Центробежный жидкостный хроматограф Советский патент 1987 года по МПК G01N30/00 

1

Изобретение относится к жидкостной хроматографии для анализа сложных смесей веществ. .

Целью изобретения является повышение эффективности разделения за счет уменьшения послеколоночного размывания веществ.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость изменения электрического сигнала (А) детектора от времени () в процессе выхода разделяемых веществ из хроматогра4шческой колонки.

13415732

образным кольцевым приемником 14 элю- ента. Все элюенты сборника элюента выполнены из инертного несмачивающегося растворителями материала, например из полиэтилена или тефлона. Сборник элюента снабжен приспособлением 15 для его охлаждения, выполненным в виде трубчатого змеевика, охватывающего

IО цилиндрическую внешнюю поверхность приемника 14 злюента и имеющего каналы 16 и 17 для подвода и вывода хладагента, например водопроводной воды, В роторе 5 выполнен вертикальный

15 канал 18, сообщающийся с радиальным каналом 7 в непосредственной близости от слоя частиц сорбента 8. Вертикальный канал 18 служит для установки в нем носителя 19 пробы. Последний представляет собой механический ци- линдрический стержень, в котором выполнен сквозной поперечный канал 20, предназначенньй для заполнения дозированным количеством анализируемой

20

Устройство содержит корпус 1 со съемной крышкой 2. Внутри корпуса 1 установлен электрический двигатель 3 синхронного типа с числом оборотов 3-5 тыс.об/мин. На валу 4 двигателя 3 закреплен дисковый ротор 5. В центральной части ротора 5 установлена емкость 6 для чистого элюента, выполненная -съемной.или заодно с дисковым ротором 5. В дисковом роторе 5 25 жидкой смеси (пробой веществ). Он выполнено по крайней мере два сим- имеет также рукоятку 21 с отметчиком метрично расположенных р.адиальных ци- положения (не показан) и уплотнительное коническое кольцо из тефлона (не показано), предназначенное для

вместе с каналами 7 образует хромато- 30 герметизации вертикального канала 18 графические разделительные колонки. момент установки в нем носителя 19 На выходе каналов 7 установлены филь- пробы. Расстояние между сквозным по- тры 9 из твердого пористого материала перечным каналом 20 и рукояткой 21 (керамические или металлокерамичес- носителя 19 пробы выбрано таким, что кие) и конические сопла 10, формирую- 35 Установке носителя- 19 пробы в щие струю элюента в процессе вращения вертикальном канале 18 сквозной поперечный канал 20, заполненный пробой анализируемых веществ, устанавливаетлиндрических канала 7, в которых помещены частицы сорбента 8, который

ротора 5. В корпусе 1 напротив выходного отверстия канала 7 ротора 5 установлен датчик-преобразователь кинетической энергии струи в электричес- 40 кий сигнал. Этот датчик-преобразователь может быть выполнен в виде измерительного электрода 11, имеющего участок 12 контакта со струей элюента, вытекающей из сопла 10, причем 45 электрод 11 может быть установлен так, что Участок 12 контакта со струей элюента пересекается плоскостью Б-Б вращения хроматографических колонок. Участок 12 измерительного 50 электрода 11 выполнен из инертного материала, например платины или стек- лоуглерода, который не корродирует под действием растворителей, обычно

ся коаксиально каналу 7. Емкость 6 для элюента снабжена крышкой 22 с центральным отверстием 23. Измери-- тельньй электрод 11 посредством соответствующего кабеля 24 соединен с электрометром 23. Кроме того, датчик- преобразователь может.быть выполнен в виде тензометрического датчика дав- ления.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением анализа емкость 6 частично заполняют подходящим раст- во|)ителем, используемь1м в качестве элюента, или смесью растворителей. Растворитель предварительно тщательно

