Способ изготовления поликапиллярной хроматографической колонки
Изобретение относится к хроматографии , в частности к изготовлению поликапиллярных хроматографических колонок. Целью изобретения является повышение однородности проходных сечений каналов колонки, Поликапиллярную колонку изготовляют путем укладывания трубок в пучок, их нагрева и вытягивания. При этом трубки заполняют технологическим веществом, пластичным при температуре размягчения трубок. Укладку проводят так, чтобы образовалась гексагональная структура в сечении, При вытягивании отсасывают воздух со стороны невытягиваемого вещества из трубок На одной из граней трубок выполняют паз, сопряженный с пазом на другой трубке. Сечение трубок может быть многогранным (например , шестиугольным). 7 з.п ф-лы, 5 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9) (! I ) (5!)5 G 01 N 30/02
ГОСУДАРСТВЕН-(ЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4304482/25, 4306032/25, 4306430/25 (22) 14.09.87 (46) 15.03.91. Бюл. М 10 (72) В.П. Солдатов, А.П. Арчаков, А.П. Ефименко, И.И. Науменко, С.К. Кулов, Г.П. Романов и М.Н. Попов (53) 543.544(088,8) (56) А. Janik. - J. of Chromatographic Science, 1976, 14, р. 589.
R. Meger. — J. of Chromatographic, Science. 1983, 21, р. 433-438. . Авторское свидетельство СССР
N. 787983, кл. G 01 N 31/08, 1978, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИКАПИЛЛЯРНОЙ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ
КОЛОНКИ (57) Изобретение относится к хроматограИзобретение относится к хроматографии, а именно к способам изготовления хроматографических колонок, и может быть использовано для изготовления высококоэффективных хроматографических колонок для газовой и для жидкостной хроматографии.
Цель изобретения — повышение однородности проходных сечений каналов колонки.
На фиг. 1 изображен фрагмент торца пучка многогранных трубок, иллюстрирующий их типовую укладку; на фиг. 2 — схема изготовления многогранной трубки: а— сборка пучка стержней, подготовленная для размягчения и перетягивания с ОТсосоМ воздуха со стороны невытягиваемого конца пучка; б — заготовка.— многогранная трубка, заполненная внутри технологическим веществом и вытравленным нэ месте пазов; на фии. в частности к изготовлению поликапиллярных хроматографических колонок.
Целью изобретения является повышение однородности проходных сечений каналов колонки, Поликапиллярную колонку изготовляют путем укладывания трубок в пучок, их нагрева и вытягивания. При этом трубки заполняют технологическим веществом, пластичным при температуре размягчения трубок. Укладку проводят так, чтобы образовалась гексагональная структура в сечении, При вытягивании отсасывают воздух со стороны невытягиваемого вещества из трубок.
На одной из граней трубок выполняют паз, сопряженный с пазом на другой трубке. Сечение трубок может быть многогранным (например, шестиугольным). 7 з,п.ф-лы, 5 ил. фиг. 3 — схема перетяжки пучка многогранных трубок в поликапиллярную колонку и перетяжки технологических и основных стержней в многогранную трубку, заполненную технологическим веществом; на фиг. 4— фрагмент торца поликапиллярной трубки. в которой все каналы группами (в каждом ряду) последовательно соединены между собой щелями; на фиг. 5 — а — хроматограмма, полученная на колонке, в которой все каналы работают отдельно, т.е. не соединены между собой щелями; б — хроматограмма, полученная на колонке, в которой каналы соединены между собой щелями попарно; в— хроматограмма, в которой каналы каждого ряда соединены между собой щелями.
