Устройство для введения пробы в хроматографическую колонку

 

А.М. Воронцов, А.С. Канев, Ю.К. Киселев, А.А. Лезин, М.С. Осипов и О.А. Рысьев !

Ордена Трудового Красного Знамени специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения

Научно- технического объединения АН СССР (12) Авторы иэобре-.ения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ПРОБЫ

В ХРОИАТОГРАФИЧЕСКУЮ КОЛОНКУ

Изобретение относится к аппаратуре для химического анализа, в частности к хроматографическому оборудованию для анализа смесей веществ.

Известно устройство для ввода про- бы в жидкостный хроматограф под высо5 ким давлением без применения мембран.

Такие устройства работают в режиме остановки потока, которая не ска .ывается отрицательно на эффективности

1О разделения. Устройство представляет собой Т-образный соединитель, установленный непосредственно на входе в колонку. Переднее отверстие Т-образного соединителя закрыто коротким отрезком стального прутка, который вынимается в момент введения пробы при остановке потока подвижной фазы ()1.

Недостатком описанного устройства является невысокая (не менее 2X) воспроизводимость дозирования, определяемая погрещностью отбора микрощприцом. Учитывая, что точность обсчета пиков современными интеграторами находится на уровне десятых долей йроцента, пприцевые доэаторы непременимы для прецизионных анализов, но удобны для прикидочных и рутинных разделений.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для ввода проб в жидкостной хроматограф, содержащее корпус, трехпозиционный золотник с доэирующим и проьывньи каналами и не"одвижное основание, соединенное с верхней частью хроматографической колонки, канал для подвода пробы и канал для слива остатков пробы (21.

Однако у известного устройства невысокая точность и воспроизводимость дозирования, обусловленная тем,"что в момент остановки потока при дозирова» нии, коммуникации, ведущие к насосам и колонке, открываются при повороте золотника, что приводит к неконтролируемому проскоку жидкости через кана пы золотника {при снятии давления пе3 864122 ремещение жидкости обеспечивается упругой деформацией элементов гидравли- ческой схемы хроматографа). Невозможно промыть дозирующий канал золотника длительной прокачкой от насосной системы прибора, а предусмотренная промывка по линии ввода пробы неэффективна в случае дозирования небольших объемов склонного к сорбции материала пробы (например, искусственных ! о или природных полимерных макромолекул - синтетических каучуков, белков). Введение пробы с помощью шприца невозможно провести таким образом, чтобы внести ее непосредственно в центр верхней части набивки колонки, что обеспечивает наиболее эффективное разделение и, соответственно, точность

1 анализа.

Цель изобретения — повышение точ20 нос ти и воспроизводимости дозирования.

Поставленная цель обеспечивается тем, что устройство для введения пробы в.хроматографическую колонку, содержащее корпус, размещенный в нем подвижный трехпозиционный золотник с дозирующии каналом, неподвижное основание, соединенное с верхней частью хроматографческой колонки, канал для подвода проСы и канал для слива остатков пробы, выполненные в неподвижном основании, снабжено дополнительными каналом для ввода пробы в объем верхней части набивки колонны, выполненным в золотнике, и каналом для слива промывной подвижной фазы, выполненным s неподвижном основании, причем в одном из рабочих положений золотника канал для ввода пробы в объем верхней части набивки колонки соединен с каналом для слива промывной подвижной фазы, а дозирующий канал соединен с источником подвижной фазы и колонкой, а в другом рабочЬм. положении золотника дозирующий канал соединен с каналом для слива остатков пробы и при этом все остальные каналы заперты.

4 графическую колонку, на фиг. 2 — схема коммутации шести каналов дозатора.

Поворотный золотник 1, снабженный дозирующим каналом 2 и каналом 3 для ввода иглы иикрошприца, жестко соединен с поворотным устройством 4, снабжен рукояткой 5, закрепленной в корпусе 6 с помощью подшипников 7 и 8. Поворотное устройство 4 имеет канал 9 для ввода иглы микрошприца, а корпус 6 снабжен отверстиеи 10 для подсоединения канюли шприца типа Рекорд". Золотник расположен на плоской поверхности неподвижного основания II, которое укреплено непосредственно на хроматографической колонке 12, заполненной сорбе том 13.

Верхняя часть основания 11 жестко связана с корпусом 6 шестью винтами. (не показаны)..Герметичность системы достигается за счет качества. обработки нижней плоскости золотника 1, верхней плоскости основания 1! и за счет поджатия золотника к основанию 11 тарельчатыми пружинами 14 сжимаеиыми гайкой 15. В нижней части основания

11 расположены выводы канала 16 для слива промывной жидкости, канала 17 для слива излишка пробы, какала 18 для подключения насосной системы и канала 10 для заполнения дозирующего объема с помощью шприца типа "Рекорд".

Трубка 18 соединяет систему элюции с устройством.

