Сэндвич-камера с контрпластинкой для тонкослойной хроматографии


 


Владельцы патента RU 2494393:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) (RU)

Изобретение относится к тонкослойной хроматографии (TCX) и может быть использовано в аналитической химии и в физической химии. Сэндвич-камера с контрпластинкой для TCX содержит разделяющую хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке и контрпластинку - хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке. Обе пластинки расположены параллельно, их адсорбционные слои обращены друг к другу. Для фиксации конструкции используют зажимы, скрепляющие пластинки. Расстояние между адсорбционными слоями разделяющей и контрпластинки - менее 0,3 мм, а разделяющая пластинка сдвинута относительно контрпластинки на 3-10 мм. Для регулирования расстояния между адсорбционными слоями используют ограничитель П-образной формы. Линейные части ограничителя могут быть изготовлены из кварцевых капилляров диаметром 0,1-0,3 мм. В качестве разделяющей пластинки и/или контрпластинки используют пластинки не только на стеклянной, но и на гибкой алюминиевой или полимерной подложке, расположенные на дополнительных стеклянных пластинках, размеры которых превышают с одной или с четырех сторон размеры используемых хроматографических пластинок на 10-40 мм. По крайней мере, одна из дополнительных пластинок имеет на одной из сторон выступы для обеспечения ограничения контакта между подвижной фазой и разделяющей пластинкой. Хроматографичсская контрпластинка и дополнительная пластинка могут иметь сквозные прорези для контроля движения подвижной фазы по разделяющей пластинке и разделения исследуемой смеси. Сквозные прорези представляют собой линейные прорези, ширина которых не превышает 3 мм или круговые прорези с диаметром не более 5 мм. Техническим результатом изобретения является существенное увеличение эффективности и других хроматографических характеристик разделения. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

 

Предлагаемое устройство - сэндвич-камера малого объема с контрпластинкой - относится к одному из наиболее простых, эффективных и экономичных вариантов жидкостной хроматографии - тонкослойной хроматографии (ТСХ), которая активно развивается в направлении повышения разрешающей способности и экспрессности [1, 2]. Изобретение целесообразно, в основном, использовать в аналитической химии и в физической химии.

В TCX разделение (проявление) проводят в специальных камерах, используя хроматографическую пластинку со стандартной плоской подложкой, с одной стороны которой находится слой адсорбента. Хроматографические камеры используют для изоляции от окружающей среды растворителя и разделяющей пластинки, на которой проводят разделение исследуемого образца.

При использовании летучих подвижных фаз (ПФ) воспроизводимая реализация хроматографического разделения без использования хроматографической камеры невозможна. В практике современной ТСХ наиболее широко применяют N- (нормальную) и S- (сэндвич) камеры [1-4].

Наиболее близкой к изобретению (сэндвич-камера с контрпластинкой для TCX) является сэндвич-камера, описанная в [5], где показано успешное применение TCX с контрпластинкой при реализации хроматографического процесса в камере особого типа - S-камеры с контрпластинкой или S(CP)-камеры. В S(CP)-камере [5] над разделяющей пластинкой параллельно была расположена идентичная пластинка, причем адсорбционные слои обеих пластинок обращены друг к другу. Следует отметить, что известны только две публикации по данному типу камеры [1, 5].

Применение контрпластинки в S(CP)-камере, описанной в литературе [1, 5], дает заметный положительный эффект при использовании в TCX по сравнению с сэндвич-камерой без контрпластинки, однако это улучшение недостаточно, и в литературе пути улучшения хроматографических характеристик не обсуждались.

В [5] расстояние между разделяющей пластинкой и контрпластинкой не регулируют, так же как и в [1], во всех известных аналогах расстояние между пластинками составляет не менее 2 мм.

С целью повышения значений хроматографических характеристик по настоящему изобретению необходимо уменьшить расстояние между разделяющей и контрпластинками до 0,1-0,2 мм.