На фиг. 1 — 4 приняты следующие обозначения: 1 — многогранные стержни, употребляемые для формирования оболочки; 2— технологическое вещество. 3 — продольные
i 631= 28 щели, образона>!1!ы: 3 разу<)ь <0 <>0< !))!>< с ния пазов на гранях сосед«:<х> <10 огра»»! !,)< трубок; 4 — мнс>гогрэнн<ь!" . i p !<1 5 — кi;uiштейны-ложеме>!ть>, ис«0)< зуам>-
vexat-I1Iзм r(n>3 подач<1 «< «<0 .;;;-.0:, <> ороСтР<7 ICTUO !?С. Ч11; 9 — <1 < > . f!), 1 - I::. <«< . . < а, ней; 10 — г>ытяж«ои I < -:.<,1>i-t31.1, 1 I поликапиллярна",:загс ff?>)I;; ил i,iiîi с-ранная трубка, 12 — тер« ог»ачь для раэмяr
Поликапиллярной i Для сбо«,л<-..01,.)< 0 Iló;— ка, так и гió II<0 сто! жli011 длл <,зг-, !0, <ë0«,. многог(> э н нО< Т>? /б < .! ра c)l i =i 1, . у< тcf-, П О Л Ь Э О В а Т Ь Е Д < 1< Ы С У «И ф И! (И i О !)r7 1-1 i Ь! ". кронштейны-ложементы, ран! 01!ер>!0 р спределяемые вдоль пуч <а и <;ы<>,R«c«ныа с возможностью сьем:1 пc> ...аре f ия. На фиг. 3 изобра канн I:>;..е 17, 1<лл оа-:->ир„;— щая функционал>.ну<0 р л .<0 Tpðèàë0f3, Уклад,а произнад= :, .;;а... чго сердцевину образуют стерж«1 7;!; та:<нологическог0 материала, à I.о 1)ариф<..г)1!и уложено IIR двух верхних и прап l)AI?n!10. <«ых двух ни)кних гранях тр!! с!>оя ст .p "i<наи ) из основного материала, a i а ".„0,:<- х двух протинопо<)0KH!,lx грн«лх по од! 0 iу сло!о стержней 6 из ос> онiioго ма? 001<ела. Кро>ла того, на этих гра><ях (н <ластах Гудуших г<азов) десять стар>к>!ай li.з о нов<и)го магариаЛа ЗаМЕНЕНЬ; На Дог ят« (1 V,."<>,.Ä>< Г: f >ß=) стержней 7 из техноло I <ас:<осо 1.)ате(?!лала. Затем пучок, cohp0>ilii < 0. был гармати 1но вставлен fi муфту-з-:<нлт (." < . помo!I(;ло механизма 8 подач:11:..лл. !1<о н>)н !mr >ого vr;ханиэма 10. По мере погружения в .. ароноа прост!)анстно термопечи 12 крон5 шайны-ложеме><ты "> снимались. Во время )а ir0 прс>цасса 1?ытягинания через муфту-<ах>;ат 13 с помощью форвакуумного насоса гipf)1ï>?îä1!ïcÿ отсос воздуха из межстерж;! ных поомажутков пу lêà. Пслученные за1!) готовки шестигранных трубок с поперечным р? gf lPpOм 1 мм нарезались на метровые отрезки, после чего технологическое вещество :? r i<<) а>1«у с 0.2 нормальным раствором соляной l,!лс<107 ы сlри 40" С, Контроль за процессом тастvop<»II!7 производился визуально. В ре" 7,тата были получены многогранные Tрубки. заполненные технологическим ве< ."„аст>)0 «днумя паза>ли на противополож:: .,);<>isIv (фиг 2 б), А«алогичным образом ы;!.! изго>онла«ы и шестигранные стержни 1 для обрас?онания оболочки 14 колонки, Для I )f0 -акое жа количсстно стержней из oc.)0IInfc материала (сгакло С вЂ” 87) было уло>ка!<0 н re же кроншсейны-ложементы 5 и пара i я,;! 1=< с отсосом в шестигранные стер.;«и «, >ке раэмерон, что и трубки, Трубки . 01«<,.lf °,;ыми рядами (фиг. 1) были уложе;г. <: : игра«НI,Ié поликапиллярный пучок :<;;!f< г<азы соседних трубок н ряду со).:; ар:;10й 1 из основного материала, не<)г)ходlif<1 < для образования оболочки 14. ..:.)бр )> «ый таким образом пучок закреп: . <сг н <луфте-захват 13 и с выключенным Tr;!c0< паре гягинался н исходную полика->0:„>1 ш>-р>;у!о зэготонку с размером по двой-! 0й апофеме, равным 2,2 мм. Заготовки 1<аразались длиной 1м и из каналов (сквозь <7,)разонанные щели) удалялось технологиаскоа вещество путем прокачивания под дан, а>:ам 0,2 нормального раствора в течеI!< 80 мин при 40 С. В итоге была изготов;,!з «оликапиллярная колонка длиной 1м и н г) трен«им диамегром каналов, равным "> мкм, н которой нсе каналы каждого ряда 50: опр«rались мс>кду собой щелями шириной 6 мкм (фиг. 4). В колонку нанесена фаза (!-101 и разделена смесь нормальных угленодородон С„--C12, Температура разделения 100 С, газ-«осигель — аргон, скорость газа55,. оси галя — 45 см /мин., детектор — пламенно-ио«изационный, Время ввода пробы, ран><0 „мс. Запись хроматограммы производилась в память ЦВМ, а затем воспроизводилась на графопостроителе. На фиг. 5 в ,< >ад!r.>нале«а полученная хроматограмма. 1635128 Эффективность колонки составила rl:- 20000 теоретических тарелок. Пример 2, Аналогично колонке в примере 1 была изготовлена колонка, я которой каналы сопрягались между собои целями попарно, Для этого паз на шестигранной трубке выполнялся тех же размеров, но только на одной из граней. Трубки в поликапиллярном пучке собирались попарно, т.