Prednosti Agilent AdvanceBio SEC SEC stupaca za biofarmaceutsku analizu Usporedba stupaca različitih dobavljača radi poboljšanja kvalitete podataka Tehnički pregled

KEMIJSKI FAKULTET BJELORUSKOG DRŽAVNOG SVEUČILIŠTA ODSJEK ZA ANALITIČKU KEMIJU

Agilent AdvanceBio SEC kolone za kromatografiju s isključivanjem veličine za analizu agregacije: kompatibilnost instrumenata Tehnički pregled Uvod Agilent AdvanceBio SEC kolone su nova obitelj

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište)) Odjel za molekularnu fiziku Fizikalne metode istraživanja Predavanje 0 Plinska kromatografija Dolgoprudny, 5. studenog 0g. Plan. Priča

2 Metode analize: 1. Kemijske metode. Kemijska ravnoteža i njezina uporaba u analizi. Acidobazna ravnoteža. Jačina kiselina i baza, obrasci njihove promjene. Hammetova funkcija. izračun

Državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja MOSKVSKO DRŽAVNO MEDICINSKO I STOMATOLOŠKO SVEUČILIŠTE Ministarstva zdravstva i socijalnog razvoja

VD SHATZ, OV SAKHARTOVA TEKUĆINA KROMATOGRAFIJA VISOKE UČINKOVITE Osnove teorije. Metodologija. Primjena u medicinskoj kemiji INSTITUTA AKADEMIJE ZNANOSTI LATVINJSKE SSR

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište) Odjel za molekularnu i biološku fiziku Fizičke metode istraživanja Predavanje 8 Detektori u kromatografiji Tekućinska kromatografija

MINISTARSTVO ZDRAVLJA RUSKE FEDERACIJE OPĆA FARMAKOPEJSKA ODOBRA Elektroforeza OFS.1.2.1.0021.15 Umjesto čl. SP XI, broj 1 Metoda analize elektroforeze na temelju sposobnosti nabijenih čestica,

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju Odjel za molekularnu i biološku fiziku Metode fizikalnog istraživanja Predavanje 9 Eksperimentalna tehnika i metode plinske kromatografije Dolgoprudny, 3. travnja

APP NOTE-18/2017LC Analitičke mogućnosti tekućinskog kromatografa Maestro HPLC s amperometrijskim detektorom na primjeru određivanja kateholamina u krvnoj plazmi Yashin A. Ya. k. x. dr. sc., vodeći inženjer

Kromatografija je jedan od najvažnijih procesa instrumentalne analitike. Prije svega, igra važnu ulogu u područjima znanosti kao što su kemija, biokemija i analitika okoliša u određivanju malih

Savezna državna proračunska znanstvena ustanova "Istraživački institut za hematologiju i transfuziju krvi Kirov Savezne medicinske i biološke agencije" 3.3.2. Medicinski imunobiološki

Pouzdana detekcija ugljikohidrata, alkohola i organskih kiselina uz niskotlačnu kromatografiju Agilent Hi-Plex kolone za HPLC izmjenu liganda Agilent Technologies Technologies Agilent Hi-Plex kolone

Savezno državno unitarno poduzeće NPO RADON Moskva Razvoj i provjera metode koncentriranja i odvajanja i (IV) uporabom ekstrakcijske kromatografije na smoli Ermakov A.I. Moskva - 2013. 1 Sorpcijski materijal: Impregnirani

Fizikalno-kemijske metode analize Kromatografija Metoda kromatografije temelji se na pojavi sorpcije Sorpcija je proces apsorpcije plinova, para i otopljenih tvari krutim ili tekućim sorbentima.

MINISTARSTVO ZDRAVLJA RUSKE FEDERACIJE OPĆA FARMAKOPEJSKA OVLAŠĆENJE Plinska kromatografija OFS.1.2.1.2.0004.15 Umjesto čl. GF XI Plinska kromatografija je metoda za odvajanje hlapljivih spojeva koja se temelji na

Plinska kromatografija 1 Zahtjevi za tvar 1. Hlapljivost 2. Toplinska stabilnost (tvar mora ispariti bez raspadanja) 3. Inertnost Izgled plinskog kromatografa 1 2 3 4 5 1. Boca s plinom nosačem

MINISTARSTVO ZDRAVLJA RUSKE FEDERACIJE OPĆA FARMAKOPEJSKA OVLAŠĆENJE Tankoslojna kromatografija OFS.1.2.1.2.0003.15 Umjesto čl. SP XI, izdanje 1 Kromatografski proces koji se odvija tijekom kretanja

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište) Odjel za molekularnu i biološku fiziku Fizikalne metode istraživanja Predavanje 7 Plinska i tekućinska kromatografija. Praktično

141 Primjena mikrokolonske HPLC za kontrolu ionola u transformatorskom ulju Rudakov OB, Fan Vinh Thin Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering, Voronezh Podolina Ye.A. Elektrostalsky

46. ​​​​METODE KROMATOGRAFSKE SEPARACIJE Kromatografske metode separacije su metode višestupanjske separacije u kojima se komponente uzorka raspoređuju između dvije faze, stacionarne i mobilne. nepomična

E.L.STYSKIN, L.B.ITSIKSON, E.V.BRAUDE Praktična visokoučinkovita evaluacijska verzija tekućinske kromatografije Moskva. 1986. SADRŽAJ Predgovor... Uvod... POGLAVLJE 1. TEMELJI TEORIJE I GLAVNI

Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Državno sveučilište)) Zavod za molekularnu fiziku Fizikalne metode istraživanja Predavanje 9 Kromatografija. Uvod Dolgoprudny, 9. listopada 0g. Plan.

FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja „Uralsko državno sveučilište. prije podne Gorky" IONTS "Ekologija i upravljanje prirodom"

Predmet. Fizikalno-kemija površinskih pojava. Adsorpcija. Površinski fenomeni manifestiraju se u heterogenim sustavima, tj. sustavi gdje postoji sučelje između komponenti. Površinski fenomeni

848 KRATKA IZVJEŠĆA prema materijalima XII. Međunarodne konferencije "Fizikalno-kemijske osnove procesa ionske izmjene (IONITI-2010)" UDK 541 Određivanje šećera, aminokiselina metodom visokoučinkovite anionske izmjene.

SUVREMENA PREPARATIVNA FLASH KROMATOGRAFIJA 2. dio* A.Abolin, Ph.D., "GalaChem" [e-mail zaštićen] P.-F. Icarus, Interchim (Francuska) Nastavljamo objavljivati ​​materijale o modernim metodama preparativna

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI RUSKE FEDERACIJE MOSKOVSKI FIZIČKI I TEHNIČKI INSTITUT (DRŽAVNO SVEUČILIŠTE) Odjel za molekularnu i biološku fiziku TEKUĆINA KROMATOGRAFIJA VISOKOG UČINKA

Znanstvene bilješke Nacionalnog sveučilišta Taurida. Serija V. I. Vernadskog "Biologija, kemija" Svezak 17 (56). 2004. 1. S. 150-155. UDK 577.322: 537.632.5 UTJECAJ NEKIH HIDROFOBNIH LIGANDA NA SPEKTRA

Fizikalni procesi u biološkim membranama Autori: A.A. Kyagova, A.Ya. Potapenko I. Struktura, funkcije, fizikalna svojstva bioloških membrana 1) Struktura Fosfolipidni dvosloj Molekule fosfolipida

RAZDVAJANJE DERIVATA ENANTIOMERA AMINOKISELINA NA AMINIRANOM β-ciklodekstrinu TEKUĆOM KROMATOGRAFIJOM VISOKOG UČINKA I. A. Ananyeva, E. N. Shapovalova, S. A. Lopatin, O.

TEKUĆINSKI KROMATOGRAF VISOKE UČINKOVITE SA SPEKTROFLUORIMETRIJSKIM DETEKTOROM "FLUORAT-02-PANORAMA". Radi se o tekućinskom analizatoru "FLUORAT -02-PANORAMA", koji se koristi kao spektrofluorimetar.

1. Objašnjenje 1.1. Zahtjevi za studente Student mora imati sljedeće početne kompetencije: temeljne odredbe matematike i prirodnih znanosti; ovladati vještinama samostalnog

Podložno objavi u javnom tisku Tekućinski kromatografi Agilent 1100, Agilent 100 Uključeno u Državni registar mjernih instrumenata Registracija A6 laž Umjesto toga Izdano prema tehničkoj dokumentaciji

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI REPUBLIKE KAZAHSTAN DRŽAVNO SVEUČILIŠTE NAMED AFTER SHAKARIM OF THE CITY OF SEMEY QMS dokument Razina 3 UP KV UP KV KURIKULUM komponente po vašem izboru Revizija 1 od "08"

Savezna agencija za obrazovanje Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Državno sveučilište Vladimir V.G. AMELIN KROMATOGRAFSKE METODE ANALIZE

Svi aspekti jednog Crystal 09-312-6029RU Smjernice za naftne proizvode. Definicija tipa aromatski ugljikovodici u srednjim destilatima. Metoda tekućinske kromatografije visoke učinkovitosti sa

Predavanje 7. POVRŠINSKE POJAVE 1. Površinska napetost 1.1. površinska energija. Do sada nismo uzimali u obzir postojanje sučelja između različitih medija*. Međutim, njegova prisutnost može biti vrlo

Nastavni plan i program se temelji na obrazovnom standardu OSVO 1-31 05 01 2013 i nastavnom planu i programu visokog obrazovanja G 31 153/ac. 2013. SASTAVLJAČ: V.A.Vinarsky, izvanredni profesor, kandidat kemijskih znanosti, izvanredni profesor PREPORUČUJEMO

1 Makromolekulski spojevi (Lysenko EA) Predavanje 7. Frakcioniranje makromolekula 2 1. Pojam frakcioniranja. 2. Preparativno frakcioniranje. 3. Metoda turbidimetrijske titracije. 4. Prodiranje u gel

08, svezak http://dx.doi.org/0.6787/nydha-68-878-08---07- ZNANSTVENI PRISTUP PROUČAVANJU STANDARDIZACIJE LIJEKA MEGOSIN I NJEGOVOG KOMPLEKSNOG SPOJA MEGAFERON Ziyaev Kh.L., Nazirova Ya .K., Khaitbaev A.A.

Sažetak tehničkih informacija Agilent SureMass Sažetak Ručna analiza ili softversko odvajanje vrhova tradicionalno se koristi u analizi GC/MS kromatograma punog spektra kako bi se izolirali

1. Uvod.

2. Nastanak i razvoj kromatografije.

3. Podjela kromatografskih metoda.

4. Kromatografija na čvrstoj stacionarnoj fazi:

a) plinska (gasno-adsorpcijska) kromatografija;

b) tekućinska (tekućinska adsorpcijska) kromatografija.

