Способ получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии и установка для его реализации Российский патент 2023 года по МПК B01J20/283 B01J20/10 B02C15/08 C03B19/10 G01N30/02 

Предлагаемое изобретение относится к области физико-химического и химического анализа и может применяться в различных областях жизни человека, в том числе в области фармацевтики, пищевой промышленности, медицины и т.д. (в областях требующих анализа путем разделения растворимых веществ со сложным составом на компоненты). Изобретение включает в себя способ получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также установку для реализации этого способа.

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.

ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) - один из эффективных методов разделения сложных смесей веществ, широко применяемый как в аналитической химии, так и в химической технологии. Основой хроматографического разделения является участие компонентов разделяемой смеси в сложной системе Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий (преимущественно межмолекулярных) на границе раздела фаз (https://ru.wikipedia.org/wiki/Высокоэффективная_жидкостная_хроматография).

Аттритор - это устройство для механического измельчения, смешивания и агломерации нескольких разнородных материалов. Аттритор представляет собой вертикальный неподвижный барабан с загруженными в него шарами из твердых материалов (стали, чугуна, твердых сплавов, керамических материалов и т.п.) (https://ru.wikipedia.org/wiki/Аттритор).

ВЧИ-разряд - вид газового разряда, возникающий в присутствии высокочастотного электромагнитного поля и при высоких значениях напряжения (https://ru.wikipedia.org/wiki/Высокочастотный_разряд).

Коллоидный раствор - это смесь, в которой одно вещество, состоящее из микроскопически диспергированных нерастворимых частиц, суспендировано в другом веществе (https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.45d8f0ba-638849fc-21b9f672-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Colloidal_suspension). В данной заявке термин «коллоидный раствор» является синонимичным к термину «взвесь».

Ван-дер-Ваальсовы силы - силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10-20 кДж/моль. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, в современной науке он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей (https://ru.wikipedia.org/wiki/Силы_Ван-дер-Ваальса).

Дезинтеграция - разрушение тел или веществ на отдельные частицы. Также под дезинтеграцией может подразумеваться разрушение сложных частиц на более простые вплоть до перехода между состояниями и расщеплением энергии, из которой состоит материя частицы (https://ru.wikipedia.org/wiki/Дезинтеграция).

Пирогенный диоксид кремния - порошок из наночастиц аморфного диоксида кремния (https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.a8a7f122-6396f8ac-8bae0511-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Fumed_silica).

Из исследованного уровня техники выявлено несколько способов жидкостной хроматографии, а именно:

- жидкостная хроматография низкого давления, сущностью которой является прохождение раствора исследуемого вещества через хроматографическую колонку с неподвижной фазой под действием силы тяжести; характеризуется большой длительностью и малой разрешающей способностью (https://knigi.studio/metodyi-diagnostiki-klinicheskie/jidkostnaya-hromatografiya-nizkogo-60045.html);

- бумажная хроматография, сущностью которой является прохождение раствора исследуемого вещества через неподвижную фазу в виде пористой целлюлозы (листа бумаги) под действием капиллярных эффектов; характеризуется большой длительностью и малой разрешающей способностью, считается устаревшим методом и более не развивается (https://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажная_хроматография);

- тонкослойная хроматография, сущностью которой является прохождение раствора исследуемого вещества через неподвижную фазу в виде специализированной пластинки, представляющей собой мелкодисперсный адсорбент, нанесенный на стеклянную, пластиковую или металлическую пластинку, под действием капиллярных эффектов; так как он является модификацией бумажного метода, то он также характеризуется большой длительностью и малой разрешающей способностью (https://ru.wikipedia.org/wiki/Тонкослойная_хроматография#Неподвижная_фаза);

- ионнообменная хроматография, сущностью которой является прохождение раствора исследуемого вещества через хроматографическую колонку с неподвижной фазой, насыщенной положительными или отрицательными ионами, под действием силы тяжести или при высоком давлении; характерной особенностью ионнообменной хроматографии является то, что разделение частиц производится не за счет адсорбционных эффектов, а за счет ионных взаимодействий, что позволяет разделять компоненты с разными величинами зарядов; данный метод характеризуется высокой скоростью (при использовании высокого давления) и высокой разрешающей способностью, но только для молекул с магнитными свойствами (https://ru.wikipedia.org/wiki/Ионообменная_хроматография);

- высокоэффективная жидкостная хроматография, сущностью которой является прохождение раствора исследуемого вещества через хроматографическую колонку с мелкодисперсной неподвижной фазой под действием высокого давления; характеризуется высокой скоростью исследования и высокой разрешающей способностью, так как лишена недостатков жидкостной хроматографии низкого давления (https://ru.wikipedia.org/wiki/Высокоэффективная_жидкостная_хроматография).