Были изучены зависимости основных хроматографических характеристик от расстояния d между пластинками в используемой камере (см. табл.1): подвижности (Rf); высоты, эквивалентные теоретической тарелке, (H, мкм); разрешения пиков (Rs) и продолжительность смачивания разделяющей пластинки ПФ (Δt, мин).

Как следует из приведенных в табл.1 данных, все изученные основные хроматографические характеристики (Rf, H, Rs и Δt) являются наилучшими для условий, когда расстояние между разделяющей и контрпластинками составляет в S-камере 0,1-0,2 мм, а не 2 мм, как это было описано ранее в литературе.

Поэтому целесообразно для оптимального хроматографического разделения использовать такую S-камеру с контрпластинкой, когда расстояние между разделяющей и контрпластинкой составляет 0,2 мм и менее.

Для обоснования целесообразности использования для разделения различных смесей сэндвич-камеры (Smin(CP)-камеры), было экспериментально показано, что использование этой камеры позволяет получить лучшие результаты по сравнению с применением общепринятой и более простой сэндвич-камеры без контрпластинки (Smin-камеры). Приведенные в табл.2 экспериментальные данные несомненно свидетельствуют о целесообразности использования такой сэндвич-камеры с контрпластинкой, когда расстояние между разделяющей и контрпластинками составляет 0,2 мм и менее.

Полученные результаты (см. табл.2) несомненно доказывают целесообразность использования S(CP)-камеры (при d=0, 2 мм и менее) для получения наилучших результатов.

Так, использование Smin(СР)-камеры (фиг.1) для разделения, во-первых, существенно, приблизительно на 30% улучшает величины подвижностей Rf анализируемых соединений; во-вторых, позволяет заметно (приблизительно на 46%) улучшить эффективность разделения и на 40% увеличить разрешение пиков. Следовательно, широкое использование Smin(CP)-камеры целесообразно.

Небольшим увеличением (приблизительно на 20%) продолжительности смачивания пластинки ПФ в большинстве случаев можно пренебречь, поскольку основной задачей хроматографии является разделение.

Таким образом, цель изобретения - существенное улучшение основных хроматографических характеристик, реализуется в предложенной камере. Этой цели можно достичь достаточно просто, используя предлагаемую Smin(CP)-камеру.

Для достижения поставленной цели в сэндвич-камере с контрпластинкой для тонкослойной хроматографии, содержащей разделяющую хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке и контрпластинку, в качестве которой используют хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке, в которой обе пластинки расположены параллельно, адсорбционные слои обеих пластинок обращены друг к другу, а для фиксации конструкции используют зажимы, скрепляющие пластинки, расстояние между адсорбционными слоями хроматографических разделяющей и контрпластинки составляет менее 0,3 мм, а разделяющая хроматографическая пластинка сдвинута относительно контр-пластинки на 3-10 мм.

Для регулирования расстояния между адсорбционными слоями используют ограничитель, имеющий П-образную форму.

Линейные части указанного ограничителя изготовлены из кварцевых капилляров диаметром 0,1-0,3 мм.

В качестве разделяющей хроматографической пластинки и/или контрпластинки используют пластинки на гибкой алюминиевой или полимерной подложке, которые расположены на дополнительных стеклянных пластинках, размеры которых превышают с одной или с четырех сторон размеры используемых хроматографических пластинок на 10-40 мм, причем, по крайней мере, одна из дополнительных пластинок имеет на одной из сторон выступы для обеспечения ограничения контакта между подвижной фазой и разделяющей пластинкой.

Хроматографическая контрпластинка и/или дополнительная пластинка имеют сквозные прорези для контроля движения подвижной фазы по разделяющей пластинке и разделения исследуемой смеси.

Сквозные прорези представляют собой линейные прорези, ширина которых не превышает 3 мм или круговые прорези с диаметром не более 5 мм.

Полученные значения улучшения основных хроматографических характеристик при разделении смесей различных соединений при использовании сэндвич-камеры с контрпластинкой для TCX, свидетельствует о целесообразности широкого использования этой камеры в практике TCX.