5. Kromatografija na tekućoj stacionarnoj fazi:

a) plinsko-tekućinska kromatografija;

b) gel kromatografija.

6. Zaključak.

Kao i zrake spektra, različite komponente mješavine pigmenata pravilno su raspoređene u stupcu kalcijevog karbonata, što omogućuje njihovo kvalitativno i kvantitativno određivanje. Ovako dobiveni pripravak nazivam kromatogramom, a predloženu metodu - kromatografskom.

M. S. Cvet, 1906

Uvod

Potreba za odvajanjem i analizom smjese tvari susreće se ne samo kemičar, već i mnogi drugi stručnjaci.

U moćnom arsenalu kemijskih i fizikalno-kemijskih metoda razdvajanja, analize, proučavanja strukture i svojstava pojedinačnih kemijskih spojeva i njihovih složenih smjesa, jedno od vodećih mjesta zauzima kromatografija.

Kromatografija je fizikalno-kemijska metoda za odvajanje i analizu smjesa plinova, para, tekućina ili otopljenih tvari i određivanje fizikalno-kemijskih svojstava pojedinih tvari, koja se temelji na raspodjeli odvojenih komponenti smjese između dvije faze: pokretne i nepokretne. Tvari koje čine stacionarnu fazu nazivaju se sorbenti. Stacionarna faza može biti kruta ili tekuća. Mobilna faza je struja tekućine ili plina koja se filtrira kroz sloj sorbenta. Mobilna faza obavlja funkcije otapala i nosača analizirane smjese tvari, prebačene u plinovito ili tekuće stanje.

Postoje dvije vrste sorpcije: adsorpcija – upijanje tvari čvrstom površinom i apsorpcija – otapanje plinova i tekućina u tekućim otapalima.

2. Nastanak i razvoj kromatografije

Pojava kromatografije kao znanstvene metode povezana je s imenom izvanrednog ruskog znanstvenika Mihaila Semenoviča Tsveta (1872. - 1919.), koji je 1903. godine otkrio kromatografiju tijekom istraživanja mehanizma pretvorbe sunčeve energije u biljnim pigmentima. Ovu godinu treba uzeti kao datum nastanka kromatografske metode.

M.S. Boja je propustila otopinu analita i mobilnu fazu kroz stupac adsorbensa u staklenoj cijevi. U tom smislu njegova je metoda nazvana kolonskom kromatografijom. Godine 1938. N.A. Izmailov i M.S. Schreiber je predložio modificiranje Color metode i provođenje odvajanja smjese tvari na ploči prekrivenoj tankim slojem adsorbensa. Tako je nastala tankoslojna kromatografija koja omogućuje analizu s mikrokoličinom tvari.

Godine 1947. T.B. Gapon, E.N. Gapon i F.M. Shemyakin je prvi proveo kromatografsko odvajanje smjese iona u otopini, objašnjavajući to prisutnošću reakcije izmjene između iona sorbensa i iona sadržanih u otopini. Tako je otvoren još jedan smjer kromatografije - kromatografija ionske izmjene. Trenutno je kromatografija ionske izmjene jedno od najvažnijih područja kromatografske metode.

E.N. i G.B. Gapon je 1948. proveo ono što je M.S. Obojite ideju o mogućnosti kromatografskog odvajanja smjese tvari na temelju razlika u topljivosti teško topljivih taloga. Pojavila se sedimentna kromatografija.

Godine 1957. M. Goley predložio je nanošenje sorbenta na unutarnje stijenke kapilarne cijevi - kapilarna kromatografija. Ova opcija omogućuje analizu mikrokoličina višekomponentnih smjesa.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća postalo je moguće sintetizirati i ionske i nenabijene gelove sa strogo definiranim veličinama pora. To je omogućilo razvoj varijante kromatografije, čija je bit razdvajanje smjese tvari na temelju razlike u njihovoj sposobnosti prodiranja u gel - gel kromatografija. Ova metoda omogućuje odvajanje smjesa tvari različitih molekularnih težina.

Trenutno je kromatografija doživjela značajan razvoj. Danas različite metode kromatografije, posebice u kombinaciji s drugim fizikalnim i fizikalno-kemijskim metodama, pomažu znanstvenicima i inženjerima u rješavanju različitih, često vrlo složenih problema u znanstvenim istraživanjima i tehnologiji.

3. Podjela kromatografskih metoda

Raznolikost modifikacija i varijanti kromatografske metode zahtijeva njihovu sistematizaciju ili klasifikaciju.

Razvrstavanje se može temeljiti na različitim kriterijima, i to:

1. agregatno stanje faza;

2. mehanizam za odvajanje;

3. način izvođenja procesa;

4. svrha procesa.

Klasifikacija prema stanju agregacije faza:

plinska (mobilna faza - plin), plinsko-tekuća (mobilna faza - plin, stacionarna faza - tekućina), tekuća (mobilna faza - tekućina) kromatografija.

Klasifikacija prema mehanizmu razdvajanja.

