Способ приготовления колонок для жидкостной хроматографии

 

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОЛОНОК ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, включающий приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспензии сорбента в колонку и уплотнение столба сорбента, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, стабильности и долговечности колонки, в состав дисперсионной среды вводят . кислородсодержащий и углеводородный растворители, суспензию сорбента на чинают вводить при максимальном давлении заполнения, уплотнение столба сорбента проводят периодически последовательным дискретным пропусканием порций кислородсодержащего и углеводородного растворителя с уменьшающейся вязкостью, причем заполнение в начале пропускания каждой из порций растворителей проводят при максимальном давлении заполнения . 2.Способ по п.1,отличающ и и с я тем, что в качестве кислородсодержащего растворителя используют ацетон илиизопропиловый спирт. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что вязкость угл водорО|Цного растворителя составляет более 1 сП. 5S 4.Способ по П.1, о тл ич а ю (Л щ и и с я тем, что соотношение кислородсодержащего и углеводородного растворителей дисперсионной среды поддерживают близким к 1:1. 5.Способ по П.1, отличающийся тем, что давление заполнения составляет 200-800 атм. 6.Способ по П.1, отличающийся тем, что вязкость углево-. дородного растворителя следующего после порции кислородсодержащего растворителя составляет более 1,ОсП. 7.Способ по пп. 1, 5 и 6, о т .личающий ся тем, что вяз .кость углеводородного растворителя следующего после порции кислород содержащего растворителя составляет менее 1 сП.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 01 и 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3490281/23-25 (22) 10. 09. 82 (46) 23. 12. 83. Бюл. Р 47 (72) A.Í.Aãååâ и В. И.Орлов (53) 543. 544 (088. 8) (56) 1. Kraak J. Construction of

columns for liquid cIIromatoc raphy

with very 3arge р а е numbers.— J. of

Chromatogr., 122, 1976, р.147.158.

2. Nebber Т. et al. Optimisation

of liquid chromatographic performance on columns packed with microparticulate silicas. — J. of chromatogr. 122, 1976, р. 243-258.

3. Bristow P. et al. Upward

slurry packing of liquid chromatography columns. — J. of chromatogr., 131, 1977, р. 57-64.

4. Авторское свидетельство СССР

9 768307, кл. 5 01 К 31/08, 1978 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ KOJIOHOK jPIH EHQKOCTHOA ХРО 4 ТОГР фИИ, включающий приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспенэии сорбента в колонку и уплотнение столба сорбента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, стабильности и долговечности колонки, в состав дисперсионной среды вводят кислородсодержащий и углеводородный растворители, суспенэию сорбента на чинают вводить при максимальном давлении заполнения, уплотнение

„„SU„„1062602 А столба сорбента проводят периодически последовательным дискретным пропусканием порций кислородсодержащего и углеводородного растворителя с уменьшающейся вязкостью, причем заполнение в начале пропускания каждой из порций растворителей проводят при максимальном давлении заполнения.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве кислородсодержащего растворителя используют ацетон или изопропиловый спирт.

3. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что вязкость углеводородного растворителя составляет более 1 сП. Pg

4. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение кислородсодержащего и углеводородного растворителей дисперсионной среды поддерживают близким к 1:1.

5. Способ по п.l, о т л и ч а ю- ф шийся тем, что давление заполнения составляет 2 00-800 атм.

6. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем что вязкость углеРО-, дородного растворителя следующего после порции кислородсодержащего растворителя составляет более 1,0сП.

7. Способ по пп.l, 5 и 6, о т л и ч а ю шийся тем, что вязкость углеводородного растворителя следующего после порции кислород = содержащего растворителя составляет менее 1 сП.

1062602

Изобретение относится к хроматографии, преимущественно жидкостной, . и может быть использовано для получения эффективных и стабильных колонок на различных жидкостных хроматографах.

В современной жидкостной хроматографии для получения эффективности стабильных и воспроизводимых колонок используют всевозможные методы приготовления колонок. Эти методы включают применение различных растворителей, насосных систем, используются колонки самой разнообразной геометрии.Давление, используемое при набивке,может меняться от 200 до 1000 атм. 15

Для каждого сорбента существует свой оптимальный метод заполнения, т.е. оптимальный метод введения его в колонку.

Известен способ приготовления 20 колонок в жидкостной хроматографии (способ сбалансированной плотности ), по которому готовят суспензию в растворителях, плотность которых одинакова с плотностью частиц сорбен- 25 та. В таких растворителях частицы не оседают, получается устойчивая суспензия, что является основным фактором получения эффективных колонок.

Суспенз ию прокачивают при давлении намного большем, чем рабочее давление колонок (1)

Недостатком способа является то, что применяемые растворители явля- . ются малодоступными, сильнотоксичными веществами. Кроме того, эти растворители отмываются от сорбента, что ухудшает параметры колонок и увеличивает время их приготовления.

