의약품에서 고성능 액체 크로마토그래피 사용의 특징. 천연 및 폐수 오염 물질의 고성능 액체 크로마토그래피 방법의 액체 크로마토그래피 본질

"천연 및 폐수 오염물질의 고성능 액체 크로마토그래피"

소개

1장. 액체 크로마토그래피 방법의 기본 개념 및 분류

1.1 액체 크로마토그래피용 장치

2장. HPLC의 본질

2.1 신청

3장. 환경 물체 분석에 HPLC를 사용한 예

4장 HPLC 기기

문학

부록

소개

크로마토그래피 방법유사한 구조를 가진 유기 화합물의 식별 및 정량화에 종종 필수 불가결한 요소입니다. 환경 오염 물질의 일상적인 분석에 가장 널리 사용되는 것은 가스 및 고성능 액체 크로마토그래피입니다. 음용수 및 폐수의 유기 오염물질에 대한 가스 크로마토그래피 분석은 처음에는 충전식 컬럼의 사용을 기반으로 했으나 나중에는 석영 모세관 컬럼도 널리 보급되었습니다. 모세관 컬럼의 내부 직경은 일반적으로 0.20-0.75 mm, 길이 - 30-105 m입니다. 페닐 함량이 있는 메틸페닐 실리콘으로 만들어진 다양한 필름 두께를 가진 모세관 컬럼을 사용할 때 수중 오염 물질 분석의 최적 결과가 가장 자주 달성됩니다. 5% 및 50% 그룹 . 시료 주입 시스템은 종종 모세관 컬럼을 사용하는 크로마토그래피 기술에서 취약한 지점이 됩니다. 시료 주입 시스템은 범용 및 선택의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 보편적인 시스템에는 흐름 분할이 있거나 없는 주입 시스템, 컬럼으로의 "저온" 주입 및 온도 프로그래밍을 통한 증발이 포함됩니다. 선택적 주입은 중간 트래핑, 헤드스페이스 분석 등의 퍼지를 사용합니다. 범용 주입 시스템을 사용하는 경우 전체 샘플이 컬럼으로 들어가고 선택적 주입에서는 특정 부분만 도입됩니다. 컬럼에 유입된 분획에는 휘발성 물질만 포함되어 있고 기술을 완전히 자동화할 수 있기 때문에 선택적 주입으로 얻은 결과는 훨씬 더 정확합니다.

오염물질 모니터링에 사용되는 가스 크로마토그래피 검출기는 이동상의 각 성분에 반응하는 범용 검출기와 이동상에서 화학적 특성이 유사한 특정 물질군의 존재에 반응하는 선택적 검출기로 구분됩니다. 보편적인 것들은 화염 이온화, 원자 방출, 질량 분석 검출기 및 적외선 분석을 포함합니다. 물 분석에 사용되는 선택적 검출기는 전자 포획(할로겐 원자를 포함하는 물질에 선택), 열이온(질소 및 인 함유 화합물에 선택), 광이온화(방향족 탄화수소에 선택), 전기분해 전도도 검출기(할로겐 원자를 포함하는 화합물에 선택) , 황 및 질소 원자). 물질의 최소 감지 가능한 양은 나노그램에서 초당 피코그램까지입니다.

고성능 액체 크로마토 그래피(HPLC)는 가스 크로마토그래피를 사용하여 분석할 수 없는 많은 수의 열적으로 불안정한 화합물을 측정하는 데 이상적인 방법입니다. 현재, 메틸 카보네이트, 유기인계 살충제 및 기타 비휘발성 물질을 포함한 현대 농약은 종종 액체 크로마토그래피에 의한 분석 대상이 됩니다. 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 환경 모니터링에 사용되는 다른 방법 중에서 인기를 얻고 있습니다. 또한 샘플 준비 자동화 측면에서 밝은 전망이 있기 때문입니다.

제1장 액체크로마토그래피법의 기본 개념과 분류

액체 크로마토그래피는 고정상 지지체의 유형에 따라 여러 클래스로 나뉩니다. 종이와 박층 크로마토그래피의 간단한 계측으로 인해 분석 실습에서 이러한 방법이 널리 사용되었습니다. 그러나 컬럼 액체 크로마토그래피의 큰 가능성은 이 고전적인 방법에 대한 장비의 개선을 자극하고 HPLC의 급속한 도입으로 이어졌습니다. 용리액을 고압의 컬럼에 통과시키면서 미세하게 분산된 흡착제를 사용하여 분석 속도를 급격히 높이고 분리 효율을 크게 높일 수 있었습니다. HPLC 방법은 현재 유기 화합물의 복잡한 혼합물을 분리, 정량 및 정성적으로 분석하는 것을 가능하게 합니다.

분리된 물질(용출액)이 정지상과 상호작용하는 메커니즘에 따라 흡착, 분포, 이온 교환, 크기 배제, 이온 쌍, 리간드 교환 및 친화성 크로마토그래피가 구별됩니다.

흡착 크로마토그래피. 흡착 크로마토그래피에 의한 분리는 표면에 활성 극성 중심이 있는 산화알루미늄 또는 실리카겔과 같은 흡착제와 분리될 물질의 상호작용 결과로 수행됩니다. 용매(용리액)는 비극성 액체입니다. 수착 메커니즘은 흡착제의 극성 표면과 분석된 성분 분자의 극성(또는 극성화될 수 있는) 영역 사이의 특정 상호작용으로 구성됩니다(그림 1).

쌀. 1. 흡착 액체 크로마토그래피.

파티션 크로마토그래피. 액체 크로마토그래피의 분배 버전에서 물질 혼합물의 분리는 혼합할 수 없는 두 단계, 즉 용리제(이동상)와 흡착제(고정상)에 위치한 상 사이의 분포 계수의 차이로 인해 수행됩니다.

~에 정상 위상분할 액체 크로마토그래피는 비극성 용리제와 흡착제(대부분 실리카겔)의 표면에 그래프트된 극성기를 사용합니다. 니트릴, 아미노 등과 같은 극성기를 함유하는 치환된 알킬클로로실란은 실리카겔 표면 개질제(결합상)로 사용됩니다(그림 2). 결합상을 사용하면 고정상 표면의 흡착 특성을 미세하게 제어하고 높은 분리 효율을 달성할 수 있습니다.

쌀. 2. 결합상이 있는 분할 크로마토그래피(순상 변형).

역상액체 크로마토그래피는 극성 용리액과 흡착제 표면에 그래프트된 비극성 그룹(긴 알킬 사슬) 사이의 혼합물 성분 분포를 기반으로 합니다(그림 3).

쌀. 3. 결합상이 있는 분할 크로마토그래피(역상 버전).

덜 널리 사용되는 것은 액체 고정상이 고정 지지체에 적용되는 지지 액체 크로마토그래피의 변형입니다.

전용(겔침투)크로마토그래피는 흡착제의 기공에 위치한 용매와 입자 사이를 흐르는 용매 사이의 분자 분포로 인해 물질 분리가 발생하는 액체 크로마토그래피의 변형입니다.

아핀크로마토그래피는 분리된 단백질(항체)과 단백질과 선택적으로 복합체(접합체)를 형성하는 흡착제(합성 수지)의 표면에 이식된 물질(항원)의 특정 상호작용을 기반으로 합니다.

이온 교환, 이온 쌍, 리간드 교환 크로마토그래피는 주로 무기 분석에 사용됩니다.

크로마토그래피 분리의 기본 매개변수.

크로마토그래피 분리의 주요 매개변수는 혼합물 성분의 머무름 부피와 머무름 시간입니다(그림 4).

머무름 시간 tR은 시료가 컬럼에 주입된 순간부터 해당 피크의 최대값에 도달할 때까지 경과된 시간입니다. 머무름 시간에 용리액 부피 속도 F를 곱하면 머무름 부피 VR이 나옵니다.

보정된 머무름 시간은 비흡착성 성분의 피크가 나타나는 순간부터 해당 화합물의 피크까지 경과된 시간입니다.

tR" = tR - t0 ;

정규화 또는 수정된 머무름 부피는 컬럼 불감 부피 V0에 대해 수정된 머무름 부피, 즉 비흡착성 성분의 머무름 부피입니다.

VR" = VR - V0;

유지 특성은 또한 정전용량 계수 k"이며, 고정상의 물질 질량 대 이동상의 물질 질량의 비율로 정의됩니다. k" = mn/mp;

k"의 값은 크로마토그램에서 쉽게 확인할 수 있습니다.

크로마토그래피 분리의 가장 중요한 매개변수는 효율성과 선택성입니다.

이론단수의 높이(HETP)로 측정되고 그 수(N)에 반비례하는 컬럼의 효율은 높을수록 동일한 머무름 시간에 나타나는 물질의 피크가 좁아집니다. 효율성 값은 다음 공식을 사용하여 크로마토그램에서 계산할 수 있습니다.

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

어디 tR- 유지 시간,

승 1/2 - 절반 높이에서 피크 너비

컬럼당 이론단수, 컬럼 길이 L, 평균 흡착제 입자 직경 dc를 알면 이론단 등가 높이(HETP) 및 감소 높이(PETP) 값을 쉽게 얻을 수 있습니다.

HETP = L/N PHETP = HETP/d c

이러한 특성을 통해 다양한 유형의 컬럼 효율성을 비교하고 흡착제의 품질과 컬럼을 채우는 품질을 평가할 수 있습니다.

두 물질의 분리 선택성은 다음 방정식에 의해 결정됩니다.

두 성분 혼합물의 분리를 고려할 때 분리 정도 RS도 중요한 매개변수입니다.

;

RS 값이 1.5보다 크거나 같으면 피크가 해결된 것으로 간주됩니다.

주요 크로마토그래피 매개변수는 분해능에 대한 다음 방정식과 관련됩니다.

;

분리 선택성을 결정하는 요인은 다음과 같습니다.

1) 흡착제의 화학적 성질;

2) 용매 및 이의 개질제의 조성;

3) 분리할 혼합물 성분의 화학적 구조 및 특성;

4) 컬럼 온도

1.1 액체 크로마토그래피용 장치

현대 액체 크로마토그래피에서는 가장 단순한 시스템에서 다양한 추가 장치가 장착된 고급 크로마토그래피에 이르기까지 다양한 정도의 복잡성을 지닌 기기가 사용됩니다.

무화과에. 그림 4는 크로마토그래피 시스템에 존재하는 최소한의 구성 요소 집합을 포함하는 액체 크로마토그래피의 블록 다이어그램을 보여줍니다.

쌀. 4. 액체 크로마토그래프의 블록 다이어그램.

펌프(2)는 일정한 용매 흐름을 생성하도록 설계되었습니다. 설계는 주로 시스템의 작동 압력에 의해 결정됩니다. 10-500 MPa 범위에서 작동하려면 플런저(주사기) 또는 피스톤 유형 펌프가 사용됩니다. 첫 번째의 단점은 용리액을 채우기 위해 주기적인 중지가 필요하고 두 번째는 설계가 매우 복잡하고 결과적으로 높은 가격이라는 것입니다. 1-5 MPa의 낮은 작동 압력을 가진 간단한 시스템의 경우 저렴한 연동 펌프가 성공적으로 사용되지만 일정한 압력과 유속을 달성하기가 어렵 기 때문에 준비 작업에 사용이 제한됩니다.

주입기(3)는 분리된 성분 혼합물의 샘플이 충분히 높은 재현성으로 컬럼에 주입되도록 합니다. 간단한 "정지 흐름" 시료 주입 시스템은 펌프를 정지해야 하므로 Reodyne의 루프 피펫보다 덜 편리합니다.

HPLC 컬럼(4)은 고압을 견딜 수 있는 두꺼운 벽의 스테인리스 스틸 튜브입니다. 컬럼을 흡착제로 채우는 밀도와 균일성이 중요한 역할을 합니다. 저압 액체 크로마토그래피의 경우 벽이 두꺼운 유리 컬럼이 성공적으로 사용됩니다. 온도 불변성은 온도 조절 장치(5)에 의해 보장됩니다.

액체 크로마토그래피용 검출기(6)에는 흐르는 용리액의 일부 특성이 연속적으로 측정되는 플로우 셀이 있습니다. 가장 널리 사용되는 범용 검출기는 굴절률을 측정하는 굴절계와 고정된 파장(일반적으로 자외선 영역)에서 용매의 흡광도를 측정하는 분광광도계입니다. 굴절계의 장점(및 분광 광도계의 단점)은 발색단 그룹을 포함하지 않을 수 있는 결정되는 화합물 유형에 대한 낮은 감도를 포함합니다. 반면에 굴절계의 사용은 등용매 시스템(일정한 용리액 조성)으로 제한되므로 이 경우 용매 구배를 사용할 수 없습니다.

환경오염물질 분석에 가장 많이 사용되는 HPLC 컬럼은 길이 25cm, 내경 4.6mm로 옥타데실기가 접목된 5~10μm 구형 실리카겔 입자로 채워져 있습니다. 최근에는 더 작은 입자로 채워진 더 작은 내경의 컬럼이 등장했습니다. 이러한 컬럼을 사용하면 용매 소모량과 분석 시간이 줄어들고 감도와 분리 효율이 증가하며 컬럼을 분광 검출기에 연결하는 문제가 쉬워집니다. 내부 직경이 3.1mm인 컬럼에는 안전 카트리지(예비 컬럼)가 장착되어 있어 서비스 수명을 늘리고 분석의 재현성을 향상시킵니다.

최신 HPLC 기기의 검출기로는 다이오드 어레이의 UV 검출기, 형광 및 전기화학 검출기가 일반적으로 사용됩니다.

실제 작업에서 분리는 종종 하나가 아니라 여러 메커니즘에 의해 동시에 진행된다는 점을 명심해야합니다. 따라서 배제 분리는 흡착 효과, 흡착-분포 및 그 반대에 의해 복잡해질 수 있습니다. 동시에 이온화 정도, 염기도 또는 산성도 측면에서, 분자량, 분극성 및 기타 매개변수 측면에서 시료 내 물질의 차이가 클수록 분리 메커니즘이 다를 가능성이 커집니다. 물질.

실제로, 고정상은 극성이 아니지만 이동상은 극성인 "역상"(분할) 크로마토그래피(즉, "직상" 크로마토그래피의 역)가 가장 널리 보급되었습니다.

전 세계 대부분의 실험실에서 16개의 우선순위 PAH 그룹이 HPLC 또는 CMS로 분석됩니다.

2장. HPLC의 본질

고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에서 크로마토그래피 컬럼에서 발생하는 공정의 특성은 일반적으로 가스 크로마토그래피의 공정과 동일합니다. 차이점은 액체를 고정상으로 사용하는 것뿐입니다. 액체 이동상의 고밀도와 컬럼의 높은 저항으로 인해 기체 및 액체 크로마토그래피는 기기에서 크게 다릅니다.

HPLC에서 순수 용매 또는 이들의 혼합물은 일반적으로 이동상으로 사용됩니다.

액체 크로마토그래피에서 용리액이라고 하는 순수한 용매(또는 용매의 혼합물) 스트림을 생성하기 위해 크로마토그래프 유압 시스템의 일부인 펌프가 사용됩니다.

흡착 크로마토그래피는 표면에 활성 중심이 있는 실리카겔 또는 산화알루미늄과 같은 흡착제와 물질의 상호 작용 결과로 수행됩니다. 다른 샘플 분자의 흡착 중심과 상호 작용하는 능력의 차이는 컬럼을 통해 이동상과 함께 이동하는 과정에서 영역으로 분리됩니다. 이 경우에 달성되는 구성요소 영역의 분할은 용매 및 흡착제와의 상호작용에 따라 달라집니다.

다양한 부피, 표면 및 기공 직경을 갖는 실리카겔 흡착제는 HPLC에서 가장 큰 응용 분야를 찾습니다. 산화 알루미늄 및 기타 흡착제는 훨씬 덜 자주 사용됩니다. 이에 대한 주된 이유는 다음과 같습니다.

HPLC에 일반적으로 사용되는 고압에서 포장 및 사용을 허용하지 않는 불충분한 기계적 강도;

산화알루미늄에 비해 실리카겔은 다공성, 표면 및 기공 직경의 범위가 더 넓습니다. 산화알루미늄의 촉매 활성이 상당히 높으면 시료 성분의 분해 또는 비가역적인 화학 흡착으로 인해 분석 결과가 왜곡됩니다.

HPLC 검출기

고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 극성 비휘발성 물질을 검출하는 데 사용되며, 어떤 이유로 유도체 형태라도 기체 크로마토그래피에 편리한 형태로 변환할 수 없습니다. 특히 이러한 물질에는 설폰산, 수용성 염료 및 페닐우레아 유도체와 같은 일부 살충제가 포함됩니다.

감지기:

UV - 다이오드 어레이 검출기. 포토다이오드의 "매트릭스"(200개 이상 있음)는 스펙트럼의 UV 및 가시 영역에서 신호를 지속적으로 등록하므로 스캐닝 모드에서 UV-B 스펙트럼의 기록을 보장합니다. 이를 통해 특수 셀을 빠르게 통과하는 구성 요소의 왜곡되지 않은 스펙트럼을 고감도로 지속적으로 기록할 수 있습니다.

피크의 "순도"에 대한 정보를 제공하지 않는 단일 파장 검출과 비교하여 다이오드 어레이의 전체 스펙트럼을 비교하는 기능은 훨씬 더 확실하게 식별 결과를 제공합니다.

형광 검출기. 형광 검출기의 큰 인기는 매우 높은 선택성 및 감도와 많은 환경 오염 물질(예: 다방향족 탄화수소)이 형광을 발한다는 사실 때문입니다.

전기화학적 검출기는 페놀, 메르캅탄, 아민, 방향족 니트로 및 할로겐 유도체, 알데히드, 케톤, 벤지딘과 같이 쉽게 산화되거나 환원되는 물질을 검출하는 데 사용됩니다.

PF의 느린 진행으로 인해 컬럼에서 혼합물의 크로마토그래피 분리는 오랜 시간이 걸립니다. 공정 속도를 높이기 위해 크로마토그래피는 압력 하에서 수행됩니다. 이 방법을 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)라고 합니다.

