Способ нанесения стационарной фазы на стенки капиллярной колонки для газожидкостной хроматографии Советский патент 1979 года по МПК G01N31/08 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно - к технике газохроматографического анализа и может быть использовано при изготовлении высокоэффективных капиллярных колоьюк для газо-жидкостной хроматографии.

Известен способ нанесения стационарной фазы на внутренние стенки капиллярной колонки газо-жидкостной хроматографии, включающий предварительную тщательную очистку капилляра с помощью щелочей, кислот и (или) органических растворителей. В некоторых случаях эффективность очистки капилляра повышают с помощью ультразвука, а очищенный капилляр перед нанесением стационарной фазы дополнительно обрабатывают веществами, понижающими адсорбцию анализируемых соединений на стенках капиллярной колонки. Однако во всех случаях подготовки капилляра к нанесению Стационарной фазы заверщающим процессом подготовки является cynjKa (продувка) очищенного капилляра чистым сухим газом для уда.чения из него каких-либо следов растворителя, которую рекомендуют проводить при обычной температуре и давлении газа порядка 1 кгс/см- около

2 часов. После этого в капилляр подают раствор стационарной фазы в том или iiHOM органическим растворителе 11. При ыом существенное значение для получения эффективной колонки с равномерной пленкой фазы имеет обеспечение возможности контроля за продвижением раствора стационарной фазы по капилляру с целью поддержания постоянной скорости потока в течение всего процесса. Для этого ра/.работаны довольно сложные приспосоплсния, позволяющие стабилизировать и контролпровать скорость перемещения раствора стационарной фазы.

Прототипом изобретения является способ нанесения стационарной фазы на стенки колонки для газо-жидкостной хроматографии, заключающийся в пропуокачии через колонку раствора стац1 онарнои фазы в подходящем растворителе 2.

