CS242190B1

CS242190B1 - Columns filling method for high-pressure liquid chromatography and device for its application

Info

Publication number: CS242190B1
Application number: CS849046A
Authority: CS
Inventors: Dusan Berek; Boguslav Buszewski; Tibor Macko; Ivan Novak
Original assignee: Dusan Berek; Boguslav Buszewski; Tibor Macko; Ivan Novak
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS904684A1

Abstract

Sposob a zariadenie je určené na plnenie chromatografických kolon suspenziou sorbenta. Podstata spósobu spočívá v tom, že po tlakovopulznom naplnění kolony a pomocných kolon suspenziou v jednom smere sa pokračuje v tlakovopulznom plnění v smere, ktorý je opačný vzhiadom na směr predchádzajúceho plnenia kolony. Podstata zariadenia pozostávajúceho z vysokotlakového čerpadla spojeného so zásobníkom suspenzie a kolonou spočívá v tom, že kolona je na oboch koncoch predížená pomocnými kolonami.The equipment and equipment is intended to be filled chromatography columns with a sorbent suspension. The essence of the method is that after pressurizing the column and auxiliary columns in one direction pressure pulse filling is continued in direction, which is opposite to direction prior to filling the column. The essence of a high pressure device pump connected to the reservoir the suspension and the column is v that the column is extended at both ends auxiliary columns.

Description

Sposob a zariadenie je určené na plnenie chromatografických kolon suspenziou sorbenta. Podstata spósobu spočívá v tom, že po tlakovopulznom naplnění kolony a pomocných kolon suspenziou v jednom smere sa pokračuje v tlakovopulznom plnění v smere, ktorý je opačný vzhiadom na směr predchádzajúceho plnenia kolony.The method and apparatus are designed to fill chromatographic columns with a sorbent suspension. The essence of the method is that after the pressure-pulse loading of the column and the auxiliary columns with a slurry in one direction, the pressure-pulse loading is continued in a direction opposite to the direction of previous loading of the column.

Podstata zariadenia pozostávajúceho z vysokotlakového čerpadla spojeného so zásobníkom suspenzie a kolonou spočívá v tom, že kolona je na oboch koncoch predížená pomocnými kolonami.The essence of a device consisting of a high-pressure pump connected to a slurry tank and a column is that the column is extended at both ends by auxiliary columns.

Obr. 2Fig. 2

Vynález sa týká sposobu plnenia kolon pre vysokotlakovú kvapalinovú chromatografiu časticami menšími ako 20 um a zariadenia na jeho prevádzanie.The present invention relates to a method of loading high pressure liquid chromatography columns with particles smaller than 20 µm and to apparatus for carrying it.