При этом заявленное техническое решение относится к высокоэффективному жидкостной способу хроматографии и характеризуется высокой точностью анализа, а именно он превосходит известные описанные выше тем, что неподвижная фаза, полученная по заявленному техническому решению, имеет размер менее 5 мкм, то есть является мелкодисперсной, а также имеет пористую внешнюю структуру, что повышает эффективность адсорбционного взаимодействия и, следовательно, повышает эффективность разделения на компоненты по методу высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Суть метода ВЭЖХ заключается в том, что вещества с различной молекулярной массой проходят через пористые вещества по-разному (из-за Ван-дер-Ваальсовых сил, из-за разных скоростей всасывания абсорбентом молекул с разными молекулярными массами и из-за того, что поры могут быть меньше самих молекул). В терминологии данного метода есть понятие подвижной фазы, то есть растворителя, в котором растворено исследуемое вещество (если исследуется жидкость, то сама жидкость и есть подвижная фаза), и неподвижной фазы, имитирующей пористую среду. Без неподвижной фазы ВЭЖХ невозможна, так как будет отсутствовать пористая среда, с которой происходит взаимодействие молекул. В качестве неподвижной фазы обычно используют мелкодисперсный порошок химически инертного вещества, например диоксида кремния. Чем мельче размер частиц, тем мельче поры в неподвижной фазе и тем точнее будет разделение на компоненты. Также малые частицы неподвижной фазы меньше влияют на траекторию движения исследуемых молекул, что увеличивает точность разделения.

При изготовлении порошкообразной неподвижной фазы важны следующие требования:

- наличие пористой структуры только во внешнем слое (для обеспечения большой площади поверхности взаимодействия подвижной и неподвижной фаз);

- размер частиц не более 5 мкм (для минимизации влияния неподвижной фазы на траекторию движения частиц);

- независимость размера частиц на выходе от изначального размера частиц сырья (для повышения экономической эффективности способа).

Выявленные заявителем из исследованного уровня техники способы не решают эти проблемы в полной мере.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по авторскому свидетельству SU 1490075 A1 «Способ получения сферического кремнеземного сорбента для хроматографии». Сущностью изобретения является способ получения кремнеземных сорбентов для жидкостной хроматографии с частицами округлой формы и позволяет повысить выход частиц с размером 5-30 мкм. В предварительно нагретую до 200-250 градусов камеру при помощи форсунки распыляют концентрированный термообработанный золь с вязкостью 2-20 сСт. Золь подают насосом с расходом 7-9 кг/ч. В зависимости от размера первичных частиц золя получают сорбент с удельной поверхностью 60-300 м²/г с выходом целевой фракции 5-30 мкм не менее 75%.

Известное решение представляет в отношении способа получение сорбента для хроматографии золь-методом. Сущностью способа является получения кремнеземных сорбентов для жидкостной хроматографии с частицами округлой формы и позволяет повысить выход частиц с размером 5-30 мкм. В предварительно нагретую до 200-250 градусов камеру при помощи форсунки распыляют концентрированный термообработанный золь с вязкостью 2-20 сСт. Золь подают насосом с расходом 7-9 кг/ч. В зависимости от размера первичных частиц золя получают сорбент с удельной поверхностью 60-300 м²/г с выходом целевой фракции 5-30 мкм не менее 75%.

Недостатками известного способа являются:

- получение частиц размером более 5 мкм по сравнению с заявленным способом с размером частиц не более 5 мкм;

- отсутствие пористой структуры у полученных частиц.

