CS235089B2

CS235089B2 - Device for linear overpressure layer chromatography

Info

Publication number: CS235089B2
Application number: CS813969A
Authority: CS
Inventors: Ernoe Tyhiar; Emil Mincsovics; Ferenc Koermendi; Sandor Dios; Gyula Horvath; Laszlo Kozma; Janos Borsos; Huba Kalasz; Janos Nagy; Janos Kiss
Original assignee: Mueszeripari Muevek Lab
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1985-04-16
Also published as: HU182141B; GB2078127A; SE8103285L; IT1136635B; SE449055B; DD159465A5; JPS5748654A; DE3118665A1; IT8122104A0; PL128659B1; FR2483248A1; SU997618A3; CH654218A5; PL231469A1; GB2078127B

Abstract

A linear overpressure thin layer chromatographic apparatus comprises a base plate 2 supporting a sorbent layer 1 over which a membrane 4 is fitted. The membrane 4 is externally pressurised by a fluid medium 10. A transparent cover plate 5 is fitted over the membrane 4, and there are sealed inlets 6, 7 passing through the cover plate 5 for the introduction of the mobile phase and the samples, whose progress may be visually detected through cover plate 5. The temperature of base plate 2 is controlled by fluid passed through nipples 3. <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro lineární přetlakovou vrstvovou chromatografii obsahující základní termostatickou desku nesoucí sorbentovou vrstvu. Přístrojem je možno chromatografovat na uzavřené sorbentové vrstvě, na niž se působí prostřednictvím pružné desky pneumaticky, hydraulicky nebo jiným způsobem vyvíjeným tlakem při nastavitelné teplotě v libovolné délce a šířce, v jednom nebo ve dvou směrech, za sucha nebo za mokra, izokratícky nebo s gradientem, v jednom nebo ve dvou rozměrech a též v tak zvané přetokové technice.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear overpressure layer chromatography apparatus comprising a base thermostatic plate supporting a sorbent layer. The apparatus can be chromatographed on a closed sorbent layer, which is applied by means of a flexible plate by pneumatic, hydraulic or other pressure applied at an adjustable temperature in any length and width, in one or two directions, dry or wet, isocratic or with a gradient , in one or two dimensions and also in the so-called overflow technique.

Přetlaková vrstvová chromatografie je kapalinová chromatografická technika prováděna na uzavřených rovných plochách. Sorbentová vrstva je zcela uzavřena od vnějšku deskou, na niž se působí tlakem a mezi částice sorbentu se přivádí nuceně vhodným dávkovacím zařízením rozpouštědlo. Tato nejnovější forma kapalinové chromatografie na plochách má ve srovnání s klasickou vrstvovou chromatografii řadu výhod spočívajících v tom, že doba průtoku je kratší a rozpouštění dokonalejší, přičemž je třeba méně rozpouštědla. Průběh procesu prováděný vazkými směsemi rozpouštědel je možno urychlit, a proces je možno sledovat zrakem, je možno použít agresivních reangentů a podobně. Mimoto, má přetlaková vrstvová chromatografie všechny výhody vysokotlaké sloupcové chromatografie.Overpressure layer chromatography is a liquid chromatography technique performed on closed flat surfaces. The sorbent layer is completely closed from the outside by a pressure-applied plate and a solvent is forced through the sorbent particles by force through a suitable metering device. This latest form of surface liquid chromatography has a number of advantages over conventional layer chromatography in that the flow time is shorter and the dissolution is more complete, with less solvent required. The process performed by viscous solvent mixtures can be accelerated, and the process can be monitored visually, aggressive reagents can be used, and the like. In addition, positive pressure layer chromatography has all the advantages of high pressure column chromatography.

