ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возникновение и развитие капиллярной хроматографии из "Капиллярная хроматография " Другой способ достижения высокой эффективности разделения удалось реализовать в 1956—1957 гг. при разработке техники капиллярной хроматографии, в которой используются колонки, представ.ияющие собой гладкие длинные трубки диаметром 0,1 — 1,5 мм, стенки которых покрыты тонкой пленкой жидкой фазы. [c.14] Вывод о том, что эффективность порядка 10 —10 теоретических тарелок можно получить с помощью капиллярных хроматографических колонок, следовал из теоретического рассмотрения процессов в обычных наполненных колонках, проведенного Голеем в 1955-1956 гг. [49, 50]. [c.14] На основе аналогии движения хроматографической полосы в колонке и распространения электрического сигнала вдоль линии с распределенными параметрами индуктивности, емкости и активного сопротивления Голей дал описание процесса хроматографии с помощью дифференциального уравнения, известного в электротехнике под названием телеграфного [49]. Позже Голей [50] провел детальный анализ взаимосвязи достигаемой в хроматографической колонке эффективности с такими характеристиками процесса, как перепад давлений на ее входе и выходе и время разделения. В результате Голей обосновал введение обобщенного показателя эффективности хроматографического процесса (вывод выражения для показателя эффективности рассмотрен ниже). Этот показатель, имеющий размерность вязкости, теоретически может достигать наименьшего значения 0,1 пуаз, что характеризует наибольшую возможную эффективность хроматографической колонки. При использовании наполненных колонок обычного типа предельно достижимое значение показателя эффективности было не менее 1—10 пуаз, т. е. превышало теоретический предел в 10—100 раз и более. Предполагая, что такое расхождение связано с тем, что реальные колонки представляют собой сложную систему беспорядочно расположенных извилистых капиллярных ходов, тогда как теоретической моделью служил пучок прямых капилляров с гладкими стенками, Голей пришел к выводу, что реализовать потенциальную высокую эффективность газохроматографического процесса возможно только при использовании колонки в форме гладкой трубки с достаточно большим отношением длины к диаметру. [c.14] Разделение, реально достигаемое в результате взаимодействия исследуемых веществ и жидкой фазы в колонке, характеризует главным образом второй член в скобках. Эта величина, квадрат которой назван Пёрнелом [63] фактором разделения п, связана с первоначально определенным числом теоретических тарелок п простым соотношением. [c.17] Когда в упомянутых выше случаях разделений с числом теоретических тарелок, превышающим 10 —10 теоретических тарелок, было рассчитано число чистых теоретических тарелок, то вследствие малых величин к в этих работах фактор п оказался много меньшим он не превышал 5 10 —10, что хорошо соответствовало наблюдаемому в этих опытах качеству разделения. [c.17] Важным этапом развития этого метода явилась разработка к 1960 г. техники изготовления капиллярных колонок из стекла [64, 65], незаменимых при проведении медико-биологических исследований. Было показано, что с капиллярными колонками могут быть получены количественные результаты, не менее точные, чем при использовании обычных колонок [66]. Нашли свое применение в капиллярной хроматографии также и такие методические приемы, как программирование температуры [67] и скорости потока газа-носителя [68]. Стремление несколько снизить требования к чувствительности детектирующих систем обусловило развитие техники капиллярной хроматографии на колонках относительно большого диаметра [69, 70]. По той же причине, а также в связи с необходимостью расширить круг применяемых в капиллярных колонках жидких фаз и ликвидировать трудности их нанесения в форме тонкой равномерной пленки были разработаны капиллярные колонки с покрытыми пористым твердым носителем стенками [71—74]. Идея создания таких колонок была ясно сформулирована еще в самых первых публикациях Голея [75]. В 19Й—1961 гг. была подробно изучена зависимость результатов, достигаемых с помощью капиллярной хроматографии, от тех или иных экспериментальных факторов [76, 77]. Это позволило оценить оптимальные условия газохроматографического анализа в капиллярных колонках. Была показана возможность их применения для экспресс-анализа и разработана соответствующая аппаратура [78—80]. [c.18] Исключительно важное значение имели первые попытки сочетания капиллярных колонок с масс-спектрометрами, применявшимися как в качестве высокочувствительных детектирующих устройств, так и для идентификации разделяемых компонентов [81—84]. Эти исследования нозже позволили полностью расшифровать состав сложнейших, состоящих из сотен компонентов смесей нефтехимических продуктов, метаболитов живых организмов, запахов и т. п. [85—88]. В настоящее время это направление является частью хромато-масс-спектрометрии, успешно используемой для решения важнейших аналитических проблем, например для анализа загрязнений окружающей среды [89—92]. При этом большую помощь оказывает разработанная в 1966 г. Парселом и Эттре [93] техника предварительного улавливания и концентрирования анализируемых веществ в начальном сильно охлажденном участке колонки. [c.18] Существенный прогресс в технике выполнения наиболее важной операции — нанесения па стенки капилляра жидкой фазы достигнут Гробом [73, 117], Кайзером [118, 119] и Мистрюковым [120, 121]. Опубликованы первые работы, касающиеся применения в капиллярной хроматографии парообразных подвижных фаз [122, 123]. Все более интенсивно проводятся исследования загрязнений окружающей среды с помощью капиллярной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрической техникой и с электронно-вычислительными машинами [124, 125]. [c.19] Вернуться к основной статье