При этом способ реализуется на устройстве, сущностью которого является камера сушилки РСЛ-10 с насосом, представляющая собой камеру сушилки РСЛ-10 с насосом, который подает в камеру золь кремнезема. Дно камеры имеет форму конуса, на конце которого установлен пластиковый рукав для засыпания готового сорбента в полиэтиленовый мешок.

Недостатками известного устройства являются:

- малое время просушки частиц;

- зависимость размера частиц на выходе от размера частиц исходного сырья.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту RU 2225850 C2 «Способ изготовления стеклянных шариков». Сущностью является способ изготовления стеклянных шариков, включающий подачу первичной и вторичной газовоздушных смесей и стеклопорошка в печь, нагрев стеклопорошка, последующее его оплавление до образования стеклянных шариков в закрученном огневом потоке, охлаждение и отделение стеклянных шариков от продуктов сгорания, отличающийся тем, что вторичную газовоздушную смесь подают в печь по периферии огневого потока с коэффициентом избытка воздуха меньше единицы, затем полученные продукты неполного сгорания вторичной газовоздушной смеси инжектируют потоком первичной газовоздушной смеси совместно со стеклопорошком в зоны горения по длине огневой спирали, причем максимальная температура огневого потока должна быть больше на 200 - 350°С температуры размягчения стекла, а отношение максимального диаметра огневого потока, закрученного в спираль, к диаметру печи составляет не более 1:2.

Известное решение представляет собой в отношении способа обработку кварцевого песка термическим методом и придание частицам кварцевого песка сферической формы. В известном решении сказано, что их можно использовать в качестве абсорбера, а значит их можно применять в качестве неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии. Сущностью способа является способ изготовления стеклянных шариков, включающий подачу первичной и вторичной газовоздушных смесей и стеклопорошка в печь, нагрев стеклопорошка, последующее его оплавление до образования стеклянных шариков в закрученном огневом потоке, охлаждение и отделение стеклянных шариков от продуктов сгорания, отличающийся тем, что вторичную газовоздушную смесь подают в печь по периферии огневого потока с коэффициентом избытка воздуха меньше единицы, затем полученные продукты неполного сгорания вторичной газовоздушной смеси инжектируют потоком первичной газовоздушной смеси совместно со стеклопорошком в зоны горения по длине огневой спирали, причем максимальная температура огневого потока должна быть больше на 200 - 350°С температуры размягчения стекла, а отношение максимального диаметра огневого потока, закрученного в спираль, к диаметру печи составляет не более 1:2.

Известный способ имеет единственный недостаток: отсутствие пористой структуры у полученных частиц.

При этом способ реализуется на незапатентованном устройстве, сущностью которого является печь, внутри которой горелками с разными коэффициентами избытка воздуха создаются две огненные спирали. Также в установке можно выделить три области с разными температурами в них, что позволяет создать градиент температур (это необходимо для плавного нагрева стекла). В указанную установку сверху засыпается кварцевый песок, который, проходя через температурные области, нагревается и оплавляется, а из-за спирального характера пламени он также превращается в сферу.

Недостатком известного технического решения является зависимость размера частиц от размера частиц исходного сырья.

В качестве прототипа было выбрано изобретение по патенту RU 2570065 C1 «Способ получения микрошариков из кварца (варианты) и варианты их применения». Сущностью прототипа является способ изготовления микрошариков из кварца, включающий индукционную плазменную обработку исходного сырья в виде кварцевого песка, или кварцевой крупки, или кварцевых шариков, отличающийся тем, что используют однородное по гранулометрическому составу высокочистое исходное сырье, полученное из кварца Кыштымского ГОК, дополнительно обрабатывают отбеливающими агентами, например натриевым жидким стеклом, после плазменной обработки и охлаждения осуществляют сбор всех продуктов на выходе плазмотрона и сортируют по виду и фракциям, которыми являются микрошарики в качестве основного продукта, а также побочные продукты в виде аэросила и частиц брака, и дополнительно производят вторичную плазменную обработку микрошариков, полученных на первом этапе плазменной обработки.