U přetlakové vrstvové chromatografie je dosud známá pouze kruhová přetlaková komora. Na jedné dolní desce přístroje vyrobeného z plexiskla, je umístěna hotová nebo natřená sorbentová vrstva s maximálními rozměry 200 x 200 mm. Na vrstvu sorbentu dosedá krycí deska z plexiskla, do níž jsou vestavěny konstrukční prvky, a to manometr, tlakové zařízení pro přívod vzorků, O-kroužek, do něhož je vsazena fólie z umělé hmoty, membrána z umělé hmoty a jsou v ní provedeny otvory pro přívod plynu a rozpouštědla s příslušnými pružnými spirálovými kovovými potrubími. Krycí deska je řádně připevněna a polštář je naplněn například dusíkem.So far, only a ring plenum is known in the overpressure layer chromatography. On one bottom plate of the instrument made of plexiglass, there is a finished or painted sorbent layer with maximum dimensions of 200 x 200 mm. The sorbent layer is supported by a plexiglass cover plate into which the structural elements are built, such as a pressure gauge, a pressure supply device for the samples, an O-ring in which a plastic foil is inserted, a plastic membrane and holes are provided for it. gas and solvent supply with associated flexible spiral metal pipes. The cover plate is properly attached and the cushion is filled with, for example, nitrogen.

Pro všechny dosud známé variace chromatografie je charakteristické, že dráha, kterou protéká rozpouštědlo (z v cm), a čas, jehož je k tomu třeba ( t v s), spolu souvisí rovnicí druhého stupněIt is characteristic of all known variations of chromatography that the path through which the solvent flows (z in cm) and the time it takes (t in s) are related to the second stage equation

v níže je konstanta rychlosti. To platí jak pro variantu s kruhovými kotouči a lineární variantu tak zvané HPTLC techniky, tak i pro zařízení pro přetlakovou vrstvovou chromatografii s kruhovými kotouči. V posléze uvedeném případě není možno podél poloměru kruhu udržet konstantní rychlost rozpouštědla již ze zásadních důvodů.v below is the speed constant. This applies both to the ring disk variant and the linear variant of the so-called HPTLC technique, as well as to the pressurized layer chromatography apparatus with ring disks. In the latter case, it is not possible to maintain a constant solvent speed along the radius of the circle for fundamental reasons.

U lineární varianty přetlakové vrstvové chromatografie lze dosáhnout předpokladu pro dosažení dobrého vrstvového chromatografu, totiž konstantní rychlost proudění rozpouštědla, popřípadě lineárního čela rozpouštědla, pouze použitím vrstev, které jsou na okrajích uzavřeny a přívodem rozpouštědla pomocí drátu, položeného před místo vstupu rozpouštědla, nebo destičky nebo kanálu provedeného v sorbentové vrstvě.In the linear version of the overpressure layer chromatography, it is possible to achieve a good layer chromatograph, namely a constant flow rate of the solvent or the linear front of the solvent, only by using layers which are closed at the edges and supplied by a wire. a channel formed in the sorbent layer.

U lineární přetlakové vrstvové chromatografie je tedy mezi průtočnou dráhou rozpouštědla (z v cm) a dobou, které je k tomu třeba (t v s) lineární vztahThus, in linear overpressure layer chromatography, there is a linear relationship between the solvent flow path (z in cm) and the time required (t v s)

kde k je konstantou rychlosti, což znamená, že přetlaková vrstvová chromatografie poskytuje stejné poměry jako chromatografie sloupcová, což znamená, že jde o kvalitativně novou chromatografickou techniku. Z obou možných variant přetlakové vrstvové chromatografie, totiž kruhové lineární, má přednost vývoj chromatografie posléze uvedené, jelikož u ní lze očekávat technický pokrok ve směru činnějšího odlučování.where k is a rate constant, which means that the positive pressure layer chromatography provides the same ratios as column chromatography, which means that it is a qualitatively new chromatographic technique. Of the two possible variants of the overlay layer chromatography, namely circular linear, the development of the chromatography mentioned above has priority, since it is possible to expect technical progress in the direction of more active separation.

K lineární přetlakové vrstvové chromatografii je třeba speciálních desek sorbentu, jakož i zařízení (komory).Special sorbent plates as well as equipment (chambers) are required for linear overpressure layer chromatography.

