Хроматографическая колонка для потенциостатической хроматографии Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к технике аналитического определения состава веществ методом жидкостной колоночной хроматографии и может быть использовано при конструировании новых хроматографических анализаторов состава веществ и разработке хромато графических методик анализа смеси ве ществ . Жидкостная хроматография - аналитический метод, который позволяет производить разделение и идентификацию составляющих анализируемой смеси в мягких условиях, не подвергая исследуемые вещества разрушительному действию высокой температуры. Частично анализируемая смесь при хроматографировании разделяется на составлякщие неполностью. Известен способ достижения полног разделения, состоящий в применении электропроводящего сорбента, который подвергается электрохимической поляризации до потенциала, при котором одни составляницие анализируемой смеси интенсивно сорбируются поверхностью сорбента или даже вступают на поверхности в электрохимические реакции, другие - проходят через слой сорбента, не взаимодействуя с ним. Устройства для хроматографирования этим методом,-который, иногда, называют потенцисстатическим, содержат м таллический сорбент.и вспомогательны электрод для его поляризации lj . Однако устройства для реализации метода потенциостатической хроматографии не приспособлены для фильтрации подвижной фазы с большой скоростью, что увеличивает продолжительность анализа. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является хроматографическая колонка, содержа щая корпус с электропроводящим сорбентом и вспомогательный электрод, соединенные с источником поляризации 2 . Известная колонка содержит корпус и крышку, между которыми закреп лена ионообменная мембрана, поверхность которой покрыта слоем сорбент С помощью вспомогательного электрод установленного в корпусе устройства и внешнего источника поляризации со бент устройства можно подвергать электрохимической поляризации. Чере сорбент фильтруется поток подвижной фазы, содержащий анализируемую смесь. На анализируемые молекулы (ионы) действуют адсорбционные силы, изменяющиеся в зависимости от величины электрохимической поляризации. Изменяя величину поляризации слоя сорбента, можно регулировать время выхода хроматографических пиков. Однако известное устройство обладает малой производительностью. Анаг ЛИЗ двухкомпонентной смеси выполняется в течении 30 мин, что связано с низкой скоростью фильтрации подвижной фазы. Известное устройство не допускает увеличения гидравлического давления для увеличения скорости фильтрации подвижной фазы из-за ограниченной прочности ионообменной мембраны. Кроме того, при повьппенном гидравлическом давлении часть подвижной фазы с анализируемой смесью фильтруется через менбрану, не успевая взаимодействовать с сорбентом. Целью-изобретения является сокращение времени анализа путем увеличения скорости фильтрации подвижной фазы. Поставленная цель достигается тем, что в хроматографическую колонку для потенциостатической хроматографии, содержащей корпус, заполненный электропроводящим сорбентом, и вспомогательный электрод, соединенные с источником поляризации, вспомогательньй электрод расположен на поверхности корпуса колонки обращенной к сорбенту, и отделен от него диафрагмой, выполненной из материала, обладающего ионной проводимостью. Диафрагма выполнена из ионообменной смолы. На фиг, 1 изображена предлагаемая хроматографическая колонка, на фиг. 2 - хроматографический анализатор, содержаащй предлагаемую хроматографическую колонку .на фиг. 3 - хроматограммы тиомочевины, полученные.ца известном устройстве и предлагаемой колонке. Хроматографическая колонка состоит из корпуса 1, на поверхности которого, обращенной к сорбенту 2, установлен вспомогательный электрод 3. Между электродом 3 и сорбентом 2 установлена диаграмма 4. Фланцы корпуса 1 герметизируются с помощью прижимной втулки 5 с резиновым кольцом 6, опорного цилиндра 7, накидной гайки 8 и опорной втулки 9. На фланцах трубки установлен электролизуюишй вкладьпп 10 из фторопласта. Прижимные втулки 5, выполненные из нержавеющей стали, выполняют одновременно функции токоподвода к сорбенту. Накидные гайки 8 выполнены из ударопрочного полисти рола. Подвод подвижной фазы в колонну производится по фторопластовым капиллярам 11, их герметизация производится с помощью фторопластовых конусов 12, надетых.