На фиг.1 показана схема реализации эксперимента в предлагаемой авторами новой Smin-камере с сухой контр-пластинкой. Smin-камера с сухой контрпластинкой содержит емкость с подвижной фазой (1), разделяющую хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на стеклянной подложке (2) и контрпластинку (3), ограничитель П-образной формы (4). После нанесения анализируемых проб на линию старта на нижней части разделяющей хроматографической пластинки (2) проводят сборку камеры.

Разделяющую хроматографическую пластинку (2) и контрпластинку (3), в качестве которой используют хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на стеклянной подложке располагают параллельно, при этом адсорбционные слои обоих пластинок обращены друг к другу. Ограничитель контакта адсорбционных слоев обоих пластинок, имеющий П-образную форму (4), расположен между адсорбционными слоями пластинок. Для фиксации конструкции используют зажимы, скрепляющие пластинки таким образом, что разделяющая хроматографическая пластинка сдвинута относительно контр-пластинки на 3-10 мм, а П-образный ограничитель, выполненный из кварцевых трубок или капилляров, расположен между адсорбционными слоями хроматографических пластинок и его высота (толщина) составляет менее 0,3 мм.

При практическом использовании собранную S-камеру помещают до упора в емкость с ПФ (1), соблюдая условие: чтобы контрпластинка (3) не касалась подвижной фазы (1). В качестве емкости с ПФ может быть использована N-камера или специальная кювета небольшого объема, в которую помещаются только выступы дополнительных пластинок и основание хроматографической пластинки, на которой происходит разделение. Вся система удерживается в вертикальном положении, например, с помощью лабораторного штатива.

Установка работает следующим образом.

Адсорбционный слой хроматографической пластинки (2) заполняется под действием капиллярных сил подвижной фазой, что приводит к движению фронта ПФ и начинается хроматографический процесс разделения.

Наблюдение за процессом может осуществляться через продольный канал шириной 1-3 мм и длиной 6-10 см или сквозные отверстия диаметром 1-3 мм, расположенные в верхней части контр-пластинки или дополнительной пластинки. Для детектирования компонентов пробы производится демонтаж камеры.

При использовании хроматографических пластинок (разделяющей пластинки и контр-пластинки) с адсорбционным слоем на гибкой (алюминиевой или полимерной) подложке их располагают на дополнительных стеклянных пластинках, размеры которых превышают с одной или с четырех сторон размеры используемых хроматографических пластинок на 10-40 мм.

Как можно видеть из данных, представленных в табл.1, 2, использование сэндвич-камеры по изобретению позволяет повысить эффективность разделения смесей.