고전적인 액체 컬럼 크로마토그래피에 사용되는 장비의 현대화로 인해 이를 유망하고 현대적인 분석 방법 중 하나로 만들었습니다. 고성능 액체 크로마토그래피는 저분자량 및 고분자량의 열에 불안정한 비휘발성 화합물을 분리, 예비 분리 및 정성 및 정량 분석을 수행하는 편리한 방법입니다.

이 방법에 사용되는 흡착제의 유형에 따라 2가지 종류의 크로마토그래피가 사용됩니다. 비극성 용리제를 사용하는 극성 흡착제(직접 상 옵션) 및 극성 용리제를 사용하는 비극성 흡착제(소위 역방향) -상 고성능 액체 크로마토그래피(RPHLC).

용리액이 용리액으로 전달되면 RPHLC 조건에서 평형이 극성 흡착제 및 비수성 PF 조건보다 몇 배 빠르게 설정됩니다. 그 결과, 물 및 물-알코올 용리액으로 작업할 수 있는 편리함과 함께 RPHLC는 이제 큰 인기를 얻었습니다. 대부분의 HPLC 분석은 이 방법을 사용하여 수행됩니다.

탐지기. 별도 구성 요소의 열에서 출력 등록은 검출기를 사용하여 수행됩니다. 등록을 위해 혼합물 성분의 특성 및 양과 관련된 이동상에서 오는 분석 신호의 변화를 사용할 수 있습니다. 액체 크로마토그래피는 기존 용액의 흡광 또는 발광(광도 및 형광 검출기), 굴절률(굴절 검출기), 전위 및 전기 전도도(전기화학적 검출기) 등과 같은 분석 신호를 사용합니다.

지속적으로 감지된 신호는 레코더에 의해 기록됩니다. 크로마토그램은 기록 테이프에 기록된 일련의 검출기 신호로, 혼합물의 개별 구성 요소가 컬럼을 나갈 때 생성됩니다. 혼합물을 분리하는 경우 외부 크로마토그램에서 개별 피크를 볼 수 있습니다. 크로마토그램의 피크 위치는 물질 식별, 피크 높이 또는 면적의 정량적 측정을 위해 사용됩니다.

2.1 신청

HPLC는 다음과 같은 화학 분석 영역에서 가장 광범위한 응용 분야를 찾습니다(분석 대상은 HPLC가 실질적으로 경쟁이 없는 곳에서 식별됨).

· 식품 품질 관리 - 강장제 및 향료 첨가제, 알데히드, 케톤, 비타민, 설탕, 염료, 방부제, 호르몬, 항생제, 트리아진, 카바메이트 및 기타 살충제, 진균독, 니트로소아민, 다환 방향족 탄화수소 등

· 환경 보호 - 페놀, 유기 니트로 화합물, 단환 및 다환 방향족 탄화수소, 다수의 살충제, 주요 음이온 및 양이온.

· 범죄학 - 마약, 유기 폭발물 및 염료, 강력한 의약품.

· 제약 산업 - 스테로이드 호르몬, 유기 합성의 거의 모든 제품, 항생제, 고분자 제제, 비타민, 단백질 제제.

의학 - 질병 진단에서 생물학적 체액(아미노산, 퓨린 및 피리미딘, 스테로이드 호르몬, 지질)의 나열된 생화학 및 의약 물질 및 대사 산물, 개별 복용량의 목적을 위해 신체에서 약물의 배설 속도 결정 .

· 농업 - 필요한 비료의 양을 결정하기 위한 토양의 질산염 및 인산염 측정, 사료(아미노산 및 비타민)의 영양가 결정, 토양, 물 및 농산물의 살충제 분석.

생화학, 생물유기화학, 유전공학, 생명공학 - 당, 지질, 스테로이드, 단백질, 아미노산, 뉴클레오시드 및 그 유도체, 비타민, 펩티드, 올리고뉴클레오티드, 포르피린 등

· 유기 화학 - 유기 합성, 염료, 열에 불안정한 화합물, 비휘발성 화합물의 모든 안정적인 제품; 무기 화학(이온 및 복합 화합물 형태의 거의 모든 가용성 화합물).

· 식품, 알코올 및 무알코올 음료, 식수, 가정용 화학 물질, 향수의 모든 생산 단계에서 품질 관리 및 안전;

인공 재해 또는 비상 사태의 현장에서 오염의 성격 결정;

마약, 유력, 유독성 및 폭발성 물질의 탐지 및 분석;

기업 및 생물체의 액체 폐수, 대기 배출 및 고체 폐기물에서 유해 물질(다환 및 기타 방향족 탄화수소, 페놀, 살충제, 유기 염료, 중금속, 알칼리 및 알칼리 토금속 이온)의 존재 여부 확인

· 유기 합성, 석유 및 석탄 가공, 생화학 및 미생물 생산 공정의 모니터링;

비료를 위한 토양 품질, 토양, 물 및 제품에 있는 살충제 및 제초제의 존재 및 사료의 영양가 분석 복잡한 연구 분석 작업; 미량의 초순수 물질을 얻습니다.

3장. 환경 개체 분석에 HPLC를 사용한 예

HPLC - 환경 물체의 PAH 모니터링 방법

다환 방향족 탄화수소(PAH), 환경 독성 1등급 위험, 자연물에서 극도로 낮은 수준의 최대 허용 농도(MAC)가 설정되었습니다. MPC 이하의 PAHs를 측정하는 것은 매우 복잡한 분석 작업 중 하나이며 이를 해결하기 위해 첨단 분석 방법(GC-MS, GC, HPLC)이 사용됩니다. 모니터링 방법을 선택할 때 고려 중인 주요 특성 외에 민감도와 선택성, 표현력 및 경제성이 추가되기 때문입니다. 모니터링에는 직렬 분석이 포함됩니다. 작은 직경의 짧은 컬럼에 대한 HPLC 변형은 대부분 이러한 요구 사항을 충족합니다. 이 방법을 사용하여 저자는 에어로졸, 적설 및 지표수라는 세 가지 자연 매체에서 벤조[a]피렌을 모니터링하는 방법을 개발하고 인증했습니다. 이 방법은 다음과 같은 특징이 있습니다: 유기 용매로 PAH 추출 및 추출물 농축, 농축 추출물을 크로마토그래피 컬럼에 직접 도입, 스펙트럼의 UV 영역에서 다중 파장 광도 측정 사용, 식별 머무름 시간과 스펙트럼 비율이라는 두 가지 매개변수를 사용한 크로마토그램의 PAH 피크 0.3~450ng/m~50μg/m2의 농도 범위에서 에어로졸의 벤즈[a]피렌을 결정할 때 총 오차는 10%를 초과하지 않습니다. 우선 PAHs(최대 12개 화합물)의 동시 측정과 분석물의 불균일한 피크 등록의 경우 이동상의 선택성, 검출 파장 및 컬럼 온도의 변화로 추출물을 재분리하는 것이 제안되었으며, 결정되는 PAH의 개별 속성을 고려합니다.

1 . 주변 공기질. 벤조[a]피렌의 질량 농도. HPLC 방법으로 측정을 수행하는 절차. 증명증명서 MVI No. 01-2000.

2 . 표면 및 처리된 폐수의 품질. 벤조[a]피렌의 질량 농도. HPLC 방법으로 측정을 수행하는 절차. 증명증명서 MVI No. 01-2001.

3 . 눈 덮인 품질. 벤조[a]피렌의 질량 농도. HPLC 방법으로 측정을 수행하는 절차. 증명증명서 MVI No. 02-2001.

압연 구리 스케일의 Aluminothermic 회수 폐기물을 사용하여 수용액에서 아닐린 제거

폐수에서 탄화수소를 제거하는 문제는 시급한 과제입니다. 많은 화학, 석유 화학 및 기타 산업에서 아닐린 및 그 유도체가 형성되며 이는 독성 물질입니다. 아닐린은 MPC - 0.1 mg / m 3의 고독성 물질입니다. 아닐린 및 그 유도체는 물에 용해되므로 중력 침강으로 제거할 수 없습니다.

유기 오염 물질로부터 폐수를 처리하는 가장 좋은 방법 중 하나는 재생이 가능하고 재생이 불가능한 무기 및 유기 흡착제(알루미노실리케이트, 변성 점토, 목재, 섬유 등)를 사용하는 것입니다(활성탄, 거대 다공성 고분자 재료 등). . ).

재생 흡착제는 물에서 극성이 다른 유기 물질을 제거할 수 있습니다. 효과적인 흡착제를 찾는 것은 시급한 과제입니다.

이 보고서는 아닐린 흡착제로 Yerevan Cable Plant(OPMOERKZ)의 밀링된 구리 스케일을 사용하는 분야의 연구 결과를 제공합니다.

크로마토그래피 연구는 HPLC 크로마토그래피/고성능 액체 크로마토그래피/시스템(Waters 486 - 검출기, Waters 600S - 컨트롤러, Waters 626 - 펌프), 연구 중인 흡착제로 채워진 250 x 4mm 컬럼, 이동상 속도 1에서 수행되었습니다. ml/m / 이동상은 우리가 연구하고 있는 용매이고/ 검출기는 UV-254입니다. UV 분광 분석은 Specord-50 분광 광도계에서 수행되었으며 스펙트럼은 ASPECT PLUS 컴퓨터 프로그램을 사용하여 얻었습니다.

정확한 무게의 흡착제를 물에 있는 일정량의 아닐린에 첨가했는데, 초기 농도는 다양했습니다. 혼합물을 6시간 동안 완전히 흔든 다음 샘플을 침전되도록 두었다. 약 48시간 만에 흡착이 완료되며, 아닐린의 석출량은 UV 분광광도계와 굴절율 분석으로 측정하였다.

처음에 OPMOEPKZ의 흡착 특성은 사염화탄소 용액에서 아닐린을 제거하는 동안 연구되었습니다. 아닐린이 흡착제 3을 가장 잘 흡수한다는 것이 밝혀졌습니다(표).

0.01-0.0001mol/l 농도의 아닐린 수용액에 대해서도 측정하였다. 표는 0.01M 솔루션에 대한 데이터를 보여줍니다.

20°C에서 0.01M 아닐린 수용액으로부터 다양한 흡착제에 의한 아닐린 흡수

이전에는 표시된 농도 범위 내에서 흡착이 증가하고 굴절률에 선형적으로 의존한다는 것이 발견되었습니다. 아닐린의 양은 굴절률 대 몰 농도 플롯에서 결정되었고 액체 크로마토그래피 및 UV 스펙트럼 분석 모두에 대해 보정되었습니다.

흡착제 3은 수용액에서 가장 활성이 높으며 흡착된 오염물질의 양은 초기 용액에 첨가된 오염물질의 총량과 최종 용액에 남아있는 잔류물의 차이로 계산하였다.

환경 물체의 PAH 측정 방법

일반적으로 가스 크로마토그래피(GC) 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 방법을 사용하여 PAH를 결정합니다. 정량 분석에 충분한 주요 16개 PAH의 분리는 가스 크로마토그래피의 모세관 컬럼 또는 HPLC에 사용되는 고성능 컬럼을 사용하여 달성됩니다. 16개 PAH의 보정 혼합물을 잘 분리하는 컬럼이 연구 중인 샘플에 수반되는 유기 화합물의 배경에 대해 잘 분리된다는 것을 보장하지 않는다는 점을 기억해야 합니다.

분석을 단순화하고 높은 품질의 결과를 얻기 위해 대부분의 분석 절차에는 샘플의 다른 관련 화합물 그룹에서 PAH를 예비 분리(분리)하는 단계가 포함됩니다. 이를 위해 사용되는 가장 일반적인 방법은 실리카겔이나 알루미나를 사용하는 것과 같은 흡착 메커니즘을 사용하는 액체-고체 또는 액체-액체 시스템의 저압 액체 크로마토그래피이며 때로는 Sephadex를 사용한 흡착 및 배제와 같은 혼합 메커니즘이 사용됩니다.

샘플의 전처리를 사용하면 다음과 같은 영향을 피할 수 있습니다.

지방족 탄화수소와 같은 완전 비극성 화합물;

중간 및 강한 극성 화합물, 예를 들어 프탈란, 페놀, 다가 알코올, 산;

예를 들어, 수지와 같은 고분자량 화합물.

두 가지 유형의 검출기가 주로 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에 사용됩니다: 형광 검출기 또는 광다이오드 막대 분광 광도 검출기. 형광 측정에서 PAH의 검출 한계는 매우 낮기 때문에 이 방법은 극미량의 다방향족 화합물을 측정하는 데 특히 적합합니다. 그러나 고전적인 형광 측정 검출기는 연구 중인 화합물의 구조에 대한 정보를 거의 제공하지 않습니다. 현대적인 디자인을 통해 개별 화합물의 특징인 형광 스펙트럼을 기록할 수 있지만 일상적인 측정에서는 아직 널리 보급되지 않았습니다. 광다이오드 라인(PDL)이 있는 분광광도계 검출기를 사용하면 UV 및 가시광선 스펙트럼 범위의 흡수 스펙트럼을 기록할 수 있으며 이러한 스펙트럼을 식별에 사용할 수 있습니다. 빠른 스캐닝 검출기를 사용하여 유사한 정보를 얻을 수 있습니다.

이러한 PAH의 분리, 식별 및 정량화를 위한 분석 기술을 선택할 때 다음 조건을 고려해야 합니다.

연구된 샘플에서 결정된 함량의 수준;

11. Gorshkov A.G., Marinaite I.I. HPLC - 환경 물체의 PAH 모니터링 방법

12. Torosyan G.O., Martirosyan V.A., Aleksanyan A.R., Zakaryan M.O. 압연 구리 스케일의 알루미늄 열 환원 폐기물을 사용하여 수용액에서 아닐린 제거

13. LA 투르키나, G.N. Koroleva 이온 고성능 액체 크로마토그래피에 의한 알칼리 토류 원소 및 마그네슘 측정 방법 개발

14. Dultseva G.G., Dubtsova Yu.Yu., Skubnevskaya G.I. 환경 내 카드뮴 복합체 분석

부록

크로마토그래피 방법에 의한 물의 클로마존 측정

방법론 지침 MUK 4.1.1415-03

1. 준비: 연방 위생 과학 센터. F.F.

에리스만; 모스크바 농업 아카데미. 카.에이.

티미리야제프; 러시아 보건부의 국가 위생 및 역학 감시부의 참여로. 방법론의 개발자는 끝에 나열됩니다.

3. 국가위생과장 승인

러시아 연방, 러시아 연방 보건부 차관보, acad. 램스 G.G. Onishchenko 2003년 6월 24일

5. 처음으로 도입되었습니다.

1. 소개

제조사: FMS(미국).

상품명: COMMAND.

유효 성분: 클로마존.

2-(2-클로로벤질)-4,4-디메틸-3-이속살리딘-3-온(IUPAC)

밝은 갈색의 점성 액체.

녹는점: 25 -C.

끓는점: 275 -C.

25 -C에서 증기압: 19.2 MPa.

n-옥탄올/물 분배 계수: K logP = 2.5.

아세톤, 헥산, 에탄올, 메탄올,

클로로포름, 디클로로메탄 및 아세토니트릴; 물에 대한 용해도 -

1.10g/cu. 디엠 실온에서 최소 2년, 50 -C에서 최소 3개월 동안 안정합니다.

간략한 독성 프로필: 급성 경구

쥐에 대한 독성(LD) - 1369 - 2077 mg/kg; 급성 피부

쥐에 대한 독성(LD) - 2000 mg/kg 이상; 심각한

쥐에 대한 흡입 독성(LC) - 4.8 mg/cu. 디엠(4시간).

위생 기준. 물 중 MPC - 0.02 mg / cu. 디엠

약물의 범위. Clomazone은 발아 전 또는 파종 전 적용 동안 대두 및 벼 작물의 곡물 및 쌍자엽 잡초를 방제하는 데 사용되는 선택적 제초제입니다.

2. 물에서 클로마존을 측정하는 방법

크로마토그래피 방법

2.1. 키 포인트

2.1.1. 기술의 원리

이 기술은 헥산으로 분석된 샘플에서 클로마존 추출, 추출물 농도 및 대체 방법에 의한 후속 정량적 측정을 기반으로 합니다.

고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)

자외선 검출기, 일정한 재조합 속도 검출기가 있는 기체 액체 크로마토그래피(GLC) 또는 박층 크로마토그래피(TLC). 정량적 측정은 절대 교정 방법으로 수행됩니다.

2.1.2. 방법 선택성

제안된 조건에서 이 방법은 시클로파라핀의 염소 유도체(HCH 이성질체), 디페닐 화합물(DDT 및 그 유도체), 대사산물 - 폴리염화 벤젠 및 페놀, 농작물에 제초제로 사용할 수 있는 나트륨 트리클로로아세테이트.

2.1.3. 방법의 도량형 특성(P = 0.95)

시약, 용액 및 재료

d. 함량이 있는 클로마존. 99.8%

(FMS, 미국)

질소, och GOST 9293-79

물 암모니아, 25%, h GOST 1277-81

아세톤, h GOST 2603-79

n-헥산, h GOST 2603-79

과산화수소, 30% 수용액 GOST 10929-77

이소프로필 알코올, 화학적으로 순수한 TU 6-09-402-75

황산, 화학적으로 순수한 GOST 4203-77

염산(염산), 화학적으로 순수한 GOST 3118-77

메틸 알코올, 화학적으로 순수한 GOST

화학적으로 순수한 수산화나트륨, 25% 수용액 GOST 4323-77

황산나트륨 무수, 화학적으로 순수한 GOST 1277-81

질산은, 화학적으로 순수한 GOST 1277-81

2-페녹시메탄올, h TU 6-09-3688-76

크로마톤 N-AW-DMCS(0.16 - 0.20mm)

5% SE-30, 헤마폴, 체코

Chromaton N-AW-DMCS(0.16 - 0.20mm) 1.5

OV-17 + 1.95% QF-1, 헤마폴, 체코

HPTLC(소련)용 플레이트

기록 "Kieselgel 60 F-254"(독일)

"실루폴" 체코 공화국 기록

종이 필터 "백색 테이프", 무회 및 헥산 TU 6-09-2678-77로 사전 세척

2.3. 칼붙이, 장비, 기구

액체 크로마토그래프 밀리크롬

UV 검출기로

크로마토그래피 강철 기둥,

길이 64mm, 내경 2mm,

Silasorb 600 충전, 입자 크기 5 µm

가스 크로마토그래프 시리즈 "색상" 또는

유사, 일정한 감지기 장착

한계가 있는 재조합율(RPR)

lindane 4 x 10g/cu에 의한 검출. 센티미터

크로마토그래피 유리 컬럼, 길이

1 또는 2 m, 내경 2 - 3 mm

마이크로 주사기 유형 MSH-10, 용량 10µl TU 5E2-833-024

셰이킹 타입 AVU-6s TU 64-1-2851-78용 장치

수욕 TU 64-1-2850-76

분석 저울 유형 VLA-200 GOST 34104-80E

크로마토그래피 챔버 GOST 10565-74

워터 제트 펌프 GOST 10696-75

수은 석영 조사기 유형 OKN-11 TU 64-1-1618-77

스프레이 건 유리 GOST 10391-74

회전식 진공 증발기 IR-1M

또는 유사 TU 25-11-917-76

압축기 장치 TU 64-1-2985-78

건조 캐비닛 TU 64-1-1411-76E

분할 깔때기 GOST 3613-75

100ml 용량의 부피 플라스크 GOST 1770-74

측정 실린더, 용량 10, 50ml GOST 1770-74E

단면이 얇은 배 모양의 플라스크,

100ml 용량의 GOST 10394-72

100ml 용량의 플라스크 원추형 GOST 22524-77

GOST 25336-82E로 측정된 원심분리기 시험관

0.1, 1, 2, 5 및 10ml 용량의 피펫 GOST 20292-74

화학 깔때기, 원추형, 직경

34 - 40mm GOST 25336-82E

2.4. 샘플 선택

샘플 채취, 보관 및 준비는 다음 규정에 따라 수행됩니다.

