Тонкослойная хроматографическая пластина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сонзз Советских

<»>752I65

Социалистических

Республик

К АВТОРСК - У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.07.77 (21) 2514210/23-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (Ы ) .М.Кл з G 01 N 31/08

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.544 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Березкин и А. С. Бочков (71) Заявитель Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева (54) ТОНКОСЛОЙНАЯ XPOMATOГРАФИЧЕСКАЯ

ПЛАСТИНА

Устройство относится к области аналитической химии и может быть использозовано в тонкослойной хроматографии и электрофорезе.

В настоящее время в тонкослойной хроматографии важной проблемой является количественное детектирование,как при периодическом процессе, так и при однократном;использовании тонкого слоя сорбента, так и при непрерывном, когда элюат непрерывно движется по слою сорбента и производится анализ ряда проб.

Во многом решение этой задачи зависит от хроматографических устройств, которые при этом используются. В настоящее время в лабораторной практике применяются различные типы хроматографических систем.

Наиболее широко распространены устройства, в которых состав сорбирующего слоя однороден (1). Сорбирующий слой может меняться по длине подложки. Частицы сорбирующего слоя могут быть оптически прозрачными или непрозрачными для определенных частот излучения.

Известна тонкослойная хроматографичсская пластина, содержащая слой мелкодисперсного сорбента, нанесенный на .инертную подложку 12).

Существенным недостатком данной конструкции является неприспособленность к точному количественному детектированию как при прерывном, так и в особенности при непрерывном ведении процесса разделения анализируемых смесей. Непрев рывность проведения тонкослойного хроматографпческого анализа открывает новые возможности и делает его во многих отношениях (простота, надежность, высокие характеристики разделения) лучше, 10 чем жидкостной колоночный хроматографический процесс. При непрерывном проведении процесса непригодны способы детектирования, связанные с разрушением слоя сорбента, например, метод элюирования.

Нельзя применять также методы, связанные с химическим проявлением хроматограмм, например, денситометрию, а также способы, требующие длительных выдержек при детектировании, например, метод ска20 пирования радиоактивных хроматограмм.

Для осуществления непрерывного детектирования лучше всего использовать спектрофотометрпю в проходящем плп в отраженном свете, флуориметрию при работе с ок?= рашенными и флуоресцирующими веществамп, а также рефрактометрию. Однородность слоя сорбента по длине системы II;Il:. равномерное изменение его состава не позволяют поддерживать движущую силу процесса (определяемого капиллярными сила

752165 ми) неизменной и стабилизировать скорость химически,и термически стойкие материадвижения элюата, что препятствует полу- лы, например, пористая керамика, а также (ению точных результатов детектирования. Ряд неорганических сор бентов. В случае

Это связано с тем, что большинство опти- использования нескольких оптически проческих и электроаналитических детекторов 5 зрачных зон по длине системы химически и чувствительно к изменению расхода элюа термически стойкие материалы располагата. Значительное количество сорбентов прп ются за последней по ходу развития хромасуществующих способах закрепления на тограммы оптически прозрачной зоной. пластинке не приспособлено к химическо- Для включен(ия оптически прозрачной зоны му и термическому воздействию, которые 10 в систему детектирования на подложке необходимы для поддержания IIocTQHHHQH под зоной может устанавливаться разь-M скорости элюата и создания неизменно." для крепления световода. движущей силы процесса. На фиг. 1 изображен продольный разцелью изобретения является обсспече- рез хроматографического устройства. На ние возможност и количественного детекти- (5 прозрачной подложке 1 находится слой рования при непрерывном проведении про- сорбента 2 и оптически прозрачной зоны 8, цесса. выполненной в виде участков с отсутствием

Поставленная цель достигается тем cop6e(ITa. что, в тонком слое сорбента выполнены „-о- На фпг. 2 подложка имеет зеркальную ((bI из оптически прозрачного матер Ia.(а 20 поверхность 4. Оптически прозрачная зона

"то зоны могут иметь кольцевую форму в виде сквозного отверстия 5 представлена что подложка под зоной может быть вы- (а- Ф"(г 3. полнена из зеркального материала, что На фпг. 4 изображено хроматографичепосле зоны может быть расположен хими скос устройство, в котором оптически прочески и термически устойчивый сорбент 25 эра .и я зона выполнена из прозрачного сор-другои природы, чем сорбент, расположен бсн-а, а пористый слой, следуюший за опный до зоны. тически прозрачной зоной, выполнен из

