اصل روش کروماتوگرافی مایع. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا آلاینده های طبیعی و فاضلاب

معرفی

فصل 1. مفاهیم اساسی و طبقه بندی روش های کروماتوگرافی مایع

1.1 دستگاه کروماتوگرافی مایع

فصل 2. ماهیت HPLC

2.1 برنامه

فصل 3. نمونه هایی از استفاده از HPLC در تجزیه و تحلیل اشیاء محیطی

فصل 4. تجهیزات HPLC

ادبیات

ضمیمه

معرفی

روش های کروماتوگرافیاغلب برای شناسایی و تعیین کمیت مواد آلی با ساختار مشابه ضروری هستند. در عین حال، بیشترین استفاده برای تجزیه و تحلیل معمول آلاینده های محیطی، کروماتوگرافی گازی و مایع با کارایی بالا است. تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی آلاینده های آلی در آب آشامیدنی و فاضلاب ابتدا بر اساس استفاده از ستون های بسته بندی شده بود، سپس ستون های مویرگی کوارتز نیز به طور گسترده ای گسترش یافت. قطر داخلی ستون های مویین معمولاً 0.20-0.75 میلی متر است، طول آنها 30-105 متر است. نتایج بهینه در تجزیه و تحلیل آلاینده ها در آب اغلب در هنگام استفاده از ستون های مویرگی با ضخامت های مختلف فیلم ساخته شده از متیل فنیل سیلیکون های حاوی گروه های فنیل به دست می آید. 5 و 50 درصد ... سیستم معرفی نمونه اغلب به یک آسیب پذیری در تکنیک های کروماتوگرافی با استفاده از ستون های مویرگی تبدیل می شود. سیستم های معرفی نمونه را می توان به دو گروه تقسیم کرد: جهانی و انتخابی. کاربردهای همه کاره عبارتند از: سیستم های تزریق بدون تقسیم و تقسیم، تزریق ستونی "سرد" و تبخیر برنامه ریزی شده دما. با تزریق انتخابی، دمیدن با تراپ میانی، آنالیز هد اسپیس و ... استفاده می شود. هنگام استفاده از سیستم های تزریق جهانی، کل نمونه به ستون عرضه می شود؛ با تزریق انتخابی، تنها یک کسر مشخص تزریق می شود. نتایج به‌دست‌آمده با تزریق انتخابی بسیار دقیق‌تر است، زیرا کسری که وارد ستون می‌شود فقط حاوی مواد فرار است و این تکنیک می‌تواند کاملاً خودکار باشد.

آشکارسازهای کروماتوگرافی گازی مورد استفاده در پایش آلاینده ها اغلب به آشکارسازهای جهانی که به هر جزء در فاز متحرک پاسخ می دهند و آشکارسازهای انتخابی که به حضور گروه خاصی از مواد با مشخصات شیمیایی مشابه در فاز متحرک پاسخ می دهند، تقسیم می شوند. موارد جهانی شامل یونیزاسیون شعله، انتشار اتمی، آشکارسازهای طیف سنجی جرمی و طیف سنجی مادون قرمز است. آشکارسازهای انتخابی مورد استفاده در تجزیه و تحلیل آب عبارتند از: جذب الکترون (انتخابی به مواد حاوی اتم های هالوژن)، ترمویونیک (انتخابی به ترکیبات حاوی نیتروژن و فسفر)، فوتیونیزاسیون (انتخابی به هیدروکربن های آروماتیک)، آشکارساز هدایت الکترولیتی (انتخابی به ترکیبات، حاوی اتم های هالوژن). ، گوگرد و نیتروژن). حداقل مقادیر قابل تشخیص مواد از نانوگرم تا پیکوگرم در ثانیه است.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا(HPLC) یک روش ایده آل برای تعیین تعداد زیادی از ترکیبات حساس به حرارت است که نمی توان آنها را با کروماتوگرافی گازی تجزیه و تحلیل کرد. مواد شیمیایی کشاورزی مدرن، از جمله متیل کربنات‌ها و حشره‌کش‌های ارگانوفسفره، و سایر مواد غیر فرار، اغلب به وسیله کروماتوگرافی مایع مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا در میان روش های دیگر مورد استفاده در پایش محیطی محبوبیت پیدا می کند، همچنین به این دلیل که چشم اندازهای روشنی از نظر اتوماسیون آماده سازی نمونه دارد.

فصل 1. مفاهیم اساسی و طبقه بندی روش های کروماتوگرافی مایع

کروماتوگرافی مایع بسته به نوع ساپورت فاز ثابت به چندین کلاس طبقه بندی می شود. طراحی سخت افزاری ساده کاغذ و کروماتوگرافی لایه نازک منجر به استفاده گسترده از این روش ها در عمل تحلیلی شده است. با این حال، امکانات زیاد کروماتوگرافی ستونی مایع باعث بهبود تجهیزات برای این روش کلاسیک شد و منجر به معرفی سریع HPLC شد. عبور ماده شوینده از ستون تحت فشار بالا باعث شد تا به دلیل استفاده از یک جاذب ریز پراکنده، سرعت آنالیز به طور چشمگیری افزایش یابد و راندمان جداسازی به میزان قابل توجهی افزایش یابد. روش HPLC در حال حاضر امکان جداسازی، تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط های پیچیده ترکیبات آلی را فراهم می کند.

با توجه به مکانیسم اثر متقابل ماده جداسازی شده (شستشو) با فاز ساکن، جذب، توزیع، تبادل یونی، حذف اندازه، جفت یون، تبادل لیگاند و کروماتوگرافی میل ترکیبی متمایز می شوند.

کروماتوگرافی جذبی... جداسازی با کروماتوگرافی جذبی در نتیجه برهمکنش ماده ای که قرار است با یک جاذب جدا شود، مانند آلومینا یا سیلیکاژل که مراکز قطبی فعال روی سطح دارند، انجام می شود. حلال (شوینده) مایعی غیر قطبی است. مکانیسم جذب شامل یک برهمکنش خاص بین سطح قطبی جاذب و نواحی قطبی (یا قابلیت پلاریزاسیون) مولکول های جزء تجزیه شده است (شکل 1).

برنج. 1. کروماتوگرافی مایع جذبی.

کروماتوگرافی پارتیشن... در نوع توزیع کروماتوگرافی مایع، جداسازی مخلوطی از مواد به دلیل تفاوت در ضرایب توزیع آنها بین دو فاز غیرقابل امتزاج - شوینده (فاز متحرک) و فاز روی جاذب (فاز ثابت) انجام می شود.

در فاز عادیدر یک نوع کروماتوگرافی مایع توزیعی، از یک شوینده غیرقطبی و گروه های قطبی استفاده می شود که به سطح جاذب (اغلب، سیلیکاژل) پیوند زده می شوند. آلکیل کلروسیلان های جایگزین حاوی گروه های قطبی، مانند نیتریل، گروه های آمینه و غیره، به عنوان اصلاح کننده سطح سیلیکاژل (فازهای پیوندی) استفاده می شوند (شکل 2). استفاده از فازهای پیوندی امکان کنترل دقیق خواص جذب سطح فاز ثابت و دستیابی به راندمان جداسازی بالا را فراهم می کند.

برنج. 2. کروماتوگرافی پارتیشن با فاز پیوندی (نوع فاز طبیعی).

فاز معکوسکروماتوگرافی مایع بر اساس توزیع اجزای مخلوط بین شوینده قطبی و گروه های غیر قطبی (زنجیره های بلند آلکیل) پیوند شده به سطح جاذب است (شکل 3).

برنج. 3. کروماتوگرافی پارتیشن فاز پیوندی (نسخه فاز معکوس).

یک نسخه کم استفاده از کروماتوگرافی مایع با فازهای پشتیبانی شده زمانی است که یک فاز ساکن مایع روی یک تکیه گاه ثابت قرار می گیرد.

انحصاری (ژل نافذ)کروماتوگرافی نوعی از کروماتوگرافی مایع است که در آن جداسازی مواد به دلیل توزیع مولکول ها بین حلال در منافذ جاذب و حلال در جریان بین ذرات آن اتفاق می افتد.

افینکروماتوگرافی بر اساس برهمکنش‌های خاص پروتئین‌های جدا شده (آنتی بادی‌ها) با مواد (آنتی‌ژن‌ها) پیوند شده روی سطح جاذب (رزین مصنوعی) است که به طور انتخابی کمپلکس‌ها (کونژوگه‌ها) را با پروتئین‌ها تشکیل می‌دهند.

تبادل یون، جفت یون، کروماتوگرافی تبادل لیگاند عمدتاً در تجزیه و تحلیل معدنی استفاده می شود.

پارامترهای اساسی جداسازی کروماتوگرافی

پارامترهای اصلی جداسازی کروماتوگرافی حجم نگهداری و زمان ماند جزء مخلوط هستند (شکل 4).

زمان ماند tR زمان سپری شده از لحظه تزریق نمونه به ستون تا ظهور حداکثر پیک مربوطه است. با ضرب زمان ماند در سرعت حجمی مایع شوینده F، حجم احتباس VR را بدست می آوریم:

زمان نگهداری اصلاح شده - زمان سپری شده از لحظه ظهور حداکثر پیک جزء جذب نشده تا اوج ترکیب مربوطه:

tR "= tR - t0;

حجم نگهداری کاهش یافته یا اصلاح شده، حجم نگهداری اصلاح شده برای حجم مرده ستون V0 است، یعنی حجم نگهداری جزء جذب نشده:

VR "= VR - V0;

مشخصه حفظ همچنین ضریب ظرفیت k " است که به عنوان نسبت جرم ماده در فاز ساکن به جرم ماده در فاز متحرک تعریف می شود: k" = mn / mp.

مقدار k "به راحتی از کروماتوگرام تعیین می شود:

مهمترین پارامترهای جداسازی کروماتوگرافی، کارایی و گزینش پذیری آن است.

راندمان ستون، با ارتفاع صفحات نظری (HETT) و با تعداد آنها (N) نسبت معکوس اندازه‌گیری می‌شود، هر چه اوج ماده خروجی در همان زمان ماند باریک‌تر باشد. مقدار کارایی را می توان از کروماتوگرام با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

N = 5.54 . (tR / 1/2) 2 ,

جایی که tR- زمان ماندگاری،

w 1/2 - عرض قله در نیم ارتفاع

با دانستن تعداد صفحات نظری در هر ستون، طول ستون L و متوسط ​​قطر دانه جاذب dc، به راحتی می توان مقادیر ارتفاع معادل صفحه نظری (HETT) و ارتفاع کاهش یافته (PVETT) را بدست آورد:

VETT = L / N PVETT = VETT / d ج

این ویژگی ها امکان مقایسه کارایی انواع مختلف ستون ها، ارزیابی کیفیت جاذب و کیفیت پر کردن ستون ها را فراهم می کند.

گزینش پذیری جداسازی دو ماده با این رابطه تعیین می شود:

هنگام در نظر گرفتن جداسازی مخلوطی از دو جزء، یک پارامتر مهم نیز درجه جدایی RS است:

;

اگر مقدار RS بزرگتر یا مساوی 1.5 باشد، پیک ها مجاز در نظر گرفته می شوند.

پارامترهای اصلی کروماتوگرافی با معادله زیر برای تفکیک به هم مرتبط می شوند:

;

عوامل تعیین کننده گزینش جداسازی عبارتند از:

1) ماهیت شیمیایی جاذب؛

2) ترکیب حلال و اصلاح کننده های آن؛

3) ساختار شیمیایی و خواص اجزای مخلوطی که قرار است جدا شوند.

4) دمای ستون

1.1 دستگاه کروماتوگرافی مایع

در کروماتوگرافی مایع مدرن، دستگاه هایی با درجات مختلف پیچیدگی استفاده می شود - از ساده ترین سیستم ها تا کروماتوگرافی های کلاس بالا مجهز به دستگاه های اضافی مختلف.

در شکل 4. یک بلوک دیاگرام از کروماتوگرافی مایع ارائه شده است که حاوی حداقل مجموعه اجزای مورد نیاز، به یک شکل یا دیگری، موجود در هر سیستم کروماتوگرافی است.

برنج. 4. بلوک دیاگرام کروماتوگرافی مایع.

پمپ (2) برای ایجاد جریان ثابت حلال طراحی شده است. طراحی آن در درجه اول توسط فشار عملیاتی در سیستم تعیین می شود. برای عملکرد در محدوده 10-500 مگاپاسکال، از پمپ های پلانجری (سرنگی) یا پیستونی استفاده می شود. نقطه ضعف اولی نیاز به توقف های دوره ای برای پر کردن ماده شوینده و دومی پیچیدگی زیاد طراحی و در نتیجه قیمت بالا است. برای سیستم های ساده با فشار عملیاتی پایین 1-5 مگاپاسکال، پمپ های پریستالتیک ارزان قیمت با موفقیت مورد استفاده قرار می گیرند، اما از آنجایی که دستیابی به فشار و سرعت جریان ثابت دشوار است، استفاده از آنها به کارهای آماده سازی محدود می شود.

انژکتور (3) تضمین می کند که نمونه ای از مخلوطی از اجزای جداسازی شده با تکرارپذیری کافی به ستون تزریق می شود. سیستم‌های نمونه‌گیری توقف جریان ساده نیاز به توقف پمپ دارند و بنابراین راحت‌تر از توزیع‌کننده‌های حلقه Reodyne هستند.

ستون های HPLC (4) لوله های فولادی ضد زنگ با دیواره ضخیم هستند که می توانند فشار بالا را تحمل کنند. نقش مهمی توسط چگالی و یکنواختی بسته بندی ستون با جاذب ایفا می شود. برای کروماتوگرافی مایع با فشار کم، از ستون های شیشه ای با دیواره ضخیم با موفقیت استفاده شده است. ثبات دما توسط یک ترموستات (5) تضمین می شود.

آشکارسازهای (6) برای کروماتوگرافی مایع دارای یک سلول جریان هستند که در آن برخی از ویژگی های مایع شوینده جاری به طور مداوم اندازه گیری می شود. رایج ترین انواع آشکارسازهای همه منظوره، انکسارسنج ها هستند که ضریب شکست را اندازه گیری می کنند و آشکارسازهای اسپکتروفتومتری که جذب یک حلال را در طول موج ثابت (معمولاً در ناحیه فرابنفش) اندازه گیری می کنند. از مزایای رفرکتومترها (و معایب اسپکتروفتومترها) می توان به حساسیت کم نسبت به نوع ترکیب تعیین شده اشاره کرد که ممکن است حاوی گروه های کروموفور نباشد. از طرفی استفاده از رفرکتومترها به سیستم های ایزوکراتیک (با ترکیب شوینده ثابت) محدود می شود، به طوری که استفاده از گرادیان حلال در این حالت امکان پذیر نیست.

ستون‌های HPLC که بیشتر در تجزیه و تحلیل آلاینده‌های محیطی استفاده می‌شوند، به طول 25 سانتی‌متر و قطر داخلی 4.6 میلی‌متر هستند که با ذرات کروی سیلیکاژل در اندازه 10-5 میکرون پیوند شده با گروه‌های اکتادسیلی پر شده‌اند. در سال‌های اخیر، ستون‌هایی با قطر داخلی کوچک‌تر، پر از ذرات کوچک‌تر، ظاهر شده‌اند. استفاده از این گونه ستون ها منجر به کاهش مصرف حلال ها و مدت زمان آنالیز، افزایش حساسیت و کارایی جداسازی می شود و همچنین مشکل اتصال ستون ها به آشکارسازهای طیفی را تسهیل می کند. ستون هایی با قطر داخلی 3.1 میلی متر به کارتریج ایمنی (پیش ستون) برای افزایش طول عمر و بهبود تکرارپذیری آنالیزها مجهز شده اند.

به عنوان آشکارساز در ابزارهای مدرن HPLC، معمولاً از آشکارساز UV بر روی ماتریس دیود، فلورسانس و الکتروشیمیایی استفاده می شود.

باید در نظر داشت که در کار عملی، جداسازی اغلب نه یک به یک، بلکه از طریق چندین مکانیسم به طور همزمان انجام می شود. بنابراین، جداسازی حذف با اثرات جذب، جذب - توزیع و بالعکس پیچیده می شود. علاوه بر این، هر چه تفاوت بین مواد موجود در نمونه از نظر درجه یونیزاسیون، بازی یا اسیدیته، وزن مولکولی، قطبش پذیری و سایر پارامترها بیشتر باشد، احتمال مکانیسم جداسازی متفاوت برای چنین موادی بیشتر است.

در عمل، گسترده ترین کروماتوگرافی «فاز معکوس» (توزیع) است که در آن فاز ثابت قطبی نیست، اما فاز متحرک قطبی است (یعنی برعکس کروماتوگرافی «فاز مستقیم»).

در بیشتر آزمایشگاه‌های دنیا، گروهی متشکل از 16 PAH اولویت‌دار توسط HPLC یا CMS آنالیز می‌شوند.

فصل 2. جوهر HPLC

در کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، ماهیت فرآیندهایی که در یک ستون کروماتوگرافی اتفاق می‌افتند، به طور کلی با فرآیندهای کروماتوگرافی گازی یکسان است. تنها تفاوت در استفاده از مایع به عنوان فاز ثابت است. به دلیل چگالی بالای فازهای متحرک مایع و مقاومت ستون بالا، کروماتوگرافی گازی و مایع از نظر طراحی سخت افزاری بسیار متفاوت است.

در HPLC معمولاً از حلال های خالص یا مخلوط آنها به عنوان فازهای متحرک استفاده می شود.

برای ایجاد جریانی از حلال خالص (یا مخلوطی از حلال ها) که در کروماتوگرافی مایع به آن شوینده می گویند، در سیستم هیدرولیک کروماتوگرافی از پمپ ها استفاده می شود.

کروماتوگرافی جذب در نتیجه برهمکنش یک ماده با جاذب هایی مانند سیلیکاژل یا آلومینا که مراکز فعال روی سطح دارند انجام می شود. تفاوت در توانایی تعامل با مراکز جذب مولکول های نمونه مختلف منجر به تقسیم آنها به مناطق در طول حرکت با فاز متحرک در طول ستون می شود. جداسازی نواحی اجزای به دست آمده در این مورد به برهمکنش با حلال و جاذب بستگی دارد.

جاذب های سیلیکاژل با حجم، سطوح و قطر منافذ متفاوت بیشترین کاربرد را در HPLC دارند. آلومینا و سایر جاذب ها بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل اصلی این امر:

استحکام مکانیکی ناکافی، که اجازه بسته بندی و استفاده در فشارهای بالا معمولی برای HPLC را نمی دهد.

سیلیکاژل، در مقایسه با اکسید آلومینیوم، دارای طیف وسیع تری از تخلخل، سطح و قطر منافذ است. فعالیت کاتالیزوری به طور قابل توجهی بالاتر اکسید آلومینیوم منجر به اعوجاج نتایج تجزیه و تحلیل به دلیل تجزیه اجزای نمونه یا جذب شیمیایی برگشت ناپذیر آنها می شود.

آشکارسازهای HPLC

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) برای شناسایی مواد غیرفرار قطبی استفاده می شود که به دلایلی نمی توانند به شکل مناسب برای کروماتوگرافی گازی حتی به شکل مشتقات تبدیل شوند. این مواد به ویژه شامل اسیدهای سولفونیک، رنگ های محلول در آب و برخی آفت کش ها مانند مشتقات فنیل اوره هستند.

آشکارسازها:

آشکارساز آرایه دیود UV. "ماتریس" فوتودیودها (بیش از دویست عدد از آنها وجود دارد) به طور مداوم سیگنال ها را در مناطق طیفی UV و مرئی ثبت می کند، بنابراین ضبط طیف UV-B را در حالت اسکن فراهم می کند. این امکان را فراهم می کند تا به طور مداوم طیف های تحریف نشده اجزایی را که به سرعت از یک سلول خاص عبور می کنند با حساسیت بالا ضبط کنید.

در مقایسه با تشخیص تک طول موج، که اطلاعاتی در مورد "خلوص" پیک ارائه نمی کند، توانایی مقایسه طیف کامل یک آرایه دیودی یک نتیجه شناسایی با درجه اطمینان بسیار بیشتری ارائه می دهد.

آشکارساز فلورسنت. محبوبیت زیاد آشکارسازهای فلورسنت به دلیل گزینش پذیری و حساسیت بسیار بالا و این واقعیت است که بسیاری از آلاینده های محیطی فلورسنت می کنند (مثلاً هیدروکربن های پلی آروماتیک).

یک آشکارساز الکتروشیمیایی برای تشخیص موادی که به راحتی اکسید یا احیا می شوند استفاده می شود: فنل ها، مرکاپتان ها، آمین ها، مشتقات آروماتیک نیترو و هالوژن، کتون آلدئیدها، بنزیدین ها.

جداسازی کروماتوگرافی مخلوط روی ستون به دلیل پیشرفت کند PP زمان زیادی می برد. برای سرعت بخشیدن به فرآیند، کروماتوگرافی تحت فشار انجام می شود. این روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) نامیده می شود.

مدرن سازی تجهیزات مورد استفاده در کروماتوگرافی ستونی مایع کلاسیک، آن را به یکی از امیدوارکننده ترین و مدرن ترین روش های آنالیز تبدیل کرده است. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا روشی مناسب برای جداسازی، جداسازی مقدماتی و آنالیز کمی و کیفی ترکیبات غیرفرار حرارتی با وزن مولکولی کم و بالا است.

بسته به نوع جاذب مورد استفاده در این روش، از 2 گزینه کروماتوگرافی استفاده می شود: در یک جاذب قطبی با استفاده از یک شوینده غیر قطبی (گزینه فاز مستقیم) و در یک جاذب غیر قطبی با استفاده از یک شوینده قطبی - به اصطلاح معکوس- کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC).

هنگامی که ماده شوینده به ماده شوینده می رسد، تعادل در شرایط HPLC چندین برابر سریعتر از شرایط جاذب های قطبی و PP های غیرآبی ایجاد می شود. در نتیجه این امر و همچنین راحتی کار با مواد شوینده آبی و آبی-الکلی، Off-HPLC در حال حاضر محبوبیت زیادی به دست آورده است. اکثر آنالیزهای HPLC با استفاده از این روش انجام می شود.

آشکارسازها ثبت خروج از ستون یک جزء جداگانه با استفاده از آشکارساز انجام می شود. برای ثبت نام، می توانید از تغییر در هر سیگنال تحلیلی که از فاز متحرک می آید و مربوط به ماهیت و مقدار جزء مخلوط است استفاده کنید. در کروماتوگرافی مایع از سیگنال های تحلیلی مانند جذب نور یا انتشار نور محلول خروجی (آشکارسازهای فتومتری و فلورومتری)، ضریب شکست (آشکارسازهای شکست سنجی)، هدایت پتانسیل و الکتریکی (آشکارسازهای الکتروشیمیایی) و غیره استفاده می شود.

سیگنال شناسایی پیوسته توسط یک ضبط کننده ضبط می شود. کروماتوگرام دنباله ای از سیگنال های آشکارساز است که روی نوار ضبط کننده ضبط می شود و زمانی که اجزای جداگانه مخلوط از ستون خارج می شوند ایجاد می شود. در صورت جداسازی مخلوط، پیک های منفرد روی کروماتوگرام خارجی قابل مشاهده است. موقعیت پیک در کروماتوگرام برای اهداف شناسایی، ارتفاع یا مساحت قله برای اهداف کمی استفاده می شود.