По другому методу (методу стабилизированной плотности } суспен- 40 зию готовят из адсорбента, в основном силикагеля, и водного раствора аммиака (2) .

Однако в таких растворах частицы силик агеля cTBHDBHTcH заряженными 45 и вследствие электростатических сил отталкиваются, а не оседают, Суспенэию прокачивают при максимальном дав— лении насоса.

Известен способ получения колонок 5р иэ разбавленной суспенэии методом противотока, заключающийся в том, что

1-5%-ную сусмензию готовят из абсолютизированного метанола и диспергируют на ультразвуковой бане. Суспензию 55 прокачивают со скоростью, превышающей скорость оседания частиц. Колонка считается заполненной, когда скорость потока становится постоянной. Избыток метанола отмывают элюентом f3) .

Получение колонок по указанному . методу также связано с использованием большого количества труднодоступных и сильнотоксичных растворителей. Эти растворители трудно отмы- . 65 ваются от сорбенюа. В силу этого приготовление эффективных колонок представляет известную трудность и длительность по времени.

Наиболее близким к изобретению явля является способ приготовления коло нок для жидкостной хроматографии, включающий приготовление суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспенэии в колонку и стабилизацию (уплотнение) столба сорбента.

Гомогенную суспензию вводят в колонку под большим давлением (200300 атм) в течение 10-20 мин и затем медленно в течение 2-3 мин давление снимают (4) .

Недостатками способа являются невозможность получения равномерного упакованного слоя сорбента по всей длине иолонки и возможное соединение слоя сорбента в колонке в процессе ее работы, что в свою очередь снижает все параметры колонки (разрушающую способность, эффективность, селективность) . Кроме того, для такого рода сорбентов воспроизводимость параметров колонок низка и составляет 60-80%.

Цель изобретения — повьиаение эффективности, стабильности и долговечности колонки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления колонок для жидкостной хроматографии, включающему приготовле ние суспензии сорбента в дисперсионной среде, введение суспенэии в колонку и стабилизацию (уплотнение) столба сорбента, в состав дисперсионной среды вводят кислородсодержащий и углеводородный растворители, суспензию сорбента начинают вводить при максимальном давлении заполнения, уплотнение столба сорбента проводят периодически последовательным дискретно пропусканием порции кислородсодержащего и углеводородного растворителей с уменьшающейся вязкостью, причем заполнение в начале пропускания каждой из порций растворителей проводят при максимальном давлении заполнения.

Кроме того, в качестве кислород- содержащего растворителя используют ацетон или иэопропиловый спирт.

При,этом вязкость углеводородного растворителя дисперсионной среды составляет более 1 сП.

Соотношение кислородсодержащего и углеводородного растворителей дисперсионной среды поддерживают близким к 1:1.

Кроме того, давление заполнения составляет 200-800 атм.

При этом Bf êîñòb углеводородного растворителя следующего после

1062602

30 горции кислородсодержащего растворителя составляет более 1,0 сП.

Причем вязкость углеводородного растворителя следующего после порции кислородсодержащего растворителя составляет менее 1 сП. 5

На фиг. 1 представлена хроматограмма разделения смеси веществ: четыреххлористый углерод, бенэол, нафталин, дифенил, фенентрел, паратерфенил на колонке приготовленной 10 из Я1(авогЬ600 (6-8) мкм по известному способу; на фиг.2 — то же,, по предлагаемому способу.

Гомогенную суспензию готовят из тетрадекана и ацетона, затем эали- 15 вают в собранный наполнитель, к которому подсоединена хроматографическая колонка, в которой находится ацетон. Затем закрывают наполнитель, подсоединяют насос и включают его.

Когда давление в насосе достигает

400-800 атм резко открывают быстродействующий запорный кран.

При этом из специального наполнительного устройства методом динами-25 ческого удара полученную суспензию выстреливают в колонку в течение

5-20 c ((в з3а в иHсcиHмости от размера частиц и геометрии колонок) . Затем давление медленно снижают в течение 1-2 мин до атмосферного. В наполнитель заливают ацетон. Снова поднимают давление до 400-800 атм и затем снова методом динамического удара прокачивают ацетон через колонку. Ацетон является модификатором. Кроме того, присутствие его улучшает упаковку слоя сорбента в колонке. Затем в течение 1-2 мин мерленно снимают давление, После чего заполняют наполнительное уст- 40 ройство тетрадеканом, поднимают давление до 400-500 атм и выстреливают растворитель.

Такую же операцию проводят c углеводородным растворителем вязкостью 45 менее 1 сП, например, гексаном. Причем, гексан прокачивают через колонкУ в течение 15 мин при равномерном уменьшении давления на входе в колонку оТ 400-800 атм, до атмосфер- 50 ного.