Прототип представляет собой в отношении способа обработку однородного по составу и размеру частиц кварцевого песка методом индукционной плазменной обработки. Также в метод входит этап обработки кварцевого песка отбеливающими агентами и этап сортировки продуктов на выходе, а также повторную плазменную обработку. Сущностью способа является способ изготовления микрошариков из кварца, включающий индукционную плазменную обработку исходного сырья в виде кварцевого песка, или кварцевой крупки, или кварцевых шариков, отличающийся тем, что используют однородное по гранулометрическому составу высокочистое исходное сырье, полученное из кварца Кыштымского ГОК, дополнительно обрабатывают отбеливающими агентами, например натриевым жидким стеклом, после плазменной обработки и охлаждения осуществляют сбор всех продуктов на выходе плазмотрона и сортируют по виду и фракциям, которыми являются микрошарики в качестве основного продукта, а также побочные продукты в виде аэросила и частиц брака, и дополнительно производят вторичную плазменную обработку микрошариков, полученных на первом этапе плазменной обработки.

Недостатками известного способа являются:

- отсутствие пористой структуры;

- отсутствие универсальности, так как в патенте рассмотрен не любой кварцевый песок, а только кварц Кыштымского ГОК.

При этом способ реализуется на плазмотроне, представляющем собой плазмотрон, на входе у которого расположен рассеиватель для равномерной обработки частиц, а на выходе устройство сортировки для отсеивания дефектов.

Недостатком известного устройства является зависимость размера частиц от размера частиц исходного сырья.

Техническим результатом заявленного технического решения является разработка способа получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии и установки для его реализации, устраняющего недостатки прототипа и аналогов, а именно, позволяющего достигнуть:

• в отношении способа:

- наличия пористой структуры у частиц только во внешнем слое;

- в отношении способа размера частиц не более 5 мкм;

• в отношении устройства:

- независимости размера частиц на выходе от изначального размера частиц сырья.

Заявитель поясняет, что чем меньше размер частиц, тем меньшее воздействие они оказывают на траекторию движения исследуемого вещества, а чем выше пористость, тем сильнее адсорбционные взаимодействия и тем эффективнее происходит процесс разделения вещества на компоненты. Так как заявленное техническое решение обеспечивает и наличие пористой структуры у частиц неподвижной фазы во внешнем слое и выход частиц размером не более 5 мкм, то это позволяет получать точные результаты хроматографического анализа.

Сущностью заявленного технического решения является способ получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, заключающийся в том, что берут кварцевый песок, измельчают в аттриторе до размера 100 мкм, пропускают через высокочастотный индукционный разряд, смешивают с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния в отношении 3/1, полученную смесь распыляют в печи при 1050°С и сушат в течение 4 часов, затем смесь повторно смешивают к коллоидным раствором пирогенного оксида кремния и повторно распыляют в печи и сушат, при этом процесс повторного смешивания и сушки повторяется до достижения размеров частиц не более 5 мкм. Установка для реализации способа по п.1 состоящая из: аттритора с открываемым выходным отверстием на дне, при этом закрепленного в начале конвейерной ленты над ней; конвейерной ленты, проходящей под выходным отверстием аттритора, при этом проходящей между катодом и анодом генератора высокочастотного индукционного разряда, при этом расположенной над миксером; генератора высокочастотного индукционного разряда, расположенного по бокам от конвейерной ленты; миксера, расположенного под концом конвейерной ленты, при этом имеющего на дне открываемое выходное отверстие; насоса, соединяющего шлангами выходное отверстие миксера и распылитель внутри печи; распылителя, закрепленного внутри печи и соединенного с насосом; печи, внутри которой закреплен распылитель.

Заявленное техническое решение проиллюстрировано на Фиг.1-Фиг.4

На Фиг.1 схематично представлен процесс, описанный в способе, где:

1 - кварцевый песок;

2 - аттритор;

3 - генератор высокочастотного индукционного (ВЧИ)-разряда;

4 - коллоидный раствор пирогенного оксида кремния;

5 - миксер;

6 - распылитель;

7 - печь;

8 - смесь обработанного кварцевого песка и коллоидного раствора пирогенного оксида кремния.

На Фиг.2 схематично представлена установка для реализации описанного способа, где:

9 - конвейерная лента;

10 - шланг;

11 - насос.

На Фиг.3 представлена хроматограмма глицина, полученная с исходной неподвижной фазой.

