Способ газохроматографического анализа смесей веществ

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и, в частности, к способам газохроматографического анализа смесей веществ с использованием капиллярной газовой хроматографии. Цель изобретения - повышение разделительной способности хроматографической колонки. При разделении смеси в хроматографе проводят периодический ввод пробы смеси, непрерывное пропускание газа-носителя, насыщенного парами растворителя, проводят до момента стабилизации времен выхода компонентов смеси из капиллярной трубки. После стабилизации вводят дозированное количество пара чистого растворителя в капиллярную трубку и вслед за тем вводят пробу анализируемой смеси веществ. Ввод дозированного количества пара чистого растворителя в капиллярную трубку осуществляют многократно до достижения заданной степени разделения анализируемых компонентов смеси. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 N 30/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4291207/25 (22) 29.07.87 (46) 15.05.92, Бюл. ¹ 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии (72) Э.П. Скорняков, Ю.К. Фисейский и В.М.

Пошеманский . (53) 543.544(088,8) (56) Патент США

¹ 2920478, 73-23.1, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N. 1122965, кл. G 01 N 30/08, 1980. (54) СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СМЕСЕЙ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и, в частности, к способам газохроматографического анализа смесей веществ с использованием капилИзобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к способам газохроматографического анализа смесей веществ.

Цель изобретения — повышение разделительной способности капиллярной пустой трубки.

На фиг. 1 представлена схема одного из возможных устройств для осуществления способа; на фиг. 2 — хроматограмма повторяющихся анализов бинарной смеси спиртов, полученная в режиме равновесного насыщения и после добавления дозированного количества пара растворителя.

Устройство для осуществления способа содержит термостат 1, капиллярную пустую трубку 2 из прочного термостойкого материала (сталь, стекло, кварц), испаритель 3, служащий для ввода жидких анализируемых проб и дозированного количества пара рас„„. Ы „„1734003 А1 лярной газовой хроматографии. Цель изобретения — повышение разделительной способности хроматографической колонки. При разделении смеси в хроматографе проводят периодический ввод пробы смеси, непрерывное пропускание газа-носителя, насыщенного парами растворителя, проводят до момента стабилизации времен выхода компонентов смеси из капиллярной трубки, После стабилизации вводят дозированное количество пара чистого растворителя в капиллярную трубку и вслед за тем вводят пробу анализируемой смеси веществ, Ввод дозированного количества пара чистого растворителя в капиллярную трубку осуществляют многократно до достижения заданной степени разделения анализируемых компонентов смеси, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. творителя. На выходе колонки установлен детектор 4, в качестве которого использован пламенно-ионизационный детектор. Испаритель 3 снабжен трубопроводом 5 для подачи газа-носителя, насыщенного парами легколетучего растворителя в барботере 6, который установлен в термостате 1, Барботер 6 представлен вертикальной цилиндрической емкостью, в нижней части которой установлен фильтр 7 из пористого материала, например пористого стекла. Над фильтром помещается слой легколетучего растворителя, например дистиллированной воды. Испаритель 3 снабжен каналом 8 для сбора части потока подвижной фазы (газ-носитель, насыщенный парами растворителя), в котором установлен регулируемый дроссель 9, предназначенный для установки коэффициента деления подвижной фазы и пробы. Вход барботера 6 соединен с трубоп1734003

20

30

40

50

55 роводом 10 для подачи газа-носителя от источника газа-носителя (не показан), в котором установлены датчик 11 давления (манометр) и регулятор 12 расхода (давления) газа-носителя.

Устройство работает следующим образом.

В барботер заливают чистый растворитель и устанавливают в термостат 1 трубки

2, соединяя его с входом испарителя 3 и трубопроводом 10 для подачи газа-носителя. В термостате 1 устанавливают заданную температуру, которая должна быть ниже температуры кипения растворителя (для воды в пределах 40 — 90 С). B барботер 6 подают газ-носитель, устанавливая заданный расход газа-носителя через капиллярную колонку 2. Затем, отбирая дозированные количества анализируемой жидкой смеси с помощью микрошприца, осуществляют периодический ввод проб смеси в испаритель 3. По полученным хроматограммам разделения устанавливают момент времени, когда стабилизируют времена выходов разделенных компонентов смеси.