Поворотное устройство может быть зафиксировано в трех положениях, обозначенных надписями "шприц™, "петля" и "элюция" рядом с соответствующим положением рукоятки 5.

Цифры I-VI соответствуют каналам (фиг. 2), показанным на фиг. 1, а три положения "злюция", "петля и шприц" соответствуют трем положениям рукоятки. Дозирующий канал в теле золотника (фиг. 2) обозначен буквой З . На фиг. 2 риискиии цифраии обозначены: — канал для введения иглы микрошприца; II — канал для слива промывной жидкости (подвижной фазы); !II— канал — выход в хроиатографическую

4$

Все это дает воэможность осуществлять дозирование, как шприцом, так и с помощью промывного дозируюшего объема, что позволяет оператору без перемонтажа доэатора работать в любом режиме доэирования в зависимости от требований к данному конкретному разделению.

На фиг. 1 показана конструкция устройства для введения пробы в хроматоколонку; I V — канал для подсоединения канюли шприца типа "Рекорд"; Ч вЂ” канал для подключения насосной системы;

Ч! — канал для слива излишка пробы при дозированни.

Устройство работает следующим образом.

Соединяют дозатор с хроматографинеской колонкой и насосной системой s

Формула изобретения

Устройство для введения пробы в хроматографическую колонку, содержащее корпус, размещенные в нем подвижный трехпозиционный золотник с дозирующии каналом, неподвижное основание, соединенное с верхней частьв хромато1 графической колонки, канал для подвода пробы и канал для слива остатков пробы,выполненные в неподвижном основании,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что с . целью повышения точности и воспроизводимости дозирования,оно снабжено дополнительными каиалаии для ввода пробы,в объем верхней части набивки колонки,выполненным в золотникеи каналом для слива промывной подвижной фа30 зы выполненным в неподвижном основании,причем в одном из рабочих положений золотника канал для ввода пробы в объемверхней части набивки колонки соединен с каналом для слива прои4вной подвижкой фазы, а дозирующий канал

3$ соединен с источником подвижной фазы и колонкой, а в другом рабочем положении золотника дозирующий канал соединен с каналом для слива остатков пробы и при этом все остальные какалы

40, заперты.

2. Патент СШ Ф 3975946, Я3 «л. 6 О! и !/20, 1974 (прототип).

5 864 соответствии с чертежом (фиг. 2). В случае дозирования микрошприцои переводят рукоятку в положение "шприц" (насосы предварительно остановлеиы).

При этом открывается сквозной канал

9-3 в поворотном устройстве, золотнике 1 и основании 11 (см. фиг. !). В этот канал вводят иглу микрошприца и дозируют пробу в середину верхней части набивки 13 колонки 12. Затем извлекают иглу, переводят рукоятку в положение элюция и включают насосы которые через трубку 18 и канал 2, питают подвижной фазой колонку 12, В случае ввода пробы с помощьв дозирующего объема 2 рукоятку переводят в положение "петля". При этом канал

l0, куда вставляется канюля шприца типа "Рекорд", содержащего пробу, соединен через доэирующий объем (петлю)

2 с каналом для слива излишка пробы.

Индивидуальный канал для слива излишка пробы помогает собрать ее чистой

I без загрязнения или разбавления подвижной фазой, что очень важно в случае анализа дорогих и уникальных проб. Важнейшим моментом является то, что в этом положении все остальные каналы заперты. Это исключает сброс давления в насосной системе и колонке, а также любое неконтролируемое перемещение жидкости через каналы устройства за счет упругих деформаций элементов гидравлической схемы хроматографа, связанных,с набором и падением давления. При опорожнении шприца типа "Рекорд" через каналы 10, . 2 и 17, доэирующий канал 2 заполняют пробой, количество которой с высокой воспроизводииостью определено объемои канала. Поворачивают рукоятку в положение "элюция" и проводят анализ, как описано выше.

Промывку дозирующего канала 2 производят двумя путями: в положении рукоятки "петля" с помощью шприца типа "Рекорд" в канал подают насосами подвижную фазу через канал 2 в канал

16 для слива промывных растворов.

Испытания устройства в составе уни версального радиохроматографа ХЖ230!!

22 6 показывают, что,дозатор обеспечлвает воспроизводимый ввод проб. Так среднее квадратичное отклонение высоты пиков при шести повторных вводах пробы составляет 0,5Х, а среднее квадратичное отклонение площадей пиков, вычисленное с помощьв вычислителяинтегратора хроиатографического

"ВИХРЬ-1" составляет 0,14Х.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Usher О.А. et.q,!. Unexpensive

Sept»mless injector for llgh pressure

liquid chr tography — "Anal. Chemå . !

975, 47, В 4 ° с. 783-784.

864!22

///itpuq

4ll2. f

Заказ 7772/64

Тираж 9!О Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Скорняков

Редактор Т. Пар4енова Техред M.Tàáàêîâè÷ Корректор Н. Швыдкая