Способ приготовления колонок для жидкостной хроматографии Советский патент 1983 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к хроматогрфии, преимущественно жидкостной,.и может быть использовано для получения эффективных и стабильных колонок на различных жидкостных хроматографах.

В современной жидкостной хроматографии для получения эффективности стабильных и воспроизводимых колонок используют всевозможные методы приготовления колонок. Эти методы включают применение различных растворителей, насосных систем, используются колонки самой разнообразной геометрии. Давление, используемое при набивке,может меняться от 200 до 1000 атм. . Для каждого сорбента существует свой оптимальный метод заполнения, т.е. оптимальный метод введения его в колонку.

Известен способ приготовления колонок в жидкостной хроматографии (способ сбалансированной плотности ), по которому готовят суспензию в растворителях, плотность которых одинакова с плотностью частиц сорбен та. В таких растворителях частицы не оседают, получается устойчивая суспензия, что является основным фактором получения эффективных колонок. Суспензию прокачивают при давлении намного большем, чем рабочее давление колонок l .

Недостатком способа является то, что применяемые растворители явля- . ются малодоступныгли, сильнотоксичными веществами. Кроме того, эти расТворители отмываются от сорбента, что ухудшает параметры колонок и увеличивает время их приготовления.

По другому методу (методу стабилизированной плотности) суспензию готовят из адсорбента, в основном силикагеля, и водного раствора аммиака 2j .

Однако в таких растворах частицы силикагеля становятся заряженными и вследствие электростатических сил отталкиваются, а не оседают. Суспензию прокачивают при максимальном давлении насоса.

Известен способ получения колонок из разбавленной суспензии методом противотока,заключающийся в Том, что 1-5%-ную сусмензию готовят из абсолютизированного метанола и диспергирют на ультразвуковой бане. Суспензию прокачивают со скоростью, превышающе скорость оседания частиц. Колонка считается заполненной, когда скорост потока становится постоянной. Избыто метанола отмывают элюентом З .

Получение колонок по указанному . методу также связано с использованием большого количества труднодоступных и сильнотоксичных растворителей. Эти растворители трудно отмы- ,

ваются от сорбенаа. В силу этого приготовление эффективных колонок представляет известную трудность и длительность по времени.

Наиболее близким к изобретению явл вляется способ приготовления колонок для жидкостной хроматографии, включающий приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспензии в колонку и стабилизацию (уплотнение) столба сорбент Гомогенную суспензию вводят в колонку под большим давлением (200300 атм) в течение 10-20 мин и зате медленно в течение 2-3 мин давление снимают 4j .

Недостатками способа являются невозможность получения равномерног упакованного слоя сорбента по всей длине колонки и возможное соединение слоя сорбента в колонке в процессе ее работы, что в свою очередь снижает вее параметры колонки (разрушающую способность, эффективность, селективность). Кроме того, для такого рода сорбентов воспроизводимость параметров колонок низка и составляет 60-80%.

Цель изобретения - повынение эффективности, стабильности и долговечности колонки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления колонок для жидкостной хроматографии, включакждему приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспензии в колонку и стабилизацию (уплотнение) столба сорбента, в состав дисперсионной среды вводят кислородсодержащий и углеводородный растворители, суспензию сорбента начинают вводить при максимальном давлении заполнения, уплотнение столба сорбента проводят периодически последовательным дискретный пропусканием порции кислородсодержащего и углеводородного растворителей с уменьшакяаейся вязкостью, причем заполнение в начале пропускания каждой из порций растворителей проводят при максимальном давлении заполнения.

Кроме того, в качестве кислородсодержащего растворителя используют ацетон или изопропиловый спирт.

При -ЭТОМ вязкость углеводородного растворителя дисперсионной среды составляет более 1 сП.

Соотношение кислородсодержащего и углеводородного растворителей дисперсионной среды поддерживают близким к 1:1.

Кроме того, давление заполнения составляет 200-80Q атм.

При этом впкость углеводородного растворителя следующего после

порции кислородсодержащего растворителя составляет более 1,0 сП.

Причем вязкость углеводородного растворителя следующего после порции кислородсодержащего растворителя составляет менее 1 сП.

На фиг.1 представлена хроматограмма разделения смеси веществ: четыреххлористый углерод, бензол, нафталин, дифенил, фенеНтрел, паратерфенил на колонке приготовленной из SifasorbGOO (6-&)мкм по известному способу; на фиг.2 - то же,, по предлагаемому способу.

Гомогенную суспензию готовят из тетрадекана и ацетона, затем заливают в собранный наполнитель, к которому подсоединена хроматографическая колонка, в которой находится ацетон. Затем закрывают наполнитель, подсоединяют насос и включают его. Когда давление в насосе достигает 400-800 атм резко открывают быстродействующий запорный кран.

При этом из специального наполнительного устройства методом динамического удара полученную суспензию выстреливают в колонку в течение 5-20 с (в зависимост.и от размера частиц и геометрии колонок) . Затем давление медленно снижают в течение 1-2 мин до атмосферного. В наполнитель заливают ацетон. Снова поднимают давление до 400-800 атм и затем снова методом динамического удара прокачивают ацетон через колонку. Ацетон является модификатором. Кроме того, присутствие его улучшает упаковку слоя сорбента в колонке. Затем в течение 1-2 мин медленно снимают давление. После чего заполняют наполнительное устройство тетрадеканом, поднимают давление до 400-500 атм и выстреливают растворитель.