Dále vyvíjené zařízení je podle údajů o tomto zařízení vhodné pouze pro chromatografii prováděnou na poměrně krátkých drahách, ačkoli ze shora uvedené souvislosti prvního stupně je zřejmé, že rychlost proudění rozpouštědla zůstává i při větší vzdálenosti konstantní. Jelikož tedy, jak je obecně známo, teoretický počet pater a separační číslo stoupá proporciálně s průtokovou dráhou, je možno na delších drahách (například 30 až lOOcmJ dosáhnout odloučení převyšujícího všechnu dosavadní techniku.Further, the apparatus being developed is only suitable for chromatography on relatively short paths, although it is clear from the above-mentioned first stage context that the solvent flow rate remains constant over longer distances. Thus, since, as is well known, the theoretical number of trays and the separation number increase proportionally to the flow path, separation can be achieved over longer paths (e.g. 30 to 100 cm < 3 >).

Ze základního principu přetlakové vrstvové chromatografie vyplývá, že stejně jako u sloupcové chromatografie s pevnou náplní se pracuje s vyloučením par rozpouštědla. To vede především v kapalinové nebo suché chromatografii (adsorpční chromatografie) u hojně užívaných průtočných prostředků obsahujících více složek k odměšování rozpouštědla, což v některých případech má za následek neuspokojivé odloučení, hromadění látek, které se mají od sebe na hranici pásem oddělit. U vysoce výkonné sloupcové chromatografie se v takovýchto případech sorbens předem upravuje. Lineární zařízení pro tento způsob úpravy není v současné době znám. Vývoj vhodného lineárního zařízení i pro mokrý způsob je též ' proto žádoucí, jelikož je možno procesy u vysoce výkonné sloupcové chromatografie modelovat a obou technik je možno použít současně pro účely analytické a nebo upravovači.The basic principle of the overpressure layer chromatography implies that, as in the case of solid packed column chromatography, solvent vapors are eliminated. This results in liquid or dry chromatography (adsorption chromatography) in the widely used flow media containing multiple components to dissolve the solvent, which in some cases results in an unsatisfactory separation, the accumulation of substances to be separated at the zone boundary. In high performance column chromatography, sorbents are pretreated in such cases. A linear device for this type of treatment is currently not known. The development of a suitable linear device for the wet process is therefore also desirable, since high performance column chromatography processes can be modeled and both techniques can be used simultaneously for analytical or treatment purposes.

Cílem vynálezu je . odstranění popsaných nedostatků a kontrukce zařízení pro lineární přetlakovou vrstvovou chromatografií, jímž je možno chromatografovat pomocí pružné desky na uzavřené sorbentové vrstvě, na niž se působí pneumatickým, hydraulickým nebo jinak vyvinutým tlakem při nastavitelné teplotě, v libovolné délce a šířce, v jednom nebo ve dvou směrech, suchým nebo mokrým způsobem, izokraticky nebo s gradientem, v jednom nebo ve dvou rozměrech a rovněž v tak zvané přetokové technice.The object of the invention is. elimination of the described drawbacks and construction of a linear overpressure layer chromatography device which can be chromatographed by means of a flexible plate on a closed sorbent layer, which is applied by pneumatic, hydraulic or otherwise developed pressure at adjustable temperature, in any length and width, in one or two directions, dry or wet, isocratic or gradient, in one or two dimensions, and also in the so-called overflow technique.

Vynález vychází z technicky odůvodněného poznatku, že v lineární přetlakové vrstvové chromatografií je průtočná rychlost rozpouštědla po celé délce vrstvy konstantní, což poskytuje možnost vyvíjení chromatografického procesu na delších drahách a tím i lepší odloučení složek.The invention is based on the technically justified finding that in linear over-pressure layer chromatography, the solvent flow rate is constant over the entire length of the layer, which provides the possibility of developing a chromatographic process over longer paths and thus better separation of the components.