21.08.79의 N 2051-79에 대해 승인된 "미량의 살충제 측정을 위한 농산물, 식품 및 환경 물체 샘플링에 대한 통합 규칙"

채취한 샘플은 최대 5일 동안 냉장고에 보관할 수 있습니다. 분석 전에 물(현탁액이 있는 경우)을 느슨한 종이 필터를 통해 여과합니다.

2.5. 정의를 위한 준비

2.5.1. HPLC 방법

2.5.1.1. HPLC를 위한 이동상 준비

용량 100ml의 메스플라스크에 이소포파놀 5ml와 메탄올 5ml를 피펫으로 넣고 헥산을 표시선까지 채우고 혼합하고 여과한다.

2.5.1.2. 컬럼 컨디셔닝

헥산-메탄올-이소프로판올(90:5:5, v/v)로 HPLC 컬럼을 30분 동안 헹굽니다. 100 µl/min의 용매 공급 속도로.

2.5.2. GLC 방식. 컬럼 준비 및 컨디셔닝

완성된 패킹(Chromaton N-AW-DMCS의 5% SE-30)을 유리 컬럼에 붓고 진공 하에 압축하고 컬럼을 검출기에 연결하지 않고 크로마토그래프 온도 조절 장치에 설치하고 10 - 12 정오 동안 250 -C의 온도

2.5.3. TLC 방식

2.5.3.1. 현상 시약의 준비

2.5.3.1.1. 현상제 1호

질산은 1g을 증류수 1ml에 녹이고 2-페녹시메탄올 10ml, 아세톤 190ml, 과산화수소 1-2방울을 가하고 교반하여 어두운 유리병에 옮긴다.

2.5.3.2.2. 현상제 N 2

100ml 메스플라스크에 질산은 0.5g을 가하여 증류수 5ml에 녹이고 25% 암모니아수 10ml를 가하고 아세톤을 가하여 100ml로 하고 혼합하여 어두운 유리병에 옮긴다.

2.5.3.2. TLC를 위한 이동상 준비

용량 100ml의 메스플라스크에 아세톤 20ml를 넣고 헥산을 표시선까지 넣고 섞는다. 혼합물을 30분 안에 6-8mm 이하의 층으로 크로마토그래피 챔버에 붓습니다. 크로마토그래피를 시작하기 전에.

2.5.4. 표준 용액의 준비

100 μg/mL 클로마존 원액 표준액은 100 mL 부피 플라스크에 헥산에 99.8% AI를 포함하는 제제 0.010 g을 용해하여 준비합니다. 용액은 한 달 동안 냉장고에 보관됩니다.

0.4 농도의 작업 표준 용액; 1.0; 2.0; 4.0; 10.0; 20 및 40.0 µg/ml는 헥산으로 적절하게 연속 희석하여 클로마존 스톡 표준 용액에서 준비합니다.

작업 솔루션은 한 달 이상 냉장고에 보관되지 않습니다.

2.5.5. 교정 그래프의 구성

2.5.5.1. 보정 곡선 A(단락 2.7.1, HPLC에 따른 측정)

보정 그래프를 작성하기 위해 4.0 농도의 클로마존 작업 표준 용액 5μl를 크로마토그래프 주입기에 주입합니다. 10.0; 20.0 및 40μg/ml.

2.5.5.2. 보정 곡선 B(단락 2.7.2, GLC에 따른 측정)

보정 그래프를 작성하기 위해 0.4 농도의 클로마존 작업 표준 용액 5μl를 크로마토그래프 증발기에 주입합니다. 1.0; 2.0; 4.0 및 10.0.

최소 5번의 병렬 측정을 수행하십시오. 각 농도에 대한 크로마토그래피 피크의 평균 높이를 찾으십시오. μg/ml의 용액 내 클로마존 농도에 대한 크로마토그래피 피크의 높이(mm) 의존도에 대한 보정 그래프(A 또는 B)를 작성합니다.

2.6. 정의 설명

분석한 물시료 100ml를 250ml 용량의 분액깔대기에 넣고 25% 수산화나트륨 수용액 10ml를 가하여 혼합하고 n-헥산 20ml를 가한다. 깔때기를 3분간 흔든 후 상분리 후 헥산층을 100ml 용량의 배모양플라스크에 붓고 주름진 여과지의 원추깔대기에 넣은 무수황산나트륨층에 통과시킨다. n-헥산 20ml를 사용하여 수용액 시료로부터 약물의 추출을 2회 더 반복한다. 결합된 헥산 추출물은 거의 건조될 때까지 40 -C의 온도에서 회전식 진공 증발기에서 증발되고, 잔류물은 특별한 순도의 공기 또는 질소 기류로 날려 버립니다. 건조 잔류물을 0.1(HPLC, TLC) 또는 0.25ml(GLC) n-헥산에 용해하고 크로마토그래피 방법 중 하나로 분석합니다.

2.7. 크로마토그래피 조건

자외선 검출기가 있는 액체 크로마토그래프 Milichrom(러시아).

강철 기둥 길이 64mm, 내경 2mm,

Silasorb 600, 입자 크기 5 미크론으로 채워짐.

컬럼 온도: 실온.

이동상: 헥산-이소프로판올-메탄올(90:5:5, v/v).

용리액 유속: 100µl/min.

작동 파장: 240nm.

감도: 0.4 단위 규모에 대한 흡수.

주입량: 5μl.

Clomazone 출구 시간: 약 6분

선형 감지 범위: 20 - 200ng.

40 µg/mL 표준 용액보다 더 큰 피크를 생성하는 샘플은 HPLC 이동상으로 희석됩니다.

일정한 이온 재결합 속도의 검출기가 있는 가스 크로마토그래프 "Tsvet-570".

5% SE-30(0.16 - 0.20mm)이 포함된 Chromaton N-AW-DMCS로 채워진 유리 기둥 길이 1m, 내경 3mm.

전위계의 작동 규모는 64 x 10 10 Ohm입니다.

레코더 테이프 속도 200mm/h.

컬럼 온도 조절기 온도 - 190 -C

검출기 - 300 -C

증발기 - 220 -C

운반 가스(질소)의 속도 - 60ml/min.

주입된 샘플의 부피는 5 μl입니다.

clomazone의 종료 시간은 2.5분입니다.

선형 감지 범위: 2 - 50ng.

10 µg/mL 표준 용액보다 큰 피크를 생성하는 샘플은 헥산으로 희석합니다.

시료에 머무름 시간이 가까운 감마-HCCH가 존재할 때 클로마존 식별 정확도를 높이기 위해 농축 황산 처리를 통해 시료에서 클로마존을 제거합니다. 샘플을 재분석하면 1차 크로마토그래피 신호에 대한 클로마존의 기여도를 설정할 수 있습니다.

2.6항에 따라 정량적으로 얻은 플라스크의 헥산 용액

(또는 이의 분취량)은 크로마토그래피 플레이트 "Silufol", "Kieselgel 60F-254" 또는 "HPTLC용 플레이트"에 적용됩니다. 근처에서 표준 용액은 clomazone 1, 2, 5 및 10 μg의 함량에 해당하는 부피로 적용됩니다. 플레이트를 n-헥산-아세톤(4:1, v/v)의 혼합물이 들어 있는 크로마토그래피 챔버에 놓습니다. 크로마토그램 현상 후, 플레이트를 챔버에서 제거하고 용매가 증발할 때까지 통풍 상태에 둔 다음 현상 시약 중 하나로 처리하고 자외선 램프 아래에 5분 동안 둡니다. "Silufol", "HPTLC용 플레이트" 및 "Kieselgel 60F-254" 플레이트에서 약물의 국소화 영역은 각각 Rf 값이 0.35, 0.85 및 0.43인 회색 갈색 반점으로 나타납니다. TLC로 clomazone을 결정하려면 "Alugram" 및 "Polygram"(독일 제조) 플레이트를 사용할 수 있습니다. 이 플레이트에서 clomazone의 Rf 값은 각각 0.37 및 0.38입니다.

3. 안전 요구 사항

유기 용제, 독성 물질, 전기 히터로 작업할 때는 일반적으로 인정되는 안전 규칙을 따라야 합니다.

4. 측정 오차 제어

측정의 오류 및 재현성에 대한 작동 제어는 MI 2335-95의 권장 사항에 따라 수행됩니다. GSI "정량 화학 분석 결과의 내부 품질 관리".

5. 개발자

Yudina T.V., Fedorova N.E. (F.F. Erisman의 이름을 따서 명명된 FNTSG).

다비육 E.I. (UkrNIIGINTOX, 키예프); Kisenko M.A., Demchenko V.F. (키예프, 우크라이나 과학 아카데미 및 의과 아카데미 직업 의학 연구소).

컬럼의 액체 흡착 크로마토그래피

흡착 컬럼에서 물질 혼합물의 분리는 주어진 흡착제의 흡착성 차이로 인해 발생합니다(M. S. Tsvet에 의해 설정된 흡착 치환 법칙에 따름).

흡착제는 분자간 및 표면 현상의 도움으로 액체를 보유하는 고도로 발달된 내부 표면을 가진 다공성 본체입니다. 이들은 극성 및 비극성 무기 및 유기 화합물일 수 있습니다. 극성 흡착제에는 실리카겔(건조된 젤라틴 이산화규소), 산화알루미늄, 탄산칼슘, 셀룰로오스, 전분 등이 포함됩니다. 비극성 흡착제 - 활성탄, 고무 분말 및 기타 여러 합성으로 얻습니다.

흡착제는 다음 요건을 충족해야 합니다. S 이동상 및 분리할 물질과 화학 반응을 일으키지 않아야 합니다. S는 기계적 강도가 있어야 합니다. 흡착제의 S 입자는 분산도가 같아야 합니다.

크로마토그래피 공정의 조건을 선택할 때 흡착제 및 흡착된 물질의 특성이 고려됩니다.

액체 컬럼 크로마토그래피(LCC)의 고전적인 버전에서 용리액(PF)은 흡착제(NP)로 채워진 지름 0.5~5cm, 길이 20~100cm의 유리관인 크로마토그래피 컬럼을 통과합니다. 용리액은 중력의 영향으로 움직입니다. 이동 속도는 기둥 바닥에 있는 크레인으로 조정할 수 있습니다. 분석할 혼합물을 컬럼 상단에 놓습니다. 샘플이 컬럼을 통해 이동함에 따라 구성 요소가 분리됩니다. 특정 간격으로 컬럼에서 방출된 용리액의 일부를 취하여 분석물의 농도를 측정할 수 있는 모든 방법으로 분석합니다.

컬럼 흡착 크로마토그래피는 현재 주로 독립적인 분석 방법이 아니라 복잡한 혼합물을 더 간단한 것으로 예비(때로는 최종) 분리하는 방법으로 사용됩니다. 다른 방법(크로마토그래피 포함)으로 분석을 준비합니다. 예를 들어, 토코페롤 혼합물을 알루미나 컬럼에서 분리하고 용리액을 통과시킨 다음 후속 광도 측정을 위해 α-토코페롤 분획을 수집합니다.

고전적인 액체 컬럼 크로마토그래피에 사용되는 장비의 현대화로 인해 이를 유망하고 현대적인 분석 방법 중 하나로 만들었습니다. 고성능 액체 크로마토그래피는 저분자량 및 고분자량의 비휘발성 열 불안정성 화합물의 분리, 분취 분리, 정성 및 정량 분석에 편리한 방법입니다.

사용된 흡착제의 유형에 따라 이 방법은 2가지 크로마토그래피 옵션을 사용합니다. 비극성 용리액을 사용하는 극성 흡착제(직접상 옵션) 및 극성 용리제를 사용하는 비극성 흡착제 - 소위 역상 높음 -성능 액체 크로마토그래피(RP HPLC).

HPLC용 기기

일반적으로 HPLC 용 최신 장비 세트는 마이크로 프로세서 5로 제어되는 두 개의 펌프 3,4 (그림 7.1.1.1)로 구성되며 특정 프로그램에 따라 용리액을 공급합니다. 펌프는 최대 40MPa의 압력을 생성합니다. 샘플은 특수 장치(인젝터) 7를 통해 용리액 흐름에 직접 주입됩니다. 크로마토그래피 컬럼(8)을 통과한 후 고감도 흐름 검출기(9)에 의해 물질이 검출되고, 그 신호는 마이크로컴퓨터(11)에 의해 기록 및 처리된다. 필요한 경우 피크 출력 시 분획이 자동으로 선택된다.

HPLC용 컬럼은 내경 2~6mm, 길이 10~25cm의 스테인리스 스틸로 제작되었으며 컬럼은 흡착제(NF)로 채워져 있습니다. 실리카겔, 알루미나 또는 변형된 흡착제가 NF로 사용됩니다. 실리카겔은 일반적으로 표면에 다양한 작용기를 화학적으로 도입하여 변형됩니다.

지속적으로 감지된 신호는 레코더에 의해 기록됩니다. 크로마토그램은 테이프 레코더에 기록된 일련의 검출기 신호로, 혼합물의 개별 성분이 컬럼을 떠날 때 생성됩니다. 혼합물을 분리하는 경우 외부 크로마토그램에서 별도의 피크를 볼 수 있습니다. 크로마토그램에서 피크의 위치는 물질을 식별할 목적으로 사용되며, 피크의 높이 또는 면적은 정량적 결정을 위해 사용됩니다.

정성적 분석

크로마토그램의 가장 중요한 특성인 머무름 시간 tR 및 이와 관련된 머무름 부피는 물질의 특성, 고정상의 물질에 대한 흡착 능력을 반영하므로 일정한 크로마토그래피 조건에서 물질을 식별하는 수단. 특정 유속과 온도의 컬럼에 대해 각 화합물의 머무름 시간은 일정합니다(그림 7.1.1.2). 여기서 tR(A)는 주입된 순간부터 분석된 혼합물의 성분 A의 머무름 시간입니다. 최대 피크가 컬럼 출구에 나타날 때까지 컬럼에, 1K(ss) - 내부 표준의 머무름 시간(처음에는 분석된 혼합물에 없는 물질), h - 피크 높이(mm), ab - 높이의 절반에서 피크 너비 , mm.

크로마토그램으로 물질을 식별하기 위해 일반적으로 표준 시료 또는 순수 물질을 사용합니다. 알려지지 않은 IR* 성분의 머무름 시간을 알려진 물질의 IRCT 머무름 시간과 비교하십시오. 그러나 상대적인 머무름 시간을 측정하여 보다 안정적인 식별

이 경우 컬럼에 알려진 물질(내부표준물질)을 먼저 투입하고 머무름 시간 tR(Bc)를 측정한 후 시험 혼합물을 크로마토그래피로 분리(크로마토그래프)하여 내부표준물질을 미리 첨가한다. 상대 체류 시간은 공식 (7.1.1.1)에 의해 결정됩니다.

정량 분석

이 분석은 물질의 양에 대한 피크 높이 h 또는 면적 S의 의존성을 기반으로 합니다. 좁은 봉우리의 경우 측정 h가, 넓고 흐릿한 봉우리의 경우 - S가 바람직합니다. 피크 면적은 높이의 절반에서 측정한 피크 높이(h)에 너비(ai / 2)를 곱하여 다양한 방식으로 측정됩니다(그림 1). 7.2.3); 계획; 통합자를 사용합니다. 최신 크로마토그래프에는 전기 또는 전자 적분기가 장착되어 있습니다.

시료의 물질 함량을 결정하는 데는 주로 절대 교정법, 내부 정규화법, 내부 표준법의 세 가지 방법이 사용됩니다.

절대 보정 방법은 도입된 물질의 양과 크로마토그램의 피크 면적 또는 높이 사이의 관계에 대한 예비 결정을 기반으로 합니다. 알려진 양의 보정 혼합물을 크로마토그램에 넣고 얻은 피크의 면적 또는 높이를 결정합니다. 주입된 물질의 양으로부터 피크의 면적 또는 높이의 그래프를 작성하십시오. 검체를 분석하여 측정하고자 하는 성분의 피크의 면적 또는 높이를 측정하여 검량선에 따라 그 양을 계산한다.

이 방법은 혼합물에서 성분의 상대적 함량에 대한 정보만 제공하지만 절대값을 결정할 수는 없습니다.

내부 표준 방법은 분석물의 선택된 피크 매개변수와 알려진 양으로 시료에 도입된 표준 물질의 동일한 매개변수의 비교를 기반으로 합니다. 그러한 표준 물질의 알려진 양을 시험 샘플에 도입하고, 그 피크는 시험 혼합물의 성분 피크와 충분히 분리되어 있습니다.

