Способ приготовления стеклянной капиллярной колонки для хроматографии Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 B01D15/08 

00

to ю ю Изобретение относится к получению колонок для.газовой хроматографии и может &)Т1 использовано для разделения и анализа органических веществ методом капиллярной газожид костной хроматографии. Известен способ получения капилл ных колонок, заключающийся в промыв ке капилляра хлористым метиленом, высушивании в токе , промывке 0,2%-ным раствором полиэтиленгликол в хлористом метилене, высушивании в токе азота при 330°С и нанесении стационарной фазы, содержащей добавку полиэтиленгликоля Cll. Недостатком этого метода является большое время приготовления колонки. Кроме того, предварительная обработка поверхности капилляра является трудноконтролируемым процессом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в обработке капилляра раствором пдавиковой кислоты, водой и метанолом с последующим нанесением стационарной фазы из раствора, содержащего 5-20 мас.% соли щелочного маталла по отношению к массе фазы. Данный способ позволяет за 3-3,5 ч приготовить колонку с различными по полярности фазами {l2, Недостатками известного способа являются невысокая эффективность и стабильность колонок при использовании в качестве стационарных фаз поликсилоксанов. Цель изобретения - повышение эффективности и стабильности колонки. Поставленная цель достигается те что согласно способу, включающему нанесение стационарной фазы на внут реннюю поверхность стеклянного капилляра из раствора, содержащего 5-10 мас.% модификатора, стеклянный кдпилляр предварительно вьщерживают при 420-430 С в токе инертного газа, а в качестве модификатора испол зуют полиятиленгликоль. В качестве стационарной фазы используют полисилоксаны. Способ предложен для широкого кру га полисилоксановых фаз. Прогрев капилляра при температуре меньше не приводит к улучшению селективности по сравнению с прототипом, прогрев при температуре вьш1е не способствует дальнейшему увеличению эффективности колонок. Сущность способа заключается в следующем. Непосредственно перед нанесением стационарной фааы стеклянный капилляр прогревают при 420-430 С в токе сухого азота, охлаждают до комнатной температуры, заполняют раствором стационарной фазы, содержащим 5-Ш%-ную добавку {от веса фазы ) ПЭГ-40М {полиэтиленгликоль с мол, массой 40000), после чего наносят фазу статическим методом высокого давления. Благодаря предварительному прогреву достигается удаление адсорбированной на стекле воды, что способствует улучшению смачиваемости стеклянной поверхности стационарной фазой и приводит к увеличению эффективности колонок.Добавка ПЭГ-.40М к раствору стационарной фазы снижает адсорбированную активность стеклянной поверхности и создает условия для равномерного распределения пленки полисилоксановой стационарной фазы, т.е, также способствует улучшению газохроматографических характеристик колонок. . ПЭГ-40М в количест ве меньшем 57„ не позволяет получить эффективные колонки, а добавка в количестве, превьш1ающем 10%, нецелесообразна, поскольку существенно изменяя полярность полисилоксановой фазы, не обеспечивает увеличение эффективности колонок. Пример 1. Капилляр длиной 45 м, с внутренним диаметром 0,25 мм из боросиликатного стекла прогревают при в течение 1,5 ч в токе сухого азота, охлаждают до комнатной температуры и заполняют 0,13%-ным раствором OV-101 в свежеперегнанном тетрагидрофуране, содержащем 10% добавки ПЭГ-40М (от веса стационарной фазы). После этого стационарную фазу наносят статическим методом высокого давления при температуре термостата 200°С и температуре устройства предварительного нагрева ..Готовят 10 колонок. Эффективность полученных колонок теоретических тарелок на метр по н,тридекану при , П р и м.е р 2, Получение, колонок длиной 45 .м, с внутренним диаметром 0,25 мм .проводят аналогично примеру 1, но прогревание осуществляют при в токе сухого азота в течение 2 ч и используют 0,25%-ный раствор полисилоксановой стационарной фазы OV--1 7 в тетрагидрофуране с добавкой ПЭГ-40М в количестве 10% от веса стационарной фазы. Гото вят 5 колонок. Эффективность полу- ценных колонок 4000±200 теоретических тарелок на метр по н.тридекану при .

П р и м е р 3. Получение колонки длиной 40 м, с внутренним диаметром 0,25 мм проводят аналогично примеру 2, но используют ,0,07%-ный раствор полисилоксановой стационарной фазы OV-25 с добавкой ПЭГ-40М в количестве 5% от веса стационарной фазы. Готовят 5 колонок с эффективностью теоретических тарелок на метр по метиловому эфиру ге- нейкозановой кислоты при 200°С.