Такие углеводородные растворители (предельные углеводороды) с вяз— костью более и менее 1 сП доступны, малотосичны, легко отмываются от сор-55 бента.

Способ позволяет получить эффективные, стабильные и воспроизводимые колонки, Время приготовления колонок не превышает 30-40 мин. Применение 60 метода динамического удара .,а также динамическая тренировка колонок позволяет получить эффективные стабильные колонки с хорошей воспроиэводимостью. Воспроиэводимость 65 упаковки колонок несферическим сорбентом по предлагаемому способу равна 85-90%.

Испытания полученных колонок проводят на жидкостном хроматографе Цвет-304 . с ультрафиолетовым детектором (254 нм) при условиях анализами температура колонки — 24 С; элюент - гексан;

O. скорость элюента — 2 мл/мин. ,Данные по сравнению колонок (10 0,6), полученных различными методами, приведены в табл.

Расчет эффективности колонн, (асимметрии пика и сходимости значений проводили по пику пара-терфенилу.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным повышение эффективности в

1,3 раза; симметрия гика улучшается в 1, 2; воспроиэводимость упаковки колонок повышается до 90%.

Положит ель ный эффек т предл агаемого способа по отношению к. известному получается при сочетании двух факторов: состава дисперсконной среды и режима изменения давления.

Наличие ацетона в углеводородном растворителе дополнительно стабилизирует суспензию, чтс улучшает равномерность упаковки колонок. Особенно полезно присутствие ацетона в дисперсионной смеси при заполнении колонок микропористыми адсорбент ми, так как возможно, что углеводородный растворитель с вязкостью более 1 сП предотвращает быстрое осаждение суспенэии, а присутствие ацетона сгособ= ствует получению зернами суспензии некоторого электростатического заряда, что также стабилизирует суспензию, не позволяет слипаться частичками. Присутствие ацетона дает больший эффект, чем наличие других углеводородных растворителей.

Многократное повторение динамического удара позволяет быстро уплотнить колонку, чередуя менее плотный и более плотный растворители. При этом происходит быстрая стабилизация параметров колонки при последовательной смене более активного растворителя менее активным и постепенный спад давления при последующем уплотнении колонки позволяет избежать деформации слоя адсорбента, которое наблюдается при быстром отключении давления (вплоть до выбора .части адсорбента из колонки).

Сочетание всех этих Факторов даеФ возможность получить хорошие результаты при заполнении колонок, большой процент выхода годных колонок.

Использование предлагаемого способа получения эффективных колонок для жидкостной хроматографии

1 062602

Сорбенты с привитыми фазами

Метод получения

Известный

Предлагаемый

Сходимость значений для десяти колонок

Ц T.T, Сх од им о ст ь значений для десяти колонок

"к Т.Т .. A

6 Ьяо Ь 60о

< СМ

1,5

1,4

5900

6700

1,3

6300

1,2 снликагель

С-3+С, 6

6000 1,3

5300

1,6 90

1,4 87

5800

6100 1,2

1,3 94

1,7 89

КСС-4 обработа н ГМдС

5800

5800 1,3

6700 1,3

Лихросфер кР-8

6100

5100 1,2 93

5100 1, 44 93

4200

1,5 78

1,55 81

4400

4800

1,45 85

5250 1, 3 94

ХСК-2

8-10 мкм

4800

1,4 84

5800 1,25 94

КСК.2 5

8-10 мкм

1,45 83

4800

5600 1,3 94

КСС-3

8-10 мкм

TCCN-6П

8-10 мкм

1,4 82

li4 80

1,45 88

6200 - 1,2 95

5000

6000 1,2 94

5200

6100 1, 25 95

КСМ-5

5400

МСА

8-10 мкм

5500 1,2

1,25 90

4950

МСН

8-10 мкм

1,25 88

5600 1, 2

4400 обеспечивает по сравнению е существующими способами воэможность получения эффективных колонок из доступных малотоксичных растворителей; снижение времени приготовления колонок, так как применяемые растворители хорошо отмываются от сорбента, и получение колонок с более воспроизводимьии свойствами.

Данный способ позволяет получить эффективные и стабильные колонки, КСК-2 с привитыми кислот.

rp.

КСК-2 с привитьичи ноногенными гр. сульфокатион

Снлохром

С -80

8-10 мкм

Силохром

С -120

8-10 мкм

Силикагель

С-3

8-10 мкм не меняющие свои параметры течения

4 - 8 мес при их эксплуатации.

Существенно повышается воспроиээодимость колОнок, что особенно важно при серийном выпуске упакованных колонок. Приготовленные по предлагаемому способу колонки можно испольэовать в высокоскоростной жид 0 костной хроматографии.

1062602

1062602

Составитель A.Òåâëèí

Редактор Н.Бобкова Техред A Áàáèíeö Корректор Г.Orap.

Заказ 10210/45 Еираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4