Способ количественного хроматографического анализа Советский патент 1990 года по МПК G01N30/78 

Изобретение откосится к аналитической химии, конкретно к способам хроматографического анализа, и может найти применение в количественном анализе многокомпонентных смесей с малым содержанием примесей при помощи ионизационного детектора.

Целью изобретения является повышение точности определения содержания примесей в процессе и расширение линейного динамического диапазона измерения количества основного компонента или растворителя.

На фиг.1 представлена зависимость сигнала (высота пика) пламенно-ионизационного детектора (ПИД) от напряжения ионизации при объеме пробы 2 мкл - гексан; при объеме пробы 0,2 мкл - додекан; на фиг.2 - форма хроматографического пика растворителя при изменении напряжения ионизации от 200 до 40 В по достижении сигналом детектора границы линейного динамического диапазона; реальная хроматограмма, полученная при анализе 2 мкл гексана; идеальная хромато- грамма без учета постоянной времени измерительной системы.

Пример. Перед анализом проводят калибровку, т.е. для конкретных условий анализа строят зависимость сигнала ПИД (высота пика) от напряжения ионизации. Пример такой зависимости (насадочная колонка диаметром 2 мм, длиной 1,5 м, наполненная хро- матоном Н - AW-DMCS фракцией 0,125- 0,16 мм, пропитанным 5%-ным раство ром силикона SE-30J анализируемая смесь включает 10% додекана и 90% гексана; температура колонок 140°С, детектора 250°С; расход газа носите- ля 30 , воздуха 300 см3/мин, водорода 30 смь/мин) приведен на фиг„1, Из графика видно, что зависимость носит линейный характер до напряжения 40 В. По калибровочной зависи мости выбирают нижнее значение напряжения ионизации (в данном случае 40 В). Проводят анализ пробы, причем площадь под хроматографическим пиком (S1, S 2 на фиг.2) определяют последовательным суммированием значений выборок аналого-цифрового преобразователя (АЦП), измеряющего сигнал ПИД, начиная с точки А через точки В, В , С , С до точки D, при этом точки начала и конца пиков определяют одним из известных методов количественной обработки хроматографи ческих пиков.

По достижении сигналом детектора

уровня, соответствующего, например границе линейного динамического диапазона ПИД или усилителя ПИД (пл на фиг.2) мгновенно уменьшают напря- жение ионизации от 200 до 40 В и измеряют минимальное значение сигнала детектора (hг на фиг.2). Наблюдают изменение сигнала детектора и, когда он вторично достигает значения h, устанавливают первоначальное значение напряжения ионизации 200 В. На практике возврат к номинальному напряжению ионизации производят, когда сигнал детектора станет меньше уровня Ъг, чтобы исключить режим генерации который может возникнуть из-за переходных процессов в момент переключения.

После нахождения пика (точки D на фиг.2) проводят базовую линию через точки А и D и определяют окончательно площадь хроматографического сигнала S по формуле

Ц Ч + Q 2 с

ь ь, + ь2 h s3 ,

(1)

де S4 - площадь пика между точками А и В , С и D, определенная суммированием выборок;

S.J - площадь пика между точками В и С ;

h - уровень сигнала детектора, при котором уменьшают напряжение ионизации, равное значению границы линейного динамического диапазона ПИД;

h - минимальное значение сигнала детектора, зафиксированное в первый момент после снижения напряжения ионизации;S - площадь пика, ограниченная

базовой линией.

Вычислив площадь пика растворитея (1), находят объем пробы по формуе

V C-S(2)

Коэффициент С определяют методом

анализа:

8,

Х

(3)

где п - количество пар значений

S, полученных при градуировке хроматографа для определения коэффициента чувствительности детектора к растворителю.

Реализацию предложенного способа можно осуществить с помощью любого автоматизированного хроматографа, включающего быстродействующий аналого-цифровой преобразователь, интеллектуальный интегратор или микроЗВМ, программируемый источник напряжения ионизации, электрометрический усилитель с малой постоянной времени.

Таким образом, предложенный способ количественного хроматографического анализа позволяет по сравнению с известными техническими решениями расширить линейный динамический

диапазон измерения количества основного компонента или растворителя, по крайней мере, на порядок; повысить точность определения содержания примеси в пробе; значительно снизить требования к воспроизводимости как количества введенной пробы, так и условий анализа, т„е. повысить помехозащищенность способа; устранить остаточный дрейф нулевой линии усилителя и непропорциональное ее смещение, работать на одном пределе измерения усилителя, тем самым дополнительно повысить точность определе- ния примесей; полностью автоматизировать операции по определению концентрации примеси в пробе.

Формула изобретения

Способ количественного хроматогра фического анализа с измерением величины пробы ионизационным детектором, используемым для определения содержания примесей и основного компонента в пробе, включающий разделение пробы на хроматографической колонке, преобразование физико-химических свойств элюата детектором в электрический сигнала, пропорциональный концентрации примесей в пробе, его измерение и регистрацию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения содержания примесей в пробе и расширения линейного динамического диапазона измерения количества основного компонента или растворителя, по достиже

ний сигналом детектора границы линейного динамического диапазона снижают напряжение ионизации до значения, при котором зависимость сигнала детектора от напряжения ионизации остается линейной, измеряют значение сигнала детектора в первый момент после снижения напряжения ионизации, регистрируют изменение сигнала детектора и по достижении им измеренного значения вторично устанавливают первоначальное значение напряжения иониза- ции, а площадь сигнала детектора, пропорциональную количеству основного компонента или растворителя в пробе, определяют по формуле

s s. + s . +

s k

3

где S.

площадь сигнала до снижения напряжения ионизации; площадь сигнала после установки первоначального значения напряжения ионизации; площадь сигнала во время действия пониженного значения напряжения ионизации; уровень сигнала детектора, при котором снижают напряжение ионизации; минимальное значение сигнала детектора, зафиксированное в первый момент после снижения напряжения ионизации;

площадь сигнала, ограниченная базовой линией.

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к способам хроматографического анализа, и может найти применение в количественном анализе многокомпонентных смесей с малым содержанием примесей с малым содержанием примесей при помощи ионизационного детектора. Цель изобретения - повышение точности определения содержания примесей в пробе и расширение линейного динамического диапазона измерения количества основного компонента или растворителя. Для этого по достижении сигналом детектора границы линейного динамического диапазона снижают напряжение ионизации до значения, при котором зависимость сигнала детектора от напряжения ионизации остается линейной. Измеряют значение сигнала детектора в первый момент после снижения напряжения ионизации. Затем регистрируют изменение сигнала детектора и по достижении им измеренного значения вторично устанавливают первоначальное значение напряжения ионизации. О количестве основного компонента или растворителя в анализируемой пробе судят по отношению значения границы линейного динамического диапазона к значению сигнала детектора, измеренному после снижения напряжения ионизации. 2 ил.

злиноа аютго теыц йл1

Граница линейного динамического диапазона