CS241699B1 - Způsob statické impregnace kapilární chromatografické kolony - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu statické impregnace kapilární chromatografické kolony stacionární fází, při němž se vyplní kapilární chromatografická kolona roztokem stacionární fáze v rozpouštědle. Řešení spočívá v tom, že rozpouštědlo se odpařuje současně oběma konci kapilární chromatografické kolony, vystavenými působení stejného tlaku a teploty.

Description

Vynález se týká způsobu statické impregnace kapilární chromatografické kolony stacionární fází, při němž se vyplní kapilární chromatografická kolona roztokem stacionární fáze v rozpouštědle a rozpouštědlo se odpařuje. Účelem vynálezu je urychlení průběhu impregnace, zvýšení pracovní produktivity a snížení zmetkovitosti.

Beznáplňové, nebo-li kapilární chromatografické kolony pro plynovou chromatografli se vyrábějí většinou ze surových skleněných nebo křemenných kapilár. Jejich vnitřní průměr je menší než 0,7 mm, délka je v rozmezí 2až 100 metrů a zpravidla mají tvar šroubovice se závity o průměru 100 až 240 mm. K separaci, identifikaci a kvantitativnímu určování komponent analyzovaných směsí je nutno vnitřní stěny kapilární chromatografické kolony impregnovat stacionární fází, na které se uskutečňuje chromatografické dělení. Poněvadž stacionární fáze se volí podle povahy a složení analyzované směsi, dodává výrobce kapilární chromatografické kolony v převážné většině bez impregnace. Impregnaci provádí uživatel zpravidla v běžně vybavených analytických laboratořích. Lze je provádět stacionární nebo dynamickou metodou. Prvá metoda je sice pracnější, avšak výhodnější, neboť umožňuje nanést na vnitřní stěnu kapilární kolony volitelné množství stacionární fáze, a to i v tloušťce vrstvy nad jeden mikrometr. Volba množství stacionární fáze je předpokladem požadované standardizace impregnovaných kapilárních kolon a tloušťka vrstvy podmiňuje jejich kapacitu.

Je známý způsob statické impregnace kapilární chromatografické kolony, při němž se kolona naplní impregnačním činidlem, tvořeným roztokem stacionární fáze v organickém rozpouštědle, jeden konec kolony se plynotěsně uzavře a druhým koncem se z roztoku stacionární fáze odpařuje rozpouštědlo. Popsáno v Grob K., et al., Journal of chromatography, 244, 1982, str. 197 — 208. Pro plynotěsně uzavření jednoho konce kolony se používá lepidla, zátky, zatavení nebo smrštitelné teflonové kapiláry (Grob K., et al., Journal of high resolution chromatography & Chromatography communication, 5, 1982, str. 119 J. Při odpařování odcházejí páry rozpouštědla z kapilární chromatografické kolony a stacionární fáze, která není v podmínkách impregnace těkavá, rovnoměrně ulpívá na vnitřních stěnách kapilární kolony předem dehydratované a silanizované.

Nevýhody známého způsobu statické impregnace kapilární chromatografické kolony souvisejí s potřebou dokonalého plynotěsného uzávěru jednoho konce kolony po jejím naplnění. Zůstane-li u uzavřeného konce kapilární kolony plynová vzduchová bublinka, nebo uvolní-li se plynová bublinka z uzavíracího materiálu, nebo vnikne-li vzduchová bublinka dovnitř netěsností uzávěru, mnohonásobně zvětšuje při zvýšené teplotě nebo sníženém tlaku urychlujícím odpařování rozpouštědla svůj objem a vytlačuje impregnační činidlo z kapilární kolony. Proces impregnace je zmařen a kapilární chromatografická kolona je znehodnocena. Další komplikace nastávají při požadavku ponechání dvou konců kolony v úseku nutném pro manipulaci s kolonou bez impregnace. Manipulační konce kapilární kolony se naplňují pouze rozpouštědlem, při jehož dávkování nutno dbát na to, aby na styku rozpouštědla s impregnačním činidlem nezůstala žádná plynová bublinka. Jestliže byly vykonány tyto obtížné operace, odpařuje se rozpouštědlo z impregnačního činidla otevřeným koncem kapilární kolony. Odpařování je pomalé a podle rozměrů kolony může trvat i několik dnů. Poněvadž při odpařování je třeba udržovat určitý teplotní a tlakový režim, nelze provádět proces impregnace bez obsluhy nebo bez automatické regulace. V obou případech vznikají značné provozní náklady a nelze přitom vyloučit znehodnocení kolony, například dočasnou poruchou v rozvodech energetických a vodovodních sítí.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob statické impregnace kapilární chromatografické kolony stacionární fází podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rozpouštědlo se odpařuje současně oběma konci kapilární chromatografické kolony, vystavenými působení stejného tlaku a teploty.

Pro zajištění rovnoměrného odpařování rozpouštědla oběma konci kapilární kolony, pro stabilizaci pohybu impregnačního činidla je výhodné, když kapilární chromatografická kolona se po dobu odpařování rozpouštědla uprostřed své délky uzavře.

Je-li požadována kolona s neimpregnovanými manipulačními konci, vyplní se manipulační konce kapilární chromatografické kolony plynem.

Výhodou způsobu statické impregnace kapilární chromatografické kolony podle vynálezu je podstatné snížení rizika neúspěšné impregnace, snížení zmetkovitosti a urychlení procesu impregnace. Odpadá pracné a znehodnocování kolony často způsobující plynotěsně uzavírání jednoho konce kapilární kolony. I splnění požadavku neimpregnovaných manipulačních konců kolony lze dosáhnout bez rizika vzniku plynových bublin, znehodnocujících již z části předupravenou kolonu. Doba procesu impregnace se zkracuje proti dosavadnímu způsobu nejméně o polovinu. Vzniká úspora práce i energie, zvyšuje se produktivita přípravy kapilárních kolon i jejich spolehlivost.