на капилляры, и фигурных гаек 13. Корпус колонки выполнен из титана, а в качестве сор бента использован активированный уго СКМ с размером зерна 50-63 мкм. С це лью воспрепятствовать выносу сорбент из колонки вприжимных втулках А установлены фильтрующие элементы 1А из пористого фторопласта. Хроматографический анализатор, со держащий предлагаемую колонку, рабо1тает следуюш5нм образом (фиг. 2). Подвижную фазу из емкости 1 с пом щью насоса 2 через шестиходовый кран 3 подают в хроматографическую колонку 4. Элюат из хроматографической ко лонки поступает в УФ-детектор 5 (254 нм). Анализируемую пробу вводят в поток подвижной фазы с помощью дозирующей петли 6, соединенной с шестиходовьгм краном 3, шприцем 7 и емкостью 8. Когда керн крана находится в позиции 1, подвижная фаза по каналу Е-9 поступает в хроматографическую колонку, минуя дозирующу петлю. Если керн крана переводят в позицию 11, то подвижная фаза вытесняет анализируемый раствор из дозирующей петли. Дпя удаления растворенного воздуха емкость с подвижной фазой 1 подогревают до кипения на электрическом нагревателе 9, Источником поляризации колонки служит потенциостат 10, напряжение поляризации контролируют цифровым вольтметром 11. Сигнал УФ-детектора анализатора регистрируют самопишущим потенциометром 12. Техническая эффективность изобретения заключается в снижении времени анализа вещества, что достигается предлагаемым расположением вспомогательного электрода на поверхности корпуса, обращенной к сорбенту, и разделением сорбента и электрода диафрагмой, выполненной из материала, обладающего ионной проводимостью. Названное расположение электрода и диафрагмы позволяет увеличивать гидравлическое давление и, следовательно, скорость фильтрации 1тодвижг ной фазы при одинаковой прочности ионообменного материала в известном и предлагаемом устройстве, при этом движение подвижной фазы вдоль поверхности диафрагмы обеспечивает достаточное время для взаимодействия ее с сорбентом. Увеличение скорости фильтрации подвижной фазы сорбентом, на который с помощью вспомогательного электрода подается электрохимическая поляризация, снижает время выхода хроматографических пиков, что, в свою очередь, сокращает время анализа вещества. Пример. Имеются хроматограммы тиомочевины, полученные на известном устройстве и предлагаемой колонке (фиг. 3). Условия хроматографирования: подвижная фаза - 0,01 М гетраборат натрия (рН 9,2), сорбент - активированный уголь СКМ, фракция 50-63.мк, микронасос МР-2С (СКВ АП ЭЭСР); УФ-дгтектор (254 нм) ид-3 (СКВ АП АССР) 5 мм; источник поляризации - потенциостат П-5827М, цифровой вольтметр Ф-203 потенциометр ЛКД-4 (10 мВ); скорость фильтрации 0,5 напряжение поляризации0,8 В; объем дозирующей петли - 0,03 смг Как видно из приведенной на фиг. 3 хроматограммы, время прохождения хроматографического пика тиомочевдны через известное устройство и предлагаемую колонку составляет соответс твенно 12 и 4 мин. Таким образом, применение предлагаемой хроматогра ческой колонки позволяет снизить время анализа в три раза. Кроме того, сохраняется возможность воздействия на селективность электрохимической поляризации сорбента,

/J

фиг..1

1. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА ДЛЯ ПОТЕНЦИОСТАТИЧЕСКОЙ ХРОМАТОГРА 1 Ш, содержащая корпус, заполненный электропроводящим сорбентом, и вспомогательный электрод, соединенные с источником поляризации, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени анализа путем увеличения скорости фильтрации подвижной фазы, вспомогательный электрод расположен на поверхности корпуса колонки, обращенной к сорбенту, и отделен от него диафрагмой, выполненной из материала, обладакицего ионной проводимостью. 2. Колонка, по п. 1, о т л и ч аi ю щ a я с я TfeM, что диафрагма выполнена из ионообменной смолы.

no3uutf I крана 3

о a

Позиции и KpcrnaJ

а

6 г

L

фиг. 2

Фиаэ

;§т 1