2.1 برنامه

HPLC به طور گسترده در زمینه های زیر از آنالیز شیمیایی استفاده می شود (اشیاء تجزیه و تحلیل برجسته می شوند، جایی که HPLC عملاً رقابتی ندارد):

کنترل کیفیت مواد غذایی - افزودنی های مقوی و طعم دهنده، آلدئیدها، کتون ها، ویتامین ها، قندها، رنگ ها، مواد نگهدارنده، هورمون ها، آنتی بیوتیک ها، تریازین، کاربامات و سایر آفت کش ها، مایکوتوکسین ها، نیتروزامین ها، هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای و غیره.

حفاظت از محیط زیست - فنل ها، ترکیبات نیترو آلی، هیدروکربن های آروماتیک تک و چند حلقه ای، تعدادی آفت کش، آنیون ها و کاتیون های اصلی.

علم پزشکی قانونی - داروها، مواد منفجره آلی و رنگها، داروهای قوی.

صنعت داروسازی - هورمون های استروئیدی، تقریباً تمام محصولات سنتز آلی، آنتی بیوتیک ها، آماده سازی های پلیمری، ویتامین ها، آماده سازی های پروتئینی.

پزشکی - مواد بیوشیمیایی و دارویی ذکر شده و متابولیت های آنها در مایعات بیولوژیکی (اسیدهای آمینه، پورین ها و پیریمیدین ها، هورمون های استروئیدی، لیپیدها) در تشخیص بیماری ها، تعیین میزان دفع داروها از بدن برای اهداف فردی خود. دوز

کشاورزی - تعیین نیترات و فسفات در خاک برای تعیین مقدار مورد نیاز کودهای مصرفی، تعیین ارزش غذایی خوراک (اسیدهای آمینه و ویتامین ها)، آنالیز آفت کش ها در خاک، آب و محصولات کشاورزی.

بیوشیمی، شیمی بیورگانیک، مهندسی ژنتیک، بیوتکنولوژی - قندها، لیپیدها، استروئیدها، پروتئین ها، اسیدهای آمینه، نوکلئوزیدها و مشتقات آنها، ویتامین ها، پپتیدها، الیگونوکلئوتیدها، پورفیرین ها و غیره.

شیمی آلی - تمام محصولات پایدار سنتز آلی، رنگ ها، ترکیبات حرارت پذیر، ترکیبات غیر فرار. شیمی معدنی (تقریباً تمام ترکیبات محلول به شکل یون و ترکیبات پیچیده).

کنترل کیفیت و ایمنی محصولات غذایی، مشروبات الکلی و غیر الکلی، آب آشامیدنی، مواد شیمیایی خانگی، عطرها در تمام مراحل تولید آنها؛

تعیین ماهیت آلودگی در محل یک فاجعه یا اضطرار مصنوعی؛

شناسایی و تجزیه و تحلیل مواد مخدر، قوی، سمی و مواد منفجره؛

تعیین وجود مواد مضر (هیدروکربن های چند حلقه ای و دیگر معطر، فنل ها، آفت کش ها، رنگ های آلی، یون های فلزات سنگین، قلیایی و قلیایی خاکی) در پساب های مایع، انتشار هوا و زباله های جامد از شرکت ها و موجودات زنده.

نظارت بر فرآیندهای سنتز آلی، فرآوری نفت و زغال سنگ، صنایع بیوشیمیایی و میکروبیولوژیکی؛

تجزیه و تحلیل کیفیت خاک برای کوددهی، وجود آفت کش ها و علف کش ها در خاک، آب و محصولات، و همچنین ارزش غذایی خوراک؛ وظایف تحلیلی پژوهشی پیچیده؛ به دست آوردن مقدار کمی از ماده فوق خالص.

فصل 3. نمونه هایی از استفاده از HPLC در تجزیه و تحلیل اشیاء محیطی

HPLC - روشی برای نظارت بر PAH در اشیاء محیطی

برای هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)، مواد سمی زیست محیطی از کلاس خطر 1، سطوح بسیار پایین حداکثر غلظت مجاز (MPC) در اشیاء طبیعی ایجاد شده است. تعیین PAHها در سطح MPC و پایین‌تر یکی از وظایف تحلیلی بسیار پیچیده است و از روش‌های پیشرفته آنالیز (GC-MS، GC، HPLC) برای حل آنها استفاده می‌شود. هنگام انتخاب روشی برای نظارت، به ویژگی های اصلی در نظر گرفته شده - حساسیت و انتخاب، سرعت و صرفه جویی اضافه می شود. نظارت شامل تجزیه و تحلیل سریال است. گزینه HPLC در ستون های کوتاه و با سوراخ کوچک تا حد زیادی این الزامات را برآورده می کند. با استفاده از این روش، نویسندگان روش‌هایی را برای نظارت بر بنزو [a] پیرن در سه محیط طبیعی توسعه داده‌اند و تایید کرده‌اند: آئروسل، پوشش برفی و آب‌های سطحی. این تکنیک ها با موارد زیر مشخص می شوند: آماده سازی نمونه یکپارچه ساده، از جمله استخراج PAHs با حلال های آلی و غلظت عصاره، ورود مستقیم عصاره غلیظ به ستون کروماتوگرافی، استفاده از تشخیص فوتومتریک چند طول موج در ناحیه UV طیف، شناسایی پیک های PAH در کروماتوگرام ها با استفاده از دو پارامتر زمان ماند و نسبت طیفی ... خطای کل هنگام تعیین بنزو [a] پیرن در آئروسل در محدوده غلظت از 0.3 تا 450 نانوگرم بر متر مکعب، در آب های سطحی در محدوده غلظت 10 تا 1000 نانوگرم در لیتر، در پوشش برف در محدوده 10 درصد تجاوز نمی کند. محدوده چگالی سطحی از 0.5 تا 50 میکروگرم بر متر مربع. برای تعیین همزمان PAH های اولویت (تا 12 ترکیب) و ثبت پیک های ناهمگن آنالیت ها، جداسازی مجدد عصاره با تغییر در گزینش پذیری فاز متحرک، طول موج تشخیص و دمای ستون پیشنهاد شده است. با در نظر گرفتن ویژگی های فردی PAH تعیین شده.

1 ... کیفیت هوای محیط غلظت جرمی بنزو [a] پیرن. تکنیک اندازه گیری HPLC گواهی تصدیق MVI شماره 01-2000.

2 ... کیفیت فاضلاب های سطحی و تصفیه شده غلظت جرمی بنزو [a] پیرن. تکنیک اندازه گیری HPLC گواهی تصدیق MVI شماره 01-2001.

3 ... کیفیت برف غلظت جرمی بنزو [a] پیرن. تکنیک اندازه گیری HPLC گواهی تصدیق MVI شماره 02-2001.

حذف آنیلین از محلول های آبی با استفاده از احیای حرارتی ضایعات مقیاس مس نورد شده

مشکل حذف هیدروکربن ها از فاضلاب یک کار فوری است. در بسیاری از صنایع شیمیایی، پتروشیمی و غیره، آنیلین و مشتقات آن تشکیل می شود که مواد سمی هستند. آنیلین یک ماده بسیار سمی است، حداکثر غلظت آن 0.1 میلی گرم در متر مکعب است. آنیلین و مشتقات آن در آب محلول هستند و بنابراین با ته نشین شدن گرانش نمی توان آنها را حذف کرد.

یکی از بهترین روش‌ها برای تصفیه فاضلاب از آلاینده‌های آلی، استفاده از جاذب‌های معدنی و آلی با قابلیت احیا (آلومینوسیلیکات‌ها، خاک‌های اصلاح‌شده، چوب، الیاف و غیره) و غیرقابل بازسازی (کربن فعال، مواد پلیمری ماکرو متخلخل و غیره) است. . ).

جاذب های احیا شده می توانند مواد آلی با قطبیت های مختلف را از آب حذف کنند. جستجو برای جاذب های موثر یک کار فوری است.

این گزارش نتایج یک مطالعه را در زمینه کاربرد مقیاس مس نورد شده کارخانه کابل ایروان (OPMOERKZ) به عنوان جاذب آنیلین ارائه می کند.

مطالعات کروماتوگرافی بر روی یک دستگاه کروماتوگرافی HPLC / کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا / سیستم ها (Waters 486 - آشکارساز، Waters 600S - کنترلر، Waters 626 - Pump)، روی یک ستون 250 x 4 میلی متر پر از جاذب های مورد مطالعه، سیار انجام شد. سرعت فاز 1 میلی لیتر در متر / فاز متحرک حلال هایی هستند که ما بررسی می کنیم / آشکارساز UV-254 است. تجزیه و تحلیل طیف سنجی UV بر روی اسپکتروفتومتر Specord-50 انجام شد، طیف ها با استفاده از برنامه کامپیوتری ASPECT PLUS به دست آمد.

بخش های دقیق وزن شده جاذب ها به حجم های خاصی از آنیلین در آب اضافه شد که غلظت های اولیه آن متفاوت بود. مخلوط به مدت 6 ساعت کاملاً تکان داده شد و سپس نمونه رها شد تا ته نشین شود. جذب عملاً ظرف 48 ساعت انجام می شود و مقدار آنیلین رسوب شده با استفاده از آنالیز اسپکتروفتومتری UV و رفرکتومتری تعیین شد.

ابتدا، خواص جذب OPMOErKZ زمانی که آنیلین از محلول در تتراکلرید کربن حذف شد، مورد بررسی قرار گرفت. معلوم شد که آنیلین جاذب 3 را بهتر از همه جذب می کند (جدول).

اندازه گیری ها همچنین برای محلول های آبی آنیلین در غلظت های 0.01-0.0001 مول در لیتر انجام شد. جدول داده های یک راه حل 0.01 M را نشان می دهد.

جذب آنیلین توسط جاذب های مختلف از محلول آبی 0.01 مولار آنیلین در دمای 20 درجه سانتی گراد

قبلاً مشخص شد که جذب در محدوده غلظت مشخص شده افزایش می یابد و به طور خطی به ضریب شکست بستگی دارد. مقدار آنیلین از رابطه گرافیکی "ضریب شکست - غلظت مولی" تعیین شد و با داده های کروماتوگرافی مایع و آنالیز طیفی UV تصحیح شد.

جاذب 3 برای محلول های آبی فعال ترین است، مقدار آلاینده جذب شده به عنوان اختلاف بین مقدار کل آلاینده اضافه شده به محلول اولیه و باقیمانده آن در محلول نهایی محاسبه شد.

روش‌های تعیین PAH در اشیاء محیطی

به طور معمول، کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) برای تعیین PAH استفاده می شود. جداسازی 16 PAH اصلی که برای تجزیه و تحلیل کمی کافی است، با استفاده از ستون های مویرگی در کروماتوگرافی گازی یا ستون های با کارایی بالا در HPLC به دست می آید. باید به خاطر داشت که ستونی که مخلوط های کالیبراسیون شانزده PAH را به خوبی جدا می کند، تضمین نمی کند که آنها نیز به خوبی در پس زمینه ترکیبات آلی همراه در نمونه های آزمایشی جدا شوند.

به منظور ساده سازی تجزیه و تحلیل و همچنین دستیابی به کیفیت بالای نتایج به دست آمده، اکثر روش های تحلیلی شامل مرحله جداسازی اولیه (جداسازی) PAH ها از سایر گروه های ترکیبات مرتبط در نمونه ها می باشد. روش‌های کروماتوگرافی مایع- جامد یا مایع-مایع با فشار کم معمولاً برای این منظور با استفاده از مکانیسم‌های جذب مانند سیلیکاژل یا آلومینا استفاده می‌شوند، گاهی اوقات از مکانیسم‌های ترکیبی مانند جذب و حذف با استفاده از سفادکس استفاده می‌شود.

استفاده از خالص سازی اولیه نمونه ها باعث می شود از تأثیر موارد زیر جلوگیری شود:

ترکیبات کاملا غیر قطبی مانند هیدروکربن های آلیفاتیک.

ترکیبات با قطبیت متوسط ​​تا بسیار زیاد مانند فتالان ها، فنل ها، الکل های پلی هیدریک، اسیدها.

ترکیبات با وزن مولکولی بالا مانند رزین ها.

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) عمدتا از دو نوع آشکارساز استفاده می کند: آشکارساز فلورومتریک یا آشکارساز اسپکتروفتومتری با آرایه دیود نوری. حد تشخیص PAH ها در تشخیص فلورومتری بسیار کم است، که این روش را به ویژه برای تعیین مقادیر کمی از ترکیبات پلی آروماتیک مناسب می کند. با این حال، آشکارسازهای فلورومتری کلاسیک عملاً هیچ اطلاعاتی در مورد ساختار ترکیب مورد مطالعه ارائه نمی دهند. طراحی‌های مدرن امکان ثبت طیف‌های فلورسانس را که مشخصه ترکیبات فردی هستند، می‌سازد، اما هنوز در اندازه‌گیری‌های معمولی رایج نشده‌اند. یک آشکارساز اسپکتروفتومتری با خط کش فوتودیود (PDL) امکان ثبت طیف جذبی در محدوده طیفی UV و مرئی را فراهم می کند، از این طیف ها می توان برای شناسایی استفاده کرد. اطلاعات مشابهی را می توان با استفاده از آشکارسازهای اسکن سریع به دست آورد.

هنگام انتخاب یک تکنیک تحلیلی برای جداسازی، شناسایی و تجزیه و تحلیل کمی PAHهای ذکر شده، باید شرایط زیر در نظر گرفته شود:

سطح محتویات تعیین شده در نمونه های آزمایشی؛

تعداد مواد مرتبط؛

روش تحلیلی مورد استفاده (تکنیک اندازه گیری).

قابلیت های تجهیزات سریال.

توسعه روشی برای تعیین عناصر قلیایی خاکی و منیزیم توسط کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا یونی

توسعه و بهبود روش هایی که امکان حل مسائل آنالیز آب را فراهم می کند، یک مشکل مهم در شیمی تجزیه است. توسعه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا با فشار بالا باعث ایجاد یک جهت جدید در کروماتوگرافی تبادل یونی شد که به اصطلاح کروماتوگرافی یونی نامیده می شود. سنتز جاذب ها برای کروماتوگرافی یونی دشوار است، زیرا الزامات زیادی برای آنها وجود دارد. به دلیل عدم وجود مبدل‌های کاتیونی بسیار مؤثر در بازار، از یک فاز معکوس اصلاح شده دینامیکی استفاده شد که برای آن یک اصلاح‌کننده سنتز شد: N-hexadecyl-N-decanoyl-paraaminobenoylsulfonic acid ethyl-diisopropylammonium (DHDASK)، که در آن یک آمین آبگریز حاوی یک SO 3 - گروه، قادر به تبادل کاتیونی. پس از عبور از محلول اصلاح کننده، جذب در l = 260 نانومتر به 6.4 واحد چگالی نوری (درجه E) با یک فلات رسید. ظرفیت تبادل یونی محاسبه شده 15.65 میکرومول است. از آنجایی که کاتیون‌های عناصر قلیایی خاکی و منیزیم در ناحیه UV طیف جذب نمی‌شوند، تشخیص غیرمستقیم UV با استفاده از شوینده سنتز شده جذب کننده UV 1،4-دی‌پیریدینیوم بوتان برمید (DPB bromide) استفاده شد. از آنجایی که یون های هالوژن قسمت های فولادی ستون را از بین می برد، یون برمید 1،4-دی پیریدینیم بوتان با یون استات جایگزین شد. هنگامی که ستون با ماده شوینده شسته می شود، یون اصلاح کننده، اتیل دی ایزوپروپیل آمونیوم، با یون 1،4-دی پیریدینیم بوتان جاذب UV جایگزین می شود. جداسازی کاتیون ها در طول موج بهینه l = 260 نانومتر در مقیاس 0.4 A در حالت "تاشو مقیاس" انجام شد. قطبیت ضبط برعکس شد. جداسازی تمام کاتیون های مورد مطالعه با معرفی یک افزودنی کمپلکس کننده، اسید اگزالیک به دست آمد. محدودیت های تشخیص برای Mg 2 +، Ca 2 +، Sr 2 +، Ba 2 + 8 میکروگرم در لیتر است. 16 میکروگرم در لیتر؛ 34 میکروگرم در لیتر؛ به ترتیب 72 میکروگرم در لیتر. در شرایط انتخاب شده، آب لوله کشی با محتوای Ca 2 + که در آن 10.6 + 1.9 mg-ion / L، Mg 2 + -2.5 + mg-ion / L است، تجزیه و تحلیل شد. خطای تکرارپذیری از -2.2٪ برای Ca2+ و 1.4٪ برای Mg2+ تجاوز نمی کند.

تجزیه و تحلیل کمپلکس های کادمیوم در محیط

برای مطالعه مکانیسم های مهاجرت فلزات سنگین در بیوسفر، داده هایی در مورد اشکال شیمیایی وجود فلزات در طبیعت مورد نیاز است. مشکلات در تجزیه و تحلیل ترکیبات یکی از سمی ترین فلزات - کادمیوم - با این واقعیت مرتبط است که مجتمع های شکننده را تشکیل می دهد و هنگام تلاش برای جداسازی آنها، تعادل طبیعی مخدوش می شود. در این کار، ترکیبات کادمیوم در خاک و گیاهان با استفاده از تکنیکی مبتنی بر جداسازی کروماتوگرافیک عصاره‌ها و شناسایی بعدی اجزا با تجزیه شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. این رویکرد نه تنها شناسایی اشکال شیمیایی کادمیوم، بلکه ردیابی دگرگونی‌های آن‌ها در اشیاء محیطی را نیز ممکن می‌سازد.

گروه های OH از کربوهیدرات ها و پلی فنول ها (از جمله فلاونوئیدها)، C = O، فسفات ها، NH 2، NO 2، گروه های SH با کادمیوم در اشیاء بیوسفر هماهنگ می شوند. برای اهداف این مطالعه، مجموعه ای از لیگاندهای مدل به نمایندگی از این کلاس از ترکیبات وارد شد. برهمکنش لیگاندهای مدل با نمک های کادمیوم محلول در آب توسط طیف سنجی UV و HPLC مورد بررسی قرار گرفت.

برای جداسازی ترکیبات کادمیوم، از استخراج با حلال‌های مخصوص انتخاب شده (بدون تشکیل کمپلکس با کادمیوم) استفاده کردیم. بنابراین می توان کادمیوم را از تمام فلزات سنگین جدا کرد، به جز آنالوگ شیمیایی نزدیک آن - روی. پیک‌های حاوی کادمیوم و روی در کروماتوگرام عصاره‌های به‌دست‌آمده با اتصال فلزات به شکل دی‌تیزونات‌های آنها شناسایی شد. برای جداسازی از روی، از تفاوت در پایداری کمپلکس‌های Cd و Zn در pH 6-8 استفاده شد. ترکیبات کادمیوم جدا شده توسط HPLC با تغییر در pH در طول شستشو شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل ترکیبات کادمیوم با اجزای خاک و بافت‌های گیاهی انجام شد و مواد تولید شده توسط گیاهان در پاسخ به افزایش دریافت کادمیوم از خاک شناسایی شدند. نشان داده شد که فلاونوئیدها، به ویژه تریسین، عوامل محافظ در غلات، مشتقات آلکوکسی سیستئین در حبوبات، و هر دو پلی فنل و تیول در گیاهان چلیپایی هستند.

فصل 4. تجهیزات HPLC

سری ACCELA

کروماتوگراف مایع با کارایی فوق‌العاده جدید ACCELA قادر است در وسیع‌ترین محدوده نرخ جریان و فشار کار کند و هم جداسازی HPLC معمولی در ستون‌های معمولی و هم جداسازی فوق‌العاده سریع و کارآمد را در ستون‌هایی با اندازه ذرات جاذب کمتر از 2 فراهم می‌کند. میکرومتر در فشارهای بسیار بالا (بیش از 1000 اتمسفر).

این سیستم شامل یک پمپ ورودی گرادیان سه ماهه است که قادر به فشار بیش از 1000 بار و با حجم نگهداری تنها 65 میکرولیتر برای جداسازی کروماتوگرافی با سرعت بالا است. نمونه گیری خودکار ACCELAقادر است در یک چرخه تزریق نمونه 30 ثانیه کار کند و بالاترین تکرارپذیری تزریق را فراهم می کند. آشکارساز آرایه دیود Accela PDAبا حداقل حجم سلول جریان (2 میکرولیتر) برای حالت کروماتوگرافی با سرعت بالا بهینه شده است، از فناوری لایت پایپ ثبت شده استفاده می کند و شکل اوج متقارن را حفظ می کند که با استفاده از سیستم کروماتوگرافی بی عیب و نقص و ستون ها تضمین می شود.

این سیستم کاملاً با طیف‌سنج‌های جرمی ادغام می‌شود تا قوی‌ترین و بهترین سیستم‌های HPLC/MS موجود در جهان را ایجاد کند.

ستون‌های UHP با اندازه دانه 1.9 میکرومتر از Thermo Electron برای هر کاربرد موجود است

سری TSP

اصل طراحی ماژولار دستگاه های HPLC به مشتری این امکان را می دهد که تجهیزات را برای حل هر گونه کار تحلیلی به صورت انعطاف پذیر تکمیل کند و در صورت تغییر، می توان آن را به سرعت و از نظر اقتصادی اصلاح کرد. طیف گسترده ای از ماژول ها شامل پمپ های مختلف از گرادیان ایزوکراتیک تا چهار جزیی، از میکروستون تا نیمه آماده سازی، همه آشکارسازهای موجود، سیستم های تزریق نمونه از انژکتورهای دستی تا نمونه برداری های خودکار با هر گونه قابلیت دستکاری نمونه، نرم افزار قدرتمند برای پردازش نتایج اندازه گیری و کنترل همه موارد است. ماژول های سیستم همه ماژول ها دارای گواهینامه CSA، TUF / GS، FCC (EMI)، VDE (EMI)، ISO-9000 هستند، جمع و جور هستند، طراحی مدرن دارند، کارکرد آسانی دارند، مجهز به نمایشگر داخلی و خودنمایی هستند. سیستم تشخیصی، به شما امکان می دهد پارامترهای روش کار را ایجاد و ذخیره کنید. آنها معیارهای "عمل خوب آزمایشگاهی" (GLP) را دارند و در ثبت ابزار اندازه گیری فدراسیون روسیه ذکر شده اند. گزارش های اندازه گیری مطابق با فارماکوپه های انگلستان، ایالات متحده آمریکا، آلمان و فرانسه صادر می شود.

سیستم های مدولار TSP با بالاترین قابلیت اطمینان و پایداری عملیاتی مشخص می شوند.

ترکیب ماژول ها تمام مزایای یک سیستم انتگرال را از یک سو و انعطاف پذیری یک سیستم مدولار را از سوی دیگر در اختیار تحلیلگر قرار می دهد. در هر زمینه ای که از کروماتوگرافی مایع با راندمان بالا (HPLC) استفاده شود - فارماکولوژی، بیوتکنولوژی، تجزیه و تحلیل محیطی، تجزیه و تحلیل بالینی،

هوای داخلی: روش های کنترل و تمیز کردن کنترل منبع مواد مضر و محیط زیست. آنالایزرهای گاز: کاربرد و انواع مدرن آنها برای نظارت بر ترکیب مخلوط گاز - مایع و نوار نورسنجی جهانی.

مانیتورینگ به عنوان سیستمی برای نظارت و کنترل محیط. روش های پایش آلاینده ها در اشیاء محیطی

جداسازی آنیون ها با کروماتوگرافی یونی تک ستونی. تصویری از ساختار یک ذره رزین تبادل یونی. نمونه هایی از استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی در آنالیز اجسام محیطی. ویژگی های آنالیز آبجو با کروماتوگرافی یونی

مشخصات کلی ترکیبات کلر آلی، خواص و کاربردهای فیزیکی و شیمیایی اصلی آنها، تأثیر منفی بر محیط زیست، بدن حیوانات، ماهی و انسان. آفت کش های ارگانوکلرین در غذا و روش های تعیین آنها

مبانی کروماتوگرافی مسطح (لایه نازک): وضعیت و چشم انداز استفاده از روش های ابزاری مدرن برای تجزیه و تحلیل آفت کش ها، آفت کش های ارگانیک کلر در آب، غذا، خوراک و محصولات تنباکو با استفاده از کروماتوگرافی در یک لایه نازک.