Příklad způsobu statické impregnace kapilární chromatografické kolony podle vynálezu je popsán pomocí obrázků na přiloženém výkrese, kde obr. 1 znázorňuje kapilární chromatografickou kolonu se zařízením pro její naplňování roztokem stacionární fáze a obr. 2 tutéž kolonu se zařízením pro odpařování rozpouštědla z roztoku stacionární fáze.

Skleněná kapilární chromatografická kolona 1 o vnitřním průměru 0,27 mm a délce 15 m, svinutá do šroubovice s průměrem závitů 106 mm byla známým způsobem loužena, dehydratována a silanizováňa. Pro její impregnaci, která je požadována ve vrstvě 0,35 mikrometru a v manipulačních koncích 11, 12 v délkovém úseku cca 50 cm v podstatě tenší vrstvě, bylo připraveno impregnační činidlo 3, tvořené odplyněným roztokem methylsilikonového elastomeru jako stacionární fáze v n-pentanu jako rozpouštědle o koncentraci 5,19 mg . ml¹. Impregnační činidlo 3 bylo dodáno společně s rtutí 4 do naplňovací baňky 2, do které je přiváděn tlakový dusík. Prvý manipulační konec 11 kapilární chromatografické kolony 1 byl ponořen do impregnačního roztoku 3 a druhý konec 12 vložen do odpadní nádobky 15. Tlakem dusíku bylo z plnicí baňky 2 vytlačováno rychlostí 2 cm. s¹ impregnační činidlo 3 do kapilární chromatografické kolony 1. Když se naplnila do 9/10 svého obsahu, byl do ní stejným způsobem zatlačen sloupec 14 rtuti 4, v množství zaujímajícím asi 40 % délky jednoho jejího závitu. Nato byl sloupec 14 rtuti 4 pomocí impregnačního činidla 3 tlakovým dusíkem zatlačen ke středu kapilární chromatografické kolony 1, do vzdálenosti 7 m od jejího prvého konce 11. O další jeden metr dále byl zatlačen společně s impregnačním činidlem 3 pouze dusíkem. Celá náplň kapilární chromatografické kolony 1 byla poté posunuta o půl jednoho metru zpět tak,' že prvý manipulační konec 11 byl z manipulační baňky 2 vyjmut a druhým manipulačním koncem 12 byl přiveden tlakový dusík. Sloupec 14 rtuti 4 se nacházel ve středním závitu 5 kapilární chromatografické kolony 1, její manipulační konce

11, 12 byly v úseku půl metru vyplněny dusíkem a zbývající podstatná část objemu impregnačním činidlem 3.

Takto naplněná kapilární chromatogra- fická kolona 1 byla ponořena do vodní lázně 6 o teplotě 29 °C v termostatovaně nádobě 16 a na její manipulační konce 11, 12 nasazen dělicí spojník 7 s hadicí 8. Opačný konec hadice 8 byl pomocí rozdvojky 17 spojen s exsikátorem 9 o objemu 11 litrů a přes kohout 13 s vakuovým čerpadlem 10. Po odsátí vzduchu z exsikátoru 9 a uzavření kohoutu 13 nastal proces odpařování rozpouštědla z impregnačního činidla 3. Rozpouštědlo se odpařovalo současně a rovnoměrně oběma konci 11, 12 kapilární chromatografické kolony 1 průměrnou rychlostí 14 cm . min¹. Nerovnoměrnost odpařování vyrovnával sloupec 14 rtuti 4. Na vnitřních stěnách kapilární chromatografické kolony 1 ulpíval v rovnoměrné vrstvě methylsilikonový elastoměr jako· stacionární fáze. Po odpaření rozpouštědla zjištěném vizuální kontrolou a po 30mi.nutové časové prodlevě byla kapilární chromatografická kolona 1 vyjmuta z vodní lázně 8 a proudem dusíku zbavena jednak sloupce 14 rtuti 4, jednak zbytků par rozpouštědla. Způsob impregnace podle vynálezu trval tři hodiny a kapilární chromatografická kolona 1 mohla být po kondicionaci uvedena do provozu, kde vykazovala dobře reprodukovatelné výsledky.

Dočasný uzávěr středního závitu 5 lze uskutečnit nejen sloupcem 14 rtuti 4, ale i jinými, například lokálním zmrazením nebo pohyblivou ucpávkou. Vynález je využitelný v oboru plynové chromatografle, a to nejen pro impregnaci kapilární chromatografické kolony, ale se záměnou roztoků i pro její předúpravu nanášením desaktivačních činidel na její vnitřní stěny.

Claims (3)

1. pSedmEt

   1. Způsob statické impregnace kapilární chromatografické kolony stacionární fází, při němž se vyplní kapilární chromatograx fická kolona roztokem stacionární fáze v rozpouštědle, vyznačený tím, že rozpouštědlo se odpařuje současně oběma konci kapilární chromatografické kolony, vystavenými působením stejného tlaku a teploty.

   ynAlezu
2. 2. Způsob statické impregnace podle bodu 1, vyznačený tím, že kapilární chromatografická kolona se po dobu odpařování rozpouštědla uprostřed své délky uzavře.
3. 3. Způsob statické impregnace podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že kapilární chromatografická kolona se v rozsahu manipulačních konců vyplní plynem.