마지막 두 가지 방법은 분석된 물질에 사용되는 검출기의 감도를 특성화하는 보정 계수를 도입해야 합니다. 다양한 유형의 검출기 및 다양한 물질에 대해 감도 계수는 실험적으로 결정됩니다.

액체 흡착 크로마토그래피는 또한 물질이 컬럼을 빠져나가는 순간에 수집된 용액의 분획 분석을 사용합니다. 분석은 다양한 물리화학적 방법으로 수행할 수 있습니다.

액체 흡착 크로마토그래피는 주로 유기 물질의 분리에 사용됩니다. 이 방법은 오일, 탄화수소, 트랜스 및 시스 이성질체, 알칼로이드 등을 효과적으로 분리하는 구성을 연구하는 데 매우 성공적입니다. HPLC는 염료, 유기산, 아미노산, 당, 살충제 및 제초제 불순물, 의약 물질을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 및 식품의 기타 오염 물질.

(주로 분자간) 계면에서. 분석 방법으로서 HPLC는 연구 대상의 복잡성으로 인해 초기 복합 혼합물을 비교적 단순한 것으로 예비 분리하는 것을 포함하는 방법 그룹의 일부입니다. 그런 다음 얻은 간단한 혼합물을 기존의 물리화학적 방법이나 크로마토그래피용으로 개발된 특수 방법으로 분석합니다.

HPLC 방법은 화학, 석유 화학, 생물학, 생명 공학, 의약, 식품 가공, 환경 보호, 의약품 생산 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다.

HPLC는 분석 또는 분리된 물질의 분리 메커니즘에 따라 흡착, 분포, 이온 교환, 배제, 리간드 교환 등으로 구분됩니다.

실제 작업에서 분리는 종종 하나가 아니라 여러 메커니즘에 의해 동시에 진행된다는 점을 명심해야합니다. 따라서 배제 분리는 흡착 효과, 흡착-분포 및 그 반대에 의해 복잡해질 수 있습니다. 동시에 이온화 정도, 염기도 또는 산성도 측면에서, 분자량, 분극성 및 기타 매개변수 측면에서 시료 내 물질의 차이가 클수록 다른 분리 메커니즘이 나타날 가능성이 높습니다. 그러한 물질에 대한.

순상 HPLC

고정상은 이동상보다 극성이 높으므로 비극성 용매가 용리액 조성에서 우세합니다.

헥산:이소프로판올 = 95:5(저극성 물질의 경우)
클로로포름:메탄올 = 95:5(중간 극성 물질의 경우)
클로로포름:메탄올 = 80:20(극성 물질의 경우)

역상 HPLC

고정상은 이동상보다 극성이 낮으므로 용리액에는 거의 항상 물이 존재합니다. 이 경우 이동상에서 BAS의 완전한 용해를 보장하는 것이 항상 가능하고 UV 검출을 사용하는 것이 거의 항상 가능하며 거의 모든 이동상이 상호 혼화성이고 기울기 용출을 사용할 수 있으며 컬럼을 신속하게 재처리할 수 있습니다. -평형화되면 컬럼을 재생성할 수 있습니다.

역상 HPLC의 일반적인 용리액은 다음과 같습니다.

아세토니트릴: 물
메탄올: 물
이소프로판올: 물

HPLC용 매트릭스

HPLC에 사용되는 매트릭스는 실리카(실리카겔) 또는 알루미나와 같은 무기 화합물 또는 폴리스티렌(디비닐벤젠으로 가교) 또는 폴리메타크릴레이트와 같은 유기 중합체입니다. 물론 실리카겔은 이제 일반적으로 받아들여지고 있습니다.

매트릭스의 주요 특성:

입자 크기(μm)
내부 기공 크기(Å, nm).

HPLC용 실리카겔 얻기:

폴리규산의 미소구체 형성;
실리카겔 입자 건조;
공기 분리.

흡착제 입자:

일반(구형): 더 높은 압력 저항, 더 높은 비용;
비구형: 낮은 압력 저항.

HPLC에서 기공 크기는 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다. 기공 크기가 작을수록 용출된 물질 분자에 대한 투과성이 나빠집니다. 결과적으로 흡착제의 흡착 능력이 나빠집니다. 기공이 클수록 첫째로 흡착제 입자의 기계적 안정성이 낮아지고 둘째로 흡착 표면이 작을수록 효율이 나빠집니다.

고정상 이식편

순상 HPLC:

프로필니트릴(니트릴)로 그래프트된 고정상;
프로필아민 그래프팅(아민)이 있는 고정상.

역상 HPLC:

알킬 그래프트가 있는 고정상;
알킬실릴 그래프트가 있는 고정상.

엔드 캡핑 - "작은" 분자를 추가로 접목하여 흡착제의 접목되지 않은 영역을 보호합니다. 소수성 말단 캡핑(C1, C2): 더 높은 선택성, 더 나쁜 습윤성; 친수성 말단 캡핑(디올): 낮은 선택성, 높은 습윤성.

HPLC 검출기

자외선
다이오드 어레이
형광등
전기화학
굴절계
대량 선택

연결

위키미디어 재단. 2010년 .

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고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 복잡한 물질 혼합물을 분리하는 효과적인 방법 중 하나로 분석 화학과 화학 기술 모두에서 널리 사용됩니다. 크로마토 그래피 분리의 기본은 참여입니다 ... Wikipedia

서적

실용적인 고성능 액체 크로마토그래피, Veronica R. Mayer. 현대적인 방법과 장비로 확장된 제5판을 독자 여러분께 선보입니다. 이 책에서 많은 부분이 개선되었고 많은 참고 문헌이 추가되었습니다. 본문의 장소는...

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HPLC는 다양한 흡착 메커니즘을 사용할 수 있는 액체 컬럼 크로마토그래피입니다. 기본적으로 HPLC는 고전적인 액체 컬럼 크로마토그래피의 현대적인 형태입니다. 다음은 HPFA의 가장 중요한 질적 특성 중 일부입니다.
- 분리 시간을 몇 시간과 며칠에서 몇 분으로 단축할 수 있는 고속 공정;
- 수착 상수가 약간만 다른 화합물을 분리할 수 있게 하는 크로마토그래피 영역의 최소 흐림 정도.
- 컬럼 액체 크로마토그래피가 새로운 수준의 재현성과 정확성에 도달한 덕분에 정보 분리 및 처리의 높은 수준의 기계화 및 자동화.

지난 수십 년에 대한 집중 연구, 축적된 실험 데이터의 방대한 양은 오늘날 고성능 액체 크로마토그래피 방법의 틀 내에서 변이체의 분류에 대해 말할 수 있게 해줍니다. 물론 이 경우에도 위에서 주어진 흡착 메커니즘에 따른 분류는 유효하다.

일반적인 분류는 이동상과 고정상의 비교 극성을 기반으로 합니다. 순상 크로마토그래피와 역상 크로마토그래피가 구별됩니다.

순상 크로마토그래피(NPC)는 이동상이 고정상보다 극성이 낮을 때 HPLC의 변형이며, 머무름을 결정하는 주요 요인은 소르베이트와 흡착제의 표면 또는 부피와의 직접적인 상호 작용이라고 믿을 만한 이유가 있습니다. .

역상 크로마토그래피(RPC)는 이동상이 고정상보다 극성일 때 HPLC의 변형이며, 머무름은 소르베이트 분자가 흡착제의 표면 또는 부피와 직접 접촉하여 결정됩니다. 이 경우 이온화된 소르베이트는 표면에 흡착된 이동상의 이온으로 교환되지 않습니다.

이온 교환 크로마토그래피 - 이동상의 흡착된 이온을 크로마토그래피 물질의 이온으로 교환하여 흡착이 수행되는 변형; 리간드-교환 크로마토그래피는 정확히 같은 방식으로 결정할 수 있습니다.

동적으로 수정된 흡착제에 대한 크로마토그래피는 소르베이트가 흡착제의 표면과 직접 상호작용하지 않고 용리제의 표면 근처 층 분자와 결합하는 HPLC의 변형입니다.
이온 쌍 크로마토그래피는 이온화된 화합물의 역상 크로마토그래피의 변형으로, 소수성 반대 이온이 이동상에 추가되어 시스템의 수착 특성을 정성적으로 변경합니다.

크기 배제 크로마토그래피는 다양한 크기의 분자가 고정상의 기공에서 확산 속도의 차이를 기반으로 분자량에 따라 화합물을 분리하는 방법입니다.

HPFA의 경우 매우 중요한 특성은 흡착제의 크기이며 일반적으로 3-5 µm, 현재는 최대 1.8 µm입니다. 이를 통해 복잡한 물질 혼합물을 빠르고 완전하게 분리할 수 있습니다(평균 분석 시간은 3~30분).

분리 문제는 흡착제로 채워진 튜브인 크로마토그래피 컬럼을 사용하여 해결됩니다. 분석하는 동안 특정 조성의 액체(용리액)가 크로마토그래피 컬럼을 통해 일정한 속도로 공급됩니다. 정확하게 측정된 샘플 용량이 이 스트림에 주입됩니다. 크로마토그래피 컬럼에 도입된 시료의 성분은 컬럼의 흡착제에 대한 서로 다른 친화도로 인해 서로 다른 속도로 이를 따라 이동하고 서로 다른 시간에 순차적으로 검출기에 도달합니다.

따라서 크로마토그래피 컬럼은 성분의 선택성과 분리 효율성을 담당합니다. 다양한 종류의 컬럼을 선택하여 분석 물질의 분리 정도를 조절할 수 있습니다. 화합물은 머무름 시간으로 식별됩니다. 각 성분의 정량적 결정은 크로마토그래피 컬럼의 출력에 연결된 검출기를 사용하여 측정된 분석 신호의 크기를 기반으로 계산됩니다.

흡착제. HPLC의 개발은 우수한 동역학적 특성과 다양한 열역학적 특성을 가진 차세대 흡착제의 생성과 크게 연관되어 있습니다. HPLC에서 흡착제의 주요 재료는 실리카겔입니다. 기계적으로 강하고 다공성이 커서 작은 컬럼 크기에 대해 큰 교환 용량을 제공합니다. 가장 일반적인 입자 크기는 5-10 마이크론입니다. 입자의 구형에 가까울수록 흐름에 대한 저항이 낮을수록 효율성이 높아집니다. 특히 매우 좁은 부분(예: 7 +1 미크론)이 걸러지는 경우에는 더욱 그렇습니다.

실리카겔의 비표면적은 10-600m/g입니다. 실리카겔은 표면에 그래프트된 다양한 화학 그룹(C-18, CN, NH2, SO3H)으로 변형될 수 있으므로 이를 기반으로 하는 흡착제를 사용하여 다양한 종류의 화합물을 분리할 수 있습니다. 실리카겔의 주요 단점은 pH에서 낮은 내화학성입니다.< 2 и рН >9(실리카는 알칼리와 산에 용해됨). 따라서, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌 등을 기반으로 하는 pH 1에서 14 사이에서 안정한 폴리머 기반 흡착제에 대한 집중적인 검색이 현재 진행 중입니다.

이온 교환 크로마토그래피용 흡착제. 분리 특성(산성 또는 알칼리성 매질에서)으로 인해 주요 물질은 표면에 그래프트된 SO3 -H + 그룹(강산성 양이온 교환기) 또는 -COO로 다양한 가교도의 divinylbenzene이 있는 흡착제-to-polystyrene입니다. -Naf(약산 양이온 교환기), -H2N + (CH3) 3Cl-(강염기 음이온 교환기) 또는 -N+HR2Cl-(약염기 음이온 교환기).

겔 투과 크로마토그래피용 흡착제. 주요 유형은 스티렌-DVB입니다. 거대 다공성 유리, 메틸 메타크릴레이트, 실리카겔도 사용됩니다. 이온 배제 크로마토그래피의 경우 동일한 흡착제가 사용됩니다.
슬리퍼. 지정된 매개변수로 컬럼을 통한 이동상(MP)의 흐름을 보장하기 위해 고압 펌프가 사용됩니다. LC 펌프의 가장 중요한 사양은 다음과 같습니다. 최대 작동 압력; 흐름 재현성; 솔벤트 공급 맥동 범위.

용제 공급의 특성에 따라 펌프는 일정한 공급(유량)과 일정한 압력을 가질 수 있습니다. 기본적으로 분석 작업에서는 일정 흐름 모드가 사용되며 기둥을 채울 때는 일정 압력 모드가 사용됩니다. 펌프는 작동 원리에 따라 주사기 펌프와 플런저 왕복 펌프로 나뉩니다.

주사기 펌프. 이 유형의 펌프는 작동 중 이동상의 흐름에 맥동이 거의 완전히 없는 것이 특징입니다. 펌프의 단점: a) 용제를 교체할 때 세척을 위해 시간과 용제를 많이 소비합니다. b) 펌프를 채우는 동안 분리 중단; c) 높은 흐름과 압력을 제공하면서 큰 치수와 무게(큰 면적에 강력한 엔진과 큰 피스톤 힘이 필요함).

플런저 왕복 펌프. 이 유형의 펌프는 오랫동안 이동상의 일정한 체적 유량을 제공합니다. 최대 작동 압력 300-500 atm, 유속 0.01-10 ml/min. 체적 공급의 재현성 - 0.5%. 주요 단점은 용매가 일련의 연속 펄스 형태로 시스템에 공급되므로 압력 및 흐름 맥동이 있다는 것입니다.

이것이 LC, 특히 전기화학에 사용되는 거의 모든 검출기의 노이즈 증가 및 둔감화의 주요 원인입니다. 맥동 방지 방법: 이중 펌프 또는 이중 플런저 Bag-lai 펌프 사용, 감쇠 장치 및 전자 장치 사용.

체적 공급량은 플런저의 직경(일반적으로 3.13, 5.0, 7.0mm), 진폭(12-18mm) 및 주파수(엔진 및 기어박스의 회전 속도에 따라 다름)의 세 가지 매개변수에 의해 결정됩니다. .

도저. 디스펜서의 목적은 대기압의 샘플을 최대 몇 기압의 압력으로 컬럼의 입구로 옮기는 것입니다. 디스펜서에 이동상에 의해 씻겨 나갈 수 없는 "죽은" 부피가 없고 디스펜싱 중에 샘플이 씻겨 나가지 않는 것이 중요합니다. 처음에 LC의 디스펜서는 멤브레인 구멍이 있는 가스 디스펜서와 유사했습니다. 그러나 멤브레인은 50-100atm 이상을 유지하지 못하고 내화학성이 불충분하며 그 조각이 컬럼 필터와 모세관을 오염시킵니다.

액체 상태에서 확산 속도는 기체 상태보다 훨씬 낮습니다. 따라서 흐름 정지 장치를 사용하여 디스펜스할 수 있습니다. 샘플은 디스펜서에서 흐려질 시간이 없습니다. 샘플을 디스펜서에 주입하는 동안 특수 탭이 용매의 흐름을 차단합니다. 컬럼 입구의 압력은 빠르게 감소하고 몇 초 후에 기존의 마이크로 주사기를 사용하여 샘플을 도징 챔버에 주입할 수 있습니다. 다음으로 디스펜서가 잠기고 용매 흐름이 켜지며 분리가 발생합니다.

이 밸브가 유지하는 압력은 최대 500-800atm입니다. 그러나 흐름이 멈추면 컬럼의 평형이 깨져 "빈" 추가 피크가 나타날 수 있습니다.

루프 디스펜서가 가장 널리 사용됩니다. 디스펜서를 고압으로 채울 때 입구 1,2와 그 사이에 채널이 있습니다. 입구 3-6, 채널과 도징 루프 사이의 채널은 대기압에 있으므로 루프를 주사기 또는 펌프로 채울 수 있습니다. 디스펜서가 회전함에 따라 이동상의 흐름으로 인해 시료가 컬럼으로 유입됩니다. 오류를 줄이기 위해 루프를 샘플 부피의 5-10배로 세척합니다. 샘플이 작으면 마이크로 주사기로 루프에 주입할 수 있습니다. 루프 볼륨은 일반적으로 5-50 μl입니다.

에. 보이노프, T.G. 볼로바

액체 크로마토그래피 액체가 이동상인 복잡한 물질 혼합물을 분리하고 분석하는 방법입니다. 가스크로마토그래피법보다 더 넓은 범위의 물질 분리에 적용할 수 있습니다. 이는 대부분의 물질이 휘발성이 아니므로 많은 물질이 고온(특히 고분자 화합물)에서 불안정하고 기체 상태로 전환될 때 분해되기 때문입니다. 액체 크로마토그래피에 의한 물질 분리는 대부분 실온에서 수행됩니다.

모든 유형의 액체 크로마토그래피의 특징은 이동상이 액체이고 기체 및 액체 용리액에서 성분의 수착이 다르게 진행된다는 사실 때문입니다. 기체 크로마토그래피에서 운반 기체가 이동 기능만 수행하고 고정상에 의해 흡착되지 않는 경우 액체 크로마토그래피의 액체 이동상은 활성 용리제이고 분자는 고정상에 의해 흡착될 수 있습니다. 컬럼을 통과할 때 용리액에 있는 분석 혼합물 성분 분자는 흡착제의 표면층에서 용리액 분자를 옮겨야 하며, 이는 용리제 분자 간의 상호 작용 에너지를 감소시킵니다. 분석 물질과 흡착제의 표면. 따라서 보유 볼륨의 값 V 아르 자형시스템의 자유 에너지 변화에 비례하는 는 기체 크로마토그래피보다 액체 크로마토그래피에서 작고, 액체 크로마토그래피에서 흡착 등온선의 선형성 범위가 더 넓습니다.

다양한 용리액을 사용하여 크로마토그래피 시스템의 머무름 매개변수와 선택성을 변경할 수 있습니다. 기체 크로마토그래피와 달리 액체 크로마토그래피의 선택성은 하나가 아니라 두 가지 요소, 즉 이동상(용리액) 및 고정상의 특성에 의해 결정됩니다.

액체 이동상은 기체상보다 밀도와 점도가 높고, 확산 계수가 높습니다. 디 잘가스보다 3~4배 낮습니다. 이는 기체 크로마토그래피에 비해 액체 크로마토그래피에서 물질 전달이 느려지는 원인이 됩니다. Van Deemter 방정식은 용어가 V액체 크로마토그래피에서 역할을 하지 않습니다( 디 잘  디 G), 효율성의 그래픽 종속성도 변경됩니다. 시간이동상의 흐름의 선형 속도에서 그림과 같은 형태를 갖습니다. 1.9.