Таблица 1.
Изменение основных хроматографических характеристик компонентов стандартной разделяемой смеси в зависимости от расстояния d между разделяющей и контрпластинкой в S(CP)-камере на примере разделения стандартной, широко используемой за рубежом смеси красителей; толщина адсорбционного слоя на пластинке 0,25 мм, подвижная фаза - толуол, температура 23-24°C.
S-камера с Подвижность исследуемых соединений (Rf)
Характеристическое расстояние d для Сиба-Ф II(I) Индофенол (II) Ариабел красный (III) Судан синий (IV) Судан II (V) Диметил-аминоазо-бензол (VI)
0,1 0,05 0,16 0,35 0,46 0,61 0,84
0,2 0,05 0,15 0,30 0,43 0,60 0,82
1,0 0,04 0,09 0,24 0,33 0,52 0,74
3,0 0,04 0,09 0,23 0,33 0,52 0,73
Высота, эквивалентная одной теоретической тарелке (Н, мкм)
0,1 17 10 16 15 8,0 6,0
0,2 18 10 16 15 8,0 7,0
1,0 28 12 17 17 10 10
3,0 33 13 17 17 10 10
Величины критерия разделения пары
(I-II) (II-III) (III- (IV-V) (V-VI) ΣRs
0,1 4,0 5,3 4,0 6,3 5,8 25,4
0,2 4,0 5,3 4,0 6,7 5,5 25,5
1,0 3,2 4,6 3,9 6,0 4,3 22,0
3,0 3,1 4,5 3,8 5,9 4,2 21,5
Продолжительность смачивания подвижной фазой разделяющей пластинки (Δt), мин
0,1 29
0,2 29
1,0 33
3,0 35
Таблица 2.
Улучшение хроматографических характеристик разделяемых соединений при использовании Smin-камеры (Smin) и Smin(CP)-камеры (Smin(CP)) с толщиной слоя адсорбента на контр пластинке 0,25 мм. Размер пластинок 10 см × 10 см. Условия разделения: ПФ - толуол, 23°C,
Разделяемые соединения Подвижность, Rf ВЭТТ, Н, мкм
Smin(A) Smin(CP) (B) Rf(B)/Rf(A) Smin(A) Smin(CP)(B) H(A)/H(B)
Сиба-Ф II 0,04 0,05 1,25 39 17 0,43
Индофенол 0,15 0,16 1,07 29 10 0,34
Ариабел красный 0,26 0,35 1,35 26 16 0,61
Судан синий 0,36 0,46 1,28 21 15 0,71
Судан II 0,41 0,61 1,49 20 8,0 0,40
Диметил-аминоазобензол 0,66 0,84 1,27 24 6,0 0,25
Среднее значение 0,31 0,41 1,29 27 12 0,46
Разделяемые соединения Разрешение пиков, RS Время смачивания пластинки, Δt, мин
Smin(A) Smin(CP)(В) Rf(B)/Rf(A) Smin(A) Smin(СР)(В) t(B)/t(A)
Сиба-Ф II - Индофенол 3,7 4,0 1,08 22 29 1,21
Индофенол - Ариабел красный 3,2 5,3 1,65
Ариабел красный - Судан синий 2,5 4,0 1,60
Судан синий - Судан II 5,0 6,0 1,20
Судан II - Диметил-аминоазобензол 3,8 5,8 1,53
Среднее значение 3,6 5,0 1,41

Литература

1. Гейсс Ф. Основы тонкослойной хроматографии. - М.: Изд-е Научного совета по хроматографии РАН, 1999. Т.1, 405 с.; Т.2, 348 с.

2. Красиков В.Д. Основы планарной хроматографии. СПб.: Химиздат, 2005, 232 с.

3. Sherma J., Fried B. (Eds). Handbook of thin-layer chromatography. New York, Marcel Dekker, 2003, 1016р.

4. Hahn-Deinstrop E. Applied thin-layer chromatography. Weinheim, Wiley-VCH Veriag,2007,314p.

5. Kobayashi М., Saitoh K., Suzuki N. High-Performance Thin-Layer Chromatography of Metal Complexes of meso-Tetrakis(p-tolyl)porphyrin on Cellulose and Silica Gel // Chromatographia, 1984, V.18, №.8, p.441-444.

1. Сэндвич-камера с контрпластинкой для тонкослойной хроматографии, содержащая разделяющую хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке и контрпластинку, в качестве которой используют хроматографическую пластинку с адсорбционным слоем на подложке, причем обе пластинки расположены параллельно, адсорбционные слои обеих пластинок обращены друг к другу, а для фиксации конструкции используют зажимы, скрепляющие пластинки, отличающаяся тем, что расстояние между адсорбционными слоями хроматографических разделяющей и контрпластинки составляет менее 0,3 мм, а разделяющая хроматографическая пластинка сдвинута относительно контрпластинки на 3-10 мм.

2. Сэндвич-камера по п.1, отличающаяся тем, что для регулирования расстояния между адсорбционными слоями используют ограничитель, имеющий П-образную форму.

3. Сэндвич-камера по п.2, отличающаяся тем, что линейные части указанного ограничителя изготовлены из кварцевых капилляров диаметром 0,1-0,3 мм.

4. Сэндвич-камера по п.1, отличающаяся тем, что в качестве разделяющей хроматографической пластинки и/или контрпластинки используют пластинки на гибкой алюминиевой или полимерной подложке, которые расположены на дополнительных стеклянных пластинках, размеры которых превышают с одной или с четырех сторон размеры используемых хроматографических пластинок на 10-40 мм, причем, по крайней мере, одна из дополнительных пластинок имеет на одной из сторон выступы для обеспечения ограничения контакта между подвижной фазой и разделяющей пластинкой.