روش های موجود برای نمونه برداری از هوای داخل ساختمان برای تجزیه و تحلیل. اصل عملکرد لوله های رنگ سنجی. تغییر رنگ یک معرف خاص در تماس با یک آلاینده خاص. تشخیص ترکیبات آلی فرار

مبانی نظری فلومتری (لومینسانس)، زمینه های کاربرد آن در تجزیه و تحلیل اشیاء محیطی و تجهیزات تحقیقاتی مدرن. حساسیت و سرعت فوق العاده تجزیه و تحلیل لومینسانس. مشکلات تامین انرژی تحریکی

توسعه تجهیزات آنالیز شیمیایی نه تنها مشکل کیفیت اندازه گیری های انجام شده را برطرف نمی کند، بلکه برعکس، تقاضاهای روزافزونی را در تمام جنبه های اندازه گیری ایجاد می کند.

اطلاعات کلی در مورد تاسیسات صنعتی. شرایط اقلیمی منطقه. زنجیره تکنولوژیکی منابع آلودگی و اخلال در محیط طبیعی. آلودگی آبهای طبیعی نقاط مشاهده کیفیت آب های سطحی روش های نمونه برداری و آنالیز آب

طیف گسترده ای از ترکیبات آلی وارد شده به محیط زیست در جریان فعالیت اقتصادی انسان منجر به این واقعیت می شود که این مواد به آلاینده های اصلی تبدیل شده اند که ماهیت آلودگی تکنولوژیک هیدروسفر را تعیین می کنند.

ویژگی های روش های طیف سنجی آنالیز. ماهیت روش های استخراج-فتومتری. نمونه هایی از استفاده از روش برای تعیین فلزات سنگین در آب های طبیعی. روش تشخیص یون های برمید، یون نیترات. تجهیزات مدرن.

مفهوم و هدف کروماتوگرافی گازی، پارامترهای حفظ آن. زمان نگهداری و حجم نگهداری معادلات در کروماتوگرافی گازی. دستگاه های اضافی برای کروماتوگرافی گازی. کنترل آلودگی هوا در شرایط اضطراری

مفهوم و ویژگی های روش طیف سنجی جرمی. طیف‌سنج‌های جرمی متمرکز دوگانه در طیف‌سنجی جرمی پلاسما جفت شده القایی. استفاده از کروماتوگرافی - طیف سنجی جرمی در شناسایی آلاینده های محیطی، تجهیزات.

روش های ارزیابی آلودگی جریان های گازی الزامات اساسی برای نمونه گیری گاز و تجزیه و تحلیل و روش های اندازه گیری. روش های ارزیابی آلودگی پارامتریک روشهای ارزیابی آلودگی محیط آبی، خاک، خاک و پوشش گیاهی. شناسایی تغییرات

تعیین هزارم درصد محتوای ماده در فلزات خالص با روش‌های آنالیز نوری با استفاده از روش‌های جذب توسط اسپکتروفتومتری، فتوکلریمتری و رنگ‌سنجی. فروش تجهیزات تجزیه شیمیایی از طریق وب سایت.

هدف و اصول اساسی برای اجرای روش های تحلیل هدایت سنجی. انواع روش های مورد استفاده و ویژگی های کاربرد آنها. نمونه هایی از استفاده از هدایت سنجی در تجزیه و تحلیل اشیاء محیطی و تجهیزات مورد نیاز برای این کار.

با توجه به آبهای طبیعی، مشکلات تعیین کمی و تفکیک به اجزای انسانی و طبیعی هیدروکربن ها (CH) در نظر گرفته شده است.

روش‌های جذب برای تصفیه آب در حال حاضر بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و یکی از رایج‌ترین جاذب‌ها کربن فعال است.

انواع اصلی کروماتوگرافی کاربرد روش های کروماتوگرافی در پایش محیطی. کاربرد کروماتوگرافی در آنالیز اجسام محیطی. طراحی سخت افزاری مدرن روش های توسعه کروماتوگرام ها و کار کروماتوگراف.

پایش آب های طبیعی با روش های فیزیکوشیمیایی: مسطح (کروماتوگرافی لایه نازک) و کاربرد آن برای لیز آب. جداسازی مخلوطی از مواد در یک لایه صاف جاذب و حلال. شدت لومینسانس فرآورده های نفتی در فلورومتر.

(OFS 42-0096-09)

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) یک تکنیک کروماتوگرافی ستونی است که در آن فاز متحرک (PF) یک مایع است.

حرکت استخوان از طریق ستون کروماتوگرافی پر از غیر

فاز متحرک (جاذب). ستون های HPLC دارای فشار هیدرولیکی بالایی در ورودی به ستون هستند، بنابراین HPLC گاهی اوقات به عنوان نامیده می شود.

vyvayut "کروماتوگرافی مایع با فشار بالا".

بسته به مکانیسم جداسازی مواد، موارد زیر متمایز می شوند:

گزینه های HPLC: جذب، توزیع، تبادل یونی،

انحصاری، کایرال و غیره

در کروماتوگرافی جذبی، جداسازی مواد به دلیل توانایی متفاوت آنها در جذب و واجذب با

سطح یک جاذب با سطح توسعه یافته، به عنوان مثال، سیلیکاژل.

در توزیع HPLC، جداسازی به دلیل تفاوت در ضرایب توزیع موادی که قرار است بین مواد ثابت جدا شوند، رخ می دهد.

(معمولاً به صورت شیمیایی به سطح تکیه گاه بی حرکت پیوند زده می شود) و

فازهای سیار

با توجه به قطبیت PP و NF، HPLC به فاز نرمال و حجمی تقسیم می شود.

فاز گسترش یافته

کروماتوگرافی فاز نرمال به گونه ای گفته می شود که در آن

از یک جاذب قطبی استفاده کنید (به عنوان مثال، سیلیکاژل یا سیلیکاژل با

NH2 پیچ خورده - یا گروه های CN) و PF غیر قطبی (به عنوان مثال، هگزان با توسعه یافته

اضافات شخصی). در کروماتوگرافی فاز معکوس،

استفاده از جاذب های غیرقطبی اصلاح شده شیمیایی (به عنوان مثال،

رادیکال آلکیل غیر قطبی C18) و فازهای متحرک قطبی (به عنوان مثال،

متانول، استونیتریل).

در کروماتوگرافی تبادل یونی، مولکول های مواد در یک مخلوط، تفکیک

در محلول به کاتیون ها و آنیون ها تشکیل می شوند و در هنگام حرکت از هم جدا می شوند

جاذب (کاتیون یا آنیون) به دلیل نرخ تبادل متفاوت آنها با یونی

گروه های جاذب mi

در حذف (الک، ژل نافذ، ژل فیلتراسیون)

کروماتوگرافی، مولکول های مواد به دلیل توانایی متفاوت آنها برای نفوذ به منافذ فاز ساکن، بر اساس اندازه از هم جدا می شوند. در این مورد، اولین مورد از

بزرگترین مولکول ها (با بیشترین وزن مولکولی) ظاهر می شوند که قادر به نفوذ به حداقل تعداد منافذ فاز ساکن هستند.

و دومی موادی با اندازه های کوچک مولکول هستند.

جداسازی اغلب نه یک به یک، بلکه چندین مکانیسم به طور همزمان انجام می شود.

برای کنترل کیفیت هر نگاتیو می توان از روش HPLC استفاده کرد

آنالیت های زیگوماتیک برای تجزیه و تحلیل، از ابزار مناسب - کروماتوگرافی مایع استفاده کنید.

ترکیب کروماتوگراف مایع معمولاً شامل اصول زیر است:

گره های ny:

– واحد آماده سازی PF، شامل یک ظرف با فاز متحرک (یا خازنی

با حلال های مجزا که بخشی از فاز متحرک هستند

zy) و سیستم گاززدایی PF؛

– سیستم پمپاژ؛

– میکسر فاز سیار (در صورت لزوم)؛

– سیستم تزریق نمونه (انژکتور)؛

– ستون کروماتوگرافی (قابل نصب در ترموستات)؛

- آشکارساز؛

– سیستم جمع آوری و پردازش داده ها

سیستم پمپاژ

پمپ ها منبع PF را با سرعت ثابت معین به ستون ارائه می کنند. ترکیب فاز متحرک می تواند ثابت یا متغیر باشد.

در طول تجزیه و تحلیل در حالت اول، فرآیند ایزوکراتیک نامیده می شود.

و در دوم - گرادیان. در جلوی سیستم پمپاژ گاهی اوقات نصب می شود

فیلترهایی با قطر منافذ 0.45 میکرومتر برای فیلتراسیون فاز متحرک. نوین

سیستم پمپاژ کروماتوگرافی مایع شامل یک یا چند پمپ است که توسط کامپیوتر کنترل می شود. این به شما این امکان را می دهد که co- را تغییر دهید

تبدیل شدن به PF طبق یک برنامه خاص در طول شستشوی گرادیان. Sme-

اجزای PF در میکسر می توانند هر دو در فشار کم ایجاد شوند

لنز (قبل از پمپ ها) و در فشار بالا (بعد از پمپ ها). میکسر را می توان برای تهیه PP و برای شستشوی ایزوکراتیک استفاده کرد.

با این حال، نسبت دقیق تری از اجزا به صورت مقدماتی به دست می آید

مخلوط کردن اجزای PF برای یک فرآیند ایزوکراتیک پمپ‌های HPLC تحلیلی اجازه می‌دهند جریان ثابت PP به داخل ستون را در محدوده 0.1 تا 10 میلی‌لیتر در دقیقه با فشار ورودی ستون تا 50 مگاپاسکال حفظ کنند. با این حال، توصیه می شود که این مقدار تجاوز نکند

شالو 20 مگاپاسکال. ضربان فشار با میرایی خاص به حداقل می رسد

سیستم های آهنی موجود در طراحی پمپ ها. قطعات کار بر روی

پمپ ها از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده اند که امکان استفاده از اجزای تهاجمی را در ترکیب PF فراهم می کند.

میکسرها

میکسرها با طراحی خود می توانند ایستا یا پویا باشند

ذهنی

در میکسر، یک فاز متحرک منفرد از آن تشکیل می شود

اگر مخلوط مورد نیاز از قبل تهیه نشده باشد، حلال های جداگانه توسط پمپ ها عرضه می شود. اختلاط حلال ها معمولاً خود به خود اتفاق می افتد، اما گاهی اوقات از سیستم های اختلاط اجباری استفاده می شود.

خیاطی

انژکتورها

انژکتورها می توانند برای تزریق نمونه همه کاره باشند

1 میکرولیتر تا 2 میلی لیتر یا گسسته برای تزریق نمونه با حجم معین

اما هر دو نوع انژکتور می توانند اتوماتیک باشند ("انژکتورهای خودکار" یا "نمونه گیری خودکار"). انژکتور برای تزریق نمونه (محلول) قرار ندارد

درست در مقابل ستون کروماتوگرافی. طراحی انژکتور امکان تغییر جهت جریان PF و انجام تزریق اولیه نمونه را به حلقه ای با حجم معین (معمولاً از 10 تا 100 میکرولیتر) می دهد.

این حجم روی برچسب لولا مشخص شده است. طراحی انژکتور اجازه تعویض حلقه را می دهد. برای معرفی راه حل تحلیل شده به مجهول

انژکتور گوجه فرنگی یک میکرو سرنگ دستی با حجم است

به طور قابل توجهی از حجم حلقه فراتر رفته است. مقدار اضافی محلول تزریق شده، نه

در حلقه دور انداخته می شود و حجم دقیق و همیشه برابری از نمونه به ستون تزریق می شود. پر کردن دستی ناقص حلقه باعث کاهش دقت می شود

دقت دوز و تکرارپذیری و بنابراین، دقت را مختل می کند

ماهیت و تکرارپذیری آنالیز کروماتوگرافی

ستون کروماتوگرافی

ستون های کروماتوگرافی معمولاً لوله های فولادی ضد زنگ، شیشه ای یا پلاستیکی هستند که با جاذب پر شده و بسته می شوند

در دو طرف با فیلترهایی با قطر منافذ 2-5 میکرومتر. طول تحلیلی

ستون، بسته به مکانیسم جداسازی کروماتوگرافی، می تواند در محدوده 5 تا 60 سانتی متر یا بیشتر باشد (معمولاً

10-25 سانتی متر)، قطر داخلی - از 2 تا 10 میلی متر (معمولا 4.6 میلی متر). در کروم ریز ستونی از ستون هایی با قطر داخلی کمتر از 2 میلی متر استفاده می شود

تووگرافی از ستون های مویرگی با قطر داخلی نیز استفاده می شود.

رم حدود 0.3-0.7 میلی متر. ستون های کروماتوگرافی آماده سازی قطر داخلی تا 50 میلی متر یا بیشتر دارند.

کابل های کوتاه را می توان در جلوی ستون تحلیلی نصب کرد.

ستون ها (ستون های نگهبان) که عملکردهای کمکی مختلفی را انجام می دهند

(اغلب - حفاظت از ستون تحلیلی). معمولاً تجزیه و تحلیل با یک ترکیب انجام می شود

دما، با این حال، برای افزایش راندمان جداسازی و

با کاهش مدت زمان تجزیه و تحلیل، می توان از ترموستات استفاده کرد

ستون های tirovanie در دمای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد. در دماهای بالاتر، تخریب جاذب و تغییر در ترکیب PF امکان پذیر است.

فاز ثابت (جاذب)

معمولاً به عنوان جاذب استفاده می شود:

1. ژل سیلیکا، اکسید آلومینیوم، گرافیت متخلخل در حالت عادی استفاده می شود

کروماتوگرافی فاز کوچک مکانیسم برگزاری در این مورد

چای - معمولاً جذب؛

2. رزین ها یا پلیمرهایی با گروه های اسیدی یا بازی. منطقه کاربرد - کروماتوگرافی تبادل یونی.

3. سیلیکاژل متخلخل یا پلیمرها (کروماتوگرافی حذف اندازه)؛

4. جاذب های اصلاح شده شیمیایی (جاذب با پیوند

zami)، اغلب بر اساس ژل سیلیکا تهیه می شود. مکانیسم حفظ در اکثر موارد توزیع بین

نوح و فازهای ثابت؛

5. جاذب های کایرال اصلاح شده شیمیایی، به عنوان مثال،

سلولزهای آبی و آمیلوزها، پروتئین ها و پپتیدها، سیکلودکسترین ها،

برای جداسازی انانتیومرها (کروماتوگرافی کایرال).

جاذب های دارای فازهای پیوندی می توانند درجات مختلفی از مواد شیمیایی داشته باشند

اصلاح فنی ذرات جاذب می توانند کروی یا غیر

شکل منظم و تخلخل متنوع

پرکاربردترین فازهای پیوندی عبارتند از:

– گروه های اکتیل(اکتیل سیلان جاذب یا C8)؛

– گروه های اکتادسیلی(جاذب اکتادسیل سیلان

(ODS) یا C18؛

– گروه های فنیل(جاذب فنیل سیلان)؛

– گروه های سیانوپروپیل(جاذب CN)؛

– گروه های آمینوپروپیل(جاذب NH2)؛

- گروه های دیول (دیول جاذب).

اغلب، آنالیز روی فازهای پیوندی غیرقطبی انجام می شود

حالت فاز معکوس با استفاده از جاذب C18.

در برخی موارد، استفاده از نرمال توصیه می شود

کروماتوگرافی فازی در این مورد، سیلیکاژل یا فازهای پیوندی قطبی ("CN"، "NH2"، "دیول") در ترکیب با حلال های غیر قطبی استفاده می شود.

جاذب ها با فازهای پیوندی از نظر شیمیایی در مقادیر pH از 2.0 تا 8.0 پایدار هستند، مگر اینکه به طور خاص توسط سازنده مشخص شده باشد.

ذرات جاذب می توانند اشکال کروی یا نامنظم و تخلخل های مختلف داشته باشند. اندازه ذرات جاذب در HPLC تحلیلی معمولاً 3-10 میکرومتر است، در HPLC آماده‌سازی - تا 50 میکرومتر یا بیشتر.

جاذب های یکپارچه نیز استفاده می شود.

راندمان جداسازی بالا توسط سطح بالای ذرات جاذب (که نتیجه میکروسکوپی آنها است) ایجاد می شود.

اندازه و وجود منافذ)، و همچنین یکنواختی ترکیب جاذب و بسته بندی متراکم و یکنواخت آن.

آشکارسازها

روش های تشخیص مختلفی استفاده می شود. در حالت کلی، PP با اجزای حل شده در آن پس از ستون کروماتوگرافی

Ki وارد سلول آشکارساز می شود، جایی که یکی از ویژگی های آن (جذب در ناحیه UV یا قابل مشاهده طیف، فلورسانس،

ضریب شکست، هدایت الکتریکی و غیره). کروماتوگرام به دست آمده نموداری از وابستگی برخی فیزیکی است

یا پارامتر فیزیکوشیمیایی PF در مقابل زمان.

متداول ترین آنها اسپکتروفتومتری است.

تکتورها (از جمله دیود ماتریس)، ثبت تغییر در نوری

چگالی در اشعه ماوراء بنفش، مرئی و اغلب نزدیک مادون قرمز

مناطق طیفی از 190 تا 800 یا 900 نانومتر. کروماتوگرام در این مورد

چای نشان دهنده وابستگی چگالی نوری PF به زمان است.

آشکارساز اسپکتروفتومتری که به طور سنتی استفاده می شود اجازه می دهد

این می تواند تشخیص را در هر طول موجی در محدوده کاری خود انجام دهد.

منطقه آشکارسازهای چند طول موج نیز استفاده می شود که اجازه می دهد

برای ارائه تشخیص در چندین طول موج به طور همزمان.

با کمک یک آشکارساز آرایه دیود، می توان نه تنها تشخیص را در چندین طول موج به طور همزمان انجام داد، بلکه عملاً آنی نیز امکان پذیر است.

برای به دست آوردن طیف نوری FS در هر لحظه (بدون اسکن)، که تجزیه و تحلیل کیفی اجزای جدا شده را بسیار ساده می کند.

ponents

حساسیت آشکارسازهای فلورسنت حدود 1000 برابر بیشتر از حساسیت آشکارسازهای اسپکتروفتومتری است. در این مورد، در صورتی که ماده تعیین‌شده خود فلورسانس نشود، از فلورسانس ذاتی یا فلورسانس مشتقات مربوطه استفاده می‌شود. نوین

آشکارسازهای فلورسنت نه تنها به دست آوردن کروماتوگرافی اجازه می دهند

گرم، بلکه برای ثبت طیف های تحریک و فلورسانس تجزیه و تحلیل

اتصالات

آشکارسازهای انکسار سنجی برای تجزیه و تحلیل نمونه هایی استفاده می شود که در نواحی طیفی UV و مرئی جذب نمی شوند (مانند کربوهیدرات ها).

(انکسار سنج). از معایب این آشکارسازها می توان به حساسیت کم (در مقایسه با آشکارسازهای اسپکتروفتومتری) و وابستگی قابل توجه دما به شدت سیگنال (آشکارگر باید ترموستات شود) اشاره کرد.

همچنین از آشکارسازهای الکتروشیمیایی (رسانایی سنجی) استفاده می شود

آسمان، آمپرومتریک، و غیره)، طیف سنجی جرمی و فوریه-IR

آشکارسازها، آشکارسازهای پراکندگی نور، رادیواکتیویته و برخی دیگر

فاز موبایل

V به عنوان PP، انواع حلال ها را می توان استفاده کرد - هم فردی و هم مخلوط آنها.

V فاز عادیکروماتوگرافی معمولاً از کربن مایع استفاده می کند

لوودورودها (هگزان، سیکلوهگزان، هپتان) و سایر نسبتاً غیر قطبی

حلال هایی با افزودن اندک ترکیبات آلی قطبی،

که قدرت شستشوی PF را تنظیم می کند.

در کروماتوگرافی فاز معکوس، PF حاوی قطبی است

حلال های گانیک (معمولا استونیتریل و متانول) و آب. برای انتخاب

جداسازی ها اغلب از محلول های آبی با مقدار مشخصی استفاده می کنند

pH، به ویژه محلول های بافر. مواد افزودنی غیر آلی استفاده می شود

اسیدهای شیمیایی و آلی، بازها و نمک ها و سایر ترکیبات (برای

به عنوان مثال، اصلاح کننده های کایرال برای جداسازی انانتیومرها به غیر کایرال

جاذب).

کنترل مقدار pH باید به طور جداگانه برای جزء آبی انجام شود و نه برای مخلوط آن با یک حلال آلی.

PF می تواند از یک حلال و در صورت لزوم اغلب از دو حلال تشکیل شود

دسترسی - از سه یا بیشتر. ترکیب PP به عنوان نسبت حجمی حلال های موجود در آن نشان داده شده است. در برخی موارد، جرم

نسبت، که باید به طور خاص تعیین شود.

هنگام استفاده از آشکارساز اسپکتروفتومتری UV، PF نباید جذب مشخصی در طول موج انتخاب شده برای تشخیص داشته باشد. حد شفافیت یا چگالی نوری هنگام تعیین

طول موج خاص حلال یک سازنده خاص اغلب نشان داده می شود

روی بسته بندی یافت می شود.

تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی به شدت تحت تأثیر درجه خلوص PF است، بنابراین ترجیح داده می شود از حلال های ساخته شده استفاده شود.

مخصوصا برای کروماتوگرافی مایع (از جمله آب).

PP و محلول های تجزیه شده نباید حاوی نامحلول باشند

ذرات و حباب های گاز آب بدست آمده در شرایط آزمایشگاهی

محلول های آبی، از قبل مخلوط شده با آب، محلول های آلی

ابزارها و همچنین محلول های آنالیز شده باید در معرض فیلتراسیون و گاززدایی قرار گیرند. معمولاً برای این اهداف از فیلتراسیون استفاده می شود.

تحت خلاء از طریق یک فیلتر غشایی با اندازه منافذ 0.45 میکرومتر نسبت به حلال یا محلول داده شده بی اثر.

سیستم جمع آوری و پردازش داده ها

سیستم پردازش داده مدرن یک رابط است

کامپیوتر شخصی متصل به کروماتوگراف با نصب شده است

نرم افزاری که به شما امکان ثبت و پردازش chro- را می دهد

ماتوگرام و همچنین کنترل عملکرد کروماتوگراف و نظارت بر اصلی

پارامترهای سیستم کروماتوگرافی

فهرست شرایط کروماتوگرافی که باید نشان داده شود

در یک تک نگاری خصوصی، اندازه های همکار

ستون ها، نوع جاذب با نشان دادن اندازه ذرات، دمای ستون (در صورت لزوم، ترموستات)، حجم نمونه تزریق شده (حجم حلقه)،

تبدیل شدن به PF و روش تهیه آن، نرخ تغذیه PF، آشکارساز و شرایط تشخیص، شرح حالت گرادیان (در صورت استفاده)، زمان کروماتوگرافی.

تبادل یون و HPLC یونی

کروماتوگرافی تبادل یونی برای تجزیه و تحلیل هر دو آلی استفاده می شود

(بازهای هتروسیکلیک، اسیدهای آمینه، پروتئین ها و غیره) و غیره

ترکیبات گانیک (کاتیون ها و آنیون های مختلف). جداسازی اجزا

نت های مخلوط تجزیه شده در کروماتوگرافی تبادل یونی بر اساس برهمکنش برگشت پذیر یون های مواد مورد تجزیه و تحلیل با گروه های یونی است.