На Фиг.4 представлена хроматограмма глицина, полученная с использованием неподвижной фазы, полученной по заявленному способу.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Характерной особенностью используемой в способе высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) является площадь контакта исследуемого вещества в виде подвижной фазы и неподвижной фазы. Из уровня техники известно, что чем больше площадь контакта, тем сильнее проявляются процессы взаимодействия (адсорбции) подвижной и неподвижной фаз. Однако также есть требование, что неподвижная фаза не должна сильно влиять на траекторию движения подвижной фазы, следовательно, нужно сделать частицы как можно меньше. Также известно, что сферические частицы неподвижной фазы взаимодействуют с подвижной фазой более равномерно. Таким образом, для повышения эффективности ВЭЖХ требуется получить сферические частицы с размером не более 5 мкм с пористой поверхностью [Высокоэффективная жидкостная хроматография учебно-методическое пособие С. В. Никулин Москва МФТИ 2016].

Заявленное техническое решение выполняет это требование: измельчение в аттриторе позволяет получить достаточно мелкие частицы угловатой формы; после ВЧИ-разряда угловатости и часть поверхности оплавляются или дезинтегрируются; затем для образования пористой поверхности частицы смешиваются с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния, который равномерно прилипает к поверхности частиц; после этого полученная смесь пропускается через рассеиватель в печи, что приводит к испарению воды из коллоидного раствора и образованию пористой оболочки вокруг частицы (частицы пирогенного оксида кремния слипаются друг с другом и образуют пористую структуру, например, по известному техническому решению по патенту DE19601415A1 «Гранулы на основе пирогенного диоксида кремния, способ их получения и применения» «Granulate auf Basis von pyrogen hergestelltem Siliciumdioxid, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung»); затем смешивание и просушка повторяются для увеличения толщины пористого слоя.

Заявленное техническое решение позволяет получать порошкообразную неподвижную фазы для ВЭЖХ с требуемым размером не более 5 мкм и пористой поверхностью. Также установка, реализующая заявленный способ, позволяет использовать в качестве сырья любой кварцевый песок, так как на входе установлен аттритор, измельчающий частицы до требуемого размера.

Поставленные цели и заявленный технический результат достигаются путем использования аттритора на входе, измельчающего сырье до требуемого размера, а также благодаря использованию свойств ВЧИ-разряда, таких как оплавление и дезинтегрирование материи.

Далее заявителем приведено описание установки для реализации заявленного технического решения.

Установка состоит из:

- аттритора (2), измельчающего кварцевый песок (1) до размера около 100 мкм;

- генератора ВЧИ-разряда (3), который дополнительно измельчает кварцевый песок (1) и придает частицам сферическую форму;

- миксера (5), смешивающего коллоидный раствор пирогенного оксида кремния (4) и обработанный кварцевый песок (1);

- печи (7) с распылителем (6), на который подается смесь обработанного кварцевого песка и коллоидного раствора пирогенного оксида кремния (8);

- конвейерной ленты (9);

- насоса (11) со шлангом (10).

Указанные выше элементы соединены между собой следующим образом:

Аттритор (2) с выходным отверстием (на Фиг. не указано) закреплен болтами в начале конвейерной ленты (9), таким образом, что кварцевый песок (1) высыпается на конвейерную ленту (9);

Конвейерная лента (9) проходит между катодом и анодом генератора ВЧИ-разряда (3) таким образом, что происходит обработка кварцевого песка (1) на конвейерной ленте (9) и минимальная обработка самой конвейерной ленты (9);

В конце конвейерной ленты (9) под ней установлен миксер (5) таким образом, что кварцевый песок (1) высыпается в него; при этом в миксер (5) изначально залит коллоидный раствор пирогенного оксида кремния (4);

Миксер (5) соединен с распылителем (6) в печи (7) посредством шланга (10), посередине которого установлен насос (11).

Далее заявителем приведен процесс изготовления установки для реализации заявленного технического решения.