Adsorpcijska kromatografija temelji se na selektivnoj adsorpciji (apsorpciji) pojedinih komponenti analizirane smjese odgovarajućim adsorbensima. Adsorpcijska kromatografija se dijeli na tekuću (tekućinska adsorpcijska kromatografija) i plinsku (plinska adsorpcijska kromatografija).

Ionsko-izmjenjivačka kromatografija temelji se na korištenju procesa ionske izmjene koji se odvijaju između mobilnih iona adsorbensa i iona elektrolita kada se otopina analita propusti kroz kolonu napunjenu tvari za ionsku izmjenu (ionski izmjenjivač). Ionski izmjenjivači su netopljivi anorganski i organski makromolekularni spojevi. Kao ionski izmjenjivači koriste se aluminijev oksid, permutit, sulfonirani ugljen i razne sintetske organske ionsko-izmjenjivačke tvari - ionsko-izmjenjivačke smole.

Sedimentna kromatografija temelji se na različitoj topivosti taloga koje čine komponente analizirane smjese s posebnim reagensima. Na primjer, kada se otopina smjese soli Hg (II) i Pb propusti kroz kolonu s nosačem prethodno impregniranim otopinom KI, formiraju se 2 obojena sloja: gornji, obojen narančasto-crveno (HgI 2), a donji, žuto obojen (PbI 2).

Podjela prema načinu izvođenja procesa.

Kromatografija na koloni je vrsta kromatografije u kojoj se kolona koristi kao nosač za nepokretno otapalo.

Papirna kromatografija je vrsta kromatografije u kojoj se umjesto kolone kao nosač za nepokretno otapalo koriste trake ili listovi filter papira koji ne sadrže mineralne nečistoće. U tom slučaju, kap ispitne otopine, na primjer, mješavine otopina soli Fe (III) i Co (II), nanese se na rub papirnate trake. Papir se suspendira u zatvorenoj komori (slika 1), spuštajući njegov rub s kapljicom ispitne otopine nanesenom na njega u posudu s pokretnim otapalom, na primjer, n-butil alkoholom. Pokretno otapalo, krećući se kroz papir, vlaži ga. U ovom slučaju, svaka tvar sadržana u analiziranoj smjesi kreće se svojom svojstvenom brzinom u istom smjeru kao i otapalo. Po završetku odvajanja iona, papir se suši i zatim raspršuje reagensom, u ovom slučaju otopinom K 4, koji sa tvarima koje se odvajaju stvara obojene spojeve (plavo - s ionima željeza, zeleno - s ionima kobalta). ). Nastale zone u obliku obojenih mrlja omogućuju utvrđivanje prisutnosti pojedinih komponenti.

Papirna kromatografija u kombinaciji s upotrebom organskih reagensa omogućuje kvalitativnu analizu složenih smjesa kationa i aniona. Na jednom kromatogramu pomoću jednog reagensa moguće je detektirati više tvari, budući da je svaka tvar karakterizirana ne samo odgovarajućom obojenošću, već i određenim mjestom na kromatogramu.

Tankoslojna kromatografija je vrsta kromatografije slična papirnoj kromatografiji po mehanizmu odvajanja. Razlika između njih je u tome što se umjesto na listovima papira, separacija provodi na pločama presvučenim tankim slojem sorbenta od praha glinice, celuloze, zeolita, silika gela, dijatomejske zemlje i dr. i zadržavanje nepokretnog otapala. Glavna prednost tankoslojne kromatografije je jednostavnost aparature, jednostavnost i velika brzina pokusa, dovoljna jasnoća razdvajanja smjese tvari, te mogućnost analize ultramikrokoličina tvari.

Podjela prema namjeni kromatografskog procesa.

Najveću važnost ima kromatografija kao metoda kvalitativne i kvantitativne analize smjesa tvari (analitička kromatografija).

Preparativna kromatografija je vrsta kromatografije u kojoj se odvajanje smjese tvari provodi u preparativne svrhe, tj. kako bi se dobile više ili manje značajne količine tvari u čistom obliku, bez nečistoća. Zadatak preparativne kromatografije također može biti koncentracija i naknadna izolacija iz smjese tvari sadržanih u obliku mikronečistoća u glavnu tvar.

Neanalitička kromatografija je vrsta kromatografije koja se koristi kao znanstvena istraživačka metoda. Koristi se za proučavanje svojstava sustava, kao što su otopine, kinetika kemijskih procesa, svojstva katalizatora i adsorbenata.

Dakle, kromatografija je univerzalna metoda za analizu smjesa tvari, dobivanje tvari u čistom obliku, kao i metoda za proučavanje svojstava sustava.

4. Kromatografija na čvrstoj stacionarnoj fazi

a) Plinska (gasno-adsorpcijska) kromatografija

Plinska kromatografija je kromatografska metoda u kojoj je mobilna faza plin. Plinska kromatografija dobila je najveću primjenu za odvajanje, analizu i proučavanje tvari i njihovih smjesa, prelazeći bez raspadanja u stanje pare.

Jedna od mogućnosti plinske kromatografije je plinska adsorpcijska kromatografija - metoda u kojoj je stacionarna faza čvrsti adsorbent.

U plinskoj kromatografiji kao mobilna faza (plin nosač) koristi se inertni plin: helij, dušik, argon, znatno rjeđe vodik i ugljikov dioksid. Ponekad je plin nosilac para hlapljivih tekućina.