جاذب پامی آنیونیت ها یا کاتیون ها

شما. این جاذب ها عمدتاً یا یونی پلیمری هستند

تبادل رزین ها (معمولا کوپلیمرهای استایرن و دی وینیل بنزن با پیوند

گروه های یونی)، یا ژل های سیلیکا با گروه های تبادل یونی پیوندی. جاذب های دارای گروه - (СН2) 3 N + X– برای جداسازی آنیون ها و جاذب های با گروه - (СН2) SO3 - Н + برای جداسازی کاتیون ها استفاده می شوند.

معمولاً از رزین های پلیمری برای جداسازی آنیون ها استفاده می شود و

شستشوی کاتیون ها - ژل های سیلیکا اصلاح شده.

به عنوان PF در کروماتوگرافی تبادل یونی، از محلول های آبی اسیدها، بازها و نمک ها استفاده می شود. نژاد بافر معمولا استفاده می شود.

کرم هایی که به شما اجازه می دهند مقادیر خاصی از pH را حفظ کنید. همچنین می توان از افزودنی های کوچک، آلی قابل امتزاج با آب استفاده کرد

حلال های شیمیایی - استونیتریل، متانول، اتانول، تتراهیدروفوران.

کروماتوگرافی یونی- یک نوع کروماتوگرافی تبادل یونی، در

که برای تعیین غلظت یون های آنالیت است

از آشکارساز هدایت سنجی استفاده می کند. برای عملیات بسیار حساس

تعیین تغییرات در هدایت عبوری از آشکارساز PF، هدایت پس زمینه PF باید کم باشد.

دو گزینه اصلی برای کروماتوگرافی یونی وجود دارد.

اولین مورد بر اساس سرکوب هدایت الکتریکی الکترولیز است

PF با استفاده از یک ستون دوم تبادل یونی که بین آنا-

ستون لیتیک و آشکارساز. در این ستون خنثی سازی اتفاق می افتد

PF و ترکیبات آنالیز شده وارد سلول آشکارساز در دییونی می شوند

اب. یون های شناسایی شده تنها یون ها هستند

ارائه رسانایی PF نقطه ضعف ستون سرکوبگر نیاز به بازسازی آن در فواصل نسبتاً کوتاه است.

من ستون سرکوبگر را می توان با یک عملکرد مداوم جایگزین کرد

یک سرکوبگر غشا، که در آن ترکیب غشا به طور مداوم است

با جریان محلول احیا کننده که در جهت حرکت می کند، تجدید می شود،

برخلاف جهت جریان PF.

دومین نوع کروماتوگرافی یونی، کروماتوگرافی یونی تک ستونی است.

ماتوگرافی در این نسخه از PF با رسانایی الکتریکی بسیار پایین استفاده شده است.

محتوای آب. ترکیبات آلی ضعیف به طور گسترده ای به عنوان الکترولیت استفاده می شوند.

اسیدهای اسکی - بنزوئیک، سالیسیلیک یا ایزوفتالیک.

HPLC انحصاری

کروماتوگرافی حذف اندازه (size exclusion chromatography) نوع خاصی از HPLC بر اساس جداسازی مولکول ها بر اساس اندازه آنها است. توزیع

مولکول های بین فاز ثابت و متحرک بر اساس اندازه حرکت است.

لکول ها و تا حدودی بر شکل و قطبیت آنها. برای جداسازی از a استفاده کنید

جاذب متخلخل - پلیمرها، سیلیکاژل، شیشه های متخلخل و پلی ساکاریدها.

اندازه ذرات جاذب ها 5 تا 10 میکرومتر است.

از مزایای شیشه های متخلخل و سیلیکاژل می توان به انتشار سریع مولکول های PP و آنالیت در منافذ، پایداری در شرایط مختلف (حتی در دماهای بالا) اشاره کرد. سوربن پلیمری

شما کوپلیمرهای استایرن و دی وینیل بنزن هستید (اینها هیدرو-

جاذب فوبی که با فازهای متحرک غیر قطبی استفاده می شود) و

ژل های آبدوست ساخته شده از رزین های دی وینیل بنزن سولفونه یا پلی آکریل آمید.

دو نوع محدود کننده برهمکنش مولکول ها با فاز ثابت متخلخل امکان پذیر است. مولکول هایی که اندازه آنها بزرگتر از متوسط ​​قطر منفذ a است، به هیچ وجه به جاذب نفوذ نمی کنند و همراه با فاز متحرک شسته می شوند.

اول برو مولکول هایی با قطر بسیار کوچکتر از اندازه منافذ سوند

بنتا آزادانه به داخل آن نفوذ می‌کند، برای طولانی‌ترین زمان در فاز ثابت باقی می‌ماند و در آخر شسته می‌شود. مولکول های با اندازه متوسط ​​بسته به اندازه و تا حدودی بسته به شکل آنها به داخل منافذ جاذب نفوذ می کنند. آنها با زمان های ماند متفاوتی بین ca- شستشو می شوند.

بزرگترین و کوچکترین مولکول های ما جداسازی اجزای نمونه کروماتوگرافی شده در نتیجه واکنش های مکرر رخ می دهد.

انتشار اجزای نمونه در منافذ جاذب و بالعکس.

در کروماتوگرافی خروج از اندازه برای مشخص کردن حفظ

از حجم نگهداری برابر با حاصل ضرب نرخ جریان PF و زمان ماند استفاده می کند.

فاز موبایل. انتخاب PP به نوع جاذب بستگی دارد. انحصاری-

کروماتوگرافی ny به طور کلی به فیلتراسیون ژل و ژل تقسیم می شود

کروماتوگرافی نفوذی

برای جداسازی از روش کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون استفاده می شود

ترکیبات محلول در آب روی جاذب های آبدوست فازهای متحرک محلول های بافر آبی با مقدار pH معین هستند.

در کروماتوگرافی نفوذ ژل، جذب آبگریز

حلال های آلی خم شده و غیر قطبی (تولوئن، دی کلرومتان، تت-

راهیدوفوران). این روش برای تجزیه و تحلیل ترکیبات با حلالیت کم استفاده می شود.

لبه در آب

آشکارسازها آشکارسازهای رفرکتومتری دیفرانسیل و همچنین آشکارسازهای اسپکتروفتومتری (از جمله آنهایی که در ناحیه مادون قرمز طیف هستند) به عنوان آشکارساز در کروماتوگرافی حذف اندازه استفاده می شوند.

از آشکارسازهای لیزری ویسکومتری و جریان عبوری نیز استفاده می شود.

این آشکارسازها در ترکیب با یک رفرکتومتر یا غلظت های دیگر

آشکارساز به شما اجازه می دهد تا به طور مداوم وزن مولکولی را تعیین کنید

لیمر در PF.

کروماتوگرافی مایع فوق العاده کارآمد

کروماتوگرافی مایع با عملکرد فوق العاده، نوعی از کروماتوگرافی مایع است که کارآمدتر است

در مقایسه با HPLC کلاسیک.

یکی از ویژگی های کروماتوگرافی مایع با عملکرد فوق العاده این است

استفاده از جاذب هایی با اندازه ذرات 1.5 تا 2 میکرون استفاده می شود. ابعاد chro-

طول ستون های ماتوگرافی معمولاً از 50 تا 150 میلی متر و از 1 است

تا قطر 4 میلی متر حجم نمونه تزریق شده می تواند از 1 تا 50 میکرولیتر باشد.

تجهیزات کروماتوگرافی مورد استفاده در کلاسیک

riante HPLC، معمولاً مخصوصاً برای این نوع کروماتوگرافی اقتباس شده است

تجهیزات طراحی شده برای کروماتوگرافی مایع با عملکرد فوق العاده نیز می توانند در نسخه کلاسیک HPLC استفاده شوند.

کروماتوگرافی مایع

کروماتوگرافی مایعنوعی کروماتوگرافی است که در آن فاز سیار، به نام شوینده است مایع. فاز ثابتشاید جاذب جامد, حامل جامد با مایعی که روی سطح آن اعمال می شودیا ژل.

تمیز دادن ستونیو لایه ی نازککروماتوگرافی مایع در نسخه ستونی، بخشی از مخلوط موادی که قرار است جدا شوند، از طریق یک ستون پر از فاز ثابت در یک جریان شوینده که تحت فشار یا تحت اثر گرانش حرکت می کند، عبور داده می شود. در کروماتوگرافی لایه نازک، ماده شوینده تحت تأثیر نیروهای مویرگی در امتداد یک لایه جاذب مسطح اعمال شده روی یک صفحه شیشه ای یا فویل فلزی، در امتداد یک فیلم پلیمری متخلخل یا در امتداد یک نوار کاغذ کروماتوگرافی خاص حرکت می کند. روشی برای کروماتوگرافی مایع لایه نازک تحت فشار نیز توسعه داده شده است، زمانی که ماده شوینده از طریق یک لایه جاذب که بین صفحات ساندویچ شده پمپ می شود.

انواعی از کروماتوگرافی مایع وجود دارد تحلیلی(برای تجزیه و تحلیل مخلوط مواد) و آماده سازی(برای جداسازی اجزای خالص).

تمیز دادن کروماتوگرافی مایع (LC)در نسخه کلاسیک خود، انجام شده در فشار جو، و سرعت بالا) انجام شد در فشار خون بالا... کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) از ستون‌هایی با قطر تا 5 میلی‌متر استفاده می‌کند که با یک جاذب با ذرات کوچک (3 تا 10 میکرون) بسته‌بندی شده‌اند. برای پمپاژ مایع شوینده از طریق ستون، فشاری تا 3.107 Pa اعمال کنید. این نوع کروماتوگرافی نامیده می شود کروماتوگرافی فشار بالا... عبور مایع شوینده از ستون تحت فشار بالا باعث می شود که به دلیل استفاده از یک جاذب ریز پراکنده، سرعت آنالیز به طور چشمگیری افزایش یابد و راندمان جداسازی به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

گزینه های HPLCهستند کروماتوگرافی میکروستونیبر روی ستون های با قطر کوچک پر از جاذب و کروماتوگرافی مویرگیروی ستون های مویین توخالی و پر از جاذب. روش HPLC در حال حاضر امکان جداسازی، تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط های پیچیده ترکیبات آلی را فراهم می کند.

کروماتوگرافی مایع مهمترین روش تحقیق فیزیکوشیمیایی در شیمی، زیست شناسی، بیوشیمی، پزشکی و بیوتکنولوژی است. استفاده می شود برای:

· مطالعه فرآیندهای متابولیکی موجودات زنده داروها.

· تشخیص در پزشکی.

· تجزیه و تحلیل محصولات سنتز شیمیایی و پتروشیمی، مواد واسطه، رنگ، سوخت، روان کننده ها، روغن، فاضلاب.

· مطالعه ایزوترم های جذب از محلول، سینتیک و گزینش پذیری فرآیندهای شیمیایی.

تخلیه

· تجزیه و تحلیل و جداسازی مخلوط ها، خالص سازی آنها و جداسازی بسیاری از مواد بیولوژیکی از آنها مانند اسیدهای آمینه، پروتئین ها، آنزیم ها، ویروس ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، لیپیدها، هورمون ها.

در شیمی ترکیبات ماکرومولکولی و در تولید پلیمرها، کیفیت مونومرها با استفاده از کروماتوگرافی مایع، توزیع وزن مولکولی و توزیع بر اساس انواع عملکرد الیگومرها و پلیمرها مورد بررسی قرار می گیرد که برای کنترل محصول ضروری است.

کروماتوگرافی مایع همچنین در عطرسازی، صنایع غذایی، برای تجزیه و تحلیل آلودگی های محیطی، در علم پزشکی قانونی استفاده می شود.

روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) در اواسط دهه 70 قرن بیستم توسعه و معرفی شد. سپس اولین کروماتوگرافی مایع ظاهر شد.

کروماتوگرافی مایع روش بهینه برای تجزیه و تحلیل مولکول های شیمیایی و حرارتی ناپایدار، مواد با مولکولی بالا با فراریت کاهش یافته است. این را می توان با نقش ویژه فاز متحرک در LC، بر خلاف کروماتوگرافی گازی توضیح داد: شوینده نه تنها یک عملکرد انتقال را انجام می دهد.

2. مفاهیم اساسی و طبقه بندی روش های کروماتوگرافی مایع.

توسط مکانیسم نگهداری مواد جدا شده توسط فاز ساکن LCتمایز بین:

کروماتوگرافی رسوبیبر اساس حلالیت متفاوت رسوباتی که در اثر برهمکنش اجزای مخلوط تجزیه و تحلیل شده با رسوب دهنده تشکیل می شوند. مزیت روش این است که مناطق به دست آمده در امتداد جاذب دارای مرزهای تیز هستند، حاوی رسوبات تنها یک ماده هستند و اغلب توسط مناطقی از جاذب خالص جدا می شوند. با این حال، این روش هنوز کاربرد گسترده ای پیدا نکرده است.

· کروماتوگرافی جذبی , که در آن جداسازی در نتیجه برهمکنش ماده ای که قرار است با آن جدا شود انجام می شود جاذبمانند اکسید آلومینیوم یا سیلیکاژل، داشتن در سطح مراکز قطبی فعال. حلال(شسته شدن) - مایع غیر قطبی.

برنج. طرح جداسازی مخلوطی از مواد با کروماتوگرافی جذبی

http://www. خوموک ru / biologhim / bio / img014.jpg

مکانیسم جذب شامل یک برهمکنش خاص بین سطح قطبی جاذب و نواحی قطبی (یا قابلیت پلاریزاسیون) مولکول های جزء تجزیه شده است (شکل). برهمکنش به دلیل برهمکنش دهنده-گیرنده یا تشکیل پیوندهای هیدروژنی رخ می دهد.

برنج. نمودار کروماتوگرافی مایع جذب

https://pandia.ru/text/80/271/images/image006_11.jpg "width =" 219 "height =" 200 ">

برنج. ... کروماتوگرافی پارتیشن فاز پیوندی (نوع فاز طبیعی).

http://www. کمنت ru / rus / آموزش / روغن / spezprakt-chr. html

در فاز عادیدر نوع کروماتوگرافی مایع پارتیشن، آلکیل کلروسیلان های جایگزین حاوی گروه های قطبی مانند نیتریل، گروه های آمینه و غیره به عنوان اصلاح کننده سطح سیلیکاژل (فازهای پیوندی) استفاده می شود (شکل). استفاده از فازهای پیوندی امکان کنترل دقیق خواص جذب سطح فاز ثابت و دستیابی به راندمان جداسازی بالا را فراهم می کند.

فاز معکوسکروماتوگرافی مایع بر اساس توزیع اجزای مخلوط بین شوینده های قطبی و گروه های غیر قطبی (زنجیره های بلند آلکیل) پیوند شده به سطح جاذب است (شکل). زمانی که یک فاز ساکن مایع روی یک تکیه گاه ثابت اعمال می شود، معمولاً از یک نوع کروماتوگرافی مایع با فازهای پشتیبانی شده استفاده می شود.

برنج. ... کروماتوگرافی پارتیشن فاز پیوندی (نسخه فاز معکوس). http://www. کمنت ru / rus / آموزش / روغن / spezprakt-chr. html

کروماتوگرافی مایع پارتیشن شامل مایع استخراج کروماتوگرافیکه در آن فاز ساکن یک استخراج کننده آلی است که روی یک حامل جامد رسوب کرده است و فاز متحرک محلول آبی ترکیباتی است که قرار است جدا شوند. به عنوان استخراج کننده، به عنوان مثال، فنل ها، تری آلکیل فسفات ها، آمین ها، پایه های آمونیوم چهارتایی و همچنین ترکیبات ارگانوفسفره حاوی گوگرد استفاده می شود. کروماتوگرافی مایع استخراجی برای جداسازی و تغلیظ ترکیبات معدنی، به عنوان مثال، یون های فلز قلیایی، اکتینیدها و سایر عناصر با خواص مشابه، در پردازش سوخت هسته ای مصرف شده استفاده می شود.

کروماتوگرافی تبادل یونی،که مبتنی بر تبادل استوکیومتری برگشت پذیر یون های موجود در محلول تجزیه و تحلیل شده برای یون های متحرک موجود در مبدل های یونیبسته به علامت بار گروه های یونیزه کننده، مبدل های یونی به زیر تقسیم می شوند مبدل های کاتیونیو آنیونیت هانیز وجود دارد مبدل های یونی آمفوتریک –آمفولیت ها، که می تواند به طور همزمان کاتیون ها و آنیون ها را مبادله کند. کروماتوگرافی تبادل یونی فقط برای جداسازی ذرات باردار استفاده می شود. جداسازی بر اساس توانایی یک رزین تبادل یونی برای نگهداری یون های مختلف با قدرت های مختلف است. یونیتمتشکل از یک ماتریس پلیمری و گروه های فعال مرتبط است که قادر به تبادل یونی هستند. مبدل کاتیونیدارای خواص اسیدی یا کمی اسیدی است، زیرا شامل گروه های زیر است: - SO3H، -CH2SO3H، - COOH، - PO3H2 و دیگران، که در آنها یون های هیدروژن متحرک هستند. آنیونیت هادارای خواص پایه یا ضعیف پایه است و دارای گروه هایی است: = NH2، - NH2، -NR3 +، - OH و غیره. جداسازی یون ها با انتخاب مقادیر بهینه pH ماده شوینده و قدرت یونی آن کنترل می شود. تبادل یونی را می توان به صورت شماتیک با واکنش های زیر نشان داد:

R-H + Na + + Cl - → R-Na + H + + Cl - (تبادل کاتیونی)

R-OH + Na + + Сl - → R-Сl + Na + + OH - (تبادل آنیون)

مبدل های یونی باید شرایط زیر را برآورده کنند: از نظر شیمیایی در محیط های مختلف پایدار باشند، از نظر مکانیکی در حالت خشک و به ویژه در حالت متورم قوی باشند، ظرفیت جذب بالایی داشته باشند و توانایی بازسازی خوبی داشته باشند.

در کروماتوگرافی تبادل یونی (یونی)، آنیون‌های جدا شده (کاتیون‌ها) به عنوان اسیدها (بازهای متناظر) با یک آشکارساز هدایت سنجی بسیار حساس شناسایی می‌شوند که در آن ستون‌های با کارایی بالا با یک مبدل یون فعال سطحی با ظرفیت کم پر می‌شوند.

کروماتوگرافی جفت یونیکه می توان آن را ترکیبی از کروماتوگرافی جذب و تبادل یونی در نظر گرفت. این روش مبتنی بر استخراج مواد یونی است - انتقال آنها از فاز آبی به فاز آلی به شکل جفت های یونی. برای این، یک ضد یون به فاز متحرک اضافه می شود که قادر است به طور انتخابی با اجزای تجزیه و تحلیل شده واکنش داده و آنها را با تشکیل یک جفت یون به ترکیبات پیچیده تبدیل کند. مزایای اصلی این گزینه این است که می توان مواد اسیدی، بازی و خنثی را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کرد.

کروماتوگرافی تبادل لیگاندبر اساس توانایی متفاوت ترکیبات جدا شده برای تشکیل کمپلکس با کاتیون های فلزات واسطه- Cu + 2، Ni + 2، Zn + 2، Cd + 2، Co + 2 و غیره - و گروه های تثبیت کننده (لیگاندهای) فاز ساکن. بخشی از کره هماهنگی یون های فلزی توسط مولکول های آب یا سایر لیگاندهای ضعیف اشغال شده است که می توانند توسط مولکول های ترکیبات جدا شده جابجا شوند. از این نوع کروماتوگرافی برای جداسازی ایزومرهای نوری استفاده می شود.

کروماتوگرافی حذف اندازه(الک، ژل نافذ، ژل فیلتراسیون)، که در آن جداسازی بر اساس تفاوت در اندازه مولکولی.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image009_7.jpg "align =" right "width =" 429 "height =" 319 ">

برنج. طرح کروماتوگرافی نفوذ ژل

کروماتوگرافی میل ترکیبی(biospecific)، بر اساس این واقعیت که بسیاری از ماکرومولکول های فعال بیولوژیکی، به عنوان مثال، آنزیم ها، می توانند به طور خاص به یک معرف خاص متصل شوند. معرف روی یک حامل (اغلب آگارز) ثابت می شود، سپس با مخلوط تجزیه شده شسته می شود. فقط ماکرومولکول مورد نیاز روی پلیمر باقی می ماند (شکل).

برنج. طرح کروماتوگرافی میل ترکیبی

http://www. کمنت ru / rus / آموزش / روغن / spezprakt-chr. html

سپس با عبور دادن محلولی از یک ترکیب با میل ترکیبی بیشتر برای ماکرومولکول از پلیمر خارج می شود. چنین کروماتوگرافی به ویژه در بیوتکنولوژی و زیست پزشکی برای جداسازی آنزیم ها، پروتئین ها، هورمون ها موثر است.

وابسته به در مسیر حمل و نقل موادگزینه های کروماتوگرافی مایع زیر متمایز می شوند: رسا، جلوییو جابه جایی.
اغلب استفاده می شود رساگونه ای که در آن بخشی از مخلوطی که باید جدا شود در جریان مایع شوینده به ستون وارد می شود. بازده اجزای مخلوط از ستون بر روی کروماتوگرام به عنوان پیک ثبت می شود. (برنج.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image012_4.jpg "width =" 291 "height =" 165 ">

برنج. طرح نوع در حال توسعه کروماتوگرافی

ارتفاعیا منطقه اوجمشخص می کند غلظت اجزاء، آ برگزار شد جلدها – ترکیب کیفی مخلوط... اجزاء معمولاً با همزمانی زمان ماندگاری با مواد استاندارد شناسایی می‌شوند؛ همچنین از روش‌های شیمیایی یا فیزیکوشیمیایی نیز استفاده می‌شود.

در جلوییدر شکل (شکل)، مخلوطی از موادی که قرار است جدا شوند به طور پیوسته از ستون عبور می کنند که نقش یک فاز متحرک را بازی می کند. در نتیجه، تنها ماده ای که کمترین جذب در ستون را داشته باشد را می توان به شکل خالص به دست آورد.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image014_2.jpg "width =" 279 "height =" 145 ">

برنج. طرح کروماتوگرافی فرونتال

کروماتوگرام در این مورد نشان دهنده مراحلی است که ارتفاع آنها متناسب با غلظت اجزاء است. حجم نگهداری با زمان ماندگاری اجزا تعیین می شود. هنگام تمایز چنین کروماتوگرام، تصویری به دست می آید که مشابه تصویری است که در نسخه در حال توسعه به دست آمده است.

V جابه جاییدر یک نوع، اجزای مخلوط وارد شده به ستون توسط شوینده جابجا می‌شوند که قوی‌تر از هر جزء جذب می‌شود. در نتیجه، کسرهای مجاور موادی که باید جدا شوند به دست می آیند.ترتیب رهاسازی اجزا با نیروی برهمکنش آنها با سطح جاذب تعیین می شود (شکل).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image016_3.jpg "width =" 320 "height =" 175 ">

برنج. طرح کروماتوگرافی جابجایی

3. کمیت های کروماتوگرافی پایه و تعیین آنها.