Оптически прозрачные зоны могут 6ыть т; Р мостойкой керамики б. ориентированы вдоль или поперек про- На фиг. 5 представлены хроматографидольной оси хроматографическо((с((сте ;ь(а0 ческне системы, у которых оптически пропричем размеры зоны таковы, что движе зрачные зоны сделаны из монолитного стекние элюата по ней осуществляется за c,eT ла 7 с капиллярным отверстием 8, капиллярных сил. Чаще всего зона потеет На фиг. 6 — разрез по А — А на фиг.5. вытянутую форму со значительнь.»l преоб- На фиг. 7 и 3 изображены варианты ладанием продольных размеров над поп; 35 предлагаемой конструкции с прозрачной

Речными (например, в о — ЗО раз), при об an(to"; 0, по щели 10 которой продвигается щем объеме зоны приблизительно 0 1 э ч(оат. На фиг. 9 изображена хроматогра20 л(кл. Возможны различные формь(аоН фическая система, у которой оптически IaIIpHMep круглая или кольцеобоазная. прозрачная зона имеет значительные проДля радиальиой тонкослойной хроматогра 40 дольные p",OMep(1.-. =.- Π— 100 (1 — длина, фии применима .кольцеобразная форма Л вЂ” ширина зоны) .

При изготовлении нескольких оптически прозрачных зон Ilo длине системы они мо- П р и M e p 1. На прозрачную подложку гут быть одинаковым и или различаться по "з кварца -00 размерам и формам, в зависимости от типа 45 "-"лика"е"я С1 (1е" ) бир ющии многих детекторов для жидкостной хроматографии имеются ячейки детектирования, 1-0 л(- от орц пласт сравнительные (для чистого элюента и/или (а — oaòH"-ески прозрачная смеси с известной концентрацией компо- 50 центов) H рабочие, To B предлагacMGI(коп (c )x(!ocTb подложки струкции две или три идентичные оптич"..с- зеРкальной длЯ детек ированиЯ в отРаженки прозрачные зоны могут располагаться по.,(".-вете-. на одном уровне, параллельно друг др гу П о и м е р 2. В металлической подлож.:(а одинаковом расстоянии от линии стар- 55 ке 200v30x2 мл пз нержаве(ощеи стали с та или располагаться одна за другой: напри- сорбирующим слоем окиси алюминия имемер, сравнительная — до места нанесения ется сквозное отверстие диаметром 1.5 л(м пробы. а рабочая — в конце аналитичес- на расстоянии 40,ям от торца. На по; "ожкого участка тонкого слоя сорбента. Часть ке установлен разъем для световода из во сорбента после оптически прозрачной зоны 50 локонной оптики. может быть выполнена из специальных П р и м ер 3. В металлической подложматериалов, параметры которых подобраны ке 200хЗОх1 лл из нержавеющей стали с для оптимизации условий удаления элюата сорбирующим слоем кизельгеля сделана пз системы и постоянной движущей силы сквозная удлиненная выемка шириной 1 мм ппоцесса. Этим требованиям удовлетворяют 5 и длиной 10 мм. Выемка ориентирована по752165 перек продольной оси пластинки и находитс,".:a расстоянии 40 мя от торца.

Пример 4. На подложке таких же размеров, что и в примере 2, прозрачная зона выполнена из стекла СПГ-10 с порами о от 75 до 2500 А (пористое стекло выпускаемое фирмой «Электронуклеоникс», CIUA) . Эта конструкция использовалась также в опытах с электрофорезом при подведении ix оптически прозрачной зоне геля.

Пример 5. Изготовлена пластинка с подложкой из кварца 150><12><2 ям. Оптически прозрачные зоны расположены на расстоянии 100 мм от конца пластинки. Полости сорбента — окиси алюминия (толщина слоя 0,2 мя) отделены друг от друга каналом шириной 1 мм. За оптически прозрачной зоной (в ней полностью отсутствует сорбент) помещена сплавленная керамика, полученная путем сильного нагрева в муфельной печи мелкой фракции силикагеля, помещенного в специальную форму.

Пример б. На пластинке, аналогичной описанной в примере 2, оптически прозрачные зоны сделаны в виде стеклянного приспособления с капилляром (диаметром капилляра 0,3 мм и длиной 10 мм). Капилляр расположен вдоль продольной оси хроматографической системы.

Описание анализа на пластинке.