Vynález dále vychází z poznatku, že škodlivé následky odměšování rozpouštědla mohou být odstraněny podobně jako je tomu u vysoce výkonné sloupcové chromatografie, předcházející úpravou rozpouštědly, popřípadě vzorky přiváděnými pod tlakem. To je současně předpokladem pro modelování odlučovacích procesů u vysoce výkonné sloupcové chromatografie. Dále se zjistilo, že je možno chromatografovat v jednom nebo ve dvou směrech, použije-li se vrstev sorbentů, které jsou uzavřeny jen na příslušných stranách a že chromatografický přístroj obsahuje systém otvorů, jichž lze použít к přívodu rozpouštědla podle potřeby. Konečně se poznalo, že nastavením teploty vrstvy sorbentu, odchylující se od normálu směrem dolů nebo nahoru, je možno zlepšit přesnost odloučení.The invention is further based on the finding that the harmful consequences of solvent separation can be eliminated in a manner similar to that of high performance column chromatography prior to solvent treatment or pressurized samples. This is also a prerequisite for modeling separation processes in high performance column chromatography. Furthermore, it has been found that it is possible to chromatograph in one or two directions by using sorbent layers which are closed only on the respective sides and that the chromatographic apparatus comprises a system of openings which can be used to supply the solvent as required. Finally, it has been recognized that by adjusting the temperature of the sorbent layer deviating from the normal downward or upward, the separation accuracy can be improved.

Vynálezem je tedy zařízení pro lineární přetlakovou vrstvovou chromatografií obsahující základní termostatickou desku nesoucí vrstvu sorbentu. Při konstrukci zařízení podle vynálezu se teoreticky využívá prokázané souvislosti mezi teoretickým počtem pater (počtem odloučení) s dráhou, kterou proteče rozpouštědlo, a je proto možno zkonstruovat zařízení vhodné i pro dlouhé dráhy. Pro mokrý způsob je zařízení vybaveno dávkovacím ústrojím vhodným pro variační přívod rozpouštědla. Vestavěním tepelného regulátoru se získává možnost regulace teploty sorbentové vrstvy a tím i pracovní teploty.Accordingly, the invention is a linear overpressure layer chromatography apparatus comprising a base thermostatic plate supporting a sorbent layer. In the construction of the device according to the invention, the established connection between the theoretical number of trays (number of separations) and the path through which the solvent flows, is theoretically used, and it is therefore possible to construct a device suitable for long paths. For the wet process, the device is equipped with a dosing device suitable for solvent variation. By incorporating a thermal regulator, the temperature of the sorbent layer and thus the working temperature can be controlled.

Podstatou vynálezu je, že nad krycí deskou, připevnitelnou к základní termostatické desce a opatřenou membránou pro pružné uzavření sorbentové vrstvy shora je umístěn přívodní ventil tlakového média mezi membránou a krycí desku, přičemž do krycí desky je vestavěn, těsněním opatřen a na mebránu dosedající, nejméně jeden kapilární přívod elučního činidla a nejméně jeden kapilární přívod vzorku.It is an object of the present invention to provide a pressure medium supply valve between the membrane and the cover plate above the cover plate attachable to the base thermostatic plate and having a diaphragm for resiliently sealing the sorbent layer from above. one capillary elution reagent feed and at least one capillary sample feed.

Vynález je blíže vysvětlen na příkladech provedení znázorněných na připojených výkresech, kde značí obr. 1 řez zařízením podle vynálezu, obr. 2 řez kapilárními přívody elučních činidel, obr. 2a, b, c, další provedení kapilárních přívodů v řezu a v pohledu shora, obr. 3 zařízení pro podávání vzorků, obr. 4a, b, c, rozmanité možnosti pro podávání vzorků a elučních činidel.1 is a cross-sectional view of the device according to the invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the capillary elution reagent feeds; FIGS. 2a, b, c; FIG. 3 shows a sample delivery device, FIGS. 4a, b, c, a variety of sample and eluent delivery options.