هنگام جداسازی مواد با استفاده از کروماتوگرافی مایع، می توان از انواع در حال توسعه، پیشانی و جابجایی استفاده کرد، همانطور که در بالا نشان داده شد. اغلب، یک نسخه در حال توسعه استفاده می شود که در آن بخشی از مخلوطی که باید جدا شود در جریان مایع شوینده به ستون وارد می شود. بازده اجزای مخلوط از ستون بر روی کروماتوگرام به عنوان پیک ثبت می شود. از کروماتوگرام (شکل) تعیین کنید:

زمان نگهداری اجزای غیر قابل جذب (t0)، جدا شده (tR1، tR2، tR3، و غیره)؛ عرض پایه قله ها (tw1، tw2 و غیره).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image018_12.gif "width =" 61 "height =" 24 src = ">;

ب) حجم نگهداری جزء اصلاح شده ,

جایی که t "R -زمان نگهداری اجزای اصلاح شده؛

ج) نسبت ظرفیت ستون به یک جزء معین ;

د) بازده ستونمشخص شده توسط تعداد صفحات نظری معادل

https://pandia.ru/text/80/271/images/image022_8.gif "width =" 129 "height =" 51 src = ">;

و) اجازه https://pandia.ru/text/80/271/images/image024_9.gif "width =" 203 height = 51 "height =" 51 ">

ضریب ظرفیت k" تاثیر بسزایی در ارزش دارد آرس: در مورد تغییر ک"از 0 تا 10 (محدودیت های بهینه) آر S به شدت افزایش می یابد. معنی k"با سطح دو برابر شده جاذب و مقدار آن در ستون و همچنین ثابت تعادل جذب (ثابت هنری) تعیین می شود.

ضریب انتخاب αبا تفاوت در ثابت های تعادل جذب دو جزء جدا شده تعیین می شود. با افزایش α (از 1 تا 5) آر S به شدت افزایش می یابد، با افزایش بیشتر α - کمی تغییر می کند. گزینش پذیری ستون به عواملی مانند ساختار شیمیایی سطح جاذب، ترکیب ماده شوینده، دمای ستون و ساختار ترکیباتی که قرار است جدا شوند بستگی دارد. از آنجایی که جذب مواد کروماتوگرافی شده در کروماتوگرافی مایع با برهمکنش زوجی سه جزء اصلی سیستم - جاذب، موادی که قرار است جدا شوند، و ماده شوینده، تعیین می شود، تغییر ترکیب مایع شوینده راهی مناسب برای بهینه سازی فرآیند جداسازی

کارایی ستونبه اندازه ذرات و ساختار منافذ جاذب، به یکنواختی بسته بندی ستون، ویسکوزیته مایع شوینده و سرعت انتقال جرم بستگی دارد. افزایش طول ستون همیشه منجر به بهبود جداسازی نمی شود، زیرا مقاومت ستون افزایش می یابد، فشار مایع شوینده در ورودی و زمان آزمایش افزایش می یابد و حساسیت و دقت آنالیز به دلیل گسترده شدن پیک جزء تحلیل شده کاهش می یابد. . اگر، پس پیک های دو ماده روی کروماتوگرام تقریباً به طور کامل از هم جدا شده اند. با رشد آر S زمان جداسازی افزایش می یابد. در آراس < 1 - جدایی رضایت بخش نیست. در کروماتوگرافی آماده سازی، در ارتباط با معرفی مقادیر نسبتاً زیادی از مواد جدا شده، ستون با اضافه بار کار می کند. این نسبت ظرفیت خازنی را کاهش می دهد، ارتفاع معادل صفحه نظری را افزایش می دهد که منجر به کاهش وضوح می شود.

4. جاذب ها

جداسازی کروماتوگرافی مخلوط در صورتی موثر خواهد بود که جاذب و حلال (شوینده) به درستی انتخاب شوند.

جاذب نباید از نظر شیمیایی با اجزای جدا شده تعامل داشته باشد، اثر کاتالیزوری بر روی حلال نشان می دهد. همچنین لازم است که جاذب با توجه به اجزای مخلوط انتخابی باشد. یک خشک کننده به درستی انتخاب شده باید حداکثر جذب را داشته باشد.

تمیز دادن قطبی (آب دوست)و جاذب های غیر قطبی (آب گریز).... لازم به یادآوری است که میل جذبی مواد قطبی برای جاذب های قطبی بسیار بیشتر از مواد غیر قطبی است.

از اکسید آلومینیوم، کربن فعال، سیلیکاژل، زئولیت، سلولز و برخی مواد معدنی به عنوان جاذب استفاده می شود.

اکسید آلومینیومAl2O3 – جاذب آمفوتریک(شکل) روی آن مخلوط ها را می توان جدا کرد مواد در قطبو در حلال های غیر قطبی... آلومینا خنثی معمولاً برای کروماتوگرافی از محلول های غیر آبی هیدروکربن های اشباع، آلدئیدها، الکل ها، فنل ها، کتون ها و اترها استفاده می شود.

برنج. اکسید آلومینیوم برای کروماتوگرافی

http: // تصاویر. /542857_w200_h200_product5.jpg

فعالیت Al2O3 به میزان رطوبت آن بستگی دارد. اکسید آلومینیوم بدون آب بیشترین فعالیت را دارد. به طور معمول به عنوان یک واحد در نظر گرفته می شود. در صورت لزوم می توانید با مخلوط کردن آلومینا تازه با آب (مقیاس بروکمن) آلومینا با رطوبت متفاوت تهیه کنید.

وابستگی فعالیت اکسید آلومینیوم به میزان رطوبت

به عنوان مثال، Al2O3 با فعالیت 1.5-2 برای جداسازی هیدروکربن ها استفاده می شود. برای جداسازی الکل ها و کتون ها - 2-3.5.

سطح ویژه اکسید آلومینیوم 230-380 متر مربع / گرم.

ژل سیلیکا(هیدروکسیله یا اصلاح شده شیمیایی) یک دی اکسید سیلیکون ژلاتینی خشک شده است که از محلول های فوق اشباع اسیدهای سیلیسیک به دست می آید. n SiO2 متر H2O) در pH> 5-6. (شکل) جاذب آبدوست جامد.

برنج. ژل سیلیکا

http://www. ژل سیلیکا. /

http: // سیلیکاژل. ru / images / askg. gif

اندازه ذرات سیلیکاژل در ستون های تحلیلی 3-10 میکرون، در ستون های آماده سازی - 20-70 میکرون است. اندازه ذرات کوچک سرعت انتقال جرم را افزایش می دهد و کارایی ستون را بهبود می بخشد. ستون های تحلیلی مدرن 10-25 سانتی متر طول دارند. آنها با سیلیکاژل با اندازه ذرات 5 میکرون پر می شوند و اجازه جداسازی مخلوط های پیچیده 20-30 جزء را می دهند. با کاهش اندازه ذرات به 3-5 میکرون، کارایی ستون افزایش می یابد، اما مقاومت آن نیز افزایش می یابد. بنابراین برای دستیابی به سرعت جریان مایع شوینده 0.5-2.0 میلی لیتر در دقیقه، فشار (1-3) · 107Pa مورد نیاز است. سیلیکاژل می تواند چنین افت فشاری را تحمل کند، در حالی که گرانول های جاذب پلیمری الاستیک تر و تغییر شکل پذیرتر هستند. اخیرا جاذب های پلیمری قوی مکانیکی با ساختار ماکرو متخلخل با شبکه متراکم ساخته شده اند که از نظر کارایی نزدیک به ژل های سیلیکا هستند. شکل ذرات جاذب با اندازه 10 میکرومتر و بالاتر تأثیر زیادی بر کارایی ستون ندارد، اما جاذب‌های کروی ترجیح داده می‌شوند که بسته‌بندی نفوذپذیری بیشتری را ایجاد می‌کنند (شکل).

برنج. سیلیکاژل کروی

http: // تصاویر. / 6450630_w200_h200_silicagelksmg. gif

http://N6_2011/U7/silikagel-2.jpeg

ساختار داخلی یک ذره سیلیکاژل سیستمی از کانال های ارتباطی است. جاذب هایی با قطر منافذ 6-25 نانومتر برای کروماتوگرافی مایع استفاده می شود. جداسازی کروماتوگرافی مایع عمدتاً روی ژل های سیلیکا اصلاح شده توسط واکنش آلکیل و آریل کلروسیلان ها یا آلکیل اتوکسی سیلان ها با گروه های سطحی سیلانول انجام می شود. با کمک چنین واکنش هایی، گروه های C8H17-، C18H37- یا C6H5- (برای به دست آوردن جاذب هایی با سطح آبگریز)، نیتریل، گروه های هیدروکسیل و غیره پیوند می زنند (شکل).

https://pandia.ru/text/80/271/images/image033_0.jpg "width =" 166 "height =" 116 src = ">

برنج. ساختار سیلیکاژل اصلاح شده

ژل سیلیکادر کروماتوگرافی استفاده می شود برای جداسازی مخلوط فرآورده های نفتی، بالاتر است اسیدهای چرب، استرهای آنها، آمین های معطر، مشتقات نیترو ترکیبات آلی. ژل سیلیکا – جاذب آبدوست، به راحتی با آب خیس می شود. بنابراین نمی توان از آن برای جذب از محلول های آبی استفاده کرد. فعالیت سیلیکا ژل به میزان آب آن بستگی دارد: هرچه آب کمتری داشته باشد، فعالیت بیشتری دارد (مقیاس براکمن).

وابستگی فعالیت سیلیکاژل به میزان رطوبت

سطح ویژه ژل های سیلیکا 500-600 متر مربع در گرم است.

کربن های فعالشکلی از کربن هستند که در طی فرآوری بسیار متخلخل می شوند و سطح بسیار زیادی برای جذب یا واکنش های شیمیایی به دست می آورند.

برنج. کربن فعال

http: // کاتالوگ الکترونیکی. روبیز ru / user_images / ru / prod_picture / 58035161249b9016f64372.jpg

تأثیر اصلی بر ساختار منافذ کربن‌های فعال توسط مواد اولیه برای تولید آنها اعمال می‌شود. کربن فعال بر اساس پوسته نارگیل با نسبت بیشتری از ریز منافذ (تا 2 نانومتر) مشخص می شود، بر اساس زغال سنگ - نسبت بیشتری از مزوپورها (2-50 نانومتر). بخش بزرگی از درشت منافذ مشخصه کربن‌های فعال مبتنی بر چوب (بیش از 50 نانومتر) است. میکروپورها به ویژه برای جذب مولکول‌های کوچک و مزوپورها به‌ویژه برای جذب مولکول‌های آلی بزرگ‌تر مناسب هستند.

زئولیت ها (الک های مولکولی)- آلومینوسیلیکاتهای متخلخل کریستالی از فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با منشاء طبیعی و مصنوعی. (برنج.)

https://pandia.ru/text/80/271/images/image036_2.jpg "width =" 211 height = 211 "height =" 211 ">

برنج. زئولیت ها

http://www. زئولیت spb. ru / _img / _36mm. jpg

http://kntgroup. انگشت شست / انگشت شست php فایل = / آپلود / محصول / 6.jpg & x_width = 250

چهار نوع زئولیت (A، X، Y، M) با ساختارهای کریستالی متفاوت وجود دارد. بسته به کاتیون، زئولیت ها به صورت زیر مشخص می شوند: KA، NaA، CaM، NaX، KY، CaY. ویژگی زئولیت هاآن است منافذ کریستال ها دارای اندازه هایی در حدود 0.4-1 نانومتر هستند که متناسب با اندازه مولکول ها است.بسیاری از مواد مایع یا گازی اگر مولکول های یک ماده قادر به نفوذ به این منافذ باشند، جذب در منافذ کریستال های زئولیت اتفاق می افتد. مولکول های بزرگتر یک ماده جذب نمی شوند. با انتخاب زئولیت ها با اندازه منافذ مختلف، می توان مخلوطی از مواد مختلف را به وضوح جدا کرد.

سطح ویژه زئولیت ها 750-800 متر مربع در گرم است.

هنگام انتخاب یک جاذب، باید ساختار مواد و حلالیت آنها را در نظر گرفت. به عنوان مثال، هیدروکربن های اشباع ضعیف جذب می شوند، در حالی که هیدروکربن های غیراشباع (دارای پیوند دوگانه) بهتر جذب می شوند. گروه های عملکردی ظرفیت جذب یک ماده را افزایش می دهند.

5. شوینده ها

هنگام انتخاب یک حلال (شوینده)، باید ماهیت جاذب و خواص مواد موجود در مخلوط جداسازی شده را در نظر گرفت. شوینده ها باید تمام اجزای مخلوط کروماتوگرافی شده را به خوبی حل کنند، ویسکوزیته پایینی داشته باشند، سطح انتخابی مورد نیاز را فراهم کنند، ارزان، غیرسمی، بی اثر و سازگار با روش های تشخیص باشند (مثلاً بنزن را نمی توان به عنوان شوینده با آشکارساز UV).

کروماتوگرافی فاز معمولی معمولاً از هیدروکربن ها (هگزان، هپتان، ایزواکتان، سیکلوهگزان) با افزودن مقادیر کمی کلروفرم CHCl3، ایزوپروپانول ایزو-C3H7OH، دی ایزوپروپیل اتر استفاده می کند. در کروماتوگرافی فاز معکوس - مخلوطی از آب با استونیتریل CH3CN، متانول CH3OH، اتانول C2H5OH، دی اکسان، تتراهیدروفوران، دی متیل فرمامید. برای جداسازی تک تک اجزای مخلوط که در طی کروماتوگرافی جدا شده اند، اغلب به صورت متوالی شسته می شوند (شسته می شوند). برای این منظور از حلال هایی با ظرفیت های دفع متفاوت استفاده می شود. حلال ها به ترتیب کاهش ظرفیت دفع در جاذب های قطبی مرتب شده اند - سری eluotropic Trappe... اگر اجزای مخلوطی که قرار است جدا شوند دارای مقادیر نزدیک باشند k"(نسبت ظرفیت ستون با توجه به یک جزء معین)، سپس کروماتوگرافی با یک شوینده. اگر اجزای جداگانه مخلوط به شدت توسط جاذب حفظ شوند، از یک سری مواد شوینده با استحکام فزاینده استفاده می شود.

محدوده الوتروپیک حلال ها

6. تجهیزات کروماتوگرافی مایع

در کروماتوگرافی مایع مدرن، دستگاه هایی با درجات مختلف پیچیدگی استفاده می شود - از ساده ترین سیستم ها تا کروماتوگرافی های کلاس بالا.
یک کروماتوگراف مایع مدرن شامل: ظروف برای مواد شوینده، پمپ های فشار بالا، یک دستگاه توزیع کننده، یک ستون کروماتوگرافی، یک آشکارساز، یک دستگاه ضبط، یک سیستم کنترل و پردازش ریاضی نتایج است.

در شکل یک نمودار بلوکی از یک کروماتوگرافی مایع حاوی حداقل مجموعه اجزای مورد نیاز، به هر شکلی که در هر سیستم کروماتوگرافی وجود دارد، ارائه می‌کند.

https://pandia.ru/text/80/271/images/image038_2.jpg "width =" 361 "height =" 254 src = ">

برنج. نمودار کروماتوگراف مایع: 1- مخزن فاز متحرک، 2- پمپ، 3- انژکتور، 4- ستون، 5- ترموستات، 6- آشکارساز، 7- سیستم ضبط، 8- کامپیوتر.

مخزن ذخیره سازیبرای فاز متحرک باید ظرفیت کافی برای تحلیل و دستگاه گاز زدایی حلالبرای جلوگیری از تشکیل حباب های گازهای محلول در مایع شوینده در ستون و آشکارساز.

پمپمورد نظر برای ایجاد یک جریان ثابت حلال... طراحی آن در درجه اول توسط فشار عملیاتی در سیستم تعیین می شود. برای عملکرد در محدوده 10-500 مگاپاسکال از پمپ های پلانجری (سرنگی) استفاده می شود. نقطه ضعف آنها نیاز به توقف های دوره ای برای پر کردن با شوینده است. برای سیستم های ساده با فشار کاری کم 1-5 مگاپاسکال، از پمپ های پریستالتیک ارزان قیمت استفاده می شود. مواد شوینده از طریق فیلتری که ذرات گرد و غبار (بیش از 0.2 میکرون) را در خود نگه می دارد وارد پمپ می شود. گاهی اوقات جریان کمی از هلیوم از محلول ها عبور می کند تا هوای محلول را خارج کند و از تشکیل حباب در آشکارساز جلوگیری کند (به ویژه در مورد شوینده های آبی و قطبی). در کروماتوگراف‌های تحلیلی، از پمپ‌های پیستونی با سیستم فیدبک برای تامین مایع شوینده به ستون استفاده می‌شود، که این امکان را فراهم می‌کند که ضربان جریان را در 1-2٪ صاف کند و سرعت‌های حجمی را از 0.1 تا 25 میلی‌لیتر در دقیقه در فشارهای تا حداکثر فراهم کند. ~ 3.107 Pa. در کروماتوگرافی ریز ستونی، نرخ جریان حجمی مایع شوینده بسیار کمتر است - 10-1000 میکرولیتر در دقیقه. در مورد شستشوی گرادیان، از چندین پمپ استفاده می شود که توسط برنامه نویس کنترل می شود و 2-3 جزء مایع شوینده را به محفظه اختلاط می رساند و دبی کل را ثابت می گذارد. برای تزریق نمونه به یک ستون تحت فشار بالا، بدون توقف جریان، از شیرهای میکرودوزینگ ویژه متصل به حلقه ای با حجم مشخص برای نمونه محلول مورد بررسی استفاده کنید. سیستم‌های دوز با نمونه‌برداری خودکار و تزریق نمونه با استفاده از دریچه‌های میکرودوزینگ یا سرنگ توسعه داده شده‌اند.

انژکتورفراهم می کند تزریق نمونه مخلوطاجزاء باید به ستونی با قابلیت تکرارپذیری بالا جدا شوند. سیستم‌های نمونه‌گیری توقف جریان ساده نیاز به توقف پمپ دارند و بنابراین راحت‌تر از توزیع‌کننده‌های حلقه Reodyne هستند.

بلندگوهابرای HPLC اغلب از لوله فولادی ضد زنگ صیقلی به طول 10-25 سانتی متر و قطر داخلی 3-5 میلی متر ساخته می شود.

برنج. ستون های کروماتوگرافی برای کروماتوگرافی مایع

همچنین استفاده کنید ستون های شیشه ایقرار داده شده در یک محفظه فلزی؛ در کروماتوگرافی میکروستونی - ستون های فلزی چاپ شدهبا قطر داخلی 1.0-1.5 میلی متر، میکروستون های شیشه ای چاپ شدهبا قطر 70-150 میکرون و ستون های مویرگی توخالیبا قطر 10-100 میکرون؛ در کروماتوگرافی آماده سازی - ستون هایی با قطر 2 تا 10 سانتی متر و بیشتر. برای پر کردن یکنواخت و متراکم ستون ها با جاذب، از روش بسته بندی تعلیقی استفاده می شود. سوسپانسیون از یک جاذب و یک مایع آلی مناسب تهیه می شود که تحت فشار حداکثر 5 × 107 Pa به ستون عرضه می شود. برای تعیین اجزای جدا شده از ستوناستفاده کنید آشکارسازها. ثبات دماارائه شده است ترموستات.

آشکارسازهابرای کروماتوگرافی مایع یک سلول جریانی وجود دارد که در آن یک اندازه گیری مداوم از هر خاصیت مایع شوینده جاری وجود دارد. باید خیلی حساس باشند. برای افزایش حساسیت آشکارساز، گاهی اوقات از مشتق سازی اجزای مخلوط بعد از ستون استفاده می شود. برای انجام این کار، با جریان مایع شوینده، چنین معرف هایی معرفی می شوند که در تعامل با مواد جدا شده، مشتقاتی با خواص برجسته تر تشکیل می دهند، به عنوان مثال، در ناحیه UV یا مرئی طیف با شدت بیشتری جذب می شوند یا فلورسنت بیشتری دارند. توانایی گاهی اوقات مشتق سازی قبل از تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی انجام می شود و مشتقات به جای مواد اولیه جدا می شوند. محبوب ترین انواع آشکارسازهاهدف کلی هستند شکست سنج هااندازه گیری ضریب شکست، و آشکارسازهای اسپکتروفتومتریتعریف کردن چگالی نوری حلالدر یک طول موج ثابت (معمولا در ناحیه فرابنفش). به مزایای رفرکتومترها(و معایب اسپکتروفتومترها) باید نسبت داده شود حساسیت کم به نوع اتصالات، که ممکن است حاوی گروه های کروموفور باشد یا نباشد. از طرفی استفاده از رفرکتومترها به سیستم های ایزوکراتیک (با ترکیب شوینده ثابت) محدود می شود، به طوری که استفاده از گرادیان حلال در این حالت امکان پذیر نیست.

دیفرانسیل "href =" / text / category / differentcial / "rel =" bookmark "> تقویت کننده و ضبط دیفرانسیل. یکپارچه ساز، به شما امکان می دهد مناطق نسبی پیک های حاصل را محاسبه کنید. استفاده از سیستم های کروماتوگرافی پیچیده واحد رابطاتصال کروماتوگراف با کامپیوتر شخصی، که نه تنها جمع آوری و پردازش اطلاعات را انجام می دهد، بلکه دستگاه را نیز کنترل می کند، ویژگی های کمی و در برخی موارد ترکیب کیفی مخلوط ها را محاسبه می کند. ریزپردازندهفراهم می کند تزریق خودکار نمونه, تغییر توسط یک برنامه معین از ترکیب شویندهبا شستشوی گرادیان، نگهداری دمای ستون.

بروکر".برنج. کروماتوگراف مایع جاسکو

سوالات خودآزمایی

کروماتوگرافی مایع چیست؟ انواع و زمینه های کاربرد آن را نام ببرید. لیست در موردمقادیر اصلی کروماتوگرافی و تعیین آنها بسته به مکانیسم نگهداری مواد جدا شده توسط فاز ساکن LC چه نوع کروماتوگرافی مایع وجود دارد؟ بسته به نحوه انتقال ماده چه نوع کروماتوگرافی وجود دارد؟ چه موادی به عنوان جاذب استفاده می شود؟ تفاوت در چیست؟ چه چیزی به عنوان یک فاز متحرک مایع - یک شوینده عمل می کند؟ الزامات حلال ها تفاوت بین کروماتوگرافی پارتیشن و کروماتوگرافی جذبی چیست؟ قسمت های اصلی مدار کروماتوگرافی مایع، هدف آنها را فهرست کنید.

فهرست ادبیات استفاده شده

1 "کروماتوگرافی مایع در پزشکی"

Http: // مجله. issep rssi. ru / مقالات / pdf / 0011_035.pdf

2 "مقدمه ای بر روش های کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا"

Http: // www. کمنت ru / rus / آموزش / روغن / spezprakt-chr. html

3 "کروماتوگرافی مایع"

Http: // علم الکترونیک. ru / index /? id = 1540

4 "کروماتوگرافی"

Http: // belchem. نارود ru / chromatography1.html

در کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، ماهیت فرآیندهایی که در یک ستون کروماتوگرافی اتفاق می‌افتند، به طور کلی با فرآیندهای کروماتوگرافی گازی یکسان است. تنها تفاوت در استفاده از مایع به عنوان فاز ثابت است. به دلیل چگالی بالای فازهای متحرک مایع و مقاومت ستون بالا، کروماتوگرافی گازی و مایع از نظر طراحی سخت افزاری بسیار متفاوت است.

در HPLC معمولاً از حلال های خالص یا مخلوط آنها به عنوان فازهای متحرک استفاده می شود.

برای ایجاد جریانی از حلال خالص (یا مخلوطی از حلال ها) که در کروماتوگرافی مایع به آن شوینده می گویند، در سیستم هیدرولیک کروماتوگرافی از پمپ ها استفاده می شود.

