ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Капиллярная колонка из "Высокоэффективная газовая хроматография" Колонку часто называют сердцем хроматографической системы. Глубокий анализ роли колонки упростит многие проблемы современной капиллярной газовой хроматографии. В этой главе колонки, применяемые в высокоэффективной газовой хроматографии, рассмотрены с точки зрения их практического исиользования. Большинство работ в капиллярной газовой хроматографии выполнено на кварцевых капиллярных колонках, поэтому обсуждаются именно такие колонки. [c.14] Появление на рынке в конце 1979 г. кварцевых капиллярных колонок по существу явилось главным прорывом в области капиллярной газовой хроматографии. В 1979 г. менее 10% выпускаемых промышленностью хроматографов были ириснособлены для работы с капиллярными колонками, а в 1989 г. их число превысило 60%. Можно ожидать, что число таких приборов будет расти, поскольку в результате развития метода появилась возможность анализа как высококипящих, так и легколетучих соединений. [c.14] Хотя многие типы стекол пригодны в качестве исходного материала для получения гибких и прочных капилляров, но только синтетический плавленый кварц позволяет получить колонки с инертностью, необходимой для анализа таких веществ, как лекарственные препараты, пестициды, кислоты и амины [5,6]. [c.14] Промышленностью выпускаются также капилляры из природного кварца, однако содержание оксидов металлов в нем слишком высоко для большинства приложений в хроматографии [7]. В синтетическом плавленом кварце содержание оксидов металлов мало ( 1 10 %), но на поверхности все же присутствуют силлнольные группы, что обуславливает остаточную активность колонки. В ряде работ [8-23] предложены способы ликвидации этих активных центров или их блокировки. Процесс удаления активных центров называется дезактивацией. [c.14] Остаточная активность колонки влияет на результат хроматографического разделения. По инертности колонки сильно различаются. Методики испытаний не всегда позволяют оценить потенциальную активность колонки по отношению к разнообразным веществам, которые могут присутствовать в пробе. На рис. 2-3 представлены хроматограммы различных тестовых смесей, используемых для оценки инертности колонок. [c.14] Кварцевые капиллярные колонки, на которые не нанесен защитный слой, подвержены действию влаги воздз ха. Молекулы воды действуют на связи кремний — кислород с образованием силанольных групп. При этом образуются трещинки, которые разрастаются и через сравнительно небольшое время приводят к ломке капилляра (рис. 2-5). Внешнюю поверхность капиллярной колонки необходимо защищать от царапин и действия влаги, поэтому колонки покрывают защитным слоем нолиимида или другого материала, не уступающего ему по прочности. [c.16] Для того чтобы правильно использовать капиллярные колонки, необходимо прежде всего разобраться в терминологии. По-видимому, самыми важными понятиями являются емкость колонки но пробе, разрешение, эффективность и селективность. Теория капиллярной газовой хроматографии и ее практические следствия рассмотрены в гл. 1. При выборе подходящей колонки для проведения анализа необходимо понимать, что означают эти характеристики и как они взаимосвязаны. [c.16] Микронасадочные капиллярные колонки — это капиллярные колонки, практически целиком заполненные носителем [43-46]. В будущем микронасадочные и S OT-колонки, вероятно, найдут большее применение для проведения некоторых анализов, но их широкое исиользование в настоящее время выглядит проблематично. [c.18] В настоящее время промышленностью выпускается 9 основных типов жидких фаз, наиболее часто используемых в W OT-колонках. Кроме того, фирмы — производители фаз выпускают в широком ассортименте специально приготовленные фазы для проведения определенных разделений. В табл. 2-1 перечислены стандартные НФ и приведены их хроматографические характеристики. [c.19] Благодаря тому что ассортимент выпускаемых НФ сравнительно невелик, а в последние 5 лет опубликовано большое число работ, посвященных применению этих фаз, выбор нужной фазы стал сравнительно простым делом. Для получения качественных кварцевых капиллярных колонок необходимо, чтобы унос фазы из колонки был низким. Многие фирмы, специализирующиеся на выпуске капиллярных колонок, сами выпускают НФ для нанесения их на колонку. Эти фазы позволяют получать высокоэффективные колонки, характеризующиеся низким испарением НФ из колонки. Однако результаты анализов, проведенных с использованием аналогичных НФ, выпускаемых разными фирмами, могут и не совпадать. Это становится более очевидным при рассмотрении полярных