Такую же операцию проводят с углеводородным растворителем вязкостью менее 1 сП, например, гексаном. Причем, гексан прокачивают через колонку в течение 15 мин при равномерном уменьшении давления на входе в колонку от 400-800 атм, до атмосферного.

Такие углеводородные растворители (предельные углеводороды) с вязкостью более и менее 1 сП доступны, малотосичны, легко отмываются от сорбента .

Способ позволяет получить эффективные, стабильные и воспроизводимые колонки. Время приготовления колонок не превьшает 30-40 мин. Применение метода динамического удара ,а также динамическая тренировка колонок позволяет получить эффективные стабильные колонки с хорошей воспроизводимостью. Воспроизводимость

упаковки колонок несферическим сорбентом по предлагаемому способу равна 85-90%.

Испытания полученных колонок проводят на жидкостном хроматографе Цвет-304. с ультрафиолетовым детектором (254 им) при условиях анализа: температ ра колонки - 24 С; элюент - гексан; скорость элюента - 2 мл/мин.

(Данные по сравнению колонок (,6), полученных различными методами, приведены в табл.

Расчет эффективности колонн, асимметрии пика и сходимости значеНИИ проводили по пику пара-терфенияу.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известHtJM повышение эффективности в

1/3 раза; симметрия пика улучшается в 1,2 раза; воспроизводимость упаковки колонок повышается до 90%.

Положительный, эффект предлагаемого способа по отношению к. известному получается при сочетании двух факторов: состава дисперсионной среды и режима изменения давления. Наличие ацетона в углеводородном растворителе дополнительно стабилизирует суспензию, что улучшает равномерность упаковки колонок. Особенно полезно присутствие ацетона в дисперсионной смеси при заполнении колонок микропористыми адсорбентами, так как возможно, что углеводородный растворитель с вязкостью более 1 сП предотвращает быстрое осаждение суспензии, а присутствие ацетона способ ствует получению зернами суспензии некоторого электростатического заряда, что также стабилизирует суспензию, не позволяет слипаться частичками. Присутствие ацетона дает больший эффект, чем наличие других углеводородных растворителей.

Многократное повторение динамического удара позволяет быстро уплотнить колонку, чередуя менее плотный и более плотный растворители. При этом происходит быстрая стабилизация параметров колонки при последовательной смене более активного растворителя менее активным и постепенный спад давления при последующем уплотнении колонки позволяет избежать деформации споя адсорбента, которое наблюдается при быстром отключении давления (вплоть до выбора -части адсорбента ит колонки) .

Сочетание всех этих факторов дае возможность получить хорошие результаты при заполнении колонок, большой процент выхода годных колонок. Использование предлагаемого способа получения эффективных колонок для жидкостной хроматографии обеспечивает по сравнению в существующими способами возможность получения эффективных колонок из доступных малотоксичных растворителей; снижение времени приготовления колонок, так как применяемые растворители хорошо отмываются от сорбента, и получение колонок с более воспроизводимыми свойствами. Данный способ позволяет получить эффективные и стабильные колонки. не меняющие свои параметры течения 4-8 мес при их эксплуатации-. Существенно повышается воспроизродимость колонок, что особенно важно при серийном выпуске упакованных колонок. Приготовленные по предлагаемому способу колонки можно использовать в высокоскоростной жидкостной хроматографии.

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОЛОНОК ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, включающий приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспензии сорбента в колонку и уплотнение столба сорбента, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, стабильности и долговечности колонки, в состав дисперсионной среды вводят . кислородсодержащий и углеводородный растворители, суспензию сорбента на чинают вводить при максимальном давлении заполнения, уплотнение столба сорбента проводят периодически последовательным дискретным пропусканием порций кислородсодержащего и углеводородного растворителя с уменьшающейся вязкостью, причем заполнение в начале пропускания каждой из порций растворителей проводят при максимальном давлении заполнения. 2.Способ по п.1,отличающ и и с я тем, что в качестве кислородсодержащего растворителя используют ацетон илиизопропиловый спирт. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что вязкость угл водорО|Цного растворителя составляет более 1 сП. 5S 4.Способ по П.1, о тл ич а ю(Л щ и и с я тем, что соотношение кислородсодержащего и углеводородного растворителей дисперсионной среды поддерживают близким к 1:1. 5.Способ по П.1, отличающийся тем, что давление заполнения составляет 200-800 атм. 6.Способ по П.1, отличающийся тем, что вязкость углево-. дородного растворителя следующего после порции кислородсодержащего растворителя составляет более 1,ОсП. 7.Способ по пп. 1, 5 и 6, о т .личающий ся тем, что вяз.кость углеводородного растворителя следующего после порции кислород содержащего растворителя составляет менее 1 сП.

5300

1,6 5800

1,4

1,392

1,295

1,394

1,3 95

1,293

1,4493

5250 1,3

94

5800 1,25 94

5600 1,3

94

1,295

1,294

1,2595

1,295

1,294

фиг 1