کروماتوگرافی جذب در نتیجه برهمکنش یک ماده با جاذب هایی مانند سیلیکاژل یا آلومینا که مراکز فعال روی سطح دارند انجام می شود. تفاوت در توانایی تعامل با مراکز جذب مولکول های نمونه مختلف منجر به تقسیم آنها به مناطق در طول حرکت با فاز متحرک در طول ستون می شود. جداسازی نواحی اجزای به دست آمده در این مورد به برهمکنش با حلال و جاذب بستگی دارد.

جاذب های سیلیکاژل با حجم، سطوح و قطر منافذ متفاوت بیشترین کاربرد را در HPLC دارند. آلومینا و سایر جاذب ها بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل اصلی این امر:

استحکام مکانیکی ناکافی، که اجازه بسته بندی و استفاده در فشارهای بالا معمولی برای HPLC را نمی دهد.

سیلیکاژل، در مقایسه با اکسید آلومینیوم، دارای طیف وسیع تری از تخلخل، سطح و قطر منافذ است.فعالیت کاتالیزوری به طور قابل توجهی بالاتر اکسید آلومینیوم منجر به اعوجاج نتایج تجزیه و تحلیل به دلیل تجزیه اجزای نمونه یا جذب شیمیایی برگشت ناپذیر آنها می شود.

آشکارسازهای HPLC

کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) برای شناسایی مواد غیرفرار قطبی استفاده می شود که به دلایلی نمی توانند به شکل مناسب برای کروماتوگرافی گازی حتی به شکل مشتقات تبدیل شوند. این مواد به ویژه شامل اسیدهای سولفونیک، رنگ های محلول در آب و برخی آفت کش ها مانند مشتقات فنیل اوره هستند.

آشکارسازها:

آشکارساز آرایه دیود UV. "ماتریس" فوتودیودها (بیش از دویست عدد از آنها وجود دارد) به طور مداوم سیگنال ها را در مناطق طیفی UV و مرئی ثبت می کند، بنابراین ضبط طیف UV-B را در حالت اسکن فراهم می کند. این امکان را فراهم می کند تا به طور مداوم طیف های تحریف نشده اجزایی را که به سرعت از یک سلول خاص عبور می کنند با حساسیت بالا ضبط کنید.

در مقایسه با تشخیص تک طول موج، که اطلاعاتی در مورد "خلوص" پیک ارائه نمی کند، توانایی مقایسه طیف کامل یک آرایه دیودی یک نتیجه شناسایی با درجه اطمینان بسیار بیشتری ارائه می دهد.

آشکارساز فلورسنت.محبوبیت زیاد آشکارسازهای فلورسنت به دلیل گزینش پذیری و حساسیت بسیار بالا و این واقعیت است که بسیاری از آلاینده های محیطی فلورسنت می کنند (مثلاً هیدروکربن های پلی آروماتیک).

آشکارساز الکتروشیمیاییبرای شناسایی موادی که به راحتی اکسید یا احیا می شوند استفاده می شود: فنل ها، مرکاپتان ها، آمین ها، مشتقات آروماتیک نیترو و هالوژن، کتون آلدئیدها، بنزیدین ها.

جداسازی کروماتوگرافی مخلوط روی ستون به دلیل پیشرفت کند PP زمان زیادی می برد. برای سرعت بخشیدن به فرآیند، کروماتوگرافی تحت فشار انجام می شود. این روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) نامیده می شود.

مدرن سازی تجهیزات مورد استفاده در کروماتوگرافی ستونی مایع کلاسیک، آن را به یکی از امیدوارکننده ترین و مدرن ترین روش های آنالیز تبدیل کرده است. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا روشی مناسب برای جداسازی، جداسازی مقدماتی و آنالیز کمی و کیفی ترکیبات غیرفرار حرارتی با وزن مولکولی کم و بالا است.

بسته به نوع جاذب مورد استفاده در این روش، از 2 گزینه کروماتوگرافی استفاده می شود: در یک جاذب قطبی با استفاده از یک شوینده غیر قطبی (گزینه فاز مستقیم) و در یک جاذب غیر قطبی با استفاده از یک شوینده قطبی - به اصطلاح معکوس- کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC).

هنگامی که ماده شوینده به ماده شوینده می رسد، تعادل در شرایط HPLC چندین برابر سریعتر از شرایط جاذب های قطبی و PP های غیرآبی ایجاد می شود. در نتیجه این امر و همچنین راحتی کار با مواد شوینده آبی و آبی-الکلی، Off-HPLC در حال حاضر محبوبیت زیادی به دست آورده است. اکثر آنالیزهای HPLC با استفاده از این روش انجام می شود.

آشکارسازهاثبت خروج از ستون یک جزء جداگانه با استفاده از آشکارساز انجام می شود. برای ثبت نام، می توانید از تغییر در هر سیگنال تحلیلی که از فاز متحرک می آید و مربوط به ماهیت و مقدار جزء مخلوط است استفاده کنید. در کروماتوگرافی مایع از سیگنال های تحلیلی مانند جذب نور یا انتشار نور محلول خروجی (آشکارسازهای فتومتری و فلورومتری)، ضریب شکست (آشکارسازهای شکست سنجی)، هدایت پتانسیل و الکتریکی (آشکارسازهای الکتروشیمیایی) و غیره استفاده می شود.

سیگنال شناسایی پیوسته توسط یک ضبط کننده ضبط می شود. کروماتوگرام دنباله ای از سیگنال های آشکارساز است که روی نوار ضبط کننده ضبط می شود و زمانی که اجزای جداگانه مخلوط از ستون خارج می شوند ایجاد می شود. در صورت جداسازی مخلوط، پیک های منفرد روی کروماتوگرام خارجی قابل مشاهده است. موقعیت پیک در کروماتوگرام برای اهداف شناسایی، ارتفاع یا مساحت قله برای اهداف کمی استفاده می شود.

معرفی.

توسعه سریع کروماتوگرافی مایع در 10 سال گذشته عمدتاً به دلیل توسعه فشرده مبانی نظری و استفاده عملی از نسخه بسیار کارآمد آن و همچنین ایجاد و تولید صنعتی جاذب ها و تجهیزات لازم است.

ویژگی بارز کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) استفاده از جاذب هایی با اندازه دانه 3-10 میکرون است که انتقال جرم سریع با راندمان جداسازی بسیار بالا را فراهم می کند.

در حال حاضر، HPLC از نظر نرخ توسعه در بین روش‌های ابزاری برتر بوده و حتی از کروماتوگرافی گازی نیز پیشی گرفته است. مهمترین مزیت HPLC نسبت به کروماتوگرافی گازی، توانایی مطالعه تقریباً هر جسمی بدون هیچ گونه محدودیتی در خواص فیزیکوشیمیایی آنها، به عنوان مثال، در نقاط جوش یا وزن مولکولی است.

امروزه HPLC یک روش ابزاری کاملاً تعریف شده است که به طور گسترده در زمینه های مختلف علم و فناوری استفاده می شود. این امر به ویژه در زمینه های حیاتی مانند بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی، کنترل آلودگی محیطی و همچنین در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، غذایی و دارویی اهمیت دارد.

از آنجایی که با توجه به ویژگی های تکنیک زیر لازم است تعدادی از الزامات بسیار خاص در نظر گرفته شود.

آ. ستون های HPLC با رسانه های قطر ذرات بسیار کوچک بسته بندی شده اند. در نتیجه فشار بالایی بر روی ستون با سرعت های حجمی حلال ایجاد می شود که برای جداسازی سریع نمونه ضروری است.

ب آشکارسازهای HPLC به نوسانات جریان و فشار مایع شوینده (نویز) حساس هستند. علاوه بر این، هنگام استفاده از آشکارسازهای غلظت، ثبات حتی بالاتری از سرعت حجمی مایع شوینده مورد نیاز است.

v فرآیند جداسازی کروماتوگرافی با تعدادی از اثرات متضاد همراه است، به عنوان مثال، پراکندگی نمونه در فاز متحرک منجر به مخلوط شدن اجزای جدا شده و کاهش حداکثر غلظت ماده در پیک شسته شده (در آشکارساز) می شود. پراکندگی در تمام قسمت های سیستم از نقطه تزریق تا آشکارساز مشاهده می شود.

د- حلال هایی که به عنوان فاز متحرک عمل می کنند اغلب برای تجهیزات خورنده هستند. این در درجه اول برای حلال های مورد استفاده در کروماتوگرافی فاز معکوس، که در کاربردهای HPLC بیوشیمیایی ترجیح داده می شود، اعمال می شود.

ویژگی HPLC به عنوان یک تکنیک ابزاری باید در توسعه، ایجاد و بهره برداری از این سیستم ها در نظر گرفته شود. برای ایجاد نمونه‌های تجاری از سیستم‌های کروماتوگرافی و اجزای آن، که به اندازه کافی قابل اعتماد، ساده و ایمن باشند و با نسبت قابل قبولی بین قیمت و مشخصات فنی کار کنند، بیش از ده سال جستجو و تحقیق به طول انجامید. روند اخیر به سمت کاهش ستون ها (هم در طول و هم از نظر قطر) الزامات جدیدی را برای ابزارها ایجاد می کند.

1.1. بهره وریوگزینش پذیری

کروماتوگرافی روشی برای جداسازی اجزای یک مخلوط بر اساس تفاوت در توزیع تعادل آنها بین دو فاز غیرقابل امتزاج است که یکی ساکن و دیگری متحرک است. اجزای نمونه زمانی که در فاز متحرک هستند در طول ستون حرکت می کنند و هنگامی که آنها در جای خود باقی می مانند هرچه میل ترکیبی با فاز ساکن بیشتر و برای فاز متحرک کمتر باشد، در طول ستون کندتر حرکت می کند و مدت بیشتری در آن باقی می ماند. به دلیل تفاوت در میل ترکیبی اجزا. از مخلوط به حالت ساکن و دوره زمانی قابل قبول مخلوط را به نوارهای جداگانه (پیک) اجزاء به عنوان آنها از طریق ستون با فاز متحرک حرکت می کنند.

از این مفاهیم کلی مشخص می شود که جداسازی کروماتوگرافی تنها در صورتی امکان پذیر است که اجزای نمونه وارد شده به ستون در حین تزریق نمونه، اولاً در فاز متحرک حل شده و ثانیاً با فاز ساکن برهمکنش (حفظ) داشته باشند. . اگر در حین تزریق نمونه برخی از اجزا به صورت محلول نباشند، فیلتر شده و در فرآیند کروماتوگرافی شرکت نمی کنند. به همین ترتیب، اجزایی که با فاز ساکن برهمکنش ندارند، از ستون با فاز متحرک بدون جدا شدن به اجزا عبور خواهند کرد.

اجازه دهید این شرط را بپذیریم که برخی از دو جزء در فاز متحرک حل شوند و با فاز ساکن برهم کنش داشته باشند، یعنی فرآیند کرواتوگرافی می تواند بدون اختلال پیش رود. در این صورت، پس از عبور مخلوط از ستون، می توان کروماتوگرام های فرم را به دست آورد الف، بیا v(شکل 1.1). این کروماتوگرام ها جداسازی های کروماتوگرافی را نشان می دهند که از نظر کارایی متفاوت هستند. (آو ب) با گزینش پذیری و گزینش پذیری برابر (بو v)با کارایی یکسان

هرچه ستون کارآمدتر باشد، اوج باریکتر با زمان ماند یکسان به دست می آید. کارایی ستون با تعداد صفحات نظری (PTT) اندازه گیری می شود. ن: هر چه ef-

برنج. 1.2. پارامترهای پیک کروماتوگرافی و محاسبه تعداد صفحات نظری:

تی آر - زمان ماندن اوج؛ ساعت - ارتفاع قله؛ Wj / j - عرض قله در نیم ارتفاع

برنج. 1.1. نوع کروماتوگرام بسته به کارایی و انتخابی ستون:

آ- گزینش پذیری معمولی، کاهش بهره وری (صفحات نظری کمتر)؛ ب - انتخاب پذیری و کارایی متعارف. v -راندمان معمولی، افزایش گزینش پذیری (نسبت بیشتر زمان نگهداری اجزا)

بازده، هرچه FTT بزرگتر باشد، انبساط قله باند باریک اولیه در هنگام عبور از ستون کمتر می شود، قله در خروجی ستون باریکتر می شود. PTT تعداد مراحل برقراری تعادل بین فازهای متحرک و ثابت را مشخص می کند.

دانستن تعداد صفحات نظری در هر ستون و طول ستون L (μm)، و همچنین میانگین قطر دانه جاذب د ج (μm)، به راحتی می توان مقادیر ارتفاع معادل صفحه نظری (VETT) و همچنین ارتفاع کاهش یافته معادل صفحه نظری (PVETT) را بدست آورد:

HETT = L/ ن

PVETT = B3TT / d c.

با داشتن مقادیر PTT، HETT و PVETT، به راحتی می توان کارایی ستون هایی با انواع مختلف، طول های مختلف، پر از جاذب هایی با ماهیت و اندازه دانه های مختلف را مقایسه کرد. با مقایسه CTT دو ستون با طول یکسان، عملکرد مقایسه می شود. هنگام مقایسه HETT، ستون هایی با جاذب هایی با اندازه دانه یکسان و طول های مختلف مقایسه می شوند. در نهایت، مقدار PVETT این امکان را برای هر دو ستون فراهم می‌کند که اولاً کیفیت جاذب و کیفیت پر کردن ستون‌ها و ثانیاً بدون توجه به طول ستون‌ها، دانه‌بندی جاذب را بر اساس ماهیت آن ارزیابی کند.

انتخاب پذیری ستون نقش مهمی در دستیابی به جداسازی کروماتوگرافی دارد.

گزینش پذیری یک ستون به عوامل زیادی بستگی دارد و مهارت آزمایشگر تا حد زیادی با توانایی تأثیرگذاری بر گزینش جداسازی تعیین می شود. برای این کار، کروماتوگراف دارای سه عامل بسیار مهم است: انتخاب ماهیت شیمیایی جاذب، انتخاب ترکیب حلال و اصلاح کننده های آن، و در نظر گرفتن ساختار شیمیایی و خواص اجزای جدا شده. گاهی اوقات تغییر در دمای ستون تأثیر محسوسی بر گزینش پذیری دارد که ضرایب توزیع مواد بین فاز متحرک و ثابت را تغییر می دهد.

هنگام در نظر گرفتن جداسازی دو جزء در کروماتوگرام و ارزیابی آن، وضوح یک پارامتر مهم است. R s, که زمان خروج و عرض پیک هر دو جزء جدا شده را به هم متصل می کند

وضوح، به عنوان پارامتری که جداسازی قله ها را مشخص می کند، با افزایش گزینش پذیری افزایش می یابد که با افزایش شمارشگر منعکس می شود، و افزایش کارایی، که در کاهش مقدار مخرج به دلیل کاهش عرض قله ها منعکس می شود. . بنابراین، پیشرفت سریع کروماتوگرافی مایع منجر به تغییر مفهوم "کروماتوگرافی مایع با فشار بالا" شد - "کروماتوگرافی مایع با وضوح بالا" جایگزین آن شد (در حالی که شکل اختصاری این اصطلاح در انگلیسی باقی ماند. HPLC به عنوان صحیح ترین مشخص کننده جهت توسعه کروماتوگرافی مایع مدرن).

بنابراین، لکه‌گیری در ستون کاهش می‌یابد و راندمان با استفاده از جاذب ریزتر، ترکیب یکنواخت‌تر (کسری باریک)، متراکم‌تر و یکنواخت‌تر در ستون، استفاده از لایه‌های نازک‌تر فاز پیوند شده، حلال‌های چسبناک کمتر و جریان بهینه افزایش می‌یابد. نرخ ها

البته همراه با محو شدن باند ناحیه کروماتوگرافی در طی فرآیند جداسازی در ستون، می توان آن را در دستگاه معرفی نمونه، در انژکتور مویرگ های اتصال - ستون و ستون - آشکارساز، در سلول آشکارساز و در برخی از دستگاه های کمکی (میکروفیلترهایی برای گرفتن ذرات مکانیکی از نمونه های نصب شده بعد از انژکتور، ستون های محافظ، راکتورهای سیم پیچ و غیره) - هر چه حجم اضافی ستون در مقایسه با حجم پیک احتباس بیشتر باشد، تاری بیشتر می شود. همچنین مهم است که حجم مرده در کجا قرار دارد: هر چه تماس کروماتوگرافی باریکتر باشد، رقت بیشتری به حجم مرده می دهد. بنابراین، باید به طراحی آن قسمت از کروماتوگرافی که ناحیه کروماتوگرافی باریک ترین است (انژکتور و دستگاه ها از انژکتور تا ستون) توجه ویژه ای داشت - در اینجا فرسایش خارج ستونی خطرناک ترین است و قوی ترین اثر را دارد. اگرچه اعتقاد بر این است که در کروماتوگراف هایی که به خوبی طراحی شده اند، منابع رقت اضافی اضافی باید به حداقل برسد، با این وجود، هر دستگاه جدید، هر تغییر کروماتوگراف لزوما باید با آزمایش بر روی ستون و مقایسه کروماتوگرام به دست آمده با گذرنامه خاتمه یابد. در صورت مشاهده اعوجاج پیک، کاهش شدید راندمان، مویرگ های تازه معرفی شده و سایر دستگاه ها باید به دقت بررسی شوند.

شستشوی خارج از ستون و محاسبه اشتباه می تواند منجر به کاهش قابل توجه (بیش از 50٪) کارایی شود، به خصوص در مواردی که کروماتوگراف های نسبتاً طولانی مدت برای HPLC پرسرعت، HPLC ریز ستونی و سایر گزینه های HPLC مدرن که نیاز به میکروانژکتور دارند استفاده می شود. مویرگ های بهم پیوسته با قطر داخلی حداقل طول 0.05-0.15 میلی متر، ستون های با ظرفیت 10-1000 میکرولیتر، آشکارسازهای دارای میکروکووت با ظرفیت 0.03-1 میکرولیتر و با سرعت بالا، ضبط کننده ها و انتگرال های پرسرعت.

1.2. حفظ و استحکام حلال

برای اینکه آنالیت ها روی ستون جدا شوند، همانطور که در بالا ذکر شد، ضریب ظرفیت ک" باید بزرگتر از 0 باشد، یعنی مواد باید توسط فاز ساکن، جاذب نگه داشته شوند. با این حال، ضریب ظرفیت نباید خیلی زیاد باشد تا زمان شستشوی قابل قبولی به دست آید. اگر یک فاز ثابت برای مخلوط معینی از مواد انتخاب شود که آنها را نگه می دارد، کار بیشتر روی توسعه یک روش تحلیلی شامل انتخاب حلالی است که در حالت ایده آل، برای همه اجزا متفاوت است، اما قابل قبول نیست. بزرگ ک". این با تغییر قدرت شستشوی حلال به دست می آید.

در مورد کروماتوگرافی جذب بر روی سیلیکاژل یا آلومینا، معمولاً قدرت حلال دو جزئی (مثلاً هگزان با افزودن ایزوپروپانول) با افزایش محتوای جزء قطبی (ایزوپروپانول) افزایش می یابد. با کاهش محتوای ایزوپروپانول کاهش یافت. اگر جزء قطبی حاوی بیش از حد کوچک شود (کمتر از 0.1٪)، باید با یک جزء ضعیف تر در قدرت شستشو جایگزین شود. همین کار انجام می شود، یا جزء قطبی یا غیر قطبی با اجزای دیگر جایگزین می شود، و در صورتی که سیستم داده شده گزینش پذیری مورد نظر را با توجه به اجزای مخلوط مورد نظر ارائه ندهد. هنگام انتخاب سیستم‌های حلال، هم حلالیت اجزای مخلوط و هم سری eluotropic حلال‌ها که توسط نویسندگان مختلف جمع‌آوری شده‌اند در نظر گرفته می‌شوند.

تقریباً به همین ترتیب، قدرت حلال در مورد استفاده از فازهای قطبی پیوندی (نیتریل، آمینو، دیول، نیترو و غیره) با در نظر گرفتن واکنش‌های شیمیایی احتمالی و حذف حلال‌های خطرناک برای فاز (به عنوان مثال) انتخاب می‌شود. ، کتونها برای فاز آمینه).

در مورد کروماتوگرافی فاز معکوس، قدرت حلال با افزایش جزء آلی (متانول، استونیتریل یا THF) در شوینده افزایش می یابد و با افزودن آب بیشتر کاهش می یابد. اگر دستیابی به گزینش پذیری مورد نظر ممکن نیست، از یک جزء آلی متفاوت استفاده کنید یا سعی کنید با استفاده از افزودنی های مختلف (اسیدها، معرف های جفت یونی و غیره) آن را تغییر دهید.

در جداسازی با کروماتوگرافی تبادل یونی، قدرت حلال با افزایش یا کاهش غلظت محلول بافر یا تغییر pH تغییر می کند؛ در برخی موارد از اصلاح با مواد آلی استفاده می شود.

با این حال، به ویژه در مورد مخلوط های پیچیده طبیعی و بیولوژیکی، اغلب نمی توان قدرت حلال را به گونه ای انتخاب کرد که تمام اجزای نمونه در یک زمان معقول شسته شوند. سپس باید به شستشوی گرادیان متوسل شد، یعنی از حلالی استفاده کرد که نیروی شستشوی آن در طول تجزیه و تحلیل تغییر می کند به طوری که طبق یک برنامه از پیش تعیین شده دائماً افزایش می یابد. این تکنیک امکان شستشوی تمام اجزای مخلوط های پیچیده را در مدت زمان نسبتاً کوتاه و جداسازی آنها به اجزاء به شکل پیک های باریک میسر می سازد.

1.3. اندازه ذرات جاذب، نفوذپذیری و کارایی

هنگام در نظر گرفتن لکه گیری ستون، ما نشان دادیم که کارایی ستون (HETP) به اندازه ذرات جاذب بستگی دارد. تا حد زیادی، توسعه سریع HPLC در 10-12 سال گذشته، اولاً، با توسعه روش‌هایی برای به دست آوردن جاذب‌هایی با اندازه ذرات 3 تا 10 میکرومتر و با ترکیب کسری باریک، ایجاد شده است که راندمان بالایی را ارائه می‌دهد. نفوذپذیری خوب و ثانیاً با توسعه روش‌های پر کردن ستون‌ها با این جاذب‌ها؛ و ثالثاً توسعه و تولید سریال کروماتوگراف‌های مایع با پمپ‌های فشار بالا، انژکتورها و آشکارسازهایی با کووت‌های با حجم کم که قادر به ثبت نام‌های کوچک هستند. حجم به اوج می رسد

برای ستون‌های دوغابی که به خوبی بسته‌بندی شده‌اند، ارتفاع معادل صفحه نظری (PVETT) می‌تواند 2 باشد، صرفنظر از اینکه از ذرات 3، 5، 10 یا 20 میکرومتر برای بسته‌بندی استفاده می‌شود. در این صورت به ترتیب ستون هایی (با طول استاندارد 250 میلی متر) با راندمان 41670، 25000، 12500 و 6250 تن به دست خواهیم آورد. انتخاب کارآمدترین ستون مملو از ذرات 3 میکرومتری طبیعی به نظر می رسد. با این حال، این راندمان به قیمت فشارهای بسیار بالا و نرخ جداسازی نسبتاً کم است، زیرا پمپ موجود احتمالاً قادر است حلال را از طریق چنین ستونی با سرعت فضایی بالا پمپاژ کند. در اینجا ما فقط با این سوال روبرو هستیم که رابطه بین اندازه ذرات جاذب، کارایی و نفوذپذیری ستون ها چیست.