фаз. Ситуация может еще более усложниться, если учесть различные методы производства колонок [79]. Различия в этих фазах проявляются чаще всего в изменении степени инертности к некоторым классам соединений (например, спиртам, кислотам, аминам) и положения пика на хроматограмме (изменение времени или индекса удерживания) [80] (рис. 2-8). [c.19] Хотя изменение положения пика может быть небольшим (5-10 единиц индекса удерживания), для потребителя, проводящего химическую идентификацию методом ГХ, последствия этого могут быть катастрофическими. Эта проблема хорошо известна, поэтому во многих методиках ГХ указывается не только тип колонки, но и производитель НФ. К сожалению, указание производителя фазы не гарантирует того, что удастся воспроизвести описанную методику. Это объясняется тем, что незначительное изменение условий получения колонок влияет на воспроизводимость последних. Разделение, осуществленное на лучшей колонке из партии, может и не воспроизвестись на худшей колонке. [c.20] До сих пор в том, что касается НФ для газовой хроматографии, нет единого мнения о различиях между сшитыми (поперечно-сшитыми) и привитыми фазами. Каковы в точности преимущества того или иного вида обработки При проведении большинства разделений необходимо, чтобы фаза была устойчива к действию вводимого растворителя и температуры в течение определенного срока работы [83]. На рис. 2-9 проведено сравнение хроматограмм, полученных при непосредственном вводе в колонку растворенной в метаноле пробы. Первая хроматограмма получена после одного ввода пробы, вторая — после ста вводов. Полученные данные освидетельствуют о стабильной работе колонки после ста вводов времена удерживания компонентов пробы не изменились, а полученные пики симметричны. Качество колонки гарантирует надежную работу в экстремальных условиях. [c.20] Для достижения стабильной работы колонки в экстремальных условиях требуется иммобилизация НФ (путем поперечной сшивки и/или прививки). Поперечная сшивка — это реакция, которая приводит к связыванию отдельных групп полимерной фазы друг с другом с образованием более устойчивой макромолекулярной пленки. Прививка — это процесс химического прикрепления НФ к поверхности кварцевого капилляра. К настоящему времени опубликовано много работ, в которых показано, что сшитые фазы более долговечны и обладают большей термической устойчивостью по сравнению с несшитыми. Поперечная сшивка (вулканизация, иммобилизация) НФ достигается под действием инициаторов — свободных радикалов. Для инициирования сшивки используют пероксиды [84-86], озон [87], гамма-излучение [88-94] и азосоединения [95]. Для того чтобы процесс получения колонок был воспроизводим, необходимо выбрать оптимальный режим инициирования. Схема типичной реакции поперечной сшивки представлена на рис. 2-10. [c.20] Сшивка более полярных фаз затруднена, поэтому фирмы-производители выпускают как сшитые, так и несшитые фазы. Колонки со сшитыми фазами можно промывать растворителем с целью регенерации колонки же с несшитыми фазами промывать нельзя. Поэтому, прежде чем промывать колонку растворителем, следует убедиться в том, что тип колонки позволяет это сделать. [c.21] Некоторая общая информация об устойчивости фаз как при высокой, так и при низкой температуре представлена в табл. 2.1. Как правило, сшитые фазы устойчивы к действию температуры, поэтому их можно нагревать или охлаждать в более широком интервале температуры, чем аналогичные несшитые фазы. Унос фазы из колонки при высокой температуре зависит от термического разложения. В настоящее время за счет кондиционирования и сшивки стандартных фаз удается уменьшить унос фазы из колонки в единицу времени, однако полностью избежать его не представ ваяется возможным. Следовательно, для уменьшения уноса фазы из колонки при высокой температуре следует снизить объем фазы внутри колонки. Это означает, что для работы при высокой температуре наиболее пригодны колонки с тонкой пленкой НФ (0,1 мкм и меньше). Другое ограничение для повышения температуры связано с полиимидным покрытием колонок. При постоянной эксплуатации при температуре выше 380°С полиимидное покрытие стабильно только в течение нескольких суток. Недавно было предложено решение этой проблемы в качестве защитного покрытия использовали алюминий [96-98]. Парис. 2-11 приведены примеры использования таких колонок. [c.21] При выборе колонки чаще всего Поступают следующим образом Испытывают имеющуюся в распоряжении колонку. Обращаются за советом к коллегам. [c.21] Проводят литературный поиск. [c.21] Пики анализируемых компонентов не разрешены (нет разделения). [c.22] Вернуться к основной статье