CS212367B1

CS212367B1 - Connection of chromatography column

Info

Publication number: CS212367B1
Application number: CS289180A
Authority: CS
Inventors: Cestmir Sochor
Original assignee: Cestmir Sochor
Priority date: 1980-04-24
Filing date: 1980-04-24
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Účelem vynálezu je dosažení reprodukovatelných počátečních analytických podmínek při použití náplně kolony podléhající objemovým změnám a při aplikaci vzorků obsahujících nečistoty. Tohoto účelu se dosáhne zapojením chromatografické kolony do hydraulického,obvodu přes dvoucestný přepínač, který umožňuje změnit smysl průtoku eluátu kolonou po každém analytickém cyklu, čímž se odstraní tzv. mrtvý prostor na vstupu kolony a vyplaví nečistoty.The purpose of the invention is to achieve reproducible initial analytical conditions when using a column packing subject to volume changes and when applying samples containing impurities. This purpose is achieved by connecting the chromatographic column to a hydraulic circuit via a two-way switch, which allows changing the direction of the eluate flow through the column after each analytical cycle, thereby eliminating the so-called dead space at the column inlet and flushing out impurities.

Description

(54) Zapojení chromatografické kolony(54) Chromatography column connection

Účelem vynálezu je dosažení reprodukovatelných počátečních analytických podmínek při použití náplně kolony podléhající objemovým změnám a při aplikaci vzorků obsahujících nečistoty.The purpose of the invention is to achieve reproducible initial analytical conditions when using column packings subject to volumetric changes and applying samples containing impurities.

Tohoto účelu se dosáhne zapojením chromatografické kolony do hydraulického,obvodu přes dvoucestný přepínač, který umožňuje změnit smysl průtoku eluátu kolonou po každém analytickém cyklu, čímž se odstraní tzv. mrtvý prostor na vstupu kolony a vyplaví nečistoty.This is accomplished by connecting the chromatographic column to the hydraulic circuit via a two-way switch that allows the sense of flow of the eluate through the column to be changed after each analysis cycle, thereby eliminating the so-called dead space at the inlet of the column and leaching impurities.

23672367

Vynález se týká zapojení chromatografické kolony, zejména pro analytické účely, jejíž nápln mění svůj objem během analytického cyklu, například vlivem změn koncentrace solí v použitých elučních pufrech, a na povrchu této náplně se usazují nečistoty jednak z elučních pufrů, jednak z analyzovaných vzorků.The invention relates to the use of a chromatographic column, particularly for analytical purposes, whose packing changes its volume during the analysis cycle, for example due to changes in the salt concentration in the elution buffers used, and impurities deposit on the surface of both the elution buffers and the samples analyzed.

Sloupcové chromatografie aminokyselin na iontoměničích používá v poslední době téměř výhradně jednokolonových dělicích postupů, jež mají oproti dvoukolonovým řadu výhod v úspoře vzorků, vyšěí kvantitativní přesnosti, zjednodušení hydraulických obvodů, a tím i automatizace celého analytického cyklu. Nevýhodou těchto postupů je, že k rychlé eluci bazických složek je nutné použít elučních pufrů s vysokou koncentrací protiiontu měniče iontů, což způsobuje kontrakci objemu náplně kolony.Recently, column chromatography of amino acids on ion exchangers has used almost exclusively single-column separation procedures, which have advantages over two-column series in saving of samples, higher quantitative accuracy, simplification of hydraulic circuits and thus automation of the whole analytical cycle. The disadvantage of these procedures is that elution buffers with a high ion exchange counterion ion concentration must be used to rapidly elute the basic components, causing contraction of the column volume.

Tím vzniká na vstupu kolony ve smyslu proudění elučního pufru tzv. mrtvý prostor naplněný pouze elučním pufrem a nikoliv iontoměničem a tento prostor významně zhoršuje dělicí schopnost při následujícím analytickém cyklu.This creates a so-called dead space at the inlet of the column in the sense of elution buffer flow, filled only with elution buffer and not with an ion exchanger, and this space significantly deteriorates the separation capability in the next analytical cycle.