컬럼 액체 크로마토그래피의 고전적인 버전에서는 100μm 크기의 흡착제와 용리액으로 채워진 1-2m 높이의 유리 컬럼에 용리액에 용해된 분석 시료를 주입하고 용리액을 통과시킵니다. , 컬럼의 출구에서 용출액의 일부를 취합니다. 이 버전의 액체 크로마토그래피는 여전히 실험실 실습에서 사용되지만 중력의 작용에 따른 용리액의 유속이 낮기 때문에 분석 시간이 오래 걸립니다.

최신 버전의 액체 크로마토그래피인 소위 고성능 액체 크로마토그래피 HPLC는 입자 크기가 5-10 μm인 체적 및 표면 다공성 흡착제, 시스템에 최대 400 atm의 압력을 제공하는 압력 펌프, 민감한 감지기. 빠른 물질 전달 및 높은 분리 효율로 분자 분리(액체 흡착 및 액체 액체 분배 크로마토그래피), 이온 분리(이온 교환, 이온, 이온 쌍 크로마토그래피)에 HPLC를 사용할 수 있습니다. 거대분자 분리(크기 배제 크로마토그래피).

1.3. 용제 보유 및 강도

컬럼에서 분석물이 분리되기 위해서는 위에서 언급한 바와 같이 용량 계수 k"가 0보다 커야 합니다. 즉, 물질이 고정상인 흡착제에 의해 유지되어야 합니다. 그러나 용량 계수가 너무 높아서는 안 됩니다. 허용 가능한 용리 시간을 얻기 위해 큰 경우. 고정상이 주어진 물질 혼합물에 대해 선택되고 이를 유지하는 경우 분석 절차 개발에 대한 추가 작업은 이상적인 경우 다른 모든 구성 요소에 대해 허용되지만 매우 크지는 않음 k. 이것은 용매의 용리 강도를 변경함으로써 달성됩니다.

실리카겔 또는 알루미나에 대한 흡착 크로마토그래피의 경우 일반적으로 극성 성분(이소프로판올)의 함량을 증가시키면 2성분 용매(예: 이소프로판올이 첨가된 헥산)의 강도가 증가합니다 , 또는 이소프로판올의 함량을 줄임으로써 감소됩니다. 극성 성분의 함량이 너무 낮아지면(0.1% 미만) 더 약한 용출 강도로 교체해야 합니다. 이 시스템이 관심 혼합물 성분에 대해 원하는 선택성을 제공하지 않더라도 극성 또는 비극성 성분을 다른 성분으로 대체하여 동일한 작업이 수행됩니다. 용매 시스템을 선택할 때 혼합물 성분의 용해도와 다른 저자가 편집한 용제 계열이 모두 고려됩니다.

거의 같은 방식으로 그래프트된 극성 상(니트릴, 아미노, 디올, 니트로 등)을 사용하는 경우 가능한 화학 반응을 고려하고 상에 위험한 용매(예: , 아미노 상에 대한 알데히드 및 케톤).

역상 크로마토그래피의 경우 용리액의 유기 성분(메탄올, 아세토니트릴 또는 THF) 함량을 증가시키면 용매의 강도가 증가하고 물을 더 추가하면 감소됩니다. 원하는 선택성을 얻을 수 없으면 다른 유기 성분을 사용하거나 다양한 첨가제(산, 이온쌍 시약 등)를 사용하여 이를 변경하려고 합니다.

이온교환크로마토그래피에 의한 분리에서는 완충용액의 농도를 증감하거나 pH를 변화시켜 용매의 강도를 변화시키며, 경우에 따라 유기물을 이용한 개질법을 사용한다.

그러나 특히 복잡한 천연 및 생물학적 혼합물의 경우 모든 샘플 성분이 허용 가능한 시간 내에 용출되는 방식으로 용매 강도를 선택하는 것이 종종 불가능합니다. 그런 다음 기울기 용출에 의존해야 합니다. 분석 중 용출강도가 일정한 프로그램에 따라 지속적으로 증가하도록 용출강도가 변하는 용매를 사용한다. 이 기술은 복잡한 혼합물의 모든 성분을 비교적 짧은 시간에 용출하고 좁은 피크 형태의 성분으로 분리하는 것을 가능하게 합니다.

1.6.1. 흡착 액체 크로마토그래피. 흡착액체 크로마토그래피는 고정상과 이동상의 극성에 따라 순상(NPC) 크로마토그래피와 역상(RPC) 크로마토그래피로 나뉩니다. NPC에서는 극성 흡착제와 무극성 이동상을 사용하고 OFC에서는 비극성 흡착제와 극성 이동상을 사용하지만 두 경우 모두 이동상의 선택보다 이동상의 선택이 더 중요합니다. 고정된 것. 정지상은 분리할 물질을 보유해야 합니다. 이동상, 즉 용매는 합리적인 시간 내에 다양한 컬럼 용량과 효율적인 분리를 제공해야 합니다.

흡착액체크로마토그래피에서 정지상으로 비표면적이 50m 2 /g 이상인 극성 및 비극성 미세분산 다공성 물질이 사용된다. 극성 흡착제(SiO 2 , Al 2 O 3 , florisil 등)는 표면에 약산성 그룹이 있어 염기성 물질을 보유할 수 있습니다. 이러한 흡착제는 주로 비극성 및 중간 극성 화합물의 분리에 사용됩니다. 이들의 단점은 사용된 용리액의 수분 함량에 대한 높은 민감도입니다. 이러한 단점을 없애기 위해 극성 흡착제는 아민, 디올 및 기타 시약으로 처리되어 이러한 시약의 표면 그래프팅, 표면 개질 및 분석물에 대한 선택성의 변화를 초래합니다.

비극성 흡착제(흑연화 그을음, 규조토, 규조토)는 극성 분자에 대해 비선택적입니다. 비극성 흡착제를 얻기 위해 비극성 그룹은 예를 들어 실리카겔의 표면에 종종 그래프트됩니다(예: R - 알킬 그룹은 C2-C22임).

이동상은 분석된 시료를 완전히 용해시켜야 하고 점도가 낮아야 합니다(확산 계수가 충분히 커질 수 있도록). 분리된 성분을 분리할 수 있는 것이 바람직합니다. 크로마토그래프의 모든 부분의 재료에 대해 불활성이어야 하고, 안전하고, 저렴하고, 검출기에 적합해야 합니다.

액체 크로마토그래피에 사용되는 이동상은 용리 강도가 다릅니다. 용매의 용리력은 주어진 흡착제에 대한 주어진 용리제의 수착 에너지가 표준으로 선택된 용리제의 흡착 에너지(예: n-헵탄)보다 몇 배나 더 큰지를 보여줍니다. 약한 용매는 정지상에 잘 흡착되지 않으므로 흡착 물질(소르베이트)의 분포 계수가 높습니다. 반대로, 강한 용매는 잘 흡착하므로 소르베이트 분배 계수가 낮습니다. 용매가 강할수록 분석 샘플의 용해도가 높을수록 용매 - 소르베이트 상호 작용이 강해집니다.

컬럼에서 높은 분리 효율을 보장하기 위해서는 선택된 분리 조건에서 분리하고자 하는 혼합물에 대한 최적의 극성을 갖는 이동상을 선택하는 것이 필요합니다. 일반적으로 분리할 구성 요소의 극성과 가까운 극성을 갖는 정지상이 먼저 선택됩니다. 그런 다음 이동상이 선택되어 커패시턴스 계수가 케이" 이동상의 극성이 고정상의 극성에 너무 가까우면 구성 요소의 머무름 시간이 너무 짧아지고 이동상의 극성과 고정상의 극성이 위상이 많이 다르면 머무름 시간이 너무 길어집니다.

이동상을 선택할 때 극성 지수의 사용을 기반으로 하는 소위 eluotropic 시리즈에 의해 안내됩니다. 스나이더 아르 자형", 모든 용매를 강(극성) 및 약(약한 극성 및 비극성)으로 세분합니다. 극성 척도는 디옥산, 니트로메탄 및 에탄올에서 이동상으로 사용되는 물질의 용해도를 기반으로 합니다.

표 1.2는 이동상으로 액체 크로마토그래피에서 가장 일반적으로 사용되는 많은 용매의 극성 지수 및 용출 강도(SiO 2 에 대한) 값을 보여줍니다. 이러한 용매의 단파장 투명도 한계도 여기에 표시되어 있어 혼합물 성분을 감지하기 위한 조건을 쉽게 선택할 수 있습니다.

표 1.2

액체 크로마토그래피에 사용되는 용매의 특성

용제	극성 지수	용출력(SiO2)	단파 투명도 제한
플루오르알칸
시클로헥산
N-헥산
사염화탄소
디이소프로필에테르

디 에틸 에테르
디클로로메탄
테트라히드로푸란
클로로포름

아세트산


아세토니트릴
니트로메탄

액체 크로마토그래피는 종종 개별 용매가 아니라 혼합물을 사용합니다. 종종 다른 용매, 특히 물을 약간만 추가하면 용리액의 용리 강도가 크게 증가합니다.

다성분 혼합물을 분리할 때 하나의 이동상을 용리액으로 사용하면 합리적인 시간 내에 모든 시료 성분을 분리하지 못할 수 있습니다. 이 경우 크로마토그래피 중에 점점 더 강한 용리액을 순차적으로 사용하는 단계적 또는 구배 용리 방법을 사용하므로 잔류량이 많은 물질을 더 짧은 시간에 용출할 수 있습니다.

액체 크로마토그래피에는 다음이 있습니다. 경험적용리액을 선택할 때 매우 유용한 규칙:

 일반적으로 화합물의 수착은 이중 결합과 OH 기의 수가 증가함에 따라 증가합니다.

 수착은 여러 유기 화합물에서 감소합니다. 산알코올알데하이드케톤류

 극성이 다른 물질을 분리하고 부류가 다른 물질을 분리하기 위해 순상 크로마토그래피가 사용됩니다. 분석된 샘플을 비극성 용리제로 용해 및 용출하고, 다른 부류의 화합물은 극성 흡착제와 함께 컬럼을 다른 시간 동안 떠나고, 다른 작용기를 가진 화합물의 머무름 시간은 비극성 화합물에서 약한 극성 화합물로 전환하는 동안 증가합니다. 극성 분자의 경우 머무름 시간이 너무 길어 비극성 용리액을 사용할 때 분석이 불가능합니다. 극성 성분의 머무름 시간을 줄이기 위해 극성 용리액으로 이동합니다.

 역상 변형에서 정지상(무극성 흡착제)은 극성 용리제(예: 물)에서 비극성 성분을 더 강력하게 흡착합니다.

 극성이 덜한 용매를 첨가하여 용리액의 극성을 줄임으로써 성분의 머무름을 감소시킬 수 있습니다.

1.6.2. 분할 액체 크로마토그래피.분할 또는 액체-액체 크로마토그래피에서 분석 시료의 성분 분리는 서로 섞이지 않는 두 액체 상 사이의 분포 계수의 차이로 인해 발생하며, 그 중 하나는 고정되어 있고 표면에 있습니다. 또는 고체 부동 담체의 기공에 있고 두 번째는 이동성입니다.

화학 구조가 다른 물질의 두 상 사이에 다른 분포를 일으키는 상호 작용력의 특성 측면에서 분포 크로마토그래피는 흡착 크로마토그래피와 유사합니다. 고정 및 이동 액체상과 분석된 샘플의 구성요소 사이의 분자간 상호작용.

성능 기술에 따라 흡착 크로마토그래피와 같은 분할 크로마토그래피는 컬럼 또는 평면(종이 또는 얇은 층)일 수 있습니다.

고체 담체로는 이동 용매 및 분석 시료의 성분에 무관하지만 표면과 기공에 고정상을 유지할 수 있는 물질이 사용됩니다. 대부분 극성 물질(셀룰로오스, 실리카겔, 전분)이 담체로 사용됩니다. 그들은 고정상에 적용됩니다 - 극성 용매, 가장 자주 물 또는 알코올. 이 경우 극성이 낮거나 비극성인 물질(알코올, 아민, 케톤, 탄화수소 등)이 이동상으로 사용됩니다. 이러한 유형의 분할 크로마토그래피를 정상 위상. 극성 물질을 분리하는 데 사용됩니다.

분할 크로마토그래피의 두 번째 변형은 비극성 담체(고무, PTFE, 소수성 실리카겔)를 고정 고체상으로, 비극성 용매(탄화수소)를 고정 액체상으로, 극성 용매(알코올, 알데하이드)를 사용한다는 점에서 다릅니다. ) 이동성 액체상, 케톤 등, 종종 물). 이 분할 크로마토그래피의 변형은 역상비극성 물질을 분리하는 데 사용됩니다.

분석 시료의 성분을 최적으로 분리하기 위해서는 이동상의 선택이 매우 중요합니다. 혼합물 성분의 분포 계수가 크게 달라지도록 용매(이동상 및 고정 액체상)를 선택해야 합니다. 액체상은 다음에 적용됩니다. 요구 사항:

1) 사용되는 용매는 분리하고자 하는 물질을 잘 용해시켜야 하며, 고정상에 대한 용해도가 이동성보다 커야 한다.

2) 이동상과 고정상으로 사용되는 용매는 상호 포화되어야 합니다. 즉, 용매 조성은 컬럼을 통과하는 동안 일정해야 합니다.

3) 이동상으로 사용되는 용매와 고정상 간의 상호작용이 최소화되어야 합니다.

대부분의 경우 분할 액체 크로마토그래피에서는 개별 물질이 이동성 액체상으로 사용되지 않고 다양한 비율의 혼합물이 사용됩니다. 이를 통해 이동상의 극성을 조절하고, 이동상과 고정상의 극성 비율을 변경하고, 분석 중인 특정 혼합물의 성분을 분리하기 위한 최적의 조건을 달성할 수 있습니다.

이 크로마토그래피 방법의 중요한 단점은 담체로부터 침착된 고정 액체상이 다소 빠르게 세척된다는 것입니다. 이를 없애기 위해 이동상으로 사용되는 용매를 고정액상으로 사용하는 물질로 포화시키거나, 고정액상을 캐리어에 그라프팅하여 안정화시킨다.

분할 액체 크로마토그래피의 변형은 널리 사용되는 HPLC 방법입니다.

가장 일반적인 크로마토그래피 시스템은 모듈식 조립 원리가 있는 시스템입니다. 펌프, 탈기 장치, 검출기, 디스펜서(자동 시료 주입기), 컬럼 오븐, 분획 수집기, 크로마토그래피 시스템 제어 및 기록기는 별도의 모듈로 사용할 수 있습니다. 광범위한 모듈을 통해 다양한 분석 문제를 유연하게 해결하고 필요한 경우 최소한의 비용으로 시스템 구성을 신속하게 변경할 수 있습니다. 동시에 단일 모듈 (통합) LC도 생산되며 주요 이점은 개별 블록의 소형화와 장치의 소형화입니다.

액체 크로마토그래프는 용출 방법에 따라 등용매와 기울기로 나뉩니다.

등용매 크로마토그래프의 다이어그램

용기(1)에서 유입 필터(9)를 통해 이동상은 고압 정밀 펌프(2)에 의해 시료 입력 시스템(3)으로 공급됩니다. 수동 주입기 또는 자동 시료 주입기에서 시료도 주입됩니다. . 또한 인라인 필터(8)를 통해 이동상의 전류가 있는 샘플이 분리 요소(요소)(4)로 들어갑니다. 사전 컬럼을 통해 분리 컬럼으로 들어갑니다. 그런 다음 용출액은 검출기(5)로 들어가고 배수 탱크(7)로 제거됩니다. 용출액이 검출기의 측정 회로를 통해 흐를 때 크로마토그램이 등록되고 데이터가 아날로그 기록기(기록기)(6) 또는 크로마토그래피 데이터 수집 및 처리를 위한 다른 시스템(통합기 또는 컴퓨터)으로 전송됩니다. 기능 모듈의 설계에 따라 시스템은 제어 모듈의 키보드(일반적으로 펌프 또는 시스템 컨트롤러), 각 시스템 모듈의 키보드 또는 개인용 컴퓨터의 제어 프로그램으로 제어할 수 있습니다.

기울기 용출의 경우 근본적으로 다른 두 가지 유형의 액체 크로마토그래프가 사용됩니다. 그들은 이동상 조성 구배의 형성 지점이 다릅니다.

저압 라인에서 이동상의 조성 구배가 형성되는 구배 크로마토그래프의 구성.

탱크(1)에서 유입 필터(9) 및 기울기 프로그래머(10)를 통한 이동상은 고압 정밀 펌프(2)를 통해 시료 주입 시스템(3)(수동 주입기 또는 자동 시료 주입기)으로 공급됩니다. , 여기서 샘플도 주입됩니다. 그래디언트 프로그래머 밸브의 작동은 시스템 제어 모듈(펌프 또는 컨트롤러) 또는 PC 제어 프로그램에 의해 제어됩니다. 이 유형의 시스템은 이진, 3차원 및 4차원 기울기를 형성합니다. 기울기 처리 기능의 형태는 특정 제어 모듈 또는 제어 프로그램과 제어 및 제어 모듈의 기능에 따라 다릅니다. 또한 인라인 필터(8)를 통해 이동상의 전류가 있는 샘플이 분리 요소(요소)(4)로 들어갑니다. 사전 컬럼을 통해 분리 컬럼으로 들어갑니다. 그런 다음 용출액은 검출기(5)로 들어가 배수 탱크(7)로 제거됩니다. 용출액이 검출기의 측정 회로를 통해 흐를 때 크로마토그램이 등록되고 데이터가 아날로그 기록기(기록기)(6) 또는 크로마토그래피 데이터 수집 및 처리를 위한 다른 시스템(통합기 또는 컴퓨터)으로 전송됩니다. 기능 모듈의 설계에 따라 시스템은 제어 모듈의 키보드(일반적으로 펌프 또는 시스템 컨트롤러)에서 제어하거나 개인용 컴퓨터의 제어 프로그램으로 제어할 수 있습니다. 제어 모듈을 제어하는 경우 자체 키보드에서 감지기를 독립적으로 제어할 수 있습니다.