5. Сэндвич-камера по п.4, отличающаяся тем, что хроматографическая контрпластинка и дополнительная пластинка имеют сквозные прорези для контроля движения подвижной фазы по разделяющей пластинке и разделения исследуемой смеси.

6. Сэндвич-камера по п.5, отличающаяся тем, что сквозные прорези представляют собой линейные прорези, ширина которых не превышает 3 мм.

7. Сэндвич-камера по п.5, отличающаяся тем, что сквозные прорези представляют собой круговые прорези с диаметром не более 5 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тонкослойной хроматографии (ТСХ) и может быть использовано в аналитической химии. Способ разделения исследуемой смеси методом тонкослойной хроматографии включает нанесение исследуемой смеси на разделяющую хроматографическую пластинку и последующее разделение компонентов исследуемой смеси подвижной фазой в сэндвич-камере, включающей разделяющую хроматографическую пластинку и сухую контрпластинку, которая не касается подвижной фазы.

Способ и устройство могут использоваться в различных научных и практических областях медицины, биологии, химии, пищевой промышленности, охране окружающей среды и других отраслей народного хозяйства для анализа смесей органических и неорганических веществ методом тонкослойной хроматографии.

Изобретение относится к ветеринарной токсикологии и санитарии, а именно к определению остаточных количеств инсектицида в органах и тканях животных при подозрении на отравление имидаклопридом, а также в продуктах животного происхождения.

Изобретение относится к ветеринарной токсикологии и санитарии, а именно к определению остаточных количеств имидаклоприда в органах или тканях животных при подозрении на отравление инсектицидом, а также продуктах животного происхождения.

Изобретение относится к тонкослойной хроматографии (ТСХ) и может быть использовано в аналитической химии. .
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для идентификации природного красителя кармина в присутствии сульфоазокрасителей Е102, Е110, Е122, Е124 и Е129 при аналитическом контроле пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для идентификации углеводов (глюкоза, лактоза, галактоза, фруктоза, тагатоза) при аналитическом контроле пищевых продуктов.
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в медицинских, ветеринарных и других биологических исследованиях при хроматографическом определении транс-резвератрола в биологически активных добавках, а также в вине.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для определения -токоферола (альфа-токоферола) в различных объектах растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к области хроматографического анализа веществ и позволяет осуществить анализ органических веществ. Способ хроматографического анализа органических веществ включает растворение исследуемого органического вещества в летучем растворителе с получением раствора пробы, последующее нанесение капли раствора пробы на хроматографическую пластину со слоем сорбента, при этом в качестве растворителя выбирают вещество, не вступающее в химическое взаимодействие с пробой и сорбентом, последующий качественный и количественный анализ проявившихся колец. Причем качественный анализ осуществляют по отношению к эталонному веществу/группе веществ, наносимому на пластину в тех же условиях, что и исследуемая проба, а количественный анализ осуществляют по весу или площади кольца, соответствующего конкретному веществу/группе веществ. Техническим результатом является упрощение способа хроматографического анализа органических веществ, сокращение времени, необходимого для анализа. 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии и предназначено для выделения монослоя вещества для целей последующего анализа свойств вещества. Способ выделения монослоя вещества включает нанесение жидкой пробы с растворенным в ней веществом на линию старта на хроматографическую пластину, содержащую слой сорбента. При этом на линию старта наносят несколько капель пробы вещества одинаковой концентрации, но разного количества, начиная с минимально возможного количества, пропускают через пластинку элюент для разделения. Затем осуществляют регистрацию на пластине выделенных пятен проб вещества и измеряют диаметр пятен пробы вещества на линии старта и высоту пика каждого пятна. Далее строят кривую зависимости высоты пика пятна от диаметра пятна на линии старта и фиксируют точки перелома кривой. Детектирование пятен пробы с монослоем вещества осуществляют по характеру кривой от первой минимальной пробы до пробы, соответствующей точке первого перелома кривой. Техническим результатом является обеспечение выделения монослоя исследуемого вещества, повышение точности хроматографического анализа вещества, повышение точности исследования свойств вещества, возможность прогнозирования применения вещества в различных областях промышленности. 4 ил.