используемых в жидкостной хроматогра- 5.5 обезгаживают с помощью известных в фии в качестве элюентов. В корпусе 1 жидкостной хроматографии приемов. За- установлен сборник элюента, который тем приводят во вращение ротор 5 и выполнен в ви;а;е кольцевой емкости 13,. включают электрическую схему датчик-. снабженной в верхней части воронко- преобразователя. Выбрасываемые под

ся коаксиально каналу 7. Емкость 6 для элюента снабжена крышкой 22 с центральным отверстием 23. Измери-- тельньй электрод 11 посредством соответствующего кабеля 24 соединен с электрометром 23. Кроме того, датчик- преобразователь может.быть выполнен в виде тензометрического датчика дав- ления.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением анализа емкость 6 частично заполняют подходящим раст- во|)ителем, используемь1м в качестве элюента, или смесью растворителей. Растворитель предварительно тщательно

действием центробежных сил из сопел 10 струи чистого элюмента попеременно с частотой пропорциональной числу оборотов ротора ( Гц) взаимодействуют с участком 12 измерительного электрода или тензометрш1еского датчика. При взаимодействии струи жидкости с поверхностью электрода на нем образуется электрический потенциал, который можно измерить с помощью электрометра 25, После того как модулированный электрический сигнал, вырабатываемый измерительным электродом 11, а измеряемый электрометром 25 и регистриуемый с помощью соответствующего регистратора (не показан), стабилизируется по частоте и амплитуде (начальная часть графика на фиг.2), вращение ротора 5 прекращают, извле- кают из вертикального канала 18 носитель 19 пробы, производят заполнение сквозного поперечного канала 20 носителя 19 пробой анализируемых веществ (дозированное количество пробы вводят в сквозной поперечный канал 20 носителя 19 пробь с помощью микрошприца) и вновь устанавливают носитель 19 пробы в вертикальный канал 18, герметизируя выход этого канала уплотни- тельным кольцом из тефлона с помощью накидной гайки (не показана). При этом носитель 19 пробы должен быть установлен так, чтобы сквозной поперечный канал 20 с пробой расположился строго коаксиально с каналом 7 напротив слоя сорбента 8. С этой целью на рукоятке 21 носителя 19 пробы имеется риска, положение которой совпадает с осью сквозного поперечного канала 20. Про- изводится дозаполнение емкости 6 растворителем и вновь включается двигатель 3 ротора 5, который приводится во вращение и разгоняется до заданного числа оборотов (2500-10000 об/мин), после чего скорость его вращения стабилизируется, Растворитель-элюент под действием центробежных сил устремляется из емкости 6 в радиальные каналы 7, вымывая из сквозного поперечного :канала 20 носителя 19 пробы его содержимое и подавая пробу анализируемых веществ в слой сорбента 8 хрома- тографической колонки. При этом под действием центробежных сил элюент в емкости 6 отжимается к стенкам емкости 6, занимая положение, изображенное на фиг.1 штриховыми линиями. Количество элюента в емкости 6 должно

g 5 о 5 о д g

5

быть достаточным для проведения по крайней мере одного процесса разделения анализируемых веществ в слое сорбента хроматографической колонки. Поток элюента, фильтрующийся под действием центробежных сил через слой сорбента 8 в хроматографической колонке, осуществляет перенос компон-ен- тов разделяемой смеси веществ пробы к выходу канала 7 с индивидуальными скоростями, определяемыми силами сорб- ционного взаимодействия молекул веществ с сорбентом 8, элюирующей силой элюента и линейной скоростью перемещения элюента в слое сорбента 8 в колонке. В начале процесса разделения с вькодов каналов 7 через сопла 10 выбрасываются струи чистого элюента, которые попеременно взаимодействуют с участком 12 измерительного электрода 11, создавая пульсирующий потенциал, измеряемьм электрометром 25, Выбрасываемый при этом электрический сигнал имеет форму прямоугольных импульсов, амплитуда которых определяется природой используемого элюента, а частота - числом оборотов ротора 5 центрифуги, В момент времени, когда на выходе слоя сорбента 8 появится полоса разделенного компонента анализируемой смеси веществ, амплитуда из-i меряемого электрического сигнала, обусловленного взаимодействием струи элюента, содержащего это вещество, с поверхностью электрода, начнет изменяться пропорционально изменению кон-, центрации С этого вещества в элюенте, а амплитуда электрического сигнала, обусловленного взаимодействием струи чистого элюента с поверхностью электрода, останется неизменной (см. фиг.2), Если ширина пика вещества на хроматограмме равна 1 с, а число оборотов ротора составляет 3000 об/мин (или 50 Об/с), то за время выхода полосы вещества из слоя сорбента на пикограмме (см. фиг.2) проявятся п импульсов А с постоянной амплитудой, обусловленной изменениями концентрации анализируемого способа детектирования, реализуется наиболее прогрессивный метод измерения, при котором на чувствительный элемент (участок 12 измерительного электрода 11) попеременно поступает поток вещества в элюенте из измерительного канала и поток чистого элюекта из сравнительного канала. Это обеспечивает резкое

