ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изготовление и применение капиллярных колонок из "Газовая хроматография в биохимии" При изготовлении капиллярных колонок неподвижная жидкость покрывает внутреннюю поверхность трубок слоем примерно 3—5 т. Несмотря на то что слой очень тонок, капилляры могут работать длительное время до полного элюирования неподвижной фазы. Внутренний диаметр трубки обычно составляет 0,01—0,1 см, а длина — 15—45 м. Описаны нейлоновые капилляры длиной 1,5 км (фирмы Garlo k Pa king o. ). Обычно расходуют 2—4 мг жидкости на 10 м трубки. Жидкость растворяют в неполярном летучем органическом растворителе и раствор пропускают через капилляр под давлением или с помощью отсасывания. После заполнения трубки удаляют раствор одним из двух способов. Согласно одному способу, капилляр пропускают через нагретый термостат для испарения растворителя во время прохождения трубки через нагретую зону. Однако чаще жидкость выдавливают из колонки газом-носителем, и покрытие образуется за счет прилипания жидкости к стенкам. При заполнении колонки применяют давления 0,16— 8 ати, а для выдавливания пробки жидкости — 3—8 ати. До настоящего времени отсутствуют методы абсолютно воспроизводимого заполнения капилляров, и поэтому на колонках, имеющихся в продаже или изготовленных в лаборатории, получаются различные результаты. [c.50] Для достижения оптимальных ретультатов следует тщательно следить за толщиной слоя жидкости и его равномерностью. Газ, выбранный для введения и выдавливания жидкости, необходимо очистить и высушить. Внутреннюю поверхность самой колонки также нужно высушить и освободить от органических соединений. Материалом для изготовления колонки может служить стекло, нейлон, медь и нержавеющая сталь последнюю используют чаще всего. Металлические колонки до заполнения следует подвергнуть химической обработке для удаления кислотных центров и для уменьшения каталитического разложения неустойчивых соединений (см. раздел В, VI,a,l). Медные колонки бывают покрыты слоем окиси, которая приводит к размытию пиков [71], и поэтому ее следует удалить химической обработкой. [c.50] Мицнер и Джейкобс [105] обнаружили, что капилляры диаметром 0,05 см, очищенные по методу, описанному в разделе В, VI,a,l, можно использовать для разделения терпенов. Колонки сравнительно легко смачиваются, особенно полярной жидкостью. Небольшие количества пыли ухудшают смачивание стенок капилляров, и поэтому до пропитки колонок растворы, содержащие неподвижные жидкости, фильтруют не менее трех раз. [c.50] Ввиду применения малых количеств неподвижной жидкости следует вводить очень небольшие пробы — около 1 мкг, для чего вводят обычную по величине пробу и большую часть ее выбрасывают в атмосферу при соотношении от 100 1 до 1000 1 с помощью делителей потока, установленных между дозатором и колонкой. Такой метод дает не очень воспроизводимые результаты, особенно в случае высококипящих соединений, поскольку проба может подвергнуться частичному фракционированию еще до входа в колонку. Поэтому ввод проб и обработка колонки неподвижной жидкостью являются основными проблемами, которые еще не решены до конца. [c.50] Колонки для ГАХ набивают активными твердыми вществами — древесным углем, молекулярными ситами, силикагелем и окисью алюминия. Их используют в основном для анализа неорганических газов и низкомолекулярных углеводородов. Размытие хвоста пика в колонках для ГАХ представляет собой большую проблему, чем в колонках для ГЖХ, но это размытие иногда можно уменьшить, добавляя небольшое количество неподвижной жидкости. Колонки, приготовленные с большими количествами жидкости, могут работать как по адсорбционному, так и по распределительному механизму. [c.52] Капиллярные колонки имеют диаметр около, 0,05 см и длину 15—45 м. Неподвижную жидкую фазу наносят на внутреннюю стенку капилляра. Эффективность колонки очень высокая, но трудно добиться воспроизводимости при смачивании стенок таких колонок. Линейные скорости потоков подвижной фазы велики, а объемные скорости малы, что вызывает необходимость уменьшать мертвое пространство вспомогательного оборудования. Для предохранения колонок от перегрузки следует работать с очень малыми пробами, поэтому для обнаружения элюируемых газов необходимы высокочувствительные детекторы. [c.52] Высокая чувствительность детектора и его универсальность являются прямым следствием использования в хроматографии в качестве подвижной фазы постоянного газа. Такие свойства позволяют измерять различие в теплопроводности, ионизационной способности органических молекул, теплоте сгорания и других аналогичных свойствах для определения растворенных веществ в элюатах колонки. Использование этих свойств едва ли возможно при применении жидкой фазы. С их помощью удалось автоматически измерять количества растворенных веществ, присутствующих в элюатах, причем в исключительно малых количествах. Термисторные детекторы обнаруживают 10 моль растворенного вещества, а ионизационные детекторы обычно реагируют на присутствие 10 моль органического соединения в подвижной фазе. Требования к чувствительности будут неизбежно