이러한 시스템의 명백한 매력에도 불구하고(단 하나의 고압 정밀 펌프만 사용함) 이러한 시스템에는 여러 가지 단점이 있습니다. 그 중 주요 단점은 아마도 이전에도 이동상 구성 요소의 철저한 탈기가 필요하다는 것입니다. 저압 혼합기(그라디언트 프로그래머 챔버). 특수 흐름 탈기 장치의 도움으로 수행됩니다. 이러한 사실 때문에 비용은 고압 라인에서 이동상의 구배 조성을 형성하는 시스템인 다른 유형의 구배 시스템과 비슷합니다.

고압 라인에서 이동상 구배 조성이 형성되는 시스템 간의 근본적인 차이점은 고압 라인에서 구성 요소의 혼합입니다. 당연히이 접근법에서 정밀 펌프의 수는 혼합 탱크의 수에 의해 결정됩니다 이동상. 이 접근 방식을 사용하면 구성 요소의 철저한 가스 제거에 대한 요구 사항이 크게 줄어듭니다.

고압 라인에서 이동상의 조성 구배가 형성되는 구배 크로마토그래피의 구성.

탱크(1)에서 유입 필터(9)를 통해 이동상은 정적 또는 동적 흐름 혼합기(10)를 통해 정밀 고압 펌프(2 및 11)에 의해 샘플 주입 시스템(3)으로 공급됩니다. 샘플도 주입되는 인젝터 또는 오토샘플러. 제어된 펌프의 작동은 시스템의 제어 모듈(마스터 펌프 또는 컨트롤러) 또는 PC 제어 프로그램에 의해 제어됩니다. 이 경우 모든 펌프가 제어됩니다. 이 유형의 시스템은 2차원 또는 3차원 기울기를 형성합니다. 기울기 처리 기능의 형태는 특정 제어 모듈 또는 제어 프로그램과 제어 및 제어 모듈의 기능에 따라 다릅니다. 또한 인라인 필터(8)를 통해 이동상의 전류가 있는 샘플이 분리 요소(요소)(4)로 들어갑니다. 사전 컬럼을 통해 분리 컬럼으로 들어갑니다. 그런 다음 용출액은 검출기(5)로 들어가고 배수 탱크(7)로 제거됩니다. 용출액이 검출기의 측정 회로를 통해 흐를 때 크로마토그램이 등록되고 데이터가 아날로그 기록기(기록기)(6) 또는 크로마토그래피 데이터 수집 및 처리를 위한 다른 시스템(통합기 또는 컴퓨터)으로 전송됩니다. 기능 모듈의 설계에 따라 시스템은 제어 모듈의 키보드(일반적으로 펌프 또는 시스템 컨트롤러)에서 제어하거나 개인용 컴퓨터의 제어 프로그램으로 제어할 수 있습니다. 제어 모듈을 제어하는 경우 자체 키보드에서 감지기를 독립적으로 제어할 수 있습니다.

제안된 계획은 다소 단순화됩니다. 컬럼 온도 조절기, 컬럼 후 유도체화 시스템, 시료 준비 및 농축 시스템, 용매 재활용기, 배경 전기 전도도 억제를 위한 멤브레인 시스템(이온 크로마토그래피용), 추가 보호 시스템(필터, 컬럼)과 같은 추가 장치가 시스템에 포함될 수 있습니다. , 등. 다이어그램에서 압력 측정 모듈도 별도로 표시되지 않습니다. 일반적으로 이러한 장치는 펌프 장치에 내장되어 있습니다. 이 장치는 여러 펌프, 기울기 프로그래머가 있는 펌프 및 공통 시스템 컨트롤러를 결합할 수 있습니다. 시스템의 구조는 구성 및 각 특정 제조업체에 따라 다릅니다.

크로마토그래피 프로세스의 기술 지원이 매우 복잡해짐에 따라 기존의 컬럼 및 평면 크로마토그래피에는 없는 이동상의 특성에 대한 여러 요구 사항이 발생합니다. 액체상은 검출에 적합해야 하며(스펙트럼의 주어진 영역에서 투명하거나 낮은 굴절률, 특정 전기 전도도 또는 유전율 등을 가져야 함), 크로마토그래피 관 부분의 재료에 대해 불활성이어야 하며, 펌프 밸브와 검출기 셀의 기포에는 기계적 불순물이 없습니다.

액체 크로마토그래피에서많은 종류의 펌프가 사용됩니다. 저압 LC는 종종 연동 펌프를 사용합니다(그림 1).

그림 1 MasterFlex 프로그래밍 가능 연동 펌프.

HPLC에서 고압 펌프는 지정된 매개변수로 컬럼을 통한 이동상의 흐름을 보장하는 데 사용됩니다.

HPLC 펌프의 가장 중요한 기술적 특성은 다음과 같습니다. 최대 작동 압력; 흐름 재현성; 솔벤트 공급 맥동 범위.

용제 공급의 특성에 따라 펌프는 일정한 공급(유량)과 일정한 압력을 가질 수 있습니다. 기본적으로 분석 작업에서는 일정 흐름 모드가 사용되며 기둥을 채울 때는 일정 압력 모드가 사용됩니다.

작동 원리에 따라 HPLC 펌프는 주사기 그리고 플런저 보답하는 .

주사기 펌프

이 펌프의 주요 특징은 주기적 작동이므로 이러한 펌프가 사용되는 크로마토그래프도 주기 작동이 다릅니다.

쌀. 2. HPLC용 주사기 펌프의 주요 배열.

쌀. 2A. 주사기 펌프.

제어 장치 BU는 모터 D에 전압을 공급하여 회전 속도와 방향을 결정합니다. 기어 박스 P의 도움으로 엔진의 회전은 실린더 D 내부의 피스톤 P의 움직임으로 변환됩니다. 펌프는 2 사이클로 작동됩니다. 충전 사이클에서 밸브 K2는 닫히고 K1은 열리고 용매는 탱크에서 실린더 C로 흐릅니다. 공급 모드에서 밸브 K1은 닫히고 밸브 K2를 통해 이동상은 도징 장치로 들어갑니다.

이 유형의 펌프는 작동 중 이동상의 흐름에 맥동이 거의 완전히 없는 것이 특징입니다.

펌프 단점:

a) 용매를 변경할 때 세척을 위한 시간 및 용매의 높은 소비;

b) 주사기의 부피에 의해 제한되는 PF의 부피, 따라서 제한된 분리 시간;

c) 펌프를 채우는 동안 분리 중단;

d) 높은 흐름과 압력을 제공하면서 큰 치수와 무게(큰 면적에 강력한 엔진과 큰 피스톤 힘이 필요함).

플런저 왕복 펌프.

쌀. 3. 플런저 펌프의 주요 장치.

동작 원리.

기어 박스 R을 통한 엔진 D는 펌프의 작업 헤드에서 움직이는 플런저 P를 왕복합니다. 밸브 K1 및 K2는 펌프가 각각 흡입 및 전달 단계에 있을 때 열립니다. 체적 공급량은 플런저 직경(일반적으로 3.13, 5.0, 7.0mm), 진폭(12-18mm) 및 주파수(엔진 및 기어박스의 회전 속도에 따라 다름)의 세 가지 매개변수에 의해 결정됩니다.

이 유형의 펌프는 오랫동안 이동상의 일정한 체적 유량을 제공합니다. 최대 작동 압력 300-500 atm, 유속 0.01-10 ml/min. 볼륨 공급 반복성 -0.5%. 주요 단점은 용매가 일련의 연속 펄스 형태로 시스템에 공급되므로 압력 및 흐름 맥동이 있다는 것입니다(그림 4). 이것이 LC, 특히 전기화학에 사용되는 거의 모든 검출기의 노이즈 증가 및 둔감화의 주요 원인입니다.

그림 4. 플런저 펌프 맥동.

맥동을 다루는 방법.

1. 댐핑 장치의 적용.

이것은 펌프와 디스펜서 사이의 시스템에 직렬 또는 병렬로 포함된 스테인리스 스틸로 만들어진 특수 프로파일의 나선형 튜브입니다.

쌀. 5. 나선형 댐퍼.

댐퍼는 압력이 증가함에 따라 풀립니다(펌프 가속). 압력이 감소하면 비틀리고 부피가 감소하고 용매의 일부를 짜내어 일정한 유속을 유지하고 맥동을 줄입니다. 이러한 댐퍼는 50atm 이상의 압력에서 잘 작동합니다.

5-30 기압의 압력에서 맥동을 더 잘 부드럽게합니다. 에어 댐퍼, 기둥으로 만들어졌습니다(그림 6.). 막힌 기둥(6x200mm)의 공기가 압축되고 맥동이 꺼집니다. 그 안의 공기는 24시간 안에 녹습니다.

쌀. 6. 에어 댐퍼.

2. 전자 장치의 사용.

전자 압력 변환기를 사용할 때 변환기의 판독값을 사용하여 펌프 작동을 제어할 수 있습니다. 압력이 떨어지면 엔진 속도가 증가하고 압력 감소를 보상합니다. 밸브 및 부분적으로 커프의 누출을 보정하는 것도 가능합니다. 전자식 댐퍼(BPZh-80, KhPZh-1 등)를 사용하면 100~150kgf/cm2의 압력에서 압력 맥동을 1atm으로 줄일 수 있습니다.

1.6.3. 이온 교환, 이온, 이온 쌍 크로마토그래피.이온 교환, 이온 및 이온 쌍 크로마토그래피 방법은 고정상과 관련된 이온을 컬럼으로 들어가는 용리액 이온으로 교체하는 동적 프로세스를 기반으로 합니다. 크로마토그래피 프로세스의 주요 목표는 동일한 부호의 무기 또는 유기 이온을 분리하는 것입니다. 이러한 유형의 크로마토그래피에서의 머무름은 이온 교환 반응의 자유 에너지 변화에 의해 결정됩니다. 용액과 흡착제 단계에서 이온 교환 농도의 비율은 이온 교환 평형을 특징으로 합니다. 이온 교환은 일부 물질(이온 교환기)이 전해질 용액에 담그면 양이온 또는 음이온을 흡수하여 동일한 부호의 전하를 가진 동일한 양의 다른 이온을 용액으로 방출한다는 사실로 구성됩니다. 양이온 교환기와 용액 사이에는 양이온 교환이 있고, 음이온 교환기와 용액 사이에는 음이온 교환이 있습니다.

양이온 교환기는 구조에 -SO 3 H; -쿠우; -오; -PO 3 H 2 ; -AsO 3 H 2 .

양이온 교환기의 화학식은 R-SO 3 H로 개략적으로 나타낼 수 있습니다. R-SO3Na. 첫 번째 경우에 양이온 교환기는 H-형태이고 두 번째 경우에는 Na-형태입니다. R은 폴리머 매트릭스입니다.

양이온 교환 반응은 일반적인 불균일 화학 반응으로 작성됩니다.

RN + Na + RNa + H +

음이온 교환기는 구조에 기본 이온 생성 그룹을 포함합니다. –N(CH 3) 3 + ; =NH 2 + ; =NH + 등. 그들의 화학식은 RNH 3 OH 및 RNH 3 Cl 또는 ROH, RCl로 표시될 수 있습니다. 첫 번째 경우 음이온 교환기는 OH 형태이고 두 번째 경우에는 Cl 형태입니다. 음이온 교환 반응은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

R–OH+Cl – RCl+OH –

양쪽성 이온 교환기는 구조에 산성 및 염기성 그룹을 모두 포함하는 것으로 알려져 있습니다. 구성에 동일한 유형(예: SO 3 H) 산성(염기성) 기가 있는 이온 교환기를 단관능기라고 합니다. 이종(예: -SO 3 H, - OH) 산성(염기성) 기 - 다관능기를 포함하는 이온 교환기.

단관능 이온 교환기는 중합 반응에 의해 얻어진다. 중축합 반응을 통해 다관능성 이온 교환체를 얻을 수 있습니다. 생성된 이온 교환기가 충분히 높은 성능 특성을 갖기 위해서는 불용성이어야 하지만 적절한 용매에서 팽윤되어야 하고 분석된 샘플의 이온 생성 기와 교환할 수 있는 충분히 많은 수의 이온 생성 기가 있어야 합니다. 이는 생성된 중합체 사슬이 "가교 가교"에 의해 충분히 분지되고 서로 연결되어 있으면 달성될 수 있습니다. 예를 들어, 스티렌계 중합형 양이온 교환기의 제조에서 디비닐벤젠이 가교제로 가장 많이 사용되며, 최대 16%의 양으로 도입하면 다양한 팽윤도를 갖는 이온 교환기의 생산을 보장하고, 따라서 이온 교환기 다공성을 제어할 수 있습니다. 밀리리터/그램으로 표시되는 이온 교환기의 팽윤 정도는 컬럼에 채워진 공기 건조 이온 교환기 1g의 부피입니다.

이온 교환기는 일반적으로 반대 이온 중 하나를 흡수합니다. 이동상에 있는 이온, 즉 특정 선택성을 나타냅니다. 다양한 유형의 이온 교환기에 대한 이온의 일련의 친화성 또는 선택성이 실험적으로 설정되었습니다. 예를 들어, 강산성 양이온 교환기의 낮은 용액 농도에서 동일한 전하를 가진 이온은 다음 순서로 흡수됩니다.

Li +  Na +  K +  Rb +  Cs +

Mg 2+  Ca 2+  Sr 2+  Ba 2+ .

전하가 다른 이온의 경우 전하가 증가함에 따라 흡착성이 증가합니다.

Na+Ca2+

그러나 이온 교환 반응을 수행하기 위한 조건의 변화는 직렬 역전으로 이어질 수 있습니다. 음이온 교환기에 대한 친화성 시리즈도 설정되었습니다. 예를 들어, 강염기성 음이온 교환기에서 음이온의 흡착성은 시리즈에서 증가합니다.

F -  OH -  Cl -  Br -  NO 3 -  J -  SCN -  ClO 4 - .

구조에 강산성 또는 강염기성 그룹을 포함하는 이온 교환기는 반대 이온의 부호와 동일한 부호의 전하를 갖는 용액 내의 모든 이온과 이온 교환 반응을 시작합니다. 이러한 이온 교환기를 범용이라고 합니다.

분석물과 이온 교환기 간의 이온 교환 과정은 정적, 동적(이온 교환 필터 방법) 및 크로마토그래피의 세 가지 방법 중 하나로 수행할 수 있습니다.

정적 메서드 이온 교환은 이온 교환기의 샘플을 일정 부피의 용액과 접촉시키고 평형이 설정될 때까지 일정 시간 동안 교반하거나 흔드는 것입니다. 이것은 희석 용액에서 이온을 농축하고 원하지 않는 불순물을 제거하는 데 사용되는 빠르고 간단한 이온 교환 방법이지만 이온 교환은 비평형 과정이므로 완전한 분리를 보장하지 않기 때문에 이온의 완전한 흡수를 제공하지 않습니다. 이온의.

이온 교환을 할 때 다이나믹하게 용액은 컬럼을 따라 이동할 때 이온 교환기의 새로운 과립과 접촉하게 되는 이온 교환기가 있는 컬럼을 통과합니다. 이 프로세스는 교환 제품이 솔루션 흐름에 의해 제거되기 때문에 정적 방법보다 더 완전한 교환을 제공합니다. 그들은 희석 용액에서 이온을 농축하고 특성이 크게 다른 이온, 예를 들어 다르게 하전된 이온(음이온에서 양이온 분리)을 분리할 수 있지만 동일한 전하 부호의 이온 분리는 거의 불가능합니다. 이러한 이온의 정량적 분리는 동적 조건, 즉 크로마토그래피 방법 . 이 방법으로 작업 할 때 높은 층의 이온 교환기가 사용되며 분리 할 혼합물이이 층에 컬럼 용량보다 훨씬 적은 양으로 도입되어 이온 교환의 기본 작용 반복 반복이 보장됩니다 .

분석기법 면에서 이온교환크로마토그래피는 분자크로마토그래피와 유사하며 용리액(현상), 정면 및 치환 옵션에 따라 수행할 수 있습니다. 분자 크로마토그래피와 이온 교환 크로마토그래피의 차이점은 분자 크로마토그래피에서는 혼합물의 분리된 성분이 순수한 용리제로 컬럼에서 용리되는 반면 이온 교환 크로마토그래피에서는 전해질 용액이 용리제로 사용된다는 것입니다. 이 경우, 용리액의 교환된 이온은 분리되는 혼합물의 이온보다 덜 선택적으로 흡수되어야 합니다.

가장 많이 사용되는 현상 이온 교환 크로마토그래피를 수행할 때 이온 교환기가 모든 이온을 용리액에 포함된 이온으로 완전히 대체할 때까지 이온 교환기가 채워진 컬럼을 먼저 전해액으로 세척합니다. 그런 다음 이온 교환기 용량의 약 1% 양으로 분리 가능한 이온을 포함하는 소량의 분석 용액을 컬럼에 주입합니다. 다음으로 컬럼을 용리액으로 세척하고 용출액의 일부를 취하여 분석합니다.

Cl - , Br - , J - 이온의 혼합물은 고염기성 음이온 교환 수지(4차 암모늄 염기 N(CH 3) 3 + 그룹을 포함하는 가교 폴리스티렌)에서 분리할 수 있습니다(예: AB-17, 선택성(선택성) 범위가 있는 것: NO 3 - Cl – Br – J – . 결과적으로 NaNO 3 용액이 용리액으로 사용됩니다. 첫째, 이 용액은 NO 3 - 이온으로 완전히 포화될 때까지 이온 교환기를 통과합니다. 분리하고자 하는 혼합물이 컬럼으로 유입되면 Cl - , Br - , J - 이온이 음이온 교환기에 의해 흡수되어 NO 3 - 이온을 대체합니다. NaNO 3 용액으로 컬럼을 세척하는 동안 음이온 교환기의 상층에 있는 Cl – , Br – , J – 이온은 점차적으로 다시 NO 3 – 이온으로 대체됩니다. Cl - 이온은 가장 빠르게 변위되고 J - 이온은 컬럼에 가장 오래 머무릅니다. 혼합물의 이온에 대한 이온 교환기의 선택성의 차이는 흡착 된 이온 Cl-, Br- 및 J-의 별도 영역이 컬럼에 형성되어 컬럼을 따라 다른 속도로 이동한다는 사실로 이어집니다. 기둥을 따라 이동함에 따라 구역 사이의 거리가 증가합니다. 각 영역에는 분리되는 혼합물의 음이온과 용리액의 음이온 중 하나만 있고, 영역 사이의 간격에는 용리액의 음이온만 있습니다. 따라서 분리할 혼합물의 개별 성분을 포함하는 분획이 컬럼 출구의 용리액에 나타납니다.