Doteraz třeba za účelom dosiahnutia vysokej separačnej schopnosti chromatograflckej kolony naplnit kolonu časticami sorbenta tak, aby vznikla stabilná, homogénna, kompaktná štruktúra usporiadaných častíc. Přitom třeba vytvořit podmienky, ktoré zabraňujú nerovnoměrnému rozdeleniu sa častíc v kolóne pódia ich rozmerov a predist vzájomnej agregácii častíc v priebehu plnenia kolony. Agregácia častíc menších ako 20 «ni sa najúčinnejšie potlačí použitím kvapalného plniaceho média pri plnění kolony, odplynením suspenzie častíc sorbenta a dispergováním suspenzie pomocou ultrazvuku. Protiagregačný účinok sa niekedy zváčšuje tým, že do suspenzie sa přidá látka sorbujúca sa na povrch častíc tak, že častíce sa následkom toho odpudzujú. Sedimentární častíc v priebehu plnenia kolony, to je rozdeleniu častíc podl'a ich rozmerov a hmotnosti sa zabraňuje použitím takej kvapaliny, ktorá má hustotu totožnú s hustotou matrice sorbenta alebo použitím vysokoviskóznej kvapaliny. Všeobecne sa uplatňujú dva sposoby plnenia kolony suspenziou častíc sorbenta. Pri plnění kolony zhora nadol sa suspenzia čerpá do prázdnej alebo kvapalinou naplnenej kolony v smere gravitácie, pričom tlak alebo prietok kvapaliny sa udržuje konštantný. Pri plnění kolony zdola nahor sa suspenzia čerpá do kolony v smere proti gravitácii. Přitom sa používá zariadenie, ktoré pozostáva z vysokotlakového čerpadla spojeného so zásobníkom suspenzie, na ktorý sa připojí před plněním kolona. Ako zásobník suspenzie sa niekedy používá nástavná kolona. Po naplnění sa kolona odpojí, uzavrie a testuje sa jej separačná účinnost. Používané zariadenia a sposoby plnenia kolon sa odlišujú konštrukciou, druhom použitých kvapalín a hodnotami tlaku a prietoku, pri ktorých sa kolona plní. Nevýhodou používaných zariadení a spósobov plnenia chromatografických kolon je, že náplň kolony má nedostatočne stabilnú strukturu. Uvedený nedostatok má za dósledok dodatočné usadzovanie ložka sorbenta pri mechanických otrasoch kolony, ako aj pri tlakových pulzoch eluenta, například pri dávkovaní vzorky do kolony a pri výměnách eluenta.Until now, in order to achieve a high separation capability of the chromatography column, it is necessary to fill the column with sorbent particles so as to obtain a stable, homogeneous, compact structure of the ordered particles. At the same time, it is necessary to create conditions which prevent uneven distribution of particles in the column over their dimensions and to prevent mutual aggregation of the particles during the filling of the column. The aggregation of particles smaller than 20 µl is most effectively suppressed by the use of a liquid feed medium for column loading, degassing of the sorbent particle suspension and dispersion of the suspension by ultrasound. The anti-aggregating effect is sometimes enhanced by adding a substance absorbing to the surface of the particles to the suspension so that the particles are repelled as a result. Sedimentary particles during column loading, i.e., particle size distribution and weight, are prevented by using a liquid having a density identical to that of the sorbent matrix or by using a high viscosity liquid. Generally, two methods of loading the column with a sorbent particle suspension are employed. When loading the column from top to bottom, the slurry is pumped into an empty or liquid-filled column in the direction of gravity, keeping the pressure or liquid flow constant. When loading the column from bottom to top, the slurry is pumped into the column in the anti-gravity direction. In this case, a device is used which consists of a high-pressure pump connected to a slurry reservoir to which the column is connected prior to loading. An extension column is sometimes used as a suspension container. After loading, the column is detached, sealed and tested for separation efficiency. The equipment used and the methods of filling the columns differ in the design, type of liquids used and the pressure and flow values at which the column is filled. A disadvantage of the devices and methods of loading the chromatographic columns used is that the packing of the column has an insufficiently stable structure. This drawback results in additional settling of the sorbent bed during mechanical shocks of the column as well as at the pressure pulses of the eluent, for example when loading the sample into the column and when changing the eluent.

Uvedený nedostatok odstraňuje sposob plnenia kolon pre vysokotlakovú kvapalinovú chromatografiu a zariadenie na jeho prevádzanie. Podstata sposobu spočívá v tom, že po tlakovopulznom naplnění kolony a pomocných kolon suspenziou v jednom smere sa pokračuje v tlakovopulznom plnění v smere, ktorý je opačný vzhladom na směr predchádzajúceho plnenia kolony. Podstata zariadenia pozostávajúceho z vysokotlakového čerpadla spojeného so zásobníkom suspenzie a kolonou spočívá v tom, že kolona je na oboch koncoch predlžená pomocnými kolonami.This drawback eliminates the method of loading the high pressure liquid chromatography columns and the apparatus for carrying it out. The essence of the method is that after the pressure-pulse loading of the column and the auxiliary columns with the slurry in one direction, the pressure-pulse loading is continued in a direction opposite to the direction of previous loading of the column. The essence of the device consisting of a high-pressure pump connected to the slurry tank and the column is that the column is extended at both ends by auxiliary columns.

Vynález sposobu plnenia kolon pre vysokotlakovú kvapalinovú chromatografiu a zariadenia na jeho prevádzanie umožňuje získat chromatografické kolony so zvýšenou odolnosťou voči tlakovým nárazom a stabilnejšou štruktúrou náplně.The present invention provides a method for loading high pressure liquid chromatography columns and apparatus for carrying them to obtain chromatographic columns with increased pressure shock resistance and a more stable packing structure.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 bloková schéma zariadenia a na obr. 2 je znázorněné spojenie kolony s pomocnými kolonami a so zásobníkom suspenzie. Na obr. 2 sú závitové spojenia vyznačené hrubšou čiarou.In the attached drawing, FIG. 1 shows a block diagram of the apparatus and FIG. 2 shows the connection of the column to the auxiliary columns and to the suspension reservoir. In FIG. 2, the threaded connections are indicated by a thicker line.

Nádoba 1 pre kvapalinu je spojená podl'a obr. 1 s vysokotlakovým čerpadlom 2 (tlak do 100 MPa), tlakomerom 3, vysokotlakovým ventilom 4, zásobníkom 5, predlženou kolonou 6 a so zbernou nádobou 7 pomocou kovových kapilár 8. Predlžená kolona 6 pozostáva z kolony 11 a z pomocných kolon 9, 13, ktoré sú připevněné ku