اگر از این ضریب مقاومت ستون - یک کمیت بدون بعد را بیان کنیم، معادله زیر به دست می آید:

ضریب مقاومت برای ستون های پر شده با ریزذرات از همان نوع با استفاده از روش یکسان به مقدار ناچیز تغییر می کند و به مقادیر زیر می رسد:

نوع ذرات «.... کروی نامنظم

فرم فرم

بسته بندی خشک. ... ... ... ... 1000-2000 800-1200

بسته بندی تعلیق. ... ... 700-1500 500-700

فشار ورودی ستون با دبی خطی، ضریب مقاومت ستون، ویسکوزیته حلال و طول ستون متناسب است و با مجذور قطر ذرات نسبت معکوس دارد.

با اعمال این وابستگی برای ستون های فوق با ذرات با قطر 3، 5، 10 و 20 میکرومتر و با فرض ثابت بودن دبی خطی، ضریب مقاومت ستون و ویسکوزیته حلال، نسبت فشار ورودی 44:16 را برای ستون های با طول مساوی به دست می آوریم: 4: 1. بنابراین، اگر برای یک جاذب فاز معکوس با اندازه ذرات 10 میکرون هنگام استفاده از سیستم های حلال متانول -. آب (70:30)، معمولاً روی یک ستون استاندارد با سرعت جریان حلال 1 میلی لیتر در دقیقه، فشار در ورودی به ستون 5 مگاپاسکال است، سپس برای ذرات 5 میکرومتر - 20 مگاپاسکال و برای 3 میکرومتر - 55 مگاپاسکال. . هنگام استفاده از ژل سیلیکا و سیستم حلال با غلظت کمتر هگزان - ایزوپروپانول (100: 2)، مقادیر به ترتیب به طور قابل توجهی پایین تر خواهد بود: به ترتیب 1، 4 و 11 مگاپاسکال. اگر در مورد جاذب فاز معکوس، استفاده از ذرات با اندازه 3 میکرومتر بسیار مشکل ساز است و 5 میکرومتر ممکن است، اما نه در همه دستگاه ها، در این صورت برای جاذب فاز معمولی هیچ مشکلی وجود ندارد. فشار. لازم به ذکر است که HPLC مدرن با سرعت بالا با استفاده از حلال های مصرفی بالاتر نسبت به مثال بالا مشخص می شود، بنابراین فشار مورد نیاز حتی بیشتر افزایش می یابد.

با این حال، در مواردی که جداسازی نیاز به تعداد معینی از صفحات نظری دارد و مطلوب است که تجزیه و تحلیل با سرعت بالا انجام شود، تصویر تا حدودی تغییر می کند. از آنجایی که طول ستون های دارای جاذب با دانه بندی 3، 5، 10 میکرون با کارایی برابر به ترتیب 5/7 خواهد بود. 12.5 و 25 سانتی متر، سپس نسبت فشار در ورودی به ستون ها به 3: 2: 1 تغییر می کند. بر این اساس، مدت زمان تجزیه و تحلیل بر روی چنین ستون هایی با کارایی مساوی به صورت 0.3: 0.5: 1 همبستگی خواهد داشت، یعنی هنگام رفتن از 10 به 5 و 3 میکرومتر، مدت زمان تجزیه 2 و 3.3 برابر کاهش می یابد. این شتاب تجزیه و تحلیل به قیمت فشار ورودی ستون نسبتاً بالاتر است.

داده های ارائه شده برای مواردی معتبر است که جاذب های با اندازه دانه های مختلف دارای منحنی های توزیع اندازه ذرات یکسان هستند، ستون ها به همان روش بسته بندی شده اند و ضریب مقاومت ستون یکسانی دارند. باید در نظر داشت که با کاهش اندازه ذرات دشواری به دست آوردن بخش های باریک جاذب افزایش می یابد. فراکسیون های تولید کنندگان مختلف ترکیب کسری متفاوتی دارند. بنابراین، ضریب مقاومت ستون بسته به اندازه دانه، نوع جاذب، روش بسته بندی ستون و غیره متفاوت خواهد بود.

طبقه بندی روش های HPLC با مکانیزم جداسازی

اکثر جداسازی های انجام شده توسط روش HPLC بر اساس مکانیسم ترکیبی از برهمکنش مواد با یک جاذب است که باعث حفظ کم و بیش اجزا در ستون می شود. مکانیسم های جداسازی به شکل کم و بیش خالص در عمل بسیار نادر است، به عنوان مثال، مکانیسم های جذب در هنگام استفاده از سیلیکاژل کاملاً بی آب و هگزان بی آب برای جداسازی هیدروکربن های معطر.

با یک مکانیسم حفظ ترکیبی برای مواد با ساختارها و وزن‌های مولکولی مختلف، می‌توان سهم در حفظ جذب، توزیع، حذف و سایر مکانیسم‌ها را تخمین زد. با این حال، برای درک و درک بهتر مکانیسم‌های جداسازی در HPLC، توصیه می‌شود جداسازی‌هایی با غلبه یک مکانیسم یا مکان دیگر را به عنوان متعلق به نوع خاصی از کروماتوگرافی، به عنوان مثال، کروماتوگرافی تبادل یونی در نظر بگیرید.

2.1.1 کروماتوگرافی جذب

جداسازی با کروماتوگرافی جذبی در نتیجه برهمکنش یک ماده با جاذب هایی مانند سیلیکاژل یا آلومینا که مراکز فعال روی سطح دارند، انجام می شود. تفاوت در توانایی تعامل با مراکز جذب مولکول های نمونه مختلف منجر به تقسیم آنها به مناطق در طول حرکت با فاز متحرک در طول ستون می شود. جداسازی نواحی اجزای به دست آمده در این مورد به برهمکنش با حلال و جاذب بستگی دارد.

جذب روی سطح یک جاذب با گروه های هیدروکسیل بر اساس برهمکنش خاص بین سطح قطبی جاذب و گروه ها یا مناطق قطبی (یا قابل قطبش) مولکول ها است. این برهمکنش ها شامل برهمکنش دوقطبی-دوقطبی بین دوقطبی های دائمی یا القایی، تشکیل پیوند هیدروژنی تا تشکیل n-کمپلکس یا کمپلکس های انتقال بار می باشد. یکی از موارد ممکن و نسبتاً مکرر در کار عملی، تظاهرات جذب شیمیایی است که می تواند منجر به افزایش قابل توجه زمان ماند، کاهش شدید راندمان، ظهور محصولات تجزیه یا جذب غیرقابل برگشت یک ماده شود.

ایزوترم های جذب مواد دارای شکل خطی، محدب یا مقعر هستند. با ایزوترم جذب خطی، پیک ماده متقارن است و زمان ماند به اندازه نمونه بستگی ندارد. اغلب، ایزوترم های جذب مواد غیرخطی هستند و شکل محدب دارند، که منجر به عدم تقارن قله با تشکیل دم می شود.

جاذب های سیلیکاژل با حجم منافذ، سطوح و قطر منافذ متفاوت بیشترین کاربرد را در HPLC دارند. آلومینا بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و به ندرت از جاذب های دیگر که به طور گسترده در کروماتوگرافی ستونی کلاسیک و لایه نازک استفاده می شود استفاده می شود. دلیل اصلی این امر، استحکام مکانیکی ناکافی اکثر جاذب‌های دیگر است که اجازه بسته‌بندی و استفاده از آنها را در فشارهای بالا معمولی برای خشک‌کن‌های فشار قوی نمی‌دهد.

گروه های قطبی که مسئول جذب هستند و روی سطح سیلیکا ژل و اکسید آلومینیوم قرار دارند از نظر خواص مشابه هستند. بنابراین، ترتیب شستشوی مخلوط مواد و محدوده eluotropic حلال ها معمولا برای آنها یکسان است. با این حال، تفاوت در ساختار شیمیایی سیلیکاژل و آلومینا گاهی اوقات منجر به تفاوت در انتخاب می شود؛ در این مورد، اولویت به جاذب دیگری داده می شود که برای یک کار خاص مناسب تر است. به عنوان مثال، آلومینا گزینش پذیری بیشتری در جداسازی هیدروکربن های آروماتیک چند هسته ای خاص ایجاد می کند.

ترجیحی که معمولاً به سیلیکاژل نسبت به آلومینا داده می شود با انتخاب گسترده تری از ژل های سیلیکا از نظر تخلخل، سطح و قطر منافذ و همچنین فعالیت کاتالیزوری بسیار بالاتر آلومینا توضیح داده می شود که اغلب منجر به اعوجاج نتایج تجزیه و تحلیل می شود. تجزیه اجزای نمونه یا جذب شیمیایی برگشت ناپذیر آنها.

2.1.2 معایب کروماتوگرافی جذبی که استفاده از آن را محدود می کند

محبوبیت کروماتوگرافی جذبی به تدریج با توسعه روش HPLC کاهش یافت، این روش روز به روز جایگزین شد و با گزینه های دیگری مانند HPLC فاز معکوس و فاز نرمال بر روی جاذب هایی با فاز پیوندی جایگزین می شود. معایب کروماتوگرافی جذبی که منجر به این شده است چیست؟

اول از همه، این مدت طولانی فرآیندهای تعادل جاذب با حلال های حاوی آب در مقادیر کم، دشواری تهیه چنین حلال هایی با رطوبت معین و قابل تکرار است. این منجر به تکرارپذیری ضعیف پارامترهای حفظ، وضوح، گزینش پذیری می شود. به همین دلیل، استفاده از شستشوی گرادیان غیرممکن است - بازگشت به حالت اولیه آنقدر طولانی است که به دلیل استفاده از گرادیان، به طور قابل توجهی از سود در زمان بیشتر است.

معایب قابل توجه جاذب ها، به ویژه اکسید آلومینیوم، همراه با بازآرایی مکرر ترکیبات حساس به کاتالیز، تجزیه آنها، جذب غیرقابل برگشت نیز به خوبی شناخته شده است و بارها در ادبیات ذکر شده است. مواد جاذب برگشت ناپذیری که در قسمت اولیه ستون جمع می شوند، ماهیت جاذب را تغییر می دهند، می توانند منجر به افزایش مقاومت ستون یا حتی مسدود شدن کامل آن شوند. آخرین ایراد را می توان با استفاده از ستون محافظ برطرف کرد که بر-با افزایش مقاومت و ایجاد گرفتگی، با یک * جدید جایگزین می شود یا با یک جاذب جدید دوباره پر می شود. با این حال، جذب برگشت ناپذیر، که در این مورد نیز اتفاق می افتد، منجر به کروماتوگرام می شود که در آن اجزای نمونه حساس به جذب یا تجزیه کاتالیزوری به طور کامل یا جزئی وجود ندارند.

2.2. کروماتوگرافی توزیع

کروماتوگرافی پارتیشن گونه ای از HPLC است که در آن جداسازی مخلوط به اجزا به دلیل تفاوت در ضرایب توزیع آنها بین دو فاز غیرقابل اختلاط انجام می شود: یک حلال (فاز متحرک) و یک فاز روی جاذب (فاز ساکن). از نظر تاریخی، اولین جاذب هایی از این نوع بودند که با رسوب فازهای مایع (اکسی دی پروپیونیتریل، روغن پارافین و غیره) بر روی حامل های متخلخل، مشابه نحوه تهیه و تهیه جاذب برای کروماتوگرافی گازی مایع (GLC) به دست می آمدند. با این حال ، فوراً معایب چنین جاذب هایی کشف شد که اصلی ترین آنها شستشوی نسبتاً سریع فاز از حامل بود. به همین دلیل، مقدار فاز در ستون به تدریج کاهش یافت، زمان‌های ماند نیز کاهش یافت و مراکز جذبی که فاز تحت پوشش آن نبودند، در قسمت اولیه ستون ظاهر شدند و باعث تشکیل پیک‌ها شدند. این اشکال با اشباع کردن حلال با فاز رسوب شده حتی قبل از ورود به ستون برطرف شد. انتقال همچنین با استفاده از فازهای پلیمری ویسکوزتر و کمتر محلول کاهش می یابد، با این حال، در این مورد، به دلیل انتشار از لایه های پلیمری ضخیم، کارایی ستون ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

منطقی بود که فاز مایع را با پیوندهای شیمیایی به حامل پیوند بزنیم به گونه ای که حباب آن از نظر فیزیکی غیرممکن شود، یعنی تبدیل حامل و فاز به یک کل - به اصطلاح فاز پیوند. جاذب

در آینده، تلاش‌های محققان به جستجوی معرف‌هایی معطوف شد که پیوند آنها نسبتاً سریع و کامل پیش می‌رفت و پیوندهای تشکیل‌شده تا حد امکان پایدار بود. آلکیل کلروسیلان ها و مشتقات آنها به چنین معرف هایی تبدیل شدند که با استفاده از فناوری مشابه، جاذب های فاز پیوندی از انواع مختلف و با گروه های مختلف قطبی و غیر قطبی را بر روی سطح به دست آورد.

استفاده موفقیت آمیز از جاذب های نوع دوم برای HPLC باعث رشد تولید آنها توسط تولید کنندگان مختلف شد. هر شرکتی چنین جاذب هایی را معمولاً بر اساس نوع سیلیکاژل خود و بر اساس فناوری خود تولید می کند که معمولاً "دانش" تولید را تشکیل می دهد. در نتیجه، تعداد زیادی جاذب که از نظر شیمیایی دقیقاً یکسان نامیده می شوند (به عنوان مثال، سیلیکاژل با اکتادسیلسیلان پیوندی) دارای ویژگی های کروماتوگرافی بسیار متفاوت هستند. این به این دلیل است که سیلیکاژل می تواند دارای منافذ بازتر یا باریک تر باشد، سطح متفاوت، تخلخل، سطح آن قبل از پیوند می تواند هیدروکسیله شود یا نه، مونو، دی یا تری کلروسیلان ها می توانند پیوند شوند، شرایط پیوند می تواند مونومر، پلیمر یا لایه فاز مخلوط، روش‌های مختلفی برای حذف معرف‌های باقی‌مانده استفاده می‌شود، غیرفعال‌سازی اضافی سیلانول و سایر گروه‌های فعال ممکن است یا ممکن است استفاده نشود.

پیچیدگی فن آوری معرف های پیوند و تهیه مواد اولیه و مواد، ماهیت چند مرحله ای آن منجر به این واقعیت می شود که حتی دسته هایی از جاذب های به دست آمده با استفاده از فناوری مشابه از یک شرکت تولید کننده ممکن است ویژگی های کروماتوگرافی کمی متفاوت داشته باشند. این امر به ویژه زمانی صادق است که چنین جاذب هایی برای تجزیه و تحلیل مخلوط های چند جزئی حاوی موادی استفاده شود که به طور قابل توجهی در تعداد و موقعیت گروه های عاملی از نظر عملکرد متفاوت هستند.

با در نظر گرفتن موارد فوق، همیشه باید تلاش کنید * هنگام استفاده از روش تجزیه و تحلیل شرح داده شده در ادبیات، دقیقاً از همان جاذب و شرایط عملیاتی یکسان استفاده کنید. در این حالت احتمال اینکه اثر قابل تکثیر نباشد حداقل است. اگر این امکان پذیر نیست، اما یک جاذب از شرکت دیگری با فاز پیوندی مشابه گرفته شده است، باید برای این واقعیت آماده باشید که اصلاح تکنیک زمان زیادی طول می کشد. در عین حال، این احتمال وجود دارد (و باید در نظر گرفت) که جداسازی لازم روی این جاذب حتی پس از توسعه طولانی مدت حاصل نشود. وجود بسیاری از تکنیک‌های جداسازی توصیف‌شده در ادبیات روی جاذب‌های قدیمی تولید شده برای مدت طولانی، تولید و استفاده بیشتر آنها را به همین دلیل تحریک می‌کند. با این حال، در مواردی که لازم است به سمت توسعه روش های اصلی حرکت کنیم، به ویژه در رابطه با مواد مستعد تجزیه، جذب شیمیایی، بازآرایی، توصیه می شود کار بر روی جاذب هایی که اخیراً با استفاده از مواد جدید ساخته و تولید شده اند، شروع شود. گزینه های فناوری بهبود یافته جاذب های جدید دارای ترکیب کسری یکنواخت تر، پوشش یکنواخت تر و کامل تر سطح با فاز پیوندی و مراحل نهایی کامل تر پردازش جاذب هستند.

2.3. کروماتوگرافی تبادل یونی

در کروماتوگرافی تبادل یونی، جداسازی اجزای مخلوط به دلیل برهمکنش برگشت پذیر مواد قابل یونیزاسیون با گروه های یونی جاذب حاصل می شود. حفظ الکتروخنثی جاذب با حضور یون های متقابلی که قادر به تبادل یون هستند، واقع در مجاورت سطح تضمین می شود. یون نمونه معرفی شده، در تعامل با بار ثابت جاذب، با یک ضد یون مبادله می شود. مواد با میل ترکیبی متفاوت به بارهای ثابت روی آنیونیت ها یا کاتیونیت ها جدا می شوند. آنیونیت ها دارای گروه های بار مثبت در سطح و آنیون های جذب از فاز متحرک هستند. کاتیونیت ها به ترتیب حاوی گروه هایی با بار منفی هستند که با کاتیون ها برهم کنش دارند.

به عنوان فاز متحرک، از محلول های آبی نمک های اسیدها، بازها و حلال هایی مانند آمونیاک مایع استفاده می شود، یعنی سیستم های حلالی با ثابت دی الکتریک e بالا و تمایل زیادی به یونیزه کردن ترکیبات معمولاً با محلول های بافری کار می کنند. اجازه می دهد تا مقدار pH را تنظیم کنید.

در جداسازی کروماتوگرافی، یون‌های آنالیت با یون‌های موجود در شوینده رقابت می‌کنند و تلاش می‌کنند تا با گروه‌های بار مخالف جاذب برهم‌کنش داشته باشند. از این رو می توان از کروماتوگرافی تبادل یونی برای جداسازی هر ترکیبی که به هر طریقی قابل یونیزاسیون باشد استفاده کرد. حتی می توان مولکول های قند خنثی را در قالب مجتمع های آنها با یون بورات تجزیه و تحلیل کرد:

شکر + VO 3 2 - = شکر -VO 3 2 -.

کروماتوگرافی تبادل یونی برای جداسازی مواد بسیار قطبی ضروری است که بدون تبدیل به مشتقات توسط GLC قابل تجزیه و تحلیل نیستند. چنین ترکیباتی شامل اسیدهای آمینه، پپتیدها، قندها است.

کروماتوگرافی تبادل یونی به طور گسترده در پزشکی، زیست شناسی، بیوشیمی، برای کنترل محیطی، در تجزیه و تحلیل محتوای داروها و متابولیت های آنها در خون و ادرار، آفت کش ها در مواد خام غذایی، و همچنین برای جداسازی ترکیبات معدنی از جمله استفاده می شود. رادیو ایزوتوپ ها، لانتانیدها، اکتینیدها و غیره. تجزیه و تحلیل بیوپلیمرها (پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره) که معمولاً ساعت ها یا روزها طول می کشد، با استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی در 20-40 دقیقه با جداسازی بهتر انجام می شود. استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی در زیست شناسی امکان مشاهده مستقیم نمونه ها در محیط های بیولوژیکی را فراهم کرده است و احتمال بازآرایی یا ایزومریزاسیون را کاهش می دهد که می تواند منجر به تفسیر نادرست نتیجه نهایی شود. استفاده از این روش برای کنترل تغییرات در مایعات بیولوژیکی جالب است. استفاده از مبدل‌های آنیون ضعیف متخلخل بر پایه سیلیکاژل، جداسازی پپتیدها را ممکن می‌سازد. V

مکانیسم تبادل یونی را می توان به شکل معادلات زیر نشان داد:

برای تبادل آنیون

X- + R + Y- ساعت ->■ Y- + R + X-.

برای تبادل کاتیونی |

X + + R-Y + h = * Y ++ R-X +.

در حالت اول، یون X ~ نمونه با یون فاز متحرک Y ~ برای مراکز یونی R + مبدل یونی رقابت می کند و در حالت دوم، کاتیون های نمونه X + وارد رقابت با یون های فاز متحرک Y + برای مراکز یونی R~.

طبیعتاً یون‌های نمونه که برهمکنش ضعیفی با مبدل یونی دارند، با این رقابت، ضعیف روی ستون باقی می‌مانند و اولین کسانی هستند که از آن خارج می‌شوند و برعکس، یون‌هایی که با شدت بیشتری حفظ می‌شوند، آخرین آنها خواهند بود. شستشو از ستون معمولاً فعل و انفعالات BTqpH4Hbie با ماهیت غیر یونی به دلیل جذب یا پیوندهای هیدروژنی نمونه با بخش غیریونی ماتریس یا به دلیل حلالیت محدود نمونه در فاز متحرک ایجاد می شود. جداسازی کروماتوگرافی تبادل یونی "کلاسیک" به شکل "خالص" دشوار است، و بنابراین برخی از کروماتوگراف ها از اصول تجربی و نه نظری در کروماتوگرافی تبادل یونی استفاده می کنند.

جداسازی مواد خاص در درجه اول به انتخاب مناسب ترین جاذب و فاز متحرک بستگی دارد. به عنوان فازهای ثابت در کروماتوگرافی تبادل یونی، از رزین های تبادل یونی و ژل های سیلیکا با گروه های یون زایی پیوندی استفاده می شود.

2.4. کروماتوگرافی انحصاری

کروماتوگرافی حذف یک گزینه است! کروماتوگرافی مایع، که در آن جداسازی به دلیل توزیع مولکول ها بین حلال داخل منافذ جاذب و حلال در حال جریان رخ می دهد. " بین ذرات آن

بر خلاف سایر گزینه های HPLC، که در آن جداسازی می رودبا توجه به برهمکنش های متفاوت اجزا با سطح جاذب، نقش پرکننده جامد در کروماتوگرافی حذف اندازه تنها در ایجاد منافذ با اندازه معین است و فاز ساکن حلالی است که این منافذ را پر می کند. بنابراین، به کار بردن واژه جاذب برای این پرکننده ها تا حدی خودسرانه است.

یکی از ویژگی های اساسی روش، توانایی جدا کردن مولکول ها بر اساس اندازه آنها در محلول در محدوده تقریباً هر وزن مولکولی - از 10 2 تا 10 8 است که آن را برای مطالعه پلیمرهای مصنوعی و زیستی ضروری می کند.

به طور سنتی، فرآیند انجام شده در حلال های آلی هنوز اغلب کروماتوگرافی نفوذ ژل و در سیستم های آبی - کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون نامیده می شود. در این کتاب، یک اصطلاح واحد برای هر دو گزینه اتخاذ شده است که از انگلیسی "Size Exclusion" - یک استثنا بر اساس اندازه - آمده است و مکانیسم فرآیند را تا حد زیادی منعکس می کند.

تجزیه و تحلیل دقیق ایده های موجود در مورد یک نظریه بسیار پیچیده از فرآیند کروماتوگرافی حذف اندازه در تک نگاری ها انجام شده است.

حجم کل حلال در ستون Vt (این اغلب به عنوان حجم کل ستون نامیده می شود زیرا Vd در فرآیند کروماتوگرافی شرکت نمی کند) مجموع حجم فازهای متحرک و ثابت است.

حفظ مولکول ها در ستون خروج با احتمال انتشار آنها در منافذ تعیین می شود و به نسبت اندازه مولکول ها و منافذ بستگی دارد که به طور شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است. 2.15. ضریب توزیع کا،مانند سایر انواع کروماتوگرافی، نسبت غلظت یک ماده در فاز ثابت و متحرک است.