실용적인 문제를 해결하기 위해 이온 분리 조건은 적절한 이동상(조성, 농도, pH, 이온 강도)을 선택하거나 이온 교환기의 폴리머 매트릭스의 다공성, 즉 사슬간 결합의 수를 변경하여 다양합니다. 매트릭스, 그리고 일부 이온은 투과할 수 있고 교환은 가능하고 다른 이온은 투과할 수 없는 이온 교환 체를 생성합니다. 또한 이온발생기의 성질과 상호배열을 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 착물 형성으로 인해 선택적인 화학반응이 가능한 흡착제를 얻을 수 있다. 예를 들어, 유기 시약 디메틸글리옥심, 디티존, 8-히드록시퀴놀린 등의 킬레이트 기를 구조에 포함하는 이온 교환기와 크라운 에테르를 착화함으로써 높은 선택성을 갖게 됩니다.

이온 교환, 이온 및 이온 쌍 크로마토그래피의 가장 큰 적용은 큰 교환 용량(3-7mmol/g)을 갖는 합성 매크로 및 마이크로넷 유기 이온 교환기 및 무기 이온 교환 물질에서 발견됩니다. Micromesh 이온 교환기는 팽윤 상태에서만 이온을 교환할 수 있는 반면, Macromesh 이온 교환기는 팽윤 및 비팽윤 상태에서 이온 교환이 가능합니다. 이온 교환기의 또 다른 구조적 유형은 표면 필름 이온 교환기이며, 그 고체 코어는 스티렌과 디비닐벤젠, 유리 또는 실리카 겔의 비다공성 공중합체로 만들어지고 이온 교환기의 박막으로 둘러싸여 있습니다. 이러한 입자의 전체 직경은 약 40㎛이고 이온 교환막의 두께는 1㎛이다. 이러한 이온 교환기의 단점은 상대적으로 입자 직경이 크고 비표면적이 낮기 때문에 교환 용량이 낮기 때문에 작은 시료로 작업해야 하므로 고감도 검출기를 사용해야 합니다. 또한 이러한 이온 교환기는 빠르게 중독되어 재생이 불가능합니다.

고성능 이온 교환 및 이온 크로마토그래피에서 체적 다공성 폴리스티렌 이온 교환기, 약 10μm의 과립 직경을 갖는 체적 다공성 실리카, 이온 생성을 갖는 스티렌 및 디비닐벤젠의 실질적으로 비팽윤성 표면 다공성 및 표면 개질 공중합체 설포 및 아미노 그룹이 사용됩니다.

이온 쌍 크로마토그래피에서 "브러시" 흡착제가 사용됩니다. 이동상(예: 알킬)에서 이온성 계면활성제의 흡수 시 양이온 교환기로 쉽게 전환되는 역상 C 2, C 8, C 18이 그래프트된 실리카 겔 4차 암모늄 염기의 황산염 또는 염.

이온 교환기를 사용하여 크로마토그래피 분리를 수행할 때 염 수용액이 이동상으로 가장 많이 사용됩니다. 이것은 물이 우수한 용해 및 이온화 특성을 가지고 있기 때문에 분석된 시료의 분자가 즉시 이온으로 해리되고 이온 교환기의 이온 교환 그룹이 수화되어 완전히 또는 부분적으로 해리된 형태가 되기 때문입니다. 이것은 반대 이온의 신속한 교환을 보장합니다. 이동상의 용리강도는 주로 pH, 이온강도, 완충용액의 성질, 유기용매 또는 계면활성제의 함량(이온쌍 크로마토그래피)의 영향을 받습니다.

pH 값은 이온 생성 그룹의 특성, 분리할 이온 및 매트릭스에 따라 선택됩니다. pH = 2-12에서 강산성 및 강염기성 이온 교환기로, pH = 5-12에서 약산성 이온 교환기로, pH = 2-6에서 약염기성 이온 교환기로 작업하는 것이 가능합니다. 실리카 기반 흡착제는 pH 9에서 사용할 수 없습니다. 이동상의 이온 강도는 이온 교환기의 용량에 영향을 미칩니다. 이온 강도가 증가하면 이동상의 용리 강도가 증가하기 때문에 일반적으로 이온 수착이 감소합니다. 따라서 분리 초기에 이동상은 낮은 이온 강도(0.05–0.1)를 가져야 하며 이 특성의 최종 값은 2를 초과하지 않아야 합니다. Gradient elution에서는 이온 강도가 증가하는 완충액이 자주 사용됩니다.

이온 교환기에 의해 흡수된 이온의 선택적 용출을 위해 물, 특정 pH 값과 이온 강도를 갖는 완충 용액(인산염, 아세트산염, 붕산염, 탄화수소 등), 광물성 용액(염산, 질소, 황산, 인산) 및 유기산(페놀, 구연산, 젖산, 타르타르산, 옥살산, EDTA). 용리액의 선택은 많은 착물의 수용액(물-유기) 용액과 표준형 이온 교환기 사이의 대부분의 원소 분포의 제한 계수가 결정되고 표에 표시된다는 사실에 의해 촉진됩니다.

1.6.4. 크기 배제 크로마토그래피.크기 배제 크로마토그래피는 흡착제의 기공에 있는 용매와 입자 사이를 흐르는 용매 사이의 크기에 따른 분자 분포를 기반으로 구성 요소를 분리하는 액체 크로마토그래피의 한 유형입니다. 분리하는 동안 작은 분자가 폴리머 네트워크로 들어가고, 그 기공에서 용매가 고정상 역할을 하고 거기에 유지됩니다. 큰 분자는 폴리머 네트워크에 침투할 수 없으며 이동상에 의해 컬럼 밖으로 씻겨 나옵니다. 가장 큰 분자가 먼저 용리되고, 그 다음 중간 분자, 마지막으로 작은 분자가 용리됩니다.

크기 배제 크로마토그래피는 겔 투과 및 겔 여과로 세분화됩니다. 겔 투과 크로마토그래피에서 분리는 유기 용매에서 팽창하는 폴리머에서 발생합니다. 크기 배제 크로마토그래피의 겔 여과 버전은 고정상으로 수팽윤성 중합체를 사용합니다.

크기 배제 컬럼에서 분석된 시료의 성분이 머무는 기간은 분자의 크기와 흡착제의 세공으로의 확산, 고정상의 세공 크기에 따라 달라집니다.

이러한 유형의 액체 크로마토그래피에서 분배 계수는 디가장 낮은 속도로 크로마토그래피 컬럼에서 이동하여 정지상의 그리드로 침투하는 분석된 샘플의 가장 작은 분자의 경우 이동상과 정지상의 기공에 있는 용매가 가지고 있기 때문에 1과 같습니다. 같은 구성. 이 경우 컬럼 크로마토그래피의 주요 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

고정상의 기공에 들어가지 않은 큰 분자는 이동상과 함께 컬럼에서 용출됩니다. 그들을 위해 디= 0, V 아르 자형 =V 중. 이러한 분포 계수 값의 범위(0에서 1까지)는 크기 배제 크로마토그래피에서만 일반적입니다.

분석된 다성분 물질의 모든 분자는 컬럼에서 소량의 용매를 통과시켜 컬럼에서 씻어내야 합니다. V 중~ 전에 V 중 +V 에스용매 피크가 나오기 전에 분리가 완료됩니다. 따라서 이러한 유형의 크로마토그래피에서는 자유 부피가 큰 충분히 긴 컬럼을 사용해야 합니다. V 중및 흡착제에 있는 많은 수의 기공.

크기 배제 분리에서 크로마토그래피 피크의 분해능은 혼합 용매와 함께 구배 용리를 사용하여 향상될 수 있습니다.

크기 배제 크로마토그래피에 사용되는 각 흡착제는 특정 기공 부피를 특징으로 하므로 분리 가능한 분자량의 특정 영역과 특정 검량선을 갖습니다. 이 경우 유지 부피가 분자의 분자량이나 크기에 의존하는 것을 특징으로 하는 검량선은 일반적으로 복잡한 형태를 갖습니다.

크기 배제 크로마토그래피의 고정상은 특정 분석 작업에 따라 선택됩니다. 처음에는 분석에 사용할 수 있는 용매 시스템(수성 또는 물-유기)이 설정됩니다. 이에 따라 흡착제의 유형이 결정됩니다. 수용성 시료를 분리해야 하는 경우, 예를 들어 수팽윤성 가교 덱스트란(Sephadex) 또는 폴리아크릴아미드(Biogel P)가 고정상으로 사용됩니다. 유기 용매에 용해되는 물질의 분리는 유기 용매(스티로겔, 포라겔, 바이오비드 C)에서 팽창하는 다양한 가교도를 갖는 폴리스티렌에서 수행할 수 있습니다. 이러한 팽창된 젤은 일반적으로 압력에 안정적이지 않고 매우 낮은 이동상 유속을 허용하므로 분석 시간이 늘어납니다. 크기 배제 크로마토그래피의 고효율 버전을 구현하려면 고정상을 단단한 매트릭스(실리카 겔)와 함께 사용해야 하며, 이의 단점인 높은 흡착 활성은 표면의 실란화 또는 적절한 극성의 용리액 선택에 의해 제거됩니다. .

크기 배제 크로마토그래피에서 이동상으로 사용할 수 있는 물질은 다음과 같습니다.

 분석된 시료를 완전히 녹입니다.

 흡착제를 잘 적십니다.

 시료 성분이 흡착제에 흡착되는 것을 방지합니다.

은 점도와 독성이 낮습니다.

1.6.5. 평면 크로마토그래피. 평면 크로마토그래피에는 박층 크로마토그래피와 종이 크로마토그래피가 있습니다. 이러한 유형의 액체 크로마토그래피는 기술이 간단하고 명시적이며 고가의 장비가 필요하지 않은 장점이 있습니다.

이러한 방법에 의한 물질 혼합물의 분리는 다양한 크로마토그래피 시스템을 사용하여 수행할 수 있습니다. 따라서 흡착, 분포, 순상 및 역상, 이온 교환 등, 종이와 박층 크로마토그래피가 구별됩니다. 현재, 박층 크로마토그래피가 가장 널리 사용된다.

종이와 박막 크로마토그래피는 기술 면에서 유사합니다. 셀룰로오스 종이 섬유는 종이 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피에서 고정상으로 사용됩니다. 다양한 흡착제(Al 2 O 3 , 실리카겔 등)가 유리, 금속에 균일한 얇은(100-300μm) 층에 증착됩니다. 또는 플라스틱 기판(캐리어) . 지지체의 흡착제 층은 고정되거나 고정되지 않을 수 있습니다.

컬럼뿐만 아니라 평면 방법의 크로마토그래피 분리는 분리할 물질의 분포 계수에 따라 다양한 속도로 고정상의 층을 따라 이동상에 의해 분석물의 성분이 이동하기 때문입니다. . 두 경우 모두 액체-고체 흡착제 크로마토그래피 시스템(흡착 분리 메커니즘), 액체-액체-고체 운반체(분배, 이온 교환 및 기타 메커니즘)가 사용됩니다.

다양한 용매 또는 이들의 혼합물, 유기산 또는 무기산이 이동상으로 사용됩니다.

평면 크로마토그램을 실제로 얻는 것은 다음으로 구성됩니다.

크로마토 그래피 용지 또는 얇은 흡착제 층에 스트립 또는 플레이트의 하단 가장자리에서 1cm 떨어진 곳에 연필로 시작선을 표시합니다. 마이크로 피펫을 사용하여 직경이 2-3mm 이하인 반점 형태로 시작 라인에 샘플을 적용합니다. 그런 다음 스트립 또는 플레이트의 가장자리가 밀봉된 챔버에 있는 이동상이 있는 용기로 내려갑니다. 스트립 또는 플레이트를 따라 이동상이 상승하고 크로마토그래피에서 흔히 볼 수 있는 흡착-탈착, 두 액체상 사이의 분포, 이온 교환 등의 다중 기본 작용이 일어나면서 분석 혼합물의 성분이 분리됩니다. 이 과정은 일반적으로 용매가 출발선에서 10cm가 될 때까지 계속되고, 그 후 스트립이나 플레이트를 챔버에서 꺼내 건조시킵니다. 분석물의 구성 요소에 색상이 있는 경우 크로마토그램에 해당 색상 반점이 표시됩니다. 분석물의 오염되지 않은 성분을 검출하려면 크로마토그램을 개발해야 합니다. 크로마토그램의 개발 및 시료 성분의 검출은 다양한 방법으로 수행할 수 있으며 분석된 혼합물의 조성에 따라 다릅니다. 표현은 다음과 같이 할 수 있습니다.

-자외선을 사용합니다. 이 방법은 UV 복사의 작용 하에 가시 파장 범위에서 자체 복사(발광)를 방출할 수 있는 물질의 검출에 적용할 수 있습니다.

 시약-개발자를 통해. 예를 들어, 분석된 혼합물에서 아미노산의 존재는 닌히드린을 사용하여 감지할 수 있습니다. 건조된 크로마토그램을 아세톤에 녹인 0.2% 닌히드린 용액에 담근 다음 건조합니다. 혼합물의 다양한 구성 요소에 해당하는 반점은 시각적으로 그리고 일반적으로 각 물질에 고유한 색상을 얻습니다.

- 요오드 사용. 이 경우 검출된 크로마토그램은 용기 바닥에 요오드 결정이 있는 용기에 도입됩니다. 요오드 증기는 반점에 더 강하게 흡착되어 반점이 시각화됩니다. 요오드는 비특이적 현상제입니다. 특정 시약을 사용하여 혼합물의 성분 수를 결정할 수 있을 뿐만 아니라 반점의 색상으로 분리된 물질을 식별할 수 있습니다.

종이 및 박층 크로마토그래피는 위에서 설명한 소위 오름차순 변형에서 가장 자주 수행됩니다. 종종 크로마토그램의 품질을 개선하기 위해 평면 크로마토그래피의 보다 복잡한 변형(예: 하향식, 원형, 2차원)을 사용해야 합니다. 종이 또는 박층 다운 크로마토그래피에서 분석 물질은 상단의 플레이트 또는 종이 스트립의 시작선에 적용되고 용리액은 하단이 아닌 상단에서 공급됩니다. 향상된 분리의 긍정적인 효과는 분리 프로세스에 대한 구성 요소의 중력의 기여 때문입니다.

업스트림 및 다운스트림 크로마토그래피는 모두 1차원 및 2차원 버전으로 수행할 수 있습니다. 위에서 설명한 1차원 평판 분리 공정과 달리, 2차원 크로마토그래피 분리에서는 분석 시료의 분리가 먼저 하나의 용매에서 수행된 다음, 다음을 사용하여 첫 번째에 수직인 방향으로 분리가 수행됩니다. 다른 용매, 첫 번째 크로마토그램을 90°C 회전

원형 크로마토그래피에서 분석물은 크로마토그래피 용지의 판이나 시트 중앙에 한 방울로 떨어집니다. 여기에 하나 이상의 용매도 적가합니다. 이는 결과 크로마토그램이 방사상 스폿 세트라는 사실로 이어집니다.

평평한 크로마토그램에서 분석물의 분리된 성분을 형성하는 스폿(영역)의 위치는 얇은 층에서 성분의 상대 이동 속도 값으로 특성화됩니다 아르 자형 파이. 실험 가치 아르 자형 파이거리의 비율로 정의 엘 나, 통과 나-번째 구성 요소, 거리까지 엘출발선에서 최전선으로 용매를 통과함(그림 1.10):

값 아르 자형 파이분석된 샘플의 관련 구성 요소의 특성, 고정상의 특성, 두께, 이동상의 특성 및 품질, 샘플의 적용 방법 및 기타 요인에 따라 다르지만 항상 아르 자형 파이 1.

값 아르 자형 파이크로마토그래피 컬럼을 통한 물질의 통과 속도를 특성화하는 물질의 머무름 시간 또는 머무름 부피와 실제로 동일하며 분석된 시료의 성분을 정성적으로 식별하는 데 사용할 수 있으며 스폿 직경이 동일합니다. 크로마토 그래피 피크의 높이 또는 면적에 따라 물질의 정량적 함량을 어느 정도 반영합니다.

가장 간단한 경우에 분석된 샘플의 조성에 대한 정량적 결정은 반점의 고유 색상 강도 또는 UV 검출 중에 얻은 반점의 형광 광선 강도로 시각적으로 평가할 수 있습니다. 이러한 목적을 위해 크로마토그래피 스폿의 용출이 널리 사용됩니다. 이 경우 크로마토그램에서 얻은 반점을 조심스럽게 잘라내거나 긁어내어 적당한 용매로 처리하고 적절한 물리화학적 방법으로 검액한다. 크로마토그램에서 해당 지점을 잘라내어 무게를 측정하는 중량 측정 방법을 사용할 수도 있습니다. 물질의 양은 같은 면적의 깨끗한 종이와 물질이 있는 종이의 무게의 차이에 의해 결정됩니다.

종이 (BH ) 그리고 박막 크로마토그래피 (TLC ) 분리 메커니즘에 따라 분할 크로마토그래피 . HD 방식에서 캐리어는 특별한 크로마토그래피 용지 특정 속성으로. 정지상 종이의 표면과 기공에 흡착된 물(최대 20%), 이동성 - 유기 용매, 물, 물 또는 전해질 용액과 혼화성 또는 비혼화성.