е. пазами друг к другу. Хроматограмма, полученная на зтои колонке, представлена на фиг. 5 б. В отличие от параметров разделения первого примера время ввода пробы здесь составляло 7 мс, а скорость газа-носителя 120 см /мин. Эфз фективность колонки составила n = 4000 теоретических тарелок. На фиг, 5 а для сравнения представлена хроматограмма, полученная на колонке тех же геометрических размеров и при тех же условиях, что и в примере 2, но в которой все канала изолированы. Эффективность такой колонки составляе всего п = 200 теоретических тарелок. Хроматографические свойства изготовленных колонок не имеют аналогов в традиционной хроматографии. Формула изобретения 1. Способ изготовления поликапиллярной хроматографической колонки, включающий укладку трубок в пучок, герметизацию каналов, размягчение и вытягивание, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения однородности проходных сечений каналов колонки, герметизацию проводят путем плотного заполнения каналов трубок на всю длину пластичным при температуре размягчения технологическим веществом, впоследствие удаляемым, отличающимся от материала трубок своими физико-химическими свойствами, укладку трубок производят плотными параллельными рядами с образованием регулярной преимущественно гексагональной структуры укладки трубок в пучке, при вытягивании отсасывают воздух со стороны невытягиваемого конца пучка, после чего технологическое вещество удаляют из каналов, используя отличия его физико-химических свойств от материала трубок. 2. Способ поп. 1, отлича ющийся тем, что, с целью повышения эффективности колонки, перед сборкой пучка по крайней мере на одной иэ граней трубок выполняют сквозной с возможностью заполнения технологическим веществом продольный паэ, а сборку трубок в пучок 5 10 55 осуществляют так, чтобы пазы на контакти- . рующих гранях госедних rpy6ov. сопрягались между собой, образуя продольную щель между каналами трубок, затем после размягчения и вытягивания технологический материал удаляют. используя отличия его физико-химических свойств от основного. 3. Способ по и. 2, отличающийся тем, что все пазы Hd гранях трубок заполняют перед сборкой технологическим веществом, а при вытягивании отсасывают воздух со стороны, противоположной вытягиваемому концу пучка. А, Способ по и. 2, отличающийся тем, что по крайней мере один паз в группе сопрягаемых между собой щелями каналов технологически веществом не заполняют, а после размягчения и вытягивания пучка технологический материал удаляют иэ щелей и каналов колонки через образованные сквозные отверстия. 5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что пучок собирают преимущественно из многогранных трубок с поперечным сечением в виде правильного шестиугольника, или правильного треугольника, или ромба с острым углом 60О, или прямоугольника. 6. Способ попп. 1-5, отл ич а ющийс я тем, что для повышения прочности колонки по периметру пучка добавляют по крайней мере один ряд многогранных с1ер жней из того же материала и преимущественно той же формы и размеров. что и трубки. 7, Способ по и. 1, отличающийся тем, что многогранные трубки изготавливают путем укладки в пучок одинаковых по исполнению стержней из технологического и основного материалов. при этом по периферии пучка укладывают стержни из основного материала. образующего впоследствие стенки трубки и каналы, а в сердцевину и на месте продольных сквозных пазов укладывают стержни из технологического материала, затем пучок размягчают и вытягивают, а технологический материал из пазов при необходимости удаляют, например, растворением в кислоте. 8. Способ по и. 7, отличающийся тем, что для изготовления многогранных трубок стержни из основного и технического материалов выполняют преимущественно в виде цилиндров, а при вытягивании производят отсос воздуха из промежутков между цилиндрическими стержнями со стороны, противоположной вытягиваемому концу пучка, 1 635128 1635128 1635128 CIO I6 CI0 I6 8 I2 I6 20 2 28 32 36 40 емя,с Фиг.5 Составитель Ю. Султанович Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê Редактор А.Ревин Заказ 754 Тираж 394 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открнтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рэушскэя нэб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