Этот момент соответствует моменту достижения равновесного состояния в капиллярной трубке 2, когда прекращается рост пленки неподвижной фазы на поверхности трубки 2 и вся внутренняя поверхность трубки 2 покрыта равномерно распределенным слоем адсорбированных на ней молекул пара растворителя, находящихся в термодинамическом равновесии с подвижной газопаровой фазой, Для увеличения раздел ител ьной способности хроматографической колонки 2 с помощью микрошприца отбирают дозированное количество чистого растворителя из ампулы (не показана) и вводят в испаритель 3, где растворитель испаряется, и дозированное количество пара растворителя поступает в . капиллярную колонку 2, После этого вновь вводят пробу анализируемой смеси. По полученной хроматограмме определяют степень разделения анализируемых компонентов смеси. Если и в этом случае степень разделения еще недостаточна, то вновь повторяют ввод дозированного количества чистого растворителя в испаритель 3 и после этого анализируют исследуемую смесь, Ввод дозированных количеств пара чистого растворителя в капиллярную трубку повторяют до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая разделительная способность колонки 2, достаточная для достижения заданной степени разделения всех анализируемых компонентов смеси.

Пример 1. Анализировали модельную смесь спиртов — метанола и бутанола на хроматографе Биохром 1 с капиллярной хроматографической колонкой и пламенноионизационным детектором. Хроматограф был снабжен барботером, представляющим собой стеклянный цилиндрический сосуд, в нижней части которого установлен фильтр из пористого стекла. Барботер заполнили дистиллированной водой и установили в термостат колонки, соединяя его вход с трубопроводом для подачи газа-носителя, а выход — с испарителем. В качестве капиллярной колонки использовали пустую капиллярную трубку из нержавеющей стали с внутренним диаметром 0,47 мм и длиной 6,5 м, Через барботер продували поток газа-носителя (Не); скорость подачи его через колонку составляла 1,4 мл/мин, а на сброс поступало 26 мл/мин, Через некоторое время после выхода хроматографа на режим начали периодически вводить в испаритель пробы анализируемой жидкой смеси, следя по показаниям детектора за изменениями времен выхода анализируемых компонентов смеси (метанола и бутанола), Представленная на фиг. 2 хроматограмма разделения компонентов смеси отвечает моменту достижения стационарного равновесного состояния, когда времена удерживания пиков метанола и бутанола не изменяются от анализа к анализу (СКО времен удерживания составляет 1,0%), Достигнутая при этом степень разделения вполне достаточна для целей количественного анализа метанола и бутанола в их бинарной смеси, но недостаточна для обеспечения заданной степени разделения всех компонентов из пяти спиртов С вЂ” С . С целью увеличения разделительной способности колонки в испаритель ввели дозу дистиллированной воды в количестве 100 мкл. После этого вновь ввели пробу бинарной смеси спиртов — метанола и бутанола. При этом получена хроматограмма разделения данной смеси, из которой видно, что разделительная способность колонки резко возросла, как если бы была увеличена ее длина.

Дополнительно добавляя порции чистого растворителя в соответствии с предлагаемым способом, можно увеличивать разделительную способность колонки в 10—

15 раз, что эквивалентно длине колонки 65—

100 м.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность значительного увеличения разделительной способности (в

10 и более раз) хроматографической колонки в процессе проведения хроматографического анализа без замены колонки, что

1734003

25

0g н

55 повышает гибкость хроматографической системы, сокращает время выброса заданной степени разделения и обеспечивает возможность регулирования степени разделения.

Формула изобретения

1, Способ газохроматографического анализа смесей веществ путем пропускания потока газа-носителя через капиллярную пустую трубку с предварительным насыщением газа-носителя парами легколетучего растворителя при температуре, равной температуре капиллярной пустой трубки, которую поддерживают ниже температуры капения растворителя, периодического ввода в капиллярную трубку проб анализируемых смесей веществ и детектирования разделенных в трубке компонентов пробы, отличающийся тем, что, с целью повышения разделительной способности капиллярной пустой трубки, периодический ввод пробы смеси и непрерывное пропуска5 ние газа-носителя, насыщенного парами растворителя, проводят до момента стабилизации времен выхода компонентов смеси, затем производят ввод дозированного количества пара чистого растворителя в ка10 пиллярную трубку и затем вводят пробу стабилизируемой смеси веществ.

2. Способ по и 1. отличающийся тем, что ввод дозированного количества па15 ра чистого растворителя в капиллярную трубку осуществляют многократно до достижения заданной степени разделения анализируемых компонентов смеси, 1734003

Составитель Л.Жаркова

Редактор А.Маковская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 1666 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101