Способ разделения в жидкостной хроматографии

 

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ В ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ путем пропускания потока элюента через хроматографическую колонку и периодического ввода пробы в поток элюента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, колонку в процессе разделения подвергают ультразвуковой вибрации. 2.Способ по п. 1, отлич ающ и и с я тем, что частоту вибрации выбирают резонансной по отношению к используемому контуру и хроматографической системе. 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вибрацию накладывают в направлении, перпендикулярном продольной оси колонки.

(19) (11).

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3548433/23-25 (22)21.01.81 (46)23.03.84.Бюл. 9 11 (72)A.Н. Агеев, Р.И. Зюльфигаров, Г.П. Nopos и В.И. Орлов (53)543.544(088.8) (56)1. Практическое руководство по жидкостной хроматографии. M., "Мир", 1974, 40-45.

2.0erhard Hessp and Heine Engelhardt.Temperaturprog rammieiung bei

der adsorptions chromatographic von .

losungen.-"Chromatogr", 1966, 21, !

Н 2, р. 228-238 (прототип) . (54.)(57) 1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ В ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ путем пропускания потока элюента через хроматографическую колонку и периодического ввода пробы в поток элюента, о т— личающийсятем,что,сцелью повышения эффективности, колонку в процессе разделения подвергают ультразвуковой вибрации.

2. Способ поп. 1, отлич аюшийся тем, что частоту вибрации выбирают резонансной по отношению к используемому контуру и хроматографической. системе.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что вибрацию накладывают в направлении, перпендикулярном продольной оси колонки.

1081534

35 шению разделения.

Изобретение относится к жидкостной хроматографии, а более конкретно к способам разделения в жидкостной хроматографии.

Известно, что эффективность раз . деления зависит от ряда параметров и в общем случае может быть выражена формулой Ван-Деемтера

Н = A + В/It + CVi где Н вЂ” высота эквивалентной теоретической тарелки, средняя скорость подвижной фазы

А — член, связанный с размерами частиц сорбента,  — член, связанный с молекулярной диффузией, в подвижной ,фазе, .С вЂ” член, связанный с массообменом.

Размывание в жидкостной хроматографии связано в основном с размером зерен сорбента и со скоростью массообмена. Вклад, обусловленный молекулярной диффузией, мал ввиду малой величины коэффициента диффузии в жидкостях.

Известен способ повышения эффективности колонок, заключающийся в уменьшении размера частиц, что позволяет существенно увеличить эффективность (1) .

Однако этот способ эффективен лишь до определенного уменьшения размера частиц 2-3 ), после чего увеличение эффективности не происходит. Кроме того, применение очень малых частиц усложняет упаковку коло нок и требует высокого давления для прокачивания элюента через колонку. !

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения при повышенной,. температуре, включающий пропускание потока элюента через хроматографическую колонку и периодическое введение пробы в поток элюента. Повышение температуры позволяет снизить вязкость элюента и ускорить процесс массообмена, что приводит к повышению эффективности разделения (21 .

Однако эффективность колонок в известном способе зависит от температурыф с повышением температуры эффективность для разных систем может как уменьшаться, так и увеличиваться. Во всех случаях .влияние изменения температуры на эффективность мало.. Повышение температуры разделения ухудшает селективность (d 1 ) т

Повышение температуры ограничивает круг вещества, используемых в качестве элюента, сравнительно высококипящими жидкостями, иначе раствори тель может вскипать. Способ требует . применения достаточно сложного àïïàратурного оформления.

Целью изобретения является повыше-. ние эффективности без ухудшения остальных параметров разделения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения в жидкостной хроматографии путем пропускания потока элюента через хроматографическую колонку и периодического ввода пробы в поток элюента, колонку в процессе разделения подвергают ультразвуковой вибрации в .направлении, перпендикулярном продольной оси колонки, причем частоту вибрации выбирают резонансной по отношению к используемо. му контуру и хроматографической системе.

При наложении ультразвковой вибра. ции перпендикулярно продольной оси колонки наблюдаются следующие процессы.

Поперечное смещение частиц сорбента относительно протекающего потока элюента, что выравнивает концентрационный профиль потока. Выравнивание достигается за счет ускорения процесса массобмена при взаимном перемещении потока элюента и частиц сорбента. К спонтанному конвективноыу поперечному смещению, происходящему из-за нерегулярной упаковки час. тиц, разных размеров зерен, завихрений потока при движении его между частицами, добавляется вынужденное поперечное смещение потока под влиянием колебаний частиц сорбента при . вибрации. Все это вместе взятое приводит к уменьшению размывания и повыПри наложении ультразвуковой вибрации может происходить уменьшение мертвых объемов между частицами, улуч шение упаковки сорбента и в связи с этим повышение эффективности и улучшения разделения.

Может происходить также уменьшение внеколоночных мертвых объемов (мертвые объемы в штуцерах колонки и соединительных линиях). Это также значительно улучшает разделение.

Для реализации предлагаемого способа необходим легкодоступный ультразвуковой генератор небольшой мощности.

Пример. Заполненную колонку помещали в ультразвуковой генератор, работающий с частотой 12-40 кГц. В момент хроматографического анализа изучали влияние частоты колебания на эффективность разделения тестовой смеси. При частоте 12 кГц и ниже улучшения разделения не наблюдается.

При повышении частоты до 40 кГц эффективность разделения от наложения ультразвуковой вибрации уменьшалась, но оставалась выше, чем эффективность разделения в исходном состоянии (т.е.

1081534 без вибрации . Максималь ное разделение .(эффективность) наблюдалась при частоте 18-20 кГц. Эта частота является резонансной по отношению к используемому контуру и хроматографической системе. 5

В табл. 1 приведены результаты сравнения работы колонки в обычных условиях и с использованием предлагаемого способа. Колонки сравнивались цо эффективности (B3TT) N, по коэф- 10 фициенту ассиметрии пика (AS) . В работе использовалась стальная колонка 20 х 0,6 мм, заполненная силикагелем КСС-4, размер частиц 10мм.

В качестве модельной смеси ис- 15 пользовали: нафталин, фенантрен, Р-терфенил, частота вибрации 1820 кГц (реэонансцая частота).

Ультразвуковая

Без ультразвуковой

Сорбент и размер частиц, мкм

Размер колонки вибрация

«

Н„, Аз

10 х 0,4

15 х 0,6

2406 2, 4 1,8

КСС-4 10 15

2i0

SiIasorÜ 600

8-10

8700

2,6

8400

2,0

4300

3,4

КСС-4 "10

3000

20 х 0,6

10 х 0,6

15 х 0,6

SiIasorb

600 "8-10

КСС-4 8-10

2,1

2,3

2,1

1, 8

5000

4600

Составитель A Тевлин

Техред С.Легеэа Корректор Г. Решетняк

Редактор Л. Гратилло

Тираж 823 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1540/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 плохое заполнение колонки, Заметное улучшение параметров ко- лоном наблюдается для сравнительно низкоэффективных.

При использовании предлагаемого способа эффективность увеличивается в 1,3-1,8 раза, улучшается(также сим« метричность пика. Йроме того, возможно использование любого типа растворителей. Селективность разделения оставалась в ходе экспериментов постоянной.

Предлагаемый способ может быть использован в комбинации с любыми другими методами повышения эффективности разделения — уменьшением размера частиц сорбента.и повышением температуры колонок.