از آنجایی که فاز متحرک و ثابت ترکیب یکسانی دارند، پس Kd ماده ای که هر دو فاز به یک اندازه در دسترس هستند برابر با یک است. این وضعیت برای کوچک‌ترین مولکول‌های C (از جمله مولکول‌های حلال)، که به تمام منافذ نفوذ می‌کنند (شکل 2.15 را ببینید) تحقق می‌یابد و بنابراین در ستون با کندی حرکت می‌کنند. حجم نگهداری آنها برابر با حجم کل حلال است Vt-

برنج. 2.15. مدل برای جداسازی مولکول ها با اندازه گیری در کروماتوگرافی حذف اندازه

تمام مولکول ها که اندازه آنها بزرگتر از اندازه منافذ جاذب است، نمی توانند وارد آنها شوند (حذف کامل) و از کانال های بین ذرات عبور کنند. آنها از ستون با همان حجم نگهداری برابر با حجم فاز متحرک V 0 شسته می شوند - ضریب تقسیم برای این مولکول ها صفر است.

مولکول‌هایی با اندازه متوسط ​​که فقط می‌توانند در بخشی از منافذ نفوذ کنند، مطابق با اندازه خود در ستون نگه داشته می‌شوند. ضریب توزیع این مولکول ها از صفر تا یک متغیر است و کسری از حجم منافذ موجود برای مولکول های با اندازه معین را مشخص می کند.حجم نگهداری آنها با مجموع Y در حدود و قسمت موجود از حجم منافذ تعیین می شود.

تحلیل کیفی

کروماتوگرافیست که شروع به کار در کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا می کند باید با اصول اولیه آنالیز کیفی آشنا باشد. تجزیه و تحلیل کیفی برای شناسایی یک محصول شناخته شده به دست آمده به روش جدید یا در مخلوط با سایر محصولات استفاده می شود. برای کنترل مکان برخی فرآورده های شیمیایی دارویی و متابولیت های آنها در بیومواد .. "." آشنایی با مبانی کیفی "تجزیه و تحلیل کمک می کند تا از اشتباهات معمولی جلوگیری شود، به عنوان مثال / تشخیص ناخالصی های موجود در نمونه از ناخالصی های موجود در یک حلال یا به خلوص یک ماده را در بیش از یک طول موج اسپکتروفتومتر و در موارد مختلف و غیره بررسی کنید.

قبل از انجام آنالیز، لازم است مشخص شود که آیا کل نمونه توسط این سیستم حلال از ستون شسته می شود یا خیر. برای اطمینان از شستشوی کامل، لازم است تمام مایعی که از ستون جاری می شود جمع آوری شود، حلال تبخیر شود، باقیمانده وزن شود و درجه بازیابی نمونه مشخص شود.

شناسایی اجزاء در HPLC می تواند به سه روش انجام شود: 1) استفاده از اطلاعات نگهداری. 2) مناطق به دست آمده در طول جداسازی در یک ستون کروماتوگرافی مایع را با استفاده از روش های تجزیه و تحلیل طیفی یا شیمیایی بررسی کنید. 3) آنالایزر طیف را مستقیماً به ستون متصل کنید.

حجم احتباس برای ثبت پیک ها در کروماتوگرافی استفاده می شود. وی آر یا زمان ماندگاری تی آر. هر دو کمیت مشخصه یک ماده در یک سیستم کروماتوگرافی معین هستند. از آنجایی که زمان ماند ماده ای که باید جدا شود شامل زمان برهمکنش در ستون و زمان عبور بخش های خالی لوله است، از دستگاهی به دستگاه دیگر متفاوت است. داشتن ماده ای که توسط یک ستون معین حفظ نمی شود، راحت است و آن را به عنوان یک استاندارد در نظر می گیریم، زمان نگهداری و حجم آن تی 0 , V o. کروماتوگرافی ماده و استاندارد باید در شرایط یکسان (فشار و سرعت جریان) انجام شود. هنگامی که با داده های نگهداری شناسایی می شوند، مواد فردی شناخته شده که ممکن است در نمونه ها وجود داشته باشد در همان سیستم کروماتوگرافی جدا شده و مقادیر برای آنها به دست می آید. تی آر. مقایسه این مقادیر تی آر با زمان ماندن اوج مجهول، می توان دریافت که آنها یا منطبق هستند، و سپس این احتمال وجود دارد که پیک ها با یک ماده مطابقت داشته باشند، یا تی آر ماده شناخته شده مطابقت ندارد تی آر منطقه ناشناخته سپس تخمین تقریبی مقادیر هنوز امکان پذیر است تی آر موادی که برای اندازه گیری مستقیم میزان نگهداری آنها در دسترس نیستند. بیایید هر دو گزینه را در نظر بگیریم.

در مورد اول، مطالعه اولیه نمونه بدیهی است برای فرض وجود مواد خاص در آن ضروری است. هنگام کار با مخلوط های ساده، به راحتی می توان تعیین کرد که آیا درجه حفظ مناطق نمونه و مواد شناخته شده مطابقت دارد یا خیر، یعنی مقادیر. تی ب یکسان یا متفاوت هستند. در مورد مخلوط های پیچیده، چندین ماده در یک زمان ممکن است با مقادیر مشابه شسته شوند. تی آر, و مناطقی که در واقع با جداسازی کروماتوگرافی به دست می آیند همپوشانی دارند. در نتیجه به دست آوردن مقادیر دقیق تی آر برای مناطق مختلف غیر ممکن می شود. قابلیت اطمینان شناسایی با افزایش وضوح، کنترل دقیق‌تر شرایط جداسازی و اندازه‌گیری چندگانه مقادیر افزایش می‌یابد. تی آر و میانگین مقادیر یافت شده. در این حالت، جداسازی کروماتوگرافی مواد شناخته شده و ناشناخته باید متناوب باشد. هنگام جداسازی مخلوط های پیچیده، ارزش تی آر مواد می توانند تحت تأثیر ماتریس خود نمونه تغییر کنند. این اثر در ابتدای کروماتوگرام و با پیک های همپوشانی امکان پذیر است. همچنین می توان مناطقی را که قبلاً ذکر شد، سفت کرد.

در چنین مواردی، استاندارد را با نسبت 1: 1 به نمونه اضافه کنید. اگر مواد یکسان باشند، مقدار تی آر ماده اولیه تغییر نمی کند و تنها یک پیک در کروماتوگرام به دست می آید. اگر ابزاری با سیستم کروماتوگرافی حلقوی وجود دارد، برای اطمینان از شناسایی، بهتر است مخلوط چندین بار از ستون عبور داده شود.

اطلاعات نگهداری را می توان در ادبیات نیز یافت، اما ارزش این اطلاعات محدود است. از آنجایی که ستون های حتی یک دسته ای تکرارپذیری ضعیفی دارند، مقادیر ادبی همیشه با مقدار واقعی مطابقت ندارند. تی آر روی این ستون با این حال، برای کروماتوگرافی جذب، می توان پیش بینی کرد تی آر بر اساس داده های ادبیات یکی دیگر از مشکلات مربوط به استفاده از معانی ادبی است تی آر, - پیچیدگی جستجوی آنها در ادبیات تخصصی، اگرچه بررسی های کتابشناختی منتشر شده در مجله کروماتوگرافی دارای فهرست به روز شده ای از انواع مواد است.

در حالت دوم، زمانی که زمان‌های ماند ترکیبات شناخته شده و مناطق نمونه با هم منطبق نیستند، می‌توان زمان ماند جزء مجهول را پیش‌بینی کرد. پیش‌بینی‌های احتباس نسبی بر اساس داده‌های ساختار در کروماتوگرافی رد فضا کاملاً قابل اعتماد هستند. آنها در جذب، کروماتوگرافی توزیع، و به ویژه هنگام کار بر روی یک فاز متصل به شیمیایی دقت کمتری دارند. برای کروماتوگرافی یونی و جفت یونی مواد با p شناخته شده کافقط مقادیر تقریبی امکان پذیر است tR. پیش‌بینی حفظ نسبی یا مقدار *x همیشه آسان‌تر از مقادیر مطلق است ک". ارزش های نسبی تی آر ارزیابی ترکیبات یا مشتقات مرتبط مانند اسیدهای آلکیل کربوکسیلیک جایگزین یا مشتقات بنزن آسان تر است.

با جداسازی ایزوکراتیک همولوگ ها یا الیگومرها، گاهی اوقات الگوی زیر مشاهده می شود:

\ gk" = آ + Bn,

جایی که آو V- ثابت برای تعدادی از نمونه های انتخاب شده و برای یک سیستم کروماتوگرافی معین (روی یک ستون، با همان فازهای متحرک و ثابت). پ- تعداد واحدهای ساختاری یکسان در مولکول نمونه.

ورود گروه عاملی / به مولکول نمونه منجر به تغییر خواهد شد ک" در معادله اول با مقداری ضریب ثابت a / در یک سیستم کروماتوگرافی معین. امکان به دست آوردن ثابت های گروه a / برای گروه های جایگزین مختلف / وجود دارد که مقادیر آنها با افزایش قطبیت گروه های عاملی در همه انواع کروماتوگرافی افزایش می یابد، به استثنای کروماتوگرافی فاز معکوس که مقادیر ثابت ها در آن وجود دارد. با افزایش قطبیت کاهش می یابد.

برخی از ثابت های گروه a / برای گروه های جایگزین مختلف / در جدول آورده شده است. 9.1.

در کروماتوگرافی جذب، معادله اول همیشه قابل اجرا نیست، زیرا به شرطی معتبر است که همه ایزومرها دارای یک معنی باشند. ک", که همیشه رعایت نمی شود. با این حال، می توان وابستگی lgfe "همان ترکیبات را در یک ستون در برابر lgfe" همان ترکیبات، اما بر روی یک ستون متفاوت یا در برابر ویژگی های مربوطه در کروماتوگرافی لایه نازک ترسیم کرد، به عنوان مثال، lg [(l - RF) IRf].

هنگام مقایسه داده ها در مورد نگهداری مواد، می توان از مقادیر ضریب ظرفیت استفاده کرد ک", از آنجایی که بر خلاف او تی آر سرعت فاز متحرک و ویژگی های هندسی ستون تحت تأثیر قرار نمی گیرد.

جداسازی در فاز متصل به شیمیایی شبیه به جداسازی کروماتوگرافی پارتیشن با فازهای مشابه است و بنابراین می توان از داده های استخراج تعادلی برای پیش بینی زمان ماند استفاده کرد.

در کروماتوگرافی تبادل یونی، احتباس تحت تاثیر سه عامل است: درجه یونیزاسیون اسیدها و بازها، بار مولکول یونیزه شده، و توانایی یک ماده از فاز متحرک آبی مورد استفاده در کروماتوگرافی تبادل یونی برای مهاجرت به فاز آلی. . مورد دوم به وزن مولکولی ترکیب و آبگریزی آن بستگی دارد. بنابراین، اسیدها یا بازهای قوی تر در جداسازی تبادل آنیونی یا تبادل کاتیونی به شدت حفظ می شوند. هنگام کاهش pK aاز یک اسید منفرد موجود در نمونه، احتباس با جداسازی تعدادی از اسیدها به دلیل تبادل آنیونی افزایش می‌یابد و با افزایش p/Co، احتباس بازها در حین جداسازی آنها به دلیل تبادل کاتیونی افزایش می‌یابد.

بنابراین، همزمانی زمان نگهداری ماده شناخته شده با ماده مشاهده شده، فرض هویت آنها را ممکن می سازد. با مقایسه کروماتوگرام یک ماده شناخته شده و یک جزء ناشناخته در شرایط مختلف، قابلیت اطمینان شناسایی افزایش می یابد. اگر مواد موجود در جذب و کروماتوگرافی فاز معکوس یا تبادل یونی و حذف اندازه رفتار مشابهی داشته باشند، قابلیت اطمینان شناسایی افزایش می‌یابد. اگر قابلیت اطمینان شناسایی با حفظ نسبی برابر 90٪ باشد، پس هنگام مطالعه رفتار همان مواد در شرایطی که به طور قابل توجهی متفاوت است، قابلیت اطمینان شناسایی در حال حاضر 99٪ است.

یک ویژگی ارزشمند ماده مورد استفاده در شناسایی، نسبت سیگنال های به دست آمده برای یک ماده معین در دو آشکارساز مختلف است. آنالیت پس از خروج از ستون ابتدا از آشکارساز اول و سپس از آشکارساز دوم عبور می کند و سیگنال های دریافتی از آشکارسازها به طور همزمان با استفاده از یک ضبط کننده چند قلمی یا دو ضبط کننده ثبت می شوند. معمولاً از اتصال سریال آشکارساز فرابنفش (حساس تر، اما انتخابی) با رفرکتومتر یا آشکارساز فرابنفش با آشکارساز فلورسانس یا دو آشکارساز فرابنفش که در طول موج های مختلف کار می کنند استفاده می شود. پاسخ نسبی، یعنی نسبت سیگنال رفرکتومتر به سیگنال فتومتر، مشخصه ماده است، مشروط بر اینکه هر دو آشکارساز در محدوده خطی خود عمل کنند. این با معرفی مقادیر مختلف از یک ماده تأیید می شود. اطلاعات کیفی را می توان با کارکرد آشکارسازهای فتومتریک مجهز به دستگاه Stop flow به دست آورد که طیف پیک خارج شده از ستون را در حالی که در سلول جریان قرار دارد، ضبط می کند و آن را با طیف یک ترکیب شناخته شده مقایسه می کند.

اسپکتروفتومترهای آرایه‌ای دیودی مدرن، هنوز هم گران قیمت، از اهمیت قابل توجهی در شناسایی برخوردار هستند.

یک ماده کاملاً ناشناخته را نمی توان تنها با کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا شناسایی کرد و به روش های دیگری نیاز است.

آنالیز کمی

کروماتوگرافی مایع کمی یک روش تحلیلی توسعه یافته است که از نظر دقت کمتر از کروماتوگرافی گازی کمی نیست و به طور قابل توجهی از دقت TLC یا الکتروفورز فراتر می رود، بنابراین برای به دست آوردن نتایج کمی، ابزار باید کالیبره شود.

تجزیه و تحلیل کمی شامل مراحل زیر است: 1) جداسازی کروماتوگرافی. 2) اندازه گیری نواحی یا ارتفاعات قله. 3) محاسبه ترکیب کمی مخلوط بر اساس داده های کروماتوگرافی. 4) تفسیر نتایج به دست آمده، یعنی پردازش آماری. بیایید تمام این مراحل را در نظر بگیریم.

4.1. جداسازی CHMATOGRAPHIC

نمونه برداری می تواند مستعد خطا باشد. اجتناب از خطا و به دست آوردن نمونه معرف کافی از نمونه های جامد ناهمگن، مواد فرار یا ناپایدار، و همچنین محصولات کشاورزی و مواد زیستی بسیار مهم است. نمونه های ناهمگن، مانند محصولات غذایی، کاملاً مخلوط و ربع می شوند. با انجام چندباره این عمل، همگنی نمونه حاصل می شود.

خطاها و تلفات مواد را می توان در مرحله استخراج، جداسازی، تصفیه و غیره پذیرفت.

نمونه ها باید به طور کامل حل شده و محلول آنها با دقت 0.1 ± تهیه شود. مطلوب است که نمونه در فاز متحرک حل شود، که امکان بارش پس از ورود آن به کروماتوگراف را حذف می کند. اگر انحلال در فاز متحرک غیرممکن باشد، باید از یک حلال قابل اختلاط با آن استفاده کرد و حجم نمونه (کمتر از 25 میکرولیتر) را به کروماتوگراف وارد کرد.

نادرستی قابل توجهی می تواند در طول تزریق نمونه به دلیل تکه تکه شدن، نشت و لکه دار شدن آن رخ دهد. تاری پیک باعث تشکیل دم می شود که منجر به همپوشانی جزئی قله ها و در نتیجه خطا در تشخیص می شود. برای تزریق کمی، دستگاه های دریچه حلقه ای به دلیل دقت بالاتر و وابستگی کمتر اپراتور به سرنگ ها ترجیح داده می شوند.

در جداسازی کروماتوگرافی مواد، عوارضی نیز می تواند ایجاد شود که منجر به تحریف داده ها می شود: تجزیه و تحلیل کمی. تجزیه یا تبدیل نمونه در طی فرآیند کروماتوگرافی یا جذب غیر قابل برگشت ماده روی این ستون امکان پذیر است. مهم است که اطمینان حاصل شود که این پدیده های نامطلوب وجود ندارند و در صورت لزوم، ستون را بازسازی یا جایگزین کنید. همپوشانی پیک و باطله را می توان با تغییر شرایط کروماتوگرافی کاهش داد.

شما نمی توانید از پیک های جعلی یا فازی در تجزیه و تحلیل کمی استفاده کنید، همچنین از پیک هایی که زمان انتشار آنها نزدیک به به, زیرا ممکن است جداسازی کافی وجود نداشته باشد. به طور معمول از پیک هایی با مقدار ^ 0.5 استفاده می شود. بالاترین راندمان ستون با معرفی 10 ~ 5 - 10 ~ 6 گرم املاح در هر گرم جاذب به دست می آید. هنگام تزریق مقادیر زیادی از نمونه، وابستگی ارتفاع پیک بر روی بار ممکن است غیر خطی باشد و تعیین کمیت بر اساس نواحی اوج مورد نیاز است.

خطاهای مرتبط با تشخیص یا تقویت منجر به اعوجاج قابل توجهی در نتایج جداسازی کروماتوگرافی می شود. هر آشکارساز با ویژگی، خطی بودن و حساسیت مشخص می شود. تست انتخاب پذیری به ویژه هنگام تجزیه و تحلیل ناخالصی های ردیابی مهم است. پاسخ آشکارسازهای UV می تواند به موادی با گروه های عملکردی مشابه با ضریب 104 تغییر کند. لازم است پاسخ آشکارساز برای هر آنالیت کالیبره شود. به طور طبیعی، موادی که در ناحیه UV جذب نمی شوند، هنگام استفاده از فتومتر به عنوان آشکارساز، سیگنالی به ضبط کننده نمی دهند. هنگام استفاده از رفرکتومتر ممکن است پیک های منفی رخ دهد. علاوه بر این، این آشکارساز نیاز به ترموستات دارد که برای آشکارساز UV نیازی نیست.

خطی بودن آشکارساز اندازه نمونه تزریق شده را تعیین می کند. باید به خاطر داشت که سرعت جریان ستون، دمای ستون و آشکارساز و طراحی بر دقت کمیت تأثیر می گذارد. خطا در انتقال سیگنال الکتریکی به دستگاه خروجی (ضبط کننده)، یکپارچه ساز یا کامپیوتر می تواند به دلیل دریافت نویز، عدم اتصال به زمین، نوسانات ولتاژ در شبکه و غیره رخ دهد.

4.2. اندازه گیری منطقه یا ارتفاع قله

ارتفاع قله ساعت (شکل 10.1) فاصله از بالای قله تا خط مبنا نامیده می شود، به صورت خطی اندازه گیری می شود یا تعداد تقسیمات بر روی ضبط کننده شمارش می شود. برخی از یکپارچه‌سازهای الکترونیکی و رایانه‌ها اطلاعاتی در مورد ارتفاعات قله ارائه می‌دهند. موقعیت خط پایه قله های جابجا شده با درون یابی مقادیر ارتین مربوط به ابتدا و انتهای پیک (قله) پیدا می شود. 1 و 3شکل را ببینید 10.1). برای بهبود دقت، باید یک خط پایه ملایم و پایدار داشته باشید. در مورد قله های جدا نشده، خط مبنا بین ابتدا و انتهای قله ترسیم می شود، نه اینکه با یک خط صفر جایگزین شود. از آنجایی که ارتفاع قله کمتر به تأثیر قله های همپوشانی مجاور وابسته است، تخمین ارتفاع قله دقیق تر است و تقریباً همیشه برای تجزیه و تحلیل ردیابی استفاده می شود.

منطقه اوج را می توان به روش های مختلفی تعیین کرد. بیایید نگاهی به برخی از آنها بیندازیم.

1. روش پلان متری شامل این واقعیت است که قله توسط یک پلان متر دستی احاطه شده است که دستگاهی است که به صورت مکانیکی مساحت قله را تعیین می کند. این روش دقیق، اما پر زحمت و ضعیف است. این روش نامطلوب است.

2. روش سیلوئت های کاغذ - قله بریده شده و وزن می شود. این روش به خوبی قابل تکرار است، اما پر زحمت است و کروماتوگرام از بین می رود. کاربرد آن به یکنواختی نوار نمودار بستگی دارد. این روش همچنین نمی تواند به طور گسترده توصیه شود.

4. روش مثلث سازی شامل ساختن مثلث با کشیدن خطوط مماس به اضلاع قله است. راس مثلث بالاتر از راس قله است. افزایش سطح تشکیل شده توسط این راس توسعه یافته در سراسر کروماتوگرام ثابت خواهد بود و بر دقت تأثیر زیادی نخواهد داشت. علاوه بر این، مقداری از ناحیه از دست رفته هنگام ترسیم مماس ها جبران خواهد شد. قاعده مثلث با تقاطع مماس ها با خط مبنا تعیین می شود و مساحت با حاصل ضرب 7 گرم قاعده و ارتفاع تعیین می شود. این روش بهترین روش برای تعیین نواحی قله های نامتقارن است. با این حال، تکرارپذیری در ساخت مماس توسط عملگرهای مختلف متفاوت است و بنابراین; کم.

5. روش یکپارچه ساز دیسک بر اساس یک دستگاه الکترومکانیکی متصل به یک ضبط کننده است. قلم متصل به انتگرالگر در امتداد نوار پایین نوار با سرعتی متناسب با حرکت قلم ضبط حرکت می کند.

مانند اندازه‌گیری دستی، پیک باید در مقیاس ضبط‌کننده باقی بماند، با این حال تنظیمات برای جبران رانش خط پایه و جداسازی ناقص قله‌های مجاور، قابلیت اطمینان را کاهش می‌دهد و زمان تحلیل را افزایش می‌دهد.

این روش از روش‌های اندازه‌گیری دستی، به‌ویژه با پیک‌های نامتقارن، دقیق‌تر است و یک مزیت سرعت ارائه می‌دهد. علاوه بر این، یک رکورد کمی مداوم از تجزیه و تحلیل ارائه می دهد.

6. روش‌هایی که از یکپارچه‌کننده‌های الکترونیکی برای تعیین نواحی پیک و چاپ اطلاعات مربوط به آن ناحیه و زمان‌های نگهداری استفاده می‌کنند، ممکن است شامل تصحیح بایاس خط پایه و تعیین مساحت قله‌های جزئی جدا شده باشد. مزایای اصلی دقت، سرعت، استقلال عمل از کار ضبط است. انتگرال‌ها دارای حافظه هستند و می‌توانند با استفاده از یک برنامه از پیش برنامه‌ریزی شده برای یک تحلیل خاص برنامه‌ریزی شوند. مزایای یکپارچه ساز شامل توانایی آن در استفاده از فاکتورهای تصحیح برای پاسخ آشکارساز هنگام محاسبه مجدد داده های اولیه در مناطق پیک، جبران تفاوت حساسیت آشکارساز به مواد مختلف است. چنین سیستم هایی در زمان صرفه جویی می کنند، دقت تحلیلی را بهبود می بخشند و برای تحلیل های تحلیلی معمولی مفید هستند.

7. در کروماتوگرافی مایع، کامپیوترها به طور گسترده ای برای اندازه گیری نواحی پیک استفاده می شوند. آنها یک پیام کامل شامل نام مواد، نواحی پیک، زمان ماندگاری، فاکتورهای تصحیح پاسخ آشکارساز و محتوا (بر حسب وزنی درصد) برای اجزای مختلف نمونه چاپ می‌کنند.