기구 종이에 꽤 복잡합니다. 정지상에서는 종이에 흡착된 물에 용해되어 물질이 잔류할 수 있을 뿐만 아니라 흡수되다 직접 셀룰로오스. 종이에 그린 공유 구성 요소 이동상으로 이동하고 종이의 모세관을 따라 다른 속도로 이동합니다. 계면 분포 계수 그들 각각. 처음에는 색층 분석기 종이의 물질 중 일부는 다음으로 전달됩니다. 이동상 그리고 계속 진행합니다. 유기용매가 용질을 포함하지 않는 종이의 영역에 도달하면, 복구 : 유기상에서 물질이 수상으로 이동하여 종이에 흡착됩니다. 구성품이 다르기 때문에 흡착제에 대한 친화력 , 용리액이 이동하면 분리가 발생합니다. 일부 물질은 경로 시작 부분에서 지연되고 다른 물질은 더 멀리 이동합니다. 여기에 결합 열역학적 (상 사이의 물질의 평형 분포 확립) 및 운동 (다른 속도로 구성 요소를 이동) 분리 측면. 결과적으로 각 구성 요소는 종이 시트의 특정 영역에 집중됩니다. 개별 구성요소 영역 에 크로마토그램 . 종이에 크로마토그래피를 사용하면 여러 가지 중요한 단점이 있습니다. 분리 과정은 종이의 조성과 특성, 보관 조건의 변화에 따른 종이 기공의 수분 함량 변화, 매우 낮은 크로마토그래피 속도(최대 며칠), 결과의 낮은 재현성. 이러한 단점은 크로마토그래피 방법으로서 종이 크로마토그래피의 보급에 심각한 영향을 미칩니다.

V TLC 방식 물질의 혼합물을 분리하는 과정은 얇은 층에서 수행됩니다 흡착제 불활성 고체 기질에 증착되고 움직임에 의해 제공됨 이동상 (용매)의 작용하에 흡착제를 통해 모세관력 . 에 의해분리 메커니즘 구별하다 분할, 흡착 및 이온 교환 크로마토그래피 . 구성 요소의 분리는 두 액체 상 사이의 분포 계수가 다르기 때문에 이러한 경우에 발생합니다. 분할 크로마토그래피 ), 또는 흡착제에 의한 화합물의 다른 흡착성으로 인해( 흡착 크로마토그래피 ). 흡착 방법은 고정상에서 분리된 구성 요소의 다양한 흡착-탈착 정도를 기반으로 합니다. 흡착 비용으로 수행 반 데르 발스 군대 , 기초가 되는 물리적 흡착 , 고분자 (흡착제 표면에 여러 개의 흡착물 층 형성) 및 화학흡착 (흡착제와 흡착물의 화학적 상호작용).

다음과 같은 TLC용 흡착제를 사용하는 경우 알루미나 또는 실리카겔 분리의 역할을 하다 분포 , 그리고 흡착 흡착제의 발달된 활성 표면(150–750 m2/g). 분포 혼합물의 성분은 담체 표면의 물 사이에서 발생합니다(예: 흡착제 , 어떻게 알루미나 , 녹말 , 셀룰로오스 , 규조토 - 그리고 물 형태 정지상 ), 그리고 이 고정상을 통해 이동하는 용매( 이동상 ). 물에 더 잘 녹는 혼합물의 성분은 이동상에 더 쉽게 녹는 성분보다 더 천천히 움직입니다.

흡착 사이에 있다는 사실에서 드러난다. 담체 , 예를 들어, 산화알루미늄 및 혼합물의 성분은 흡착 평형 - 각 구성 요소에 대해 고유한 결과는 다음과 같습니다. 다른 이동 속도 혼합물 성분. 두 가지 극단적인 경우를 구별할 수 있습니다.

a) 흡착제에 대한 물질의 농도는 0입니다. 물질은 이동상에서 완전히 용해되고 이동상에 의해 운반됩니다(와 함께 이동합니다. 솔벤트 프론트 ).

b) 물질이 완전히 흡착되고 용매와 상호 작용하지 않으며 처음에 남아 있습니다.

실제로 용매와 흡착제의 숙련된 선택으로 분포 화합물은 이러한 극단적 인 경우 사이에 위치하며 물질은 점차적으로 이월 동시에 발생하는 프로세스로 인해 하나의 흡착제 층에서 다른 흡착제 층으로 수착 그리고 탈착 .

흡착제를 통과하는 용매를 용리액 , 용리액과 함께 물질을 이동시키는 과정  용출 . 액체가 판 위에서 움직일 때 힘의 작용으로 물질 혼합물이 분리됩니다. 흡착 , 분포 , 이온 교환 또는 이러한 모든 요소의 조합. 결과적으로 별도의 크로마토그래피 영역 혼합물 성분, 즉 그것은 밝혀 크로마토그램 .

올바른 선택 흡착제 그리고 용리액 혼합물 분리의 효율성을 결정합니다. 시험 물질의 이동성은 흡착제에 대한 친화력과 용출력 (극성) 용리액. 화합물의 극성이 증가함에 따라 극성 흡착제에 대한 친화도도 증가합니다. 흡착 정도를 높임으로써 실리카겔 유기 화합물은 일렬로 배열됩니다: 탄화수소<алкилгалогенидыарены<нитросоединения<простые эфиры <сложные эфиры<альдегиды<спирты<амины<карбоновые кислоты. В свою очередь 실리카겔용 용리액은 "극성"( 용리력 ) 및 일련의 용매를 형성합니다( 이방성 계열 ) 실험 데이터에 따라: 알칸> 벤젠> 클로로포름> 디에틸 에테르> 에틸 아세테이트> 알코올 С 2 -С 4> 물> 아세톤> 아세트산> 메탄올. 따라서 극성 화합물인 알코올은 실리카겔에 매우 강하게 흡착되어 헥산과 같은 비극성 용매의 작용에 의해 약하게 움직이고 출발선 부근에 남게 된다. 차례로, 비극성 방향족 탄화수소 비페닐은 헥산에서 눈에 띄게 더 이동성이 있지만 여기에서도 아르 자형 에프 약 0.5인 더 극성 비양성자성 용리액인 메틸렌 클로라이드가 필요합니다. 용리액 강도 용매 혼합물을 사용하여 조절 - 이웃 이방성 계열 다른 극성으로.

현재 TLC는 주로 다음을 사용합니다. 흡착제 : 분리용 친유성 물질  실리카겔 , 알루미나 , 아세틸화 셀룰로오스 , 폴리아미드 ; 분리하다 친수성 물질  셀룰로오스 , 셀룰로오스 이온 교환기 , 규조토 , 폴리아미드 . 흡착제의 가장 중요한 특징은 활동 , 즉. 능력 흡수하다 (hold) 분리할 혼합물의 성분. 해외에서는 많은 기업들이 실리카겔 , 규조토 그리고 알루미나 판의 자체 제조에서 흡착제 층을 고정하는 데 사용되는 5% 석고 추가.

가장 일반적인 흡착제는 실리카겔 - Na 2 SiO 3 에 대한 무기산의 작용과 생성된 졸의 건조에 의해 형성된 수화된 규산. 졸을 분쇄한 후 특정 입자 크기의 일부가 사용됩니다(판에 표시됨, 일반적으로 5-20미크론). 실리카겔 이다 극성 흡착제 OH 그룹을 활성 사이트로 사용합니다. 표면의 물을 쉽게 흡수하고 수소 결합을 형성합니다.

알루미나 약염기성 흡착제로 주로 약염기성 화합물과 중성 화합물의 분리에 사용됩니다. 산화알루미늄 판의 단점은 고온(100-150 o C)에서 건조 캐비닛에서 사용하기 전에 표면이 의무적으로 활성화되고 실리카 겔에 비해 층의 흡착 용량이 낮다는 것입니다.

규조토 - 천연 광물에서 얻은 흡착제 - 규조토. 흡착제는 실리카겔에 비해 친수성과 층의 흡착 능력이 낮습니다.

셀룰로오스: 셀룰로오스 코팅 박층판은 복잡한 유기 분자를 분리하는 데 매우 효과적입니다. 흡착제는 주로 전분으로 담체에 고정된 최대 직경 50미크론의 셀룰로오스 볼입니다. 종이 크로마토그래피에서와 같이 용매 전면의 상승은 매우 느립니다.

크로마토그래피 분석 체코 생산의 산업 판에서 수행됩니다 " 실루폴 » (« 실루폴 "") 알루미늄 호일, 때로는 판지로 강화, " 실루플라스트 » 결합제로 전분 또는 석고가 포함된 실리카겔 LS 5-40(최대 10%) 또는 형광 지시약이 있거나 없는 산화알루미늄과 같은 흡착제 층으로 코팅된 플라스틱으로 제작되었습니다. 기록 " 실루폴 » 용출률은 높지만 분리력이 낮고 감도가 낮은 것이 특징입니다. 보관하는 동안 조건(습도, 온도, 공격적인 매체 등)에 민감합니다. 개별 기업 공급 크로마토그래피 플레이트 알루미늄 호일, 플라스틱, 함침 유리 섬유로 만든 유리 및 기판에 서로 다른(일반적으로 최대 0.25mm), 엄격하게 일정한 두께(실리카 겔, 셀룰로오스, 이온 교환 수지)의 흡착제 층을 사용합니다.

접시 « 소르브필 » (TU 26-11-17-89) 작업층이 적용된 폴리머 베이스(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 등급 P) 또는 알루미늄 기판(등급 AF)에서 러시아에서 생산됩니다. 미세분획 실리카겔 흡착제 특수 바인더로 고정 된 90-120 미크론 (최대 200 미크론) 두께의 STX-1A 및 STX-1VE (소련에서 분획 실리카겔 KSKG로 생산) - 실리카졸 . 가열 후 실리카겔로 변형되는 결합제로 규산(실리카졸) 졸을 사용하는 경우 생성된 TLC 플레이트는 실리카겔 층과 기판의 두 가지 구성요소로 구성됩니다. 한 판에서 흡착제 층의 두께 균일성은 ±5 µm입니다. 지정 예: "Sorbfil-PTSKh-AF-V-UV(10x10)" - 10x10cm의 형광체가 포함된 알루미늄 기판의 고성능 TLC 플레이트.

유리 기판(등급 C)을 사용하는 경우 이러한 판은 재사용이 가능하고 내화학성이 있습니다. 그들의 내화학성은 실리카겔의 내화학성에 의해 결정됩니다. 결과적으로 TLC 플레이트는 예를 들어 뜨거운 크롬 혼합물을 사용하여 공격적인 시약으로 반복적으로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 스팟 감지 및 흡착제 수정에 대한 상관 시약 사용에 대한 제한이 제거되고 다중(최대 30배 이상) 크롬 혼합물로 플레이트 재생. 유리판은 원하는 크기로 절단할 수 있습니다. 흡착제 층의 기계적 강도는 제어될 수 있으며, 한편으로는 플레이트의 운송 및 다중 처리를 제공하고, 다른 한편으로는 분리된 물질로 흡착제 층을 추출하여 개별 화합물을 후속 세척할 가능성을 제공합니다. 흡착제 및 기기 방법(IR 및 UV 분광법)에 의한 추가 연구, X선 회절 방법, NMR 등).

플레이트는 층을 구성하는 실리카겔의 분획(입자 분포)의 크기가 다릅니다. 분석 플레이트(등급 A)에서 분율은 5-17 미크론이고 고효율(등급 B)에서 8-12 미크론입니다. 좁은 분포는 플레이트의 효율성을 증가시킵니다. 분리할 물질의 반점은 더 조밀해지며(크기가 더 작음) 용리액 전면이 더 짧은 거리를 통과할 때 더 잘 분리됩니다. 러시아 웨이퍼에서 분석 및 고성능 레이어는 Merck 웨이퍼(독일)와 크게 다르지 않습니다. 분석 플레이트에서 물질을 분리할 수 없는 경우 고성능 플레이트를 사용해야 합니다. 모든 수정판은 254 nm 여기를 갖는 형광체(UV 등급)로 생산됩니다. 유통 기한은 제한이 없으며 접시 " 소르브필 » 아미노산 유도체, 살충제, 지질, 항생제 분석에서 광범위하게 테스트되었습니다.

TLC 방법이 수행됩니다. 정성적 식별 구성 요소. 정량 TLC의 경우도 가능하므로 정확한 양의 물질을 적용하고 추가로 밀도 측정 연구 반점의 강도를 명확하게 고정합니다. 가장 일반적인 것은 반정량적 방법 . 에 기반한다 시각적 비교 농도가 다른 동일한 물질의 일련의 반점의 해당 특성을 가진 구성 반점의 크기와 강도( 표준 참조 솔루션 ). 1-5μg의 샘플을 사용할 때 이러한 간단한 방법은 약 5-10%의 성분 함량을 결정하는 정확도를 제공합니다. 종종 샘플의 성분을 결정하기 위해 분석된 화합물을 포함하는 혼합물을 얻기 위해 샘플 준비를 수행해야 합니다. 시료 준비는 유기 용매로 시료에서 약물 추출을 기반으로 합니다( N-헥산, 석유 에테르, 디에틸 에테르, 클로로포름), 추출물 정제 및 알루미나 또는 실리카 겔의 얇은 층에서의 후속 크로마토그래피.

TLC와 BC에는 방식이 다른 여러 변형이 있습니다. 용제 공급 . 이동상의 이동 방향에 따라 다음이 있습니다.

ㅏ)오름차순 크로마토그래피  이동상을 분리 챔버 바닥에 붓고 종이(판)를 수직으로 놓습니다.

비)내림차순 크로마토그래피  이동상은 위에서 공급되어 판이나 종이의 흡착제 층을 따라 아래로 이동합니다.

V)방사형 크로마토그래피  용매 전면의 수평 진행: 이동상은 분리할 혼합물이 침착되는 종이 디스크(판)의 중앙으로 이동합니다.

가장 일반적인 것은 상향 용출 (색층 분석기). 앞 용리액 아래에서 위로 이동하면서. 용매(이동상)의 선택은 흡착제의 특성과 분리할 물질의 특성에 따라 결정됩니다.

크로마토그래피 분리 BC 및 TLC 방법은 다음에서 수행됩니다. 분리 챔버 나사 뚜껑으로. 특정 흡착제와 용매를 사용하여 물질이 이동하는 속도의 정량적 측정은 다음과 같습니다. R 값 에프 (영어로부터. 보유 요인 – 지연 계수, 이 매개변수는 머무름 시간과 유사합니다. 위치 크로마토그래피 성분의 구역 크기로 설정 계수 아르 자형 에프 용매 전면의 속도에 대한 영역의 속도의 비율과 같습니다. 값 아르 자형 에프 는 항상 1보다 작으며 크로마토그램의 길이에 의존하지 않습니다. 금액으로 아르 자형 에프 다양한 요인의 영향을 받습니다. 따라서 저온에서 물질은 더 천천히 움직입니다. 용매 오염, 흡착제의 불균일성, 분석 용액의 이물질로 인해 값이 변경될 수 있음 아르 자형 에프 최대 10%. 선택한 시스템에서 분석 물질은 다른 값을 가져야 합니다. 아르 자형 에프 크로마토그램의 전체 길이에 걸쳐 분포됩니다. 값을 갖는 것이 바람직하다. 아르 자형 에프 0.05-0.85 범위에 있습니다.

실제로 가치는 아르 자형 에프 거리의 비율로 계산 엘 물질에 의해 먼 곳까지 여행 엘 용매에 의해 통과:

아르 자형 에프 = l/l (6.1 )

일반적으로 계산을 위해 선택 스팟 센터 (그림 1). 값 아르 자형 에프 다음과 같은 많은 요인에 따라 달라집니다. 크로마토그래피 용지 (다공도, 밀도, 두께, 수화도) 및 흡착제 (입자크기, 표면상의 기의 성질, 층두께, 수분함량, 물질의 성질, 이동상의 조성), 실험조건(온도, 크로마토그래피 시간 등). 모든 크로마토그래피 매개변수의 불변성으로 값 아르 자형 에프 각 구성 요소의 개별 속성에 의해서만 결정됩니다.

쌀. 1. 크로마토그램의 값 결정 RF 부품용 ㅏ그리고 V,

그들의 분리 정도 루피 이론단수 N .

BC 및 TLC의 효율성도 선택성과 감도 분석된 혼합물의 성분을 검출하는 데 사용되는 반응. 일반적으로 시약은 결정해야 할 구성 요소와 함께 유색 화합물을 형성하는 데 사용됩니다. 보다 안정적인 공유 구성 요소 식별 적용하다 " 증인 » - 솔루션 표준물질 (샘플과 동일한 용매에서) 샘플에 존재할 것으로 예상되는 표준 물질 분석 시료 옆의 출발선에 적용하고 동일한 조건에서 크로마토그래피를 수행합니다. 실제로 상대 값이 자주 사용됩니다.

아르 자형 에프 상대 = 아르 자형 에프 엑스 / 아르 자형 에프 서다 (6.2)

어디 아르 자형 에프 서다 또한 공식 (6.1)에 의해 계산됩니다. 능률 크로마토그래피 분리 특성화하다 등가 이론단수 그리고 그들 키가 큰 . 따라서 TLC 방법에서 등가 이론단수는 N ㅏ구성 요소에 대한 ㅏ분리할 혼합물은 다음 공식으로 계산됩니다.

N ㅏ = 16 (엘 OA / ㅏ (ㅏ )) 2 (6.3)

가치 엘 OA 그리고 ㅏ (ㅏ ) 그림과 같이 결정된다. 6.1. 그런 다음 등가 이론단의 높이 시간 ㅏ 이다:

시간 ㅏ = 엘 OA /N = ㅏ (ㅏ ) 2 / 16 엘 OA . (6.4)

사실상 분리가 가능하다. 아르 자형 에프 (ㅏ)  아르 자형 에프 (V)  0,1 .

두 구성 요소의 분리를 특성화하려면 ㅏ그리고 V사용 분할의 정도(기준) Rs :

루피 =  내가 / (ㅏ (ㅏ) / 2 + ㅏ (비) / 2)= 2  내가 / (ㅏ (ㅏ) + ㅏ (비)) (6.5)

어디  엘  구성요소 스폿 중심 사이의 거리 ㅏ그리고 V;

ㅏ (ㅏ) 그리고 ㅏ (V)  스폿 직경 ㅏ그리고 V크로마토그램(그림 6.1). 더 루피 , 구성 요소의 반점이 더 명확하게 분리됩니다. ㅏ그리고 V크로마토그램에서. 정황 색층 분석기 값이 되도록 선택됩니다. 루피 0과 1이 아닌 최적의 값 루피 0.3  0.7. 요금에 대해 분리 선택성 두 가지 구성 요소 ㅏ그리고 V사용 분리 계수 α :

α = 엘 비 / 엘 ㅏ (6.6)

α = 1이면 성분 ㅏ그리고 V분리되어 있지 않습니다.