Při regeneraci a stabilizaci kolony dojde totiž pouze k částečnému vrácení iontoměniče do původního objemu. Tato objemová změna je tím vyšší, čím má iontoměnič nižší zesítění a tedy vyšší bobtnavost.During the regeneration and stabilization of the column, the ion exchanger is only partially returned to the original volume. This volume change is the higher the ion exchanger has a lower cross-linking and hence higher swelling.

Tontoměniče s nižším zesítěním umožňují za jinak stejných podmínek použít kratších kolon, nebot velmi dobře rozdělují zejména první aminokyseliny eluované z kolony, jejichž stupeň rozdělení je zpravidla určující pro délku kolony.The low-crosslinking mono-transducers allow for shorter columns to be used under otherwise identical conditions, since they distribute particularly well the first amino acids eluted from the column, the degree of separation of which is generally decisive for the length of the column.

Současně se zvětšováním mrtvého prostoru na vstupu kolony po každém analytickém cyklu a poklesem dělicí účinnosti kolony vzrůstá hydrodynamický odpor iontoměničového sloupce proti průtoku elučních pufrů, takže pro konstantní průtok je nutný stále vyšší tlak, rostoucí až k hranici možností aparatury.Along with increasing column dead space after each analysis cycle and decreasing column separation efficiency, the ion exchange column hydrodynamic resistance to the flow of elution buffers increases, so that a constant higher pressure is required, increasing to the limit of the apparatus.

Kontrakce iontoměničové náplně kolony je dále podporována tím, že nečistoty obsažená v elučních pufrech a zejména v analyzovaných vzorcích, například huminové látky, vytvářejí postupně na vstupu kolony na povrchu náplně vrstvu, která působí jako píst stlačující náplň.The contraction of the ion exchange packing of the column is further promoted by the impurities contained in the elution buffers and in particular in the analyzed samples, for example humic substances, gradually forming at the inlet of the column on the packing surface a layer acting as a piston compressing the packing.

Je známo řešeni, kdy se k rychlé eluci bazických složek při jednokolonovém postupu používá elučního pufru o nízké koncentraci protiiontu měniče iontů a pH vyšším než 9, což při použití silně kyselých katexů jako iontoměničové náplně dává uspokojivý výsledek při analýze hydrolyzátů bílkovin.It is known to use an elution buffer having a low ion exchange counterion concentration and a pH of greater than 9 to rapidly elute the basic components in a single-column process, which gives a satisfactory result when analyzing protein hydrolysates when using strongly acidic cation exchangers.

Při analýze směsi volných aminokyselin ve fyziologických tekutinách, jež obsahují etanolamin, ornithin, hydroxylysin a lysin nelze tento postup použít, nebot při pH vyšším než 6 nelze uvedené aminokyseliny rozdělit.When analyzing a mixture of free amino acids in physiological fluids containing ethanolamine, ornithine, hydroxylysine and lysine, this procedure cannot be used, since at a pH higher than 6, said amino acids cannot be separated.

Dalším známým řešením je použiti iontoměniče s vyšším zesítěním, a tím relativně malou objemovou změnou. Jeho nevýhodou je, že pro dobré rozlišení zejména prvních aminokyselin eluovaných z kolony se musí zvýšit délka kolony, což má za následek prodloužení doby analýzy, vyšší spotřebu chemikálií a vyšší tlakové namáhání všech prvků.Another known solution is to use an ion exchanger with higher crosslinking and thus a relatively small volume change. Its disadvantage is that in order to distinguish particularly the first amino acids eluted from the column, the length of the column must be increased, which results in longer analysis time, higher consumption of chemicals and higher pressure stress of all elements.

Výše uvedené nedostatky řeší zapojení chromatografické kolony, odstraňující vliv objemových změn náplně kolony a vliv nečistot zanesených na náplň kolony, podle vynálezu, jehož podstatou je, že v jedné poloze hydraulického přepínače je připojen vstup kolony k přívodu elučního média a výstup kolony k detekčnímu systému a ve druhé poloze hydraulického přepínače je připojen vstup kolony k detekčnímu systému a výstup kolony k přívodu elučního média.The above-mentioned drawbacks solve the connection of the chromatographic column, eliminating the influence of volume changes of the column packing and the effect of impurities deposited on the column packing according to the invention, which consists in that in one position of the hydraulic switch is connected the column inlet to the elution medium and in the second position of the hydraulic switch, the column inlet is connected to the detection system and the column outlet is connected to the elution medium supply.