II р и м е р 4, Получение колонки длиной 45 м, с внутренним диаметром 0,25 мм проводят аналогично примеру 1., но используют 0,13%-ный рас вор полисилоксановой стационарной фазы OV-225 с добавкой ПЭГ-40М в количестве 5% от массы стационарной фазы. Готовят 10 колонок. Эффективность полученных колонок составляет 4000±200 теоретических тарелок на метр по орто-нитробромбензолу при . Воспроизводимость получения колонок оценивают по индексам удерживания метилпиридинов при 110°С,

В табл,1 приведены индексы удержи вания. метилпиридинов на СКК с OV-225 +5% ПЭГ-40М при .

Как видно из табл.1, индексы удеживания метилпридинов практически оди наковы на всех колонках.

П р и м е р 5. Стеклянный капиляр длиной 50, с внутренним диаметром 0,25 мм прогревают 1 ч 45 мин при в токе сухого азота, охлаждают до комнатной температуры и заполняют 0,20%-ным раствором . OV-101 в свежеперегнанном тетрагидрафуране, содержащем добавку ПЭГ-40 в количестве 7% от веса стационару ной фазы. После этого стационарную фазу наносят статическим методом высокого давления при температуре термостата и температуре устройства предварительного нагрева. . Готовят 5 колонок. Эффективность 3500t200 по пиридину npi .

П р и м е р 6. В условиях примера 4 готовят колонки, изменяя время и температуру предварительного прогрева капилляра;В табл.2 представлены данные по изменению эффективности колонок (число теоретических тарелок на метр длины по н.тридекану при 110°С) при изменении температуры и времени прогрева капилляра.

Как видно из табл.2, прогрев капилляров при температурах ниже 420 С не приводит к получению эффективных колонок, а прогрев при температур ах г выше 430С не способст-вует дальнейшему увеличению эффективности колонок. Кроме того, табл.2 показывает, что необходимым и достаточным временем прогрева капилляров является 1,5-2,0 ч, при этом достигается максимальная эффективность колонок. Более длительное прогревание не приводит к увеличению эффективности колонок, а лишь удлиняет процедуру их изготовления, что особенно нежелательно при серийном производстве капиллярных колонок в заводских условиях.

Пример 7.В табл.3 приведены данные по изменению индексов удерживания различных соединений в про-;, цессе эксплуатации на стеклянных капиллярных колонках,приготовленных по предлагаемому и известному способам.

Как видно из табл.3, индексы удерживания азотосодержащих органических оснований (пиридин и его производные) остаются постоянными в течение длительной эксплуатации колонок, изготовленных по предлагаемому способу, в то время как для колонок, изготовленных по известному способу, индексы удерживания со временем значительно изменяются, что делает невозможным их использование для идентификации компонентов сложных природных смесей.

Примере. В табл.4 приведены сравнительные данные по эффективности стеклянных (Капиллярных колонок, приготовленных известным и предлагаемым способами (ЧТТ/м по пиридину при 110°С)..

Из табл.4 видно, что для одинаковых стационарных фаз эффективность выше в случае предлагаемого способа.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать колонки, обладающне высокой стабильностью и эффективностью.

Предлагаемый способ применим для наиболее широко используемых полиСоединение

1076 1114 1145

дин 1199 1207

, силоксановых фаз: OV-101, OV-47, OV-25, OV-225.H SP-2300, что позволяет анализировать органические соединения различной полярности, в том числе и при высоких температурах.

Таблица 1

Колонка

1076

1075 1 I 14 1 115 1 145 1145 1200 1201 1207 1206

Таблица2

1. .СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ КОЛОНКИ Для ХРОМАТОГРАФИИ, включающий нанесение стационарной фазы на внутреннюю поверх- ность стеклянного капилляра из раствора, содержащего 5-10 мас.% модификатора от массы стационарной фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и 1 стабильности колонки, стеклянный капилляр предварительно вьщерживают при 420-430°С в токе инертного газа, а, в качестве модификатора используют полиэтиленгликоль. 2. Способ ПОП.1, отличаю щ ц и с я тем, что в качестве стационарной фазы используют полисшто ксаны.

2500

3200 2700 3800

Индексы удерживания при Колонка OV-225 + 5% ПЭГ--40М Соединение

Продолжительность эксплуатации, мес

1076

1076

1114 1114 н 1145 .1145

1199

.1200 1207 1208

490 2800

3300

3300 3800 3800

4000

4000 4000 4000

ТаблицаЗ

О Г 3612

12

3

1076 1076 1085 1081 1070

1063

1 114

I ПО

П07 1100 1095 1145 I 152 1149 1143 1138

1199

1205

1201 1195

1 190 1207 1215 1210 1201 1193 Колонка (прототип) OV-225 + 10% KF

Эффективность колонок, изготовленных по способу

ПредлагаемомуИзвестному OV-101 + 10% ПЭГ-40М OV-17+10% ПЭГ-40М fOV3500120040001200 .

1322278

Т.аблицаА lOl + 10% ОУ-17- -15% KCl 3100±200 , .