ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многомерная газовая хроматография и гибридные методы из "Высокоэффективная газовая хроматография" Последнее десятилетие ознаменовывалось широким внедрением в лабораторную практику капиллярных колонок. Исследователи, использующие эти колонки, обнаружили что анализируемые ими пробы оказываются более сложными но составу, чем предполагалось. Это потребовало -улучшения разрешающей снособности колонок. Однако вскоре перед исследователями возникла еще одна проблема применение длинных высокоэффективных колонок приводило к увеличению иродолжительности анализа кроме того, эти колонки имеют высокую стоимость, недостаточную емкость и не гарантируют заранее требуемого разрешения. Единственным выходом из этого положения стало использование более избирательных колонок, обладающих при этом большей емкостью. Применение МГХ позволяет оптимизировать избирательность системы и емкость колонок за счет соединения колонок различных типов. При этом за минимальное время удается достичь максимального разделения компонентов пробы, содержащихся в ней в различных количествах. [c.77] В этом определении особо подчеркивается хроматографическая многомерность . Ианример, если используются параллельно две колонки и детектирование проводится при помощи двух детекторов, то это два параллельных одномерных разделения, а не двумерное хроматографирование. Приведенное выше онределение относится ко всем вариантам хроматографии — высокоэффективной жидкостной (ВЭЖХ), гель-нроникающей (ГПХ), сверхкритической флюидной (СФХ), тонкослойной (ТСХ) и т. д. Сюда же относятся и многократные разделения, в которых изменяется только емкость колонок. [c.77] При онределении МГХ необходимо провести четкую грань между разделением и детектированием. Хроматографирование — это процесс разделения, совершенно не зависящий от способа детектирования. Одни исследователи подразумевают под гибридными методами многократное детектирование (МС-МС, ИК-МС и т. д.), другие включают в них методы разделения (ГХ-МС, ЖХ-ИК и т. д.). Неясно также, как определить такие комбинированные методы, как, нанример, ЖХ-ГХ, ТСХ-ЖХ и т. д. В любом случае важно прояснить смысл термина многомерный . Так, нанример, двумерная газовая хроматография с исиользованием ИК-МС-детектирования будет обозначаться как ГХ-ГХ-ИК-МС. По-видимому, этот подход к определению многомерного метода наилучшим образом прояснит ситуацию. [c.77] Без всякого сомнения, многомерная хроматография является замечательным средством совершенствования используемого метода. При подборе колонки для проведения анализа можно одновременно испытывать две колонки и с минимальными затратами времени и усилий определить, достаточно ли одной и какой именно. В конце предыдущего раздела перечислены возможные варианты использования предколонок. Однако этим не исчерпываются возможности двумерной хроматографии. Сформулированы более общие правила, определяющие целесообразность использования этого метода. [c.78] Соленоидные вентили S-J регулирует пневматический запорный вентиль S-2 регулирует работу делителя потока и устройства обратной продувки S-3 регулирует подачу газа-носителя в предколонку S-4 регулирует подачу СО2 или жидкости в охлаждаемую азотом ловушку. Регуляторы давления PR-1 устанавливает давление газа-носителя на входе в предколонку, PR-2 устанавливает среднее давление газа-носителя. Манометры PG-1 — давление в предкоконке PG-2 — среднее давление. Стационарное сопротивление FR — для переноса потока от сопротивления к детектору. Периферийные устройства FM — ротаметр MR —сопротивление СТ — холодной улавливание PSV — регулируемый пневматически запорный вентиль с малым мертвым объемом. Вентили тонкой регулировки NV-1 регулирует деление потока в устройстве ввода NV-2 регулирует деление потока при переходе от насадочной к капиллярной колонке NV-3 регулирует объемную скорость вспомогательного газа. [c.79] Не существует простой хроматографической процедуры, позволяющей провести успешный анализ такой смеси. [c.79] При многомерной хроматографии удобно применять детекторы, предусматривающие библиотечный поиск (МС- или ИК-спек-трометры) или элементный анализ (атомно-эмиссионный детектор). Для надежной идентификации детектор должен давать одиночные, хорошо разрешенные пики. Использование сложных алгоритмов хемометрики позволяет с помощью компьютерной обработки получать данные по неразрешенным пикам, однако этот подход имеет свой ограничения. [c.79] Во многих случаях при определении следовых (менее нанограм-мовых) количеств проба слишком мала для того, чтобы можно было получить достоверные МС- или ИК-спектры. Многомерная ГХ может применятьхя для