Proces plinske kromatografije obično se provodi u posebnim uređajima koji se nazivaju plinski kromatografi (slika 3). Svaki od njih ima sustav dovoda protoka plina nosača, sustav pripreme i ubrizgavanja ispitne smjese, kromatografsku kolonu sa sustavom za kontrolu temperature, sustav za analizu (detektor) i sustav za bilježenje rezultata separacije i analize (registrar).

Temperatura je od velike važnosti u plinskoj adsorpcijskoj kromatografiji. Njegova uloga je, prije svega, promjena sorpcijske ravnoteže u sustavu plin-krutina. Stupanj razdvajanja komponenti smjese, učinkovitost kolone i ukupna brzina analize ovise o pravilnom odabiru temperature kolone. Postoji određeno temperaturno područje kolone u kojem je kromatografska analiza optimalna. Tipično, ovaj temperaturni raspon je u području blizu vrelišta utvrđenog kemijski spoj. Kada su vrelišta komponenata smjese vrlo različita, koristi se programiranje temperature kolone.

Razdvajanje u kromatografskoj koloni je najvažnija, ali prethodna operacija cjelokupnog procesa plinske kromatografske analize. U pravilu binarne smjese (plin nosilac - komponenta) koje izlaze iz kolone ulaze u uređaj za detekciju. Ovdje se promjene koncentracija komponenti tijekom vremena pretvaraju u električni signal, koji se bilježi posebnim sustavom u obliku krivulje koja se naziva kromatogram. Rezultati cijelog eksperimenta uvelike ovise o pravilnom izboru tipa detektora i njegovoj izvedbi. Postoji nekoliko klasifikacija detektora. Postoje diferencijalni i integralni detektori. Diferencijalni detektori bilježe trenutnu vrijednost jedne od karakteristika (koncentracija ili protok) tijekom vremena. Integralni detektori sumiraju količinu tvari u određenom vremenskom razdoblju. Koriste se i detektori različitih principa rada, osjetljivosti i namjene: termokonduktometrijski, ionizacijski, spektroskopski, maseno spektrometrijski, kulometrijski i mnogi drugi.

Primjena plinske adsorpcijske kromatografije

Plinska adsorpcijska kromatografija koristi se u kemijskoj i petrokemijskoj industriji za analizu produkata kemijske i petrokemijske sinteze, sastava naftnih frakcija, određivanje čistoće reagensa i sadržaja ključnih produkata u različitim fazama tehnoloških procesa itd.

Analiza trajnih plinova i lakih ugljikovodika, uključujući izomere, plinskom kromatografijom traje 5 - 6 minuta. Prethodno je na tradicionalnim analizatorima plina ova analiza trajala 5-6 sati. Sve je to dovelo do činjenice da se plinska kromatografija počela široko koristiti ne samo u istraživačkim institutima i kontrolnim i mjernim laboratorijima, već je ušla iu integrirane sustave automatizacije industrijskih poduzeća.

Danas se u potrazi za naftnim i plinskim poljima koristi i plinska kromatografija, koja omogućuje određivanje sadržaja organskih tvari u uzorcima uzetim iz tla, što ukazuje na blizinu naftnih i plinskih polja.

Plinska kromatografija se uspješno koristi u forenzici, gdje se njome utvrđuje identitet uzoraka mrlja krvi, benzina, ulja, krivotvorina skupih prehrambenih proizvoda i sl. Vrlo često se plinska kromatografija koristi za određivanje sadržaja alkohola u krvi vozača automobila. Nekoliko kapi krvi iz prsta dovoljno je da se utvrdi koliko je, kada i kakvo alkoholno piće popio.

Plinska kromatografija nam omogućuje dobivanje vrijednih i jedinstvenih informacija o sastavu mirisa u prehrambenim proizvodima kao što su sir, kava, kavijar, konjak itd. Ponekad nam informacije dobivene plinsko kromatografskom analizom ne odgovaraju. Primjerice, nije rijetkost da prehrambeni proizvodi sadrže prekomjerne količine pesticida ili da voćni sok sadrži trikloretilen koji se, suprotno zabranama, koristio za povećanje stupnja ekstrakcije karotena iz voća itd. Ali upravo te informacije štite ljudsko zdravlje.

Međutim, nije neuobičajeno da ljudi jednostavno zanemaruju primljene informacije. Prije svega, to se odnosi na pušenje. Detaljnom plinsko-kromatografskom analizom odavno je utvrđeno da dim cigareta i cigareta sadrži do 250 različitih ugljikovodika i njihovih derivata, od kojih njih 50-ak ima kancerogeni učinak. Zato je rak pluća 10 puta češći kod pušača, ali i dalje milijuni ljudi nastavljaju trovati sebe, svoje kolege i rodbinu.

Plinska kromatografija ima široku primjenu u medicini za određivanje sadržaja brojnih lijekova, određivanje razine masnih kiselina, kolesterola, steroida itd. u tijelu pacijenta. Ovakve analize daju izuzetno važne podatke o stanju zdravlja čovjeka, tijeku njegove bolesti, učinkovitosti primjene pojedinih lijekova.

Znanstvena istraživanja u metalurgiji, mikrobiologiji, biokemiji, u razvoju sredstava za zaštitu bilja i novih lijekova, u stvaranju novih polimera, Građevinski materijal i u mnogim drugim vrlo raznolikim područjima praktične ljudske djelatnosti nemoguće je zamisliti bez tako moćne analitičke metode kao što je plinska kromatografija.