Берут аттритор, например HSA-1 фирмы Unionprocess, и на его дне вырезают отверстие, например диаметром 50 мм;

На вырезанное отверстие устанавливают перегородку с внешним управлением, например на электромагнитах;

Полученный аттритор устанавливают в начале конвейерной ленты с помощью болтов таким образом, чтобы перегородка была расположена над началом конвейерной ленты;

Посередине конвейерной ленты устанавливают генератор ВЧИ-разряда таким образом, например, чтобы одна пластина была расположена слева от ленты, а вторая справа; при этом место установки катода и анода не имеет значения, так как ток переменный и катод и анод постоянно меняются ролями;

Под концом конвейерной ленты на болтах устанавливают миксер, например, смеситель фирмы ААМикс Проф-СС, с предварительно открытой крышкой и вырезанным в дне отверстием с аналогичной аттритору перегородкой с внешним управлением;

Соединяют посредством шланга перегородку миксера (таким образом, чтобы при ее открытии содержимое миксера полилось в шланг) и насос, например, КСГ-704 фирмы KSGidro;

Соединяют посредством шланга выходное отверстие насоса и входное отверстие распылителя в печи, например, распылительной сушилки YC-500 фирмы Вилитек;

Сборка завершена.

Далее заявителем приведено подробное описание происходящих в способе процессов.

Конструкция аттритора (2) спроектирована производителем таким образом, что измельчение вещества, например, кварцевого песка (1), происходит равномерно. Следовательно, можно сделать логический вывод, что все песчинки на выходе одинаковые. Далее необходимо транспортировать кварцевый песок (1) в генератор ВЧИ-разряда (3), например, на конвейерной ленте. Генератор ВЧИ-разряда (3) представляет собой катод и анод, расположенные близко друг другу, на которые подается переменное напряжение высокой частоты. Это приводит к возникновению между ними электрических разрядов, которые при соударении с кварцевым песком (1) вызывают его оплавление или дезинтеграцию в зависимости от условий, что позволяет говорить об уменьшении размера частиц, а также об их округлении. Затем кварцевый песок (1) смешивается в миксере (5) с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния (4), который представляет собой взвесь наночастиц обожженного диоксида кремния в воде. После смешивания частицы коллоидного раствора пирогенного оксида кремния (4) прилипают к кварцевому песку (1) и образуют оболочку. После смешивания поток смеси обработанного кварцевого песка и коллоидного раствора пирогенного оксида кремния (8) распыляется через распылитель (6) в печи (7) и сохнет там некоторое время. После этого полученная масса вручную пересыпается в миксер (5), в который залита новая порция коллоидного раствора пирогенного оксида кремния (4) для нанесения второго и последующих слоев.

Далее заявителем приведена последовательность действий заявленного способа.

Берут кварцевый песок, засыпают его в аттритор и измельчают до размера 100 мкм.

Помещают измельченный песок на конвейерную ленту и пропускают через ВЧИ-разряд.

Смешивают частицы песка в миксере с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния в соотношении 3/1.

Полученную смесь накачивают насосом, распыляют в печи при 1050°С и сушат в течение 4 часов.

Затем полученные частицы вручную помещаются в миксер с залитой новой порцией коллоидного раствора пирогенного оксида кремния. Последний этап повторяется до достижения размеров частиц не более 5 мкм.

Далее заявителем приведен пример реализации заявленного способа.

Пример. Получение порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Перед описанием примера обговариваем, что размер частиц измеряли известным методом просвечивающей электронной микроскопии на просвечивающем электронном микроскопе Hitachi HT7700 Exalens.

Взяли кварцевый песок, например марки ООВС-015-1, засыпали его в аттритор, например, HSA-1 фирмы Unionprocess с модифицированным дном (вырезано отверстие под конвейерную ленту), и измельчили до размера 100 мкм.

Поместили измельченный песок на конвейерную ленту и пропустили через ВЧИ-разряд.

Смешали частицы песка в миксере, например, смесителе фирмы ААМикс Проф-СС с модифицированным дном (вырезано отверстие под шланг), с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния в отношении 3/1.

Полученную смесь накачали насосом, например, КСГ-704 фирмы KSGidro, распылили в печи, например, в распылительной сушилке YC-500 фирмы Вилитек, при 1050°С и сушили в течение 4 часов.

Затем полученные частицы вручную поместили в описанный ранее миксер с залитой новой порцией коллоидного раствора пирогенного оксида кремния. Последний этап повторяли до достижения размеров частиц не более 5 мкм.