повышаться с дальнейшим усовершенствованием производства, так что ни один из ионизационных детекторов, обычно используемых в настоящее время, не сможет им удовлетворить. [c.52] Несмотря на несомненную важность детекторов для работы газовых хроматографов, эта тема освещается не подробнее других вопросов, разбираемых в настоящей монографии. Б продаже имеются наиболее, удачные типы детекторов, и от изготовителя можно получить инструкции по работе и эксплуатации. Предполагается также, что мостовые схемы и делительные устройства теперь на всех продажных приборах являются стандартными. [c.53] Иногда самописцы не поставляются вместе с прибором. В этом случае для большинства анализов подходят самописцы со шкалой на О—1 или 0—2 мв со временем пробега шкалы пером самописца 2 сек и скоростью протяжки диаграммной ленты 750 ммЫас. Часто при отсутствии более чувствительных самописцев можно использовать самописцы со шкалой на 0—10 мв. [c.53] Настоящее обсуждение поэтому будет ограничено изложением некоторых общих принципов, на которых основана работа наиболее часто используемых детекторов. Это позволит привести минимум сведений, из которых станут ясными преимущества и ограничения, связанные с использованием этих детекторов. [c.53] Детекторы классифицируют несколькими способами в соответствии с характером изображения хроматографических данных, принципом работы или универсальностью сигнала по отношению к различным химическим соединениям. В зависимости от метода данные представляют в виде интегральных или дифференциальных кривых. Интегральные детекторы измеряют суммарный эффект всех соединений, проходящих через детектор в ходе анализа. Примером такого детектора служит титрационная ячейка, в которой измеряют общее количество стандартной щелочи, необходимое для нейтрализации ряда кислот, элюируемых из хроматографической колонки. [c.53] Хроматограмму получают в виде ряда ступеней, снятых во времени, причем высота каждой ступени пропорциональна количеству компонента, присутствующего в пробе. Дифференциальные детекторы измеряют мгновенную концентрацию растворенного парообразного вещества в чувствительной части ячейки. Выход растворенного парообразного вещества из колонки длится некоторое время, так что весь компонент не сразу входит в ячейку. Концентрация пара в восходящем и нисходящем краях пробы меньше, чем в центре, и поэтому хроматограмму получают в виде ряда пиков, причем количество каждого компонента пробы пропорционально площади под пиком. [c.53] В основу детектирования положен ряд свойств веществ. Подавляющее большинство детекторов, используемых в настоящее время, основано на измерении либо различий в теплопроводности растворенных веществ и подвижной фазы, либо изменения электропроводности при ионизации растворенных веществ. Термические детекторы прочны, их легко изготовить, но они обладают умеренной чувствительностью. Эти детекторы, однако, чувствительны к изменениям температуры и скорости потока подвижной фазы. [c.53] Ионизационные детекторы значительно более чувствительны и более устойчивы по отношению к изменению рабочих параметров. В прошлом наиболее широко использовали термические детекторы, но можно ожидать, что ионизационные детекторы будут применять все чаще и чаще по мере улучшения их конструкций и свойств. [c.54] Термические детекторы универсальны в том смысле, что они реагируют в той или иной мере на присутствие любых компонентов пробы, если свойства ни одного из них не совпадают со свойствами газа-носителя. Ионизационные детекторы полууниверсальны в том смысле, что они реагируют на присутствие большинства органических соединений и лшпь в незначительной степени на неорганические соединения. Для большинства анализов желательна универсальность сигнала. Однако в ряде случаев на колонке невозможно или неудобно разделить все компоненты сложной смеси. Тогда можно использовать иногда селективный детектор, который видит только одну определенную группу соединений, обладающих некоторыми специфичными свойствами. Например, сконструирован кулонометрический детектор, чувствительный лишь к соединениям галоидов и серы. При получении аналитических данных это позволяет избежать тщательной предварительной обработки пробы или полного разделения всех компонентов на колонке. Селективные детекторы, следовательно, могут быть весьма полезны и должны быть рассмотрены при разработке новых аналитических методик наряду с обычными методами детектирования. [c.54] Эта величина не рассмотрена при анализе условий для проведения хроматографического разделения в главах настоящей книги, посвященных различным применениям хроматографии, поскольку редко кто из авторов сообщает о ней или приводит данные, достаточные для ее вычисления. В этих главах, однако, приведены веса пробы и общие характеристики системы детектор — самописец, что вполне достаточно для выбора детектора. В зависимости от свойств прибора и состава анализируемой пробы в каждом отдельном случае решается вопрос о выборе рабочих параметров, таких, как установление положения переключателя диапазонов изме рений и величина вводимой пробы. [c.54] Вернуться к основной статье