Plinska kromatografija uspješno se koristi za određivanje sadržaja policikličkih aromatskih spojeva opasnih po ljudsko zdravlje u vodi i zraku, razine benzina u zraku benzinskih postaja, sastava ispušnih plinova automobila u zraku itd.

Ova metoda se široko koristi kao jedna od glavnih metoda za praćenje čistoće okoliša.

Plinska kromatografija uzima važno mjesto u našim životima, pružajući nam golemu količinu informacija. Više od 20 tisuća različitih plinskih kromatografa koristi se u nacionalnom gospodarstvu i istraživačkim organizacijama, koje su nezaobilazni pomoćnici u rješavanju mnogih izazovne zadatke koji se svakodnevno suočavaju s istraživačima i inženjerima.

b) Tekućinska (tekućinska adsorpcija) kromatografija

Tekućinska kromatografija je skupina inačica kromatografije u kojima je mobilna faza tekućina.

Jedna od varijanti tekućinske kromatografije je tekućinska adsorpcijska kromatografija – metoda u kojoj je stacionarna faza kruti adsorbent.

Iako je tekućinska kromatografija otkrivena prije plinske kromatografije, tek je u drugoj polovici 20. stoljeća ušla u razdoblje iznimno intenzivnog razvoja. Trenutno, u smislu stupnja razvoja teorije kromatografskog procesa i tehnike instrumentacije, u smislu učinkovitosti i brzine odvajanja, jedva da je inferioran metodi odvajanja plinskom kromatografijom. Međutim, svaka od ove dvije glavne vrste kromatografije ima svoje preferirano područje primjene. Ako je plinska kromatografija prikladna uglavnom za analizu, odvajanje i proučavanje kemikalija s molekularnom težinom od 500 - 600, tada se tekućinska kromatografija može koristiti za tvari s molekularnom težinom od nekoliko stotina do nekoliko milijuna, uključujući izuzetno složene makromolekule polimera, proteina i nukleinskih kiselina. Međutim, suprotnosti različitih kromatografskih metoda inherentno su lišene zdrav razum, budući da se kromatografske metode uspješno nadopunjuju, te se samom zadatku pojedinog istraživanja mora pristupiti drugačije, odnosno kojom kromatografskom metodom se to rješava s većom brzinom, informativnošću i s nižim troškovima.

Kao u plinskoj kromatografiji, moderna tekućinska kromatografija koristi detektore koji vam omogućuju kontinuirano bilježenje koncentracije analita u tekućini koja teče iz kolone.

Ne postoji jedinstveni univerzalni detektor za tekućinsku kromatografiju. Stoga u svakom konkretnom slučaju treba odabrati najprikladniji detektor. Najrasprostranjeniji su ultraljubičasti, refraktometrijski, mikroadsorpcijski i transportni plamenoionizacijski detektori.

Spektrometrijski detektori. Detektori ove vrste su visoko osjetljivi selektivni uređaji, koji omogućuju određivanje vrlo malih koncentracija tvari u protoku tekuće faze. Njihova očitanja malo ovise o temperaturnim fluktuacijama i drugim nasumičnim promjenama u okolišu. Jedna od važnih značajki spektrometrijskih detektora je prozirnost većine otapala koja se koriste u tekućinskoj adsorpcijskoj kromatografiji u području radnih valnih duljina.

Najčešće se koristi apsorpcija u UV području, rjeđe u IC području. U UV području koriste se uređaji koji rade u širokom rasponu - od 200 nm do vidljivog dijela spektra, odnosno na određenim valnim duljinama, najčešće na 280 i 254 nm. Kao izvori zračenja koriste se živine žarulje niskog tlaka (254 nm), srednjeg tlaka (280 nm) i odgovarajući filtri.

Mikroadsorpcijski detektori. Djelovanje mikroadsorpcijskih detektora temelji se na oslobađanju topline tijekom adsorpcije tvari na adsorbensu koji ispunjava ćeliju detektora. Međutim, ne mjeri se toplina, već temperatura adsorbensa, na koju se zagrijava kao rezultat adsorpcije.

Mikroadsorpcijski detektor je vrlo osjetljiv instrument. Njegova osjetljivost prvenstveno ovisi o toplini adsorpcije.

Mikroadsorpcijski detektori su univerzalni, pogodni za detekciju organskih i anorganskih tvari. No, na njima je teško dobiti dovoljno jasne kromatograme, osobito u slučaju nepotpunog odvajanja komponenti smjese.

5. Kromatografija na tekućoj stacionarnoj fazi

a) Plinsko-tekućinska kromatografija

Plinsko-tekućinska kromatografija je metoda plinske kromatografije u kojoj je stacionarna faza tekućina niske hlapljivosti nanesena na kruti nosač.

Ova vrsta kromatografije koristi se za odvajanje plinova i para od tekućina.

Glavna razlika između plinsko-tekućinske i plinsko-adsorpcijske kromatografije je u tome što se u prvom slučaju metoda temelji na korištenju procesa otapanja i naknadnog isparavanja plina ili pare iz tekućeg filma koji drži kruti inertni nosač; u drugom slučaju, proces separacije temelji se na adsorpciji i naknadnoj desorpciji plina ili pare na površini čvrste tvari - adsorbensa.