Далее заявителем приведены результаты проведения ВЭЖХ со стандартной неподвижной фазой и неподвижной фазой, полученной по заявленному способу.

Тесты проводились на чистом глицине. Условия приготовления:

- в качестве растворителя/подвижной фазы использовался раствор формиата аммония и ацетонитрила (pH 4,5);

- в качестве колонки использовалась SeQuant ZIC-HILIC фирмы Merck;

- температура 30°С;

- скорость потока 0,8 мл/мин;

- длина волны спектрофотометрического детектора 210 нм;

- время анализа 14 мин.

Результаты использования стандартной неподвижной фазы (Фиг.3) и неподвижной фазы по заявленному способу (Фиг.4) показывают, что полученная заявленным способом неподвижная фаза соответствует стандартной неподвижной фазе.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно: разработан способ получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии и установка, реализующая данный способ, а именно, позволяющий достигнуть:

- наличие пористой структуры только во внешнем слое - см. описание происходящих в способе процессов;

- независимость размера частиц на выходе от изначального размера частиц сырья благодаря размельчению в аттриторе;

- конечный размер частиц не более 5 мкм.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность признаков, приведенная в независимом пункте формулы изобретения.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность приведенных в независимом пункте формулы изобретения признаков и совокупность полученных технических результатов.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное техническое решение возможно реализовать в промышленности посредством применения известных из уровня техники материалов, оборудование и технологий.

Настоящее изобретение относится к области физико-химического и химического анализа, а именно, к способу получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также к установке для реализации такого способа. Способ заключается в том, что берут кварцевый песок, измельчают в аттриторе до размера 100 мкм, пропускают через высокочастотный индукционный разряд, смешивают с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния в отношении 3/1, полученную смесь распыляют в печи при 1050°С и сушат в течение 4 часов, затем смесь повторно смешивают с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния и повторно распыляют в печи и сушат, при этом процесс повторного смешивания и сушки повторяется до достижения размеров частиц не более 5 мкм. Установка для реализации указанного способа состоит из: аттритора с открываемым выходным отверстием на дне, при этом закреплённого в начале конвейерной ленты над ней; конвейерной ленты, проходящей под выходным отверстием аттритора, при этом проходящей между катодом и анодом генератора высокочастотного индукционного разряда, при этом расположенной над миксером; генератора высокочастотного индукционного разряда, расположенного по бокам от конвейерной ленты; миксера, расположенного под концом конвейерной ленты, при этом имеющего на дне открываемое выходное отверстие; насоса, соединяющего шлангами выходное отверстие миксера и распылитель внутри печи; распылителя, закреплённого внутри печи и соединённого с насосом; печи, внутри которой закреплён распылитель. Технический результат – разработка способа получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, с наличием пористой структуры у частиц только во внешнем слое и размером частиц не более 5 мкм, а также независимость размера частиц на выходе от изначального размера частиц сырья. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

1. Способ получения порошкообразной неподвижной фазы для высокоэффективной жидкостной хроматографии, заключающийся в том, что берут кварцевый песок, измельчают в аттриторе до размера 100 мкм, пропускают через высокочастотный индукционный разряд, смешивают с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния в отношении 3/1, полученную смесь распыляют в печи при 1050°С и сушат в течение 4 часов; затем смесь повторно смешивают с коллоидным раствором пирогенного оксида кремния и повторно распыляют в печи и сушат, при этом процесс повторного смешивания и сушки повторяется до достижения размеров частиц не более 5 мкм.

2. Установка для реализации способа по п.1, состоящая из:

аттритора с открываемым выходным отверстием на дне, при этом закреплённого в начале конвейерной ленты над ней;

конвейерной ленты, проходящей под выходным отверстием аттритора, при этом проходящей между катодом и анодом генератора высокочастотного индукционного разряда, при этом расположенной над миксером;

генератора высокочастотного индукционного разряда, расположенного по бокам от конвейерной ленты;

миксера, расположенного под концом конвейерной ленты, при этом имеющего на дне открываемое выходное отверстие;

насоса, соединяющего шлангами выходное отверстие миксера и распылитель внутри печи;

распылителя, закреплённого внутри печи и соединённого с насосом;

печи, внутри которой закреплён распылитель.