Sorbentová vrstva 1 spočívá na základní termostatické desce 2. Základní termostatická deska 2 může být spojena nástavcem 3 ultratermostatem. Membrána 4 základní termostatické desky 2 přitlačující sorbentovou vrstvu 1, je připevněna na krycí desce 5 z umělé hmoty nebo ze skla. Na membránu 4 jsou napojeny kapilární přívody 6 vzorku a kapilární přívody 7 elučního činidla. Kapilární přívody 6, 7 jsou vestavěny do krycí desky 5 s těsněními 8 od volného prostoru.The sorbent layer 1 rests on the base thermostatic plate 2. The base thermostatic plate 2 can be connected by an extension 3 with an ultra-thermostat. The membrane 4 of the base thermostatic plate 2 pressing the sorbent layer 1 is attached to the cover plate 5 of plastic or glass. The capillary leads 6 of the sample and the capillary leads 7 of the eluent are connected to the membrane 4. The capillary inlets 6, 7 are built into the cover plate 5 with seals 8 from the free space.

Základní termostatická deska 2 a krycí deska 5 jsou к sobě přitlačovány patentním uzávěrem 9. Tlakové médium 10 (kapalina nebo plyn), nacházející se mezi membránou 4 a krycí deskou 5, se přivádí přívodním ventilem 11. Tlakové poměry indikuje manometr 12. Pružný polštář, vytvořený na jedné straně krycí desky 5, uzavírá bezprostředně sorbentovou vrstvu 1. Přítlačná síla závisí na výši tlaku.The base thermostatic plate 2 and the cover plate 5 are pressed against each other by means of a patented closure 9. The pressure medium 10 (liquid or gas) located between the membrane 4 and the cover plate 5 is fed via an inlet valve 11. The pressure conditions are indicated by a pressure gauge 12. formed on one side of the cover plate 5, immediately closes the sorbent layer 1. The pressing force depends on the pressure level.

Těsnění 8 kapilárních přívodů 6, 7 umožňuje pohyb membrány 4, popřípadě kapilárních přívodů 6, 7 tak, že je zajištěno utěsnění tlakového média 10.The seal 8 of the capillary inlets 6, 7 allows the diaphragm 4 or capillary inlets 6, 7 to move so that the pressure medium 10 is sealed.

Kapilární přívod 6 (obr. 2) elučního činidla je napojeno kuželem na membránu 4. Těsnosti se dosahuje podložkou a maticí 14 opatřenou závitem.The capillary inlet 6 (FIG. 2) of the eluent is connected by a cone to the membrane 4. The tightness is achieved by a washer and a threaded nut 14.

Eluční činidlo se přivádí kanálem 15 provedeným v sorbentové vrstvě 1, je však též možno položit na sorbentovou vrstvu 1 distanční kus 17. V tomto případě vstupuje kapalina do sorbentu kanálem 18 vznikajícím mezi distančním kusem 17 a membránou 4.The eluting agent is supplied through a channel 15 provided in the sorbent layer 1, but it is also possible to place a spacer 17 on the sorbent layer 1. In this case, the liquid enters the sorbent through a channel 18 formed between the spacer 17 and the membrane 4.

Nejprve se naplní kanál 15, popřípadě kanál 18 a zvýšením tlaku začne v sorbentové vrstvě 1 na její straně uzavřené impregnací 19 lineární proudění ve směru označeném šipkami.First, channel 15 or channel 18 is filled and by increasing pressure, a linear flow in the direction indicated by the arrows begins in the sorbent layer 1 on its side closed by impregnation 19.