Однако известный способ нанесения стационарной фазы на стенки капиллярной колонки характеризуется весьма существенными недостатками. Продавливание раствора стационарной фазы сквозь пустой и сухой капилляр чревато опасностью глубокой блокировки последнего, поскольку по мере продвижения раствора фазы по сухому капилляру, концентрация ее в начальной порции раствора возрастает настолько, что может образоваться своеобразная густая пробка (плат), полностью прекращающая дальнейшее продвижение раствора по капилляру. Попытки подогреть капилляр в таких случаях вызывают еще большее загустевание пробки, т. к. растворитель стационарной фазы при этом еще интенсивнее испаряется в свободное пространство перед пробкой, тогда как вязкость самой стационарной фазы с повышением температуры снижается весьма незначительно. Не помогает в таких случаях и повышение давления в наполнителе колонки. Практически чистый и сухой капилляр из нержавеющей стали длиной 50 м и внутренним диаметром 0,25 мм блокируется раствором стационарной фазы, если ее концентрация в растворе (в зависимости от типа фазы) превышает 5-10°/о. Таким образом, известный способ не позволяет использовать растворы фазы более высокой концентрации, хотя последнее весьма желательно, исходя из соображений повышения эффективности и долговечности капиллярной колонки, а скорость перемещения раствора трудно регулировать. Целью изобретения является упрощение способа, предотвращение блокировки капилляра пробкой стационарной фазы, обеспечение возможности пропускания сквозь капилляр раствора стационарной фазы повышенной концентрации, что повышает эффективность и долговечность капиллярной колонки. Поставленная цель достигается тем, что перед пропусканием раствора колонку заполняют растворителем стационарной фазы, затем подают в колонку раствор стационарной фазы. Пример. Капиллярная колонка из нержавеющей стали длиной 50 м и внутренним диаметром 0,25 мм, разделительная способность которой заметно снизилась к концу непрерывной работы с Карбоваксом 2бМ (полиэтиленгликоль с молекулярным весом 20000) в диапазоне 70-200°С, вначале была очищена от загрязнения эксплуатационного харатера и остатков стационарной фазы путем последовательного пропускания через нее при ко.мнатной температуре аликвот хлористого метилена, ацетона, 20/о-ного водного аммиака, 10°/о-ного водного аммиака, 5%-го водного аммиака, воды (до нейтральной реакции), ацетона и хлористого метилена. После этого капилляр заполняли чистым хлористым метиленом и сразу же вводили в наполнитель (наполнитель для капиллярной колонки входит в комплект каждого хроматографа) 2 мл раствора полиэтиленгликоля с молекулярным весом 20000 в хлористом метилене концентрацией 15°/о (весовых). Наполнитель герметизировали и подавали на него из баллона давление чистого и сухого инертного газа. Скорость прохождения раствора стационарной фазы по капилляру регулировали изменением давления на наполнителе и контролировали по скорости выхода растворителя (а затем - раствора стационарной фазы) из колонки таким образом, чтобы интервал между любыми двумя каплями раствора или растворителя на выходе из капилляра был равен 10 секундам. Заданный интервал легко поддерживался на протяжении всей процедуры нанесения стационарной фазы путем постепенного изменения давления инертного газа на наполнителе с О до 9,5 кгс/см2 и вновь до нуля. Повыщение давления газа осуществляли путем обычного двухкамерного газового редуктора - вворачиванием регулирующего винта. Понижение давления осуществляли периодически травлением газа путем ослабления затяжки гайки наполнителя при полностью вывернутом регулирующем винте редуктора. В мо.мент выхода последней капли раствора стационарной фазы давление газа в наполнителе было равно атмосферно.му. После этого колонку отсоединяли от наполнителя, переносили в термостат неработающего хроматографа и присоединяли к испарителю. С помощью регуляторов газа-носителя хроматографа на вход колонки подавали давление 0,25 кгc/cм, что обеспечивало продувку колонки гелием при комнатной температуре со скоростью 0,4-0,5 мл/мин. Продувку проводили в течение 12 часов. После этого температуру колонки повышали до 70°С, а скорость гелия - до 2 мл/мин и продували колонку еще в течение трех часов. Способ нанесения стационарной фазы на стенки капиллярной колонки для газо-жидкостной хроматографии полностью исключает опасность блокировки капилляра пробкой стационарной фазы при концентрациях фазы вплоть до 20% (эксперименты проводили с полиэтиленгликолем с молекулярным весом 20000 в качестве стационарной фазы и с хлористым метиленом в качестве растворителя стационарной фазы). Повышение же концентрации стационарной фазы в растворе позволяет получить на внутренних стенках капилляра более толстую пленку фазы, что положительно сказывается на эфф|ективности колонки (улучшается разделение и симметрия пиков) и на ее долговечности (позже начинают сказываться последствия частичного естественного уноса стационарной фазы газом-носителем). Кроме того способ обладает высокой воспроизводимостью и позволяет в любое время приготовить капиллярную колонку, практически полностью идентичную отмытой. Наконец способ очень прост в исполнении - не требуется накакого дополнительного или специально изготовленного оборудования, не требуется особой квалификации работника

каждый лаборант может приготовить высокоэффективную и воспроизводимую капиллярную колонку за 1,5-2 суток.

В заключение следует отметить, что капиллярные колонки для газо-жидкостной хроматографии обеспечивают, как известно, наиболее эффективное разделение сложных летучих соединений, однако используются они значительно реже, чем обычные - насадочные. Объясняется это, в основном трудностями, связанными с их приготовлением. В этом свете простой, надежныйи воспроизводимый способ приготовления эффективных капиллярных колонок может оказаться весьма полезным для широкого круга исследователей, пользующихся методом газо-жидкостной хроматографии.

Формула изобретения

Способ нанесения стационарной фазы на стенки капиллярной колонки для газо-жидкостной хроматографии, заключающийся в пропускании раствора стационарной фазы в растворителе через колонку с последующей продувкой и сушкой, отличающийся тем, что, с целью предотвращения блокировки капиллярной колонки пробкой стационарной фазы, обеспечения возможности применения растворов стационарной фазы повыщенной концентрации и упрощения способа, капиллярную колонку предварительно заполняют растворителем стационарной фазы, после чего в колонку подают раствор стационар0ной фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Swain Т. «Studies on potato flavour.

S 1964, «Europ. Pot.Z 7(4), 228-337.

2.ZevY R. «Analytical Chemistry 40(2), 459-461.