Proces kromatografije može se shematski prikazati na sljedeći način. Smjesa plinova ili para hlapljivih tekućina ubrizgava se strujom plina nositelja u kolonu ispunjenu fiksnim inertnim nosačem, na kojem se raspoređuje nehlapljiva tekućina (stacionarna faza). Ta tekućina apsorbira ispitivane plinove i pare. Komponente smjese koje treba odvojiti se zatim selektivno izbacuju određenim redoslijedom iz kolone.

U plinsko-tekućinskoj kromatografiji koristi se niz detektora koji specifično reagiraju na bilo koju organsku tvar ili na organsku tvar s određenom funkcionalnom skupinom. Tu spadaju ionizacijski detektori, detektori zarobljavanja elektrona, termionički, spektrofotometrijski i neki drugi detektori.

Detektor plamene ionizacije (FID). Rad FID-a temelji se na činjenici da organske tvari koje ulaze u plamen vodikovog plamenika podliježu ionizaciji, uslijed čega se u detektorskoj komori, koja je također ionizacijska komora, javlja ionizacijska struja, čija je snaga proporcionalna na broj nabijenih čestica.

FID je osjetljiv samo na organske spojeve, a nije osjetljiv ili vrlo slabo osjetljiv na plinove kao što su zrak, sumporni i ugljični oksidi, sumporovodik, amonijak, ugljikov disulfid, vodena para i niz drugih anorganskih spojeva. Neosjetljivost FID-a na zrak omogućuje njegovu upotrebu za određivanje onečišćenja zraka raznim organskim tvarima.

U radu FID-a koriste se 3 plina: plin nosač (helij ili dušik), vodik i zrak. Sva 3 plina moraju biti visoke čistoće.

Detektor argona. U argonskom detektoru ionizacija je uzrokovana sudarom molekula analita s metastabilnim atomima argona nastalim kao rezultat izlaganja radioaktivnom B zračenju.

Termionski detektor. Načelo rada termoelektričnog detektora je da soli alkalijskih metala, isparavajući u plamenu plamenika, selektivno reagiraju sa spojevima koji sadrže halogene ili fosforne. U nedostatku takvih spojeva, u ionizacijskoj komori detektora uspostavlja se ravnoteža atoma alkalijskih metala. Prisutnost atoma fosfora, zbog njihove reakcije s atomima alkalnih metala, remeti tu ravnotežu i uzrokuje pojavu ionske struje u komori.

Budući da termionski detektor ima najveću osjetljivost na spojeve koji sadrže fosfor, naziva se fosfor. Ovaj se detektor uglavnom koristi za analizu organofosfatnih pesticida, insekticida i niza biološki aktivnih spojeva.

b) Gel kromatografija

Gel kromatografija (gel filtracija) je metoda za odvajanje smjesa tvari različitih molekulskih masa filtriranjem analizirane otopine kroz umrežene stanične gelove.

Do razdvajanja smjese tvari dolazi ako su veličine molekula tih tvari različite, a promjer pora zrnaca gela je konstantan i mogu proći samo one molekule čije su dimenzije manje od promjera rupa u gelu. pore gela. Prilikom filtriranja otopine analizirane smjese, manje molekule, prodirući u pore gela, zadržavaju se u otapalu koje se nalazi u tim porama, te se po sloju gela kreću sporije od velikih molekula koje ne mogu prodrijeti u pore. Dakle, gel kromatografija omogućuje odvajanje smjese tvari ovisno o veličini i molekularnoj masi čestica tih tvari. Ova metoda razdvajanja je vrlo jednostavna, brza i, što je najvažnije, omogućuje razdvajanje smjesa tvari pod blažim uvjetima od ostalih kromatografskih metoda.

Ako napunite stupac granulama gela i zatim u njega ulijete otopinu razne tvari s različitim molekularnim težinama, onda kada se otopina kreće duž sloja gela u stupcu, ova će se smjesa odvojiti.

Početni period eksperimenta: nanošenje otopine analizirane smjese na sloj gela u koloni. Druga faza - gel ne sprječava difuziju malih molekula u pore, dok velike molekule ostaju u otopini koja okružuje granule gela. Kada se sloj gela ispere čistim otapalom, velike molekule počinju se kretati brzinom bliskom brzini otapala, dok male molekule prvo moraju difundirati iz unutarnjih pora gela u volumen između zrnaca i, kao rezultat, zadržavaju se i kasnije ispiraju otapalom. Smjesa tvari se odvaja prema njihovoj molekulskoj težini. Tvari se ispiru iz kolone prema opadanju molekularne težine.

Primjena gel kromatografije.

Glavna svrha gel kromatografije je odvajanje smjesa makromolekularnih spojeva i određivanje raspodjele molekulske mase polimera.

Međutim, gel kromatografija se podjednako koristi za odvajanje smjesa tvari srednje molekulske mase, pa čak i spojeva niske molekulske mase. U ovom slučaju, od velike je važnosti da gel kromatografija omogućuje odvajanje na sobnoj temperaturi, što je povoljno u usporedbi s plinsko-tekućinskom kromatografijom, koja zahtijeva zagrijavanje za prijenos analita u parnu fazu.

Razdvajanje smjese tvari gel kromatografijom također je moguće kada su molekulske mase analiziranih tvari vrlo bliske ili čak jednake. U ovom slučaju koristi se interakcija otopljenih tvari s gelom. Ova interakcija može biti toliko značajna da poništava razlike u veličinama molekula. Ako je priroda interakcije s gelom različita za različite tvari, ta se razlika može koristiti za odvajanje mješavine od interesa.