Kapilární přívod 7 (obr. 3) vzorku leží bezprostředně na sorbentové vrstvě 1. Vzorek přivedený přetlakem se vtlačuje do sorbentové vrstvy 1. Vzorek se může přivádět buď do suché sorbentové vrstvy 1, nebo do sorbentové vrstvy 1 navlhčené předem elučním činidlem. Přetlak při přívodu vzorku závisí na velikosti tlaku v tlakovém médiu 10, na velikosti částic sorbentu a na poměrech vazkosti.The capillary inlet 7 (FIG. 3) of the sample lies immediately on the sorbent layer 1. The pressurized sample is forced into the sorbent layer 1. The sample may be fed either to a dry sorbent layer 1 or to a sorbent layer 1 moistened with a pre-elution agent. The pressure at the sample inlet depends on the pressure medium in the pressure medium 10, the particle size of the sorbent and the viscosity ratios.

Na obr. 4a, b, c, jsou znázorněny rozmanité varianty přívodu vzorků.FIGS. 4a, b, c show a variety of sample delivery variants.

U jednosměrné chromatografie eluční činidlo vstupující z kapilárního přívodu 6 do sorbentu kanálem 15 uvede složky dříve přivedených vzorků 20 do pohybu v jednom směru (obr. 4a).In unidirectional chromatography, the eluent entering from the capillary feed 6 into the sorbent through the channel 15 will move the components of the previously fed samples 20 in one direction (Fig. 4a).

U dvousměrné chromatografie eluční činidlo přivedené z kapilárního přívodu 6 do sorbentu kanálem 15 dopravuje složky vzor ků 20 přivedených ve větším počtu lineárně ve dvou směrech (obr. 4b).In two-way chromatography, the eluent fed from the capillary feed 6 to the sorbent through channel 15 delivers the sample components 20 fed in a plurality linearly in two directions (FIG. 4b).

U jednosměrné chromatografie s tlakovým přívodem vzorků prosakuje eluční činidlo přiváděné kapilárním přípojem 6 kanálem 15 i popřípadě propírá sorbentovou vrstvu 1. Vzorek 20 se přivádí kapilárním přípojem 7. Proudění elučního činidla dopravuje vzorek lineárně v jednom směru (obr. 4c).In the unidirectional chromatograph with pressure feed, the eluent fed through capillary port 6 leaks through channel 15 and optionally scrubs the sorbent layer 1. Sample 20 is fed through capillary port 7. The flow of eluent transports the sample linearly in one direction (Fig. 4c).

U dvoustranné chromatografie s tlakovým přívodem vzorků prosakuje eluční činidlo přiváděné kapilárním přípojem 6 sorbens ve dvou směrech. Vzorky 20 pronikají do sorbentové vrstvy 1 kapilárními přípoji 7 uspořádanými ve dvou řadách; proudění elučního činidla dopravuje vzorky lineárně ve dvou směrech.For bilateral chromatography with pressure feed, the eluent fed through the capillary connection 6 sorbens leaks in two directions. The samples 20 penetrate into the sorbent layer 1 by capillary connections 7 arranged in two rows; flow of the eluent transports the samples linearly in two directions.

Čelo elučního činidla je možno sledovat přes průhlednou krycí desku. Pohyb složek elučního činidla je možno pozorovat v případě barevných sloučenin bezprostředně, v případě bezbarvých sloučenin pomocí značkovacích barviv.The front of the eluent can be monitored through a transparent cover plate. The movement of the components of the eluent can be observed immediately in the case of colored compounds, in the case of colorless compounds by means of marking dyes.

Vyhodnocení chromatografu se* provádí obvyklým způsobem, jakým se provádí vyhodnocení vrstvových chromatografů.The evaluation of the chromatograph is carried out in the usual manner by which the evaluation of the layer chromatographs is carried out.

Claims

Apparatus for linear overpressure layer chromatography, comprising a sorbent base plate, characterized in that above the cover plate (5) attachable to the base thermostatic plate (2) and provided with a membrane (4) for resiliently closing the sorbent layer (1) from above is located

SUMMARY OF THE INVENTION A pressure medium supply valve (11) between a diaphragm (4) and a cover plate (5), wherein at least one capillary eluent (6) and at least one capillary sample inlet (7) provided with seals are built into the cover plate (5). (8) and abutting the membrane (4).