Пластинку помещают в корпус, принципиально аналогичный «сэндвич-камере», представляющий собой две параллельные пластины с держателями для хроматографических тонкослойных систем, с емкостью для растворителя и герметизирующих элементов. Методика анализа не отличается от общепринятой. Элюат пропускают через оптически прозрачную зону, его движение осуществляется за счет капиллярных сил, вознпкающих в слое пористого материала, находящегося за оптически прозрачной зоной. Детектирование производят с помощью оптических и электрических детекторов.

Электрический детектор включает обычно два электрода, помещаемые в слой элюата, измеряющие изменения проводимости элюата в зависимости от изменения его состава. Электроды образуют плечо моста

У итстона. По отношению:к детекторам оптически прозрачные зоны выступают в качестве ячейки детектирования. В случае отсутствия сорбента на подложке или сквозного отверстия в зону детектирования при подходе фронта элюата можно добавлять некоторое количество элюента для его беспрепятственного перехода через зону детектирования. При использовании оптически прозрачной подложки или сквозного отверстия детектирование проводят в проходящем свете, в случае использования зеркальной подложки детектирование осуществляют в отраженном свете. Поддержание по10

Зо

65 стоянной скорости движения элюата по тонкому слою сорбента осуществляют вакуумированием, нагревом, химической обработкой части пористого пли сорбирующего материала, располагающегося за ячейкой детектирования. Для осуществления этого процесса в корпусе предусмотрено специальное устройство.

В качестве примера можно привести анализ смеси красителей в смеси бензолацетон (9,5: 0,5). На фиг. 10 представлена хроматограмма, где пики соответствуют а— изобензолу, б — азотолуолу, в — Sudan III, V г — Victorin modr, д — Sudan R. Анализ производили на слое силикагеля толщиной

0,2 л л. Детектирование осуществляли в проходящем свете. Высота пиков на хроматограмме. полученной с применением оптически прозрачной зоны, приблизительно в

2,5 раза больше, чем высоты пиков, полученных на этой же системе, но без оптически прозрачной зоны.

В вышеперечисленные детекторы были внесены незначительные конструктивные изменения применительно к новым условиям эксплуатации. На пластине производили анализ различных классов веществ, в частности, пестицидов, витаминов, углеводородов, красителей. Использование предлагаемой конструкции не изменило таких характеристик детектора, как чувствительность (1.10 " единиц поглощения), линейный динамический диапазон (приблизительно 104 единиц поглощения), воспроизводимость (1o/o в пределах полной шкалы), уровень шума (6.10" :единиц поглощения). Данные дангя для водной подвижной фазы.

На пластине становится возможным проведение до 100 и более анализов без промежуточной регенерации сорбентов (число анализов зависит от конкретных анализируемых смесей). Слой сорбента перестает вносить дополнительные погрешности за счет поглощения и рассеяния света и неоднородности самого слоя (точность детектирования на слое сорбента составляет в среднем 3 — 10О/о. Оптически прозрачная зона, играющая роль кюветы детектирования, позволяет применять различные конструкции жидкостных детекторов. Дополнительные приспособления (капилляры, стеклянные детали с узкими щелями и т. п.) позволяют формировать более компактные по размерам (чаще всего в 3 — 15 раз) хрома-.гр афпческие зоны анализируемых веществ, что также повышает в несколько раз точность детектирования. Отпадает необходимость в трудоемком проявлении неокрашенных веществ и нарушении цельности слоя сорбента. Точность детектирования на пластине составляет в среднем 0,5 — 2О/о и может быть еще более высокой.

752165

3 аг. Г

Щ?. 7

1 г

Риг. 3

Формула изобретения

1. Тонкослойная хроматографическая пласт ива, содержащая тонкий слой мелкодисперсного сорбента, нанесенный на инертную подложку, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности количественного детектирования при непрерывном проведении процесса, в таком слое сорбента выполнены зоны из оптически прозрачного материала.

2. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что зона имеет кольцевую форму.

3. Пластина по п. 1, о тли ч а ющ а яс я тем, что подложка под зоной выполнена из зеркального материала.

4. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что, после зоны в тонком слое распо5 ложен химически и термически установленный сорбент другой природы, чем сорбент, расположенный до зоны.

Источники информации, принятые во

10 внимание при экспертизе:

1. Вольнец М. Тон кослойная хроматография в неорганическом анализе. М., 1974, с. 38 — 39.

2 Шталь Э, Хроматография в тонком

15 слое, М., «Мир», 1968, с. 35 (прототип).

752165 го гх г (паж!

Рог.m

Составитель Г. Винокурова

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 830/1020 Изд. № 371 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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