получения индексов удерживания на предколонках и аналитических колонках различной полярности, что в ряде случаев является достаточным для идентификации. Практически в любой области, где применяется ГХ, найдутся такие пробы, которые следовало бы анализировать с помощью многомерной ГХ. [c.79] Многомерная ГХ отнюдь не является новинкой. Впервые такая система была описана в 1962 г. [7] для определения следовых количеств примесей в винилхлориде. В настоящее время перед исследователями стоит задача разделения чрезвычайно сложных смесей соединений, содержащихся в следовых количествах. Успехи в области хроматографического приборостроения и технологии получения колонок за последние 10-15 лет создали предпосылки для решения этой сложнейшей задачи. [c.79] Ниже перечислены некоторые достижения, которые предопределили незаменимость многомерной ГХ для решения сложных задач. [c.79] Хроматограмма пробы лигроиновой фракции нефти после прохождения последовательно соединенных пред- и аналитической колонок. Аналитическая колонка 12м х 0,2 мм, (1/ПФ (мепилсиликон) 0,33 мкм. Условия эксперимента см. подпись к рис. 5.3. [c.80] Многомерная хроматография — это простой в реализации способ анализа, позволяющий использовать наилучшим образом раз-делительнута способность современного оборудования и колонок. Во многих случаях применение этого метода позволяет упростить процедуру подготовки пробы, сократить продолжительность анализа сложных смесей и повысить его надежность. В гл. 8 приведены некоторые примеры, демонстрирующие применение капиллярных колонок в многомерных разделениях. [c.81] Масс-спектрометры используются в качестве детекторов в газовой хроматографии уже более 30 лет. За это время повысилось качество масс-спектрометров и появилась возможность получать надежные и воспроизводимые аналитические данные. При этом стоимость выпускаемых серийно масс-спектрометров уменьшилась. Современная комбинированная система ГХ-МС (хромато-масс-спектрометрия, ХМС) позволяет проводить анализ сложной смеси из 25 компонентов в течение 30 мин. За короткое время химик-аналитик получает количественную и качественную информацию об анализируемой смеси. ХМС позволяет охарактеризовать полученный в результате анализа газохроматографйческий пик соответствующим масс-спектром. Затем этот пик может быть сопоставлен с масс-спектром из библиотеки спектров, хранящейся в базе данных [9, 10]. Система обработки данных позволяет сравнить стандартный спектр известного соединения с неизвестным спектром. В качестве дополнительной информации о структуре химик-аналитик получает данные о коэффициенте корреляции между библиотечным спектром и спектром анализируемого соединения. Возможности ХМС обусловлены сочетанием разделительной способности ГХ, идентификации анализируемых соединений по специфичным масс-спектрам и количественной оценки по площадям пиков. Кроме того, очевидна высокая эффективность метода с точки зрения стоимости оборудования. [c.81] Популярность масс-спектрометров как детекторов для ГХ в перв то очередь вызвана тем, что пспользованпе гибридного метода позволяет получать большое количество специфической информации. По сравнению с другими детекторами масс-спектрометр более универсален, а получаемая с его помощью информация характеризуется большей специфичностью. В отличие от других детекторов, чувствительных лишь к определенным классам соединений (так, электронозахватный детектор чувствителен только к галогенсодержащим соединениям, а пламенно-ионизационный — к углеводородам), масс-спектрометр позволяет детектировать любые органические соединения [10-12]. Различие между масс-спектрометром и другими ГХ-детекторами состоит в том, что в последнем детектирование осуществляется в соответствии с массой, т. е. с тем физическим свойством, которое присуще всем органическим соединениям. [c.82] Масс-спектр состоит из отдельных полос, высота которых соответствует относительному содержанию определенных ионов анализируемого соединения как функции массы [13, 14]. Эти ионы несут информацию о молекулярной массе и наиболее электронно-стабильных фрагментах исходной молекулы. По таким специфическим фрагментам можно, основываясь на атомной структуре, охарактеризовать молекулу анализируемого соединения. Па рис. 5-6 представлен масс-спектр ацетона, полученный при ионизации электронным ударом. В масс-спектре имеются полосы, соответствующие Отношениям масса/заряд (т/г) 15 и 43. Эти ионные осколки представляют собой осколки исходной молекулы ацетона (т/г 58). Показано [14-16], что спектры, получаемые посредством электронного удара, воспроизводимы и специфичны для большинства органических соединений. [c.82] Вернуться к основной статье