Настоящее изобретение относится к области биохимии и описывает способ количественного определения классов липидов и подклассов фосфолипидов в биологических материалах, заключающийся в том, что методом тонкослойной хроматографии разделяют общие липиды на классы и фосфолипиды на подклассы, проявляют их на хроматограмме и количество определяют с использованием денситометрии, причем липиды, остающиеся на старте после разделения общих липидов на классы, сдвигают на 0,5 см выше, проявляют классы липидов и подклассы фосфолипидов на хроматограмме парами йода и рассчитывают площади пиков, соответствующие интенсивности окраски треков на хроматограмме с помощью денситометра, а количество общих фосфолипидов, других классов липидов и подклассов фосфолипидов определяют расчетным методом, выделяя линиями каждый трек отдельно и производят суммарный расчет площадей треков, берут эту цифру за 100% и определяют процент каждого класса липидов от общих липидов или каждого подкласса фосфолипидов от общих фосфолипидов, составляя пропорцию. Способ обеспечивает упрощение процедуры определения содержания классов липидов и подклассов фосфолипидов в липидных экстрактах биологических материалов и повышение точности полученных результатов. 1 пр., 4 ил.
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для обнаружения и количественного определения кодеина в различных объектах, в частности в лекарственных препаратах. Способ определения кодеина включает разделение компонентов смеси методом тонкослойной хроматографии с выделением хроматографической зоны кодеина реактивом Драгендорфа, при этом количественное определение кодеина проводят в области его проявленной зоны непосредственно в твердой фазе путем измерения коэффициента диффузного отражения при длине волны 520 нм. Изобретение обеспечивает сокращение времени обнаружения и количественного определения кодеина, уменьшение трудоемкости процесса, уменьшение вероятности потерь целевого компонента. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способам стандартизации лекарственных препаратов, биологически активных добавок, премиксов, лекарственного растительного сырья, растительных масел, масляных экстрактов, изделий пищевой, химической и косметологической отраслей промышленности по содержанию основных жирорастворимых витаминов и может быть использовано в фармацевтической, химической, косметологической и пищевой отраслях промышленности для определения подлинности и степени чистоты жирорастворимых витаминов A, D2, E и β-каротина при совместном присутствии в одно- и многокомпонентных препаратах. Способ определения жирорастворимых витаминов A, D2, E и β-каротина при совместном присутствии включает выделение жирорастворимых витаминов из субстанции экстракцией 96%-ным этанолом, отделение спиртового экстракта витаминов с помощью делительной воронки, последовательное хроматографирование с использованием силикагелевых пластинок марки «Sorbfil» ПТСХ-П-А на полимерной подложке при участии двух элюентов с различной величиной пробега, время насыщения камеры парами элюента - 20 мин, время элюирования - 55 мин; высушивание при температуре не менее 80°C пластин в термостате в течение 3-5 мин, обработку пластины проявителем - 5%-ным спиртовым раствором кислоты фосфорномолибденовой, согласно изобретению в качестве элюентов использованы гексан:хлороформ (19:1) и гексан:хлороформ (3:1), а детектирование хроматографической зоны β-каротина проводят до обработки пластины проявителем при дневном свете. Способ обеспечивает упрощение и ускорение процесса определения жирорастворимых витаминов. 10 ил., 3 пр.

Изобретение относится к способу определения подлинности сиропа пижмы обыкновенной. Указанный способ предполагает определение в сиропе методом тонкослойной хроматографии доминирующего компонента цветков пижмы обыкновенной - флавоноида тилианина, который предварительно извлекают путем обработки сиропа равным количеством ацетона. Изобретение характеризуется упрощенной стадией пробоподготовки, а также улучшенной методикой определения подлинности сиропа пижмы обыкновенной и позволяет объективно оценивать качество данной лекарственной формы. 1 ил., 1 пр.
Наверх