 |
Принципы аналитической хроматографии
|
|
|
|
Принципиальная схема аналитического хроматографа
Все виды колоночной сорбционной элютивной высокоэффективной одномерной хроматографии реализуются с помощью инструментов, имеющих единую принципиальную схему (рис. 4.1).
Рис.4.1. Принципиальная схема аналитического хроматографа.
Хроматограф состоит из последовательно соединенных между собой тонкими трубками:
· источника подвижной фазы под давлением,
· дозатора для ввода пробы,
· разделяющей колонки,
· детектирующей системы.
Кроме того, используются две вспомогательные системы:
· термостат-печка – для задания и контроля температуры в разделяющей колонке и непосредственно связанных с ней узлах,
· регистрирующее устройство – для записи и обработки экспериментальной информации.
Несмотря на важность для осуществления анализа всех узлов хроматографа, центральным элементом хроматографической системы является разделяющая колонка, а все остальные элементы – вторичны, их назначение: создать необходимые условия для разделения в колонке и осуществить точное и чувствительное определение разделенных фронтов компонентов пробы.
Разделяющая колонка
Разделяющая (хроматографическая, аналитическая) колонка имеет цилиндрическую форму и либо заполнена твердой загрузкой – сорбентом, либо содержит неподвижную фазу на внутренней поверхности стенки. В первом случае колонка является набивной, или насадочной; во втором случае колонка является капиллярной (рис.4.2, 4.3).
Рис.4.2. Хроматографическая насадочная колонка: 1 - корпус, 2 - загрузка, 3 - дренажная система, 4 - входной/выходной патрубок.
Размеры насадочных колонок обычно составляют:
|
|
|
· для газовой хроматографии (ГХ): внутренний диаметр 1-4 мм, длина 0.5 - 5 м (длинные колонки имеют либо U-образную форму, либо форму многовитковой спирали с диаметром витка 10 - 30 см);
· для ВЭЖХ: внутренний диаметр 2 - 10 мм, длина 5 - 50 см;
· для микронасадочных колонок характерны в 3 - 5 раз меньшие значения внутреннего диаметра.
Рис.4.3. Хроматографическая капиллярная колонка: 1 - корпус (многовитковая спираль), 2 - входной/выходной патрубок, 3 - неподвижная фаза.
Размеры капиллярных колонок обычно составляют:
· для ГХ: внутренний диаметр 0.05-0.3 мм, длина 5-100 м;
· для ВЭЖХ требуются капиллярные колонки очень малых сечений (диаметр не более 10 мкм), поэтому этот тип колонок практически не используется.
Герметичность резьбовых соединений при высоком давлении обеспечивается за счет конусных поверхностей вставок (например, ферул, надеваемых на капилляр), выполненных из нержавеющей стали или высокопрочного пластика, а также с помощью тефлоновых прокладок.
Дренажная система в насадочных колонках имеет двоякую функцию: она фиксирует слой сорбента, не давая ему выноситься с потоком ПФ, и является средством эффективного распределения потока ПФ по всему сечению колонки. Дренажная система должна иметь пренебрежимо малый объем в сравнении с пустым объемом колонки. Ее непременным элементом является пористый фильтр - фрит.
Входные и выходные патрубки служат для прочного герметичного соединения колонок с соединительными трубками, выдерживающими необходимые для хроматографии давления и температуры.
При приготовлении хроматографических колонок большое значение имеет однородность слоя загрузки и нанесения неподвижной фазы. Это качество достигается специальными методами.
Например, приготовление набивных колонок осуществляется с помощью насосов высокого давления из хорошо взвешенной (вязкой, однородной по плотности частиц и растворителя) суспензии частиц сорбента. Получаемый в результате набивки слой сорбента должен характеризоваться порозностью вблизи значения 0.3.
|
|
|
Нанесение НФ на внутреннюю поверхность капиллярной колонки производится из пара или раствора высокомолекулярного вещества с требуемыми свойствами, пленка которого затем подвергается дальнейшей полимеризации и сшиванию. Толщина пленки НФ должна иметь постоянную величину в интервале от десятых долей до нескольких микрон.
|
|
|