Primjer je uporaba gel kromatografije za dijagnostiku bolesti štitnjače. Dijagnoza se postavlja količinom joda utvrđenom analizom.

Navedeni primjeri primjene gel kromatografije pokazuju njezine široke mogućnosti za rješavanje najrazličitijih analitičkih problema.

Zaključak

Kao znanstvena metoda razumijevanja svijeta oko nas, kromatografija se neprestano razvija i poboljšava. Danas se toliko često i široko koristi u znanstvenim istraživanjima, medicini, molekularnoj biologiji, biokemiji, tehnologiji i nacionalnom gospodarstvu da je vrlo teško pronaći polje znanja u kojem se kromatografija ne bi koristila.

Kromatografija kao istraživačka metoda sa svojim iznimnim mogućnostima moćan je čimbenik u razumijevanju i preobrazbi sve složenijeg svijeta u interesu stvaranja prihvatljivih životnih uvjeta za ljude na našem planetu.

BIBLIOGRAFIJA

1. Aivazov B.V. Uvod u kromatografiju. - M.: Vyssh.shk., 1983 - str. 8-18, 48-68, 88-233.

2. Kreškov A.P. Osnove analitičke kemije. Teorijska osnova. Kvalitativna analiza, knjiga prva, 4. izdanje, revidirano. M., "Kemija", 1976 - str. 119-125 (prikaz, ostalo).

3. Sakodynsky K.I., Orekhov B.I. Kromatografija u znanosti i tehnologiji. - M.: Znanje, 1982 - str. 3-20, 28-38, 58-59.

Uvod

Tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (HPLC) jedna je od učinkovitih metoda za odvajanje složenih smjesa tvari, koja se široko koristi kako u analitičkoj kemiji tako iu kemijskoj tehnologiji. Osnova kromatografskog odvajanja je sudjelovanje komponenti smjese koja se odvaja u složenom sustavu van der Waalsovih interakcija (uglavnom međumolekularnih) na granici faza. Kao metoda analize, HPLC je dio skupine metoda, koja zbog složenosti proučavanih objekata uključuje prethodno razdvajanje početne složene smjese na relativno jednostavne. Dobivene jednostavne smjese zatim se analiziraju konvencionalnim fizikalno-kemijskim metodama ili posebnim metodama razvijenim za kromatografiju.

Povijest razvoja tekućinske kromatografije

Kromatografiju je otkrio M.S. Tsvet 1903. godine u obliku metode tekućinske adsorpcijske kolone. U ovoj metodi korišteni su adsorbenti s veličinom zrna većom od 50–100 μm, eluent je prošao kroz kolonu gravitacijom zbog gravitacije, nije bilo detektora protoka. Razdvajanje se odvijalo sporo, tijekom nekoliko sati, iu ovom načinu se tekućinska kromatografija nije mogla koristiti u analitičke svrhe. Godine 1965.-1970. napori stručnjaka u raznim zemljama bili su usmjereni na stvaranje ekspresne tekućinske kromatografije. Bilo je jasno da je za povećanje stope razdvajanja potrebno skratiti puteve vanjske i unutarnje difuzije. To se može postići smanjenjem promjera zrna adsorbensa. Punjenje kolona sitnim zrncima (5-10 μm) stvorilo je visok ulazni tlak, što je zahtijevalo upotrebu visokotlačnih pumpi. Tako je rođena visokotlačna tekućinska kromatografija. Prelaskom na adsorbente fine frakcije jako je porasla učinkovitost kolona (po jedinici duljine, stotinama puta veća od učinkovitosti kolona u plinskoj kromatografiji), pa je moderna ekspresna analitička tekućinska kromatografija nazvana tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti (HPLC). ). Razvoj krutih fino zrnatih adsorbenata (5 ili 10 µm), stvaranje visokotlačnih pumpi (preko 200 atm.) i detektora protoka - sve je to osiguralo visoke HPLC performanse. Po vremenu odvajanja nije bila inferiorna plinskoj kromatografiji, a po područjima primjene znatno ju je nadmašila. Ovo razdoblje počelo se nazivati ​​drugim rođenjem tekućinske kromatografije, oživljavanjem, razdobljem njezine renesanse.

Jedan od prvih komercijalnih tekućinskih kromatografa bio je DuPont Model 820 (1968). Tome je prethodio razvoj niza detektora za tekućinsku kromatografiju: konduktometrijski detektor (1951.), detektor topline adsorpcije (1959.), detektor indeksa loma (1962.), UV detektor (1966.), tekućinski kromatograf/ sustav masenog spektrometra (1973), prvi diodni niz (1976).

Godine 1969. I. Halash i I. Sebastian predložili su sorbente s kemijski cijepljenim alkilnim lancima ("četkasti sorbenti") s Si--O-C vezama. Ovaj odnos se pokazao nestabilnim. Godine 1970. J. Kirkland razvio je sorbente sa stabilnijim Si-O-Si vezama. Radi pravde, treba napomenuti da je takvu modifikaciju mnogo ranije (1959.) predložio K.D. Shcherbakova i A.V. Kiselev.

U našoj zemlji tekućinski kromatografi razvijeni su 1969--1972, to su modeli Tsvet-1-69, Tsvet-304 i KhG-1301.