уменьшение уровня шумов детектора за счет исключения влияния таких факторов, как колебания температуры, скорости потока, концентрации примесей в растворителе и др. В процессе попеременного воздействия на измерительный электрод струи элюента, со- д.ержащего анализируемые вещества, и струи чистого элюента имеет место очистка поверхности электрода от остатков анализируемых веществ при каждом обороте ротора за счет механического действия струи чистого элюента. Это дополнительно способствует снижению уровня шумов детектора, обусловленных остатками ангшизируемых веществ.

В предлагаемом устройстве в качестве детектора может быть использован электрохимический детектор, действие которого также основано на взаимодействии струи жидкости с поверхностью электрода, на котором осуществляется электролиз электрически активных Beui;ecTB, которые окисляются или восстанавливаются на поверхности электрода, и измеряется ток электролиза.

Формула изобретения

1. Центробежный жидкостньй хроматограф, содержащий корпус, дисковый ротор, установленньй на валу двигателя в корпусе, резервуар Ш1Я элюента, установленный в центральной части ротора, хроматографическую колонку, выполненную в роторе, вход которой соединен с резервуаром для элюента, неподвижно установленный напротив выхода колонки, и детектор, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет уменьшения послеколоноч- ного размывания анализируемых веществ, в роторе выполнено по крайней мере , две хроматографические колонки, одна

из которых снабжена пробовводом, а детектор выполнен в виде датчика-преобразователя кинетической энергии струи в электрический сигнал, который размещен на внутренней поверхности

кольцевого сборника элюента., причем выход каждой из колонок снабжен коническим соплом.

2. Хроматограф по п.1, о т л и - .

ч ающийся тем, что датчик-преобразователь кинетической энергии струи в электрический сигнал выполнен в виде тензометрического датчика дав- лени я.

3. Хроматограф по п.1, отличающийся тем, что датчик- преобразователь кинетической энергии струи в электрический сигнал выполнен в виде электрода, соединенного с электрометрическим усилителем.

16

I 1 9 В 19 71

15

-4.17

Фие. 1

Редактор Э.Слиган

Составитель Л.Жаркова Техред М.Дидык

Заказ 4431/49Тираж 776 -Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(Риг. 2

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к жидкостной хроматографии. Может использоваться в органической, биологической и фармацевтической химии и медицине. Целью изобретения является повышение эффективности разделения за счет снижения послеколоночного размывания веществ. В центробежном жидкостном хроматографе имеется дисковый ротор, ус- /ановленный на валу двигателя в корпусе. Резервуар для элюента установлен над ротором Б его центральной части. Хроматографические колонки установлены по радиусам дискового ротора и соединены с резервуаром для элюента . Против выходного конца колонки на сборнике фракции установлен датчик-преобразователь кинетической энергии струи. Это может быть тензо- метрический датчик давления или электрод, соединенный со схемой измере - ния. Число колонок по крайней мере две, и одна из них снабжена пробовво- дом. 2 3.п. ф-лы, 2 Ш1. i (Л 00 4 №