Změnou smyslu průtoku elučních pufrů kolonou při jejím zapojení podle vynálezu se dosáhne toho, že iontoměničová náplň, která vlivem kontrakce v elučních pufrech s vysokým obsahem protiiontu měniče iontů vytvořila tzv. mrtvý prostor na vstupu kolony, opět zaujme celý prostor mezi vstupem a výstupem kolony.By changing the sense of flow of the elution buffers through the column according to the present invention, the ion exchange charge, which, due to the contraction in the high ion exchange elution buffers, created a so-called dead space at the column inlet, again occupies the entire space between the column inlet and outlet.

Je výhodné provést změnu smyslu průtoku v době regenerace a stabilizace kolony, kdy se mění objem jednotlivých částic náplně. Takto se odstraní příčiny snižování dělicí účinnosti kolony a příčiny přírůstku tlaku po každém analytickém cyklu.It is advantageous to change the flow direction at the time of regeneration and stabilization of the column when the volume of the individual packing particles changes. This eliminates the causes of the column separation efficiency decrease and the causes of the pressure increase after each analysis cycle.

Poneché-li se průtok opačný po celý další analytický cyklus, dojde zároveň k vyplavení všech nečistot zanesených na původní vstup kolony, který je nyní jejím výstupem. Tím se několikrát prodlouží doba, po kterou lze iontoměničovou náplň v koloně využívat.If the flow rate is reversed for the entire next analytical cycle, all impurities clogged to the original column inlet, which is now its outlet, will also be washed out. This extends the period of time for which the ion-exchange packing in the column can be used.

Stejných účinků se dosáhne, jestliže průtok v opačném smyslu působí na náplň kolony pouze krátkodobě, například jednu nebo více minut, po každém analytickém cyklu a například po deseti cyklech se zamění vstup a výstup kolony přepojením hydraulického přepínače.The same effects are obtained if the flow in the opposite direction acts on the column charge only briefly, for example one or more minutes, after each analysis cycle and for example after ten cycles the column inlet and outlet are switched by switching the hydraulic switch.

Podstatnou výhodou zapojení chromatografické kolony podle vynálezu je, že je možno jako náplň kolony použít iontoměničů s nižším stupněm zesítění, které dobře rozdělují aminokyseliny na začátku analýzy jako treonin - šeřin, asparagin - kyselina glutamová - glutamin, a tak dosáhnout vysoké rychlosti analýzy při nízkých tlacích a malé spotřebě chemikálií.An essential advantage of the chromatographic column according to the invention is that it is possible to use ion exchangers with a lower degree of cross-linking, which well divide amino acids at the beginning of the analysis such as threonine, asparagine-glutamic acid-glutamine and thus achieve a high analysis speed at low pressures. and low consumption of chemicals.

Na výkresech je znázorněno zapojení kolony podle vynálezu, přičemž ne obr. 1 je vstup i kolony připojen k přívodu elučního média a výstup 2 kolony k detekčnímu systému přes hydraulický přepínač £ v první poloze a na obr. 2 je vstup j. kolony připojen k detekčnímu systému a výstup 2 kolony k přívodu elučního média přes hydraulický přepínač £ v druhé poloze, takže průtok kolonou je v první poloze hydraulického přepínače £ zleva doprava a v druhé poloze zprava doleva.In the drawings, the wiring of the column according to the invention is shown, wherein in Fig. 1 the inlet and the column are connected to the elution medium inlet and the outlet 2 of the column to the detection system via the hydraulic switch 6 in the first position; and a column 2 outlet for eluting medium feed through the hydraulic switch 6 in the second position so that flow through the column is in the first position of the hydraulic switch 6 from left to right and in the second position from right to left.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring of the chromatographic column to eliminate the effect of volume changes in the column packing and the impurities introduced into the column packing, consisting of a two or more-way hydraulic switch and a column with identically arranged inlet and outlet and capillary joints. the column inlet (1) to the elution medium is connected and the column outlet (2) to the detection system is connected, and in the second position of the hydraulic switch (3) the column inlet (1) is connected to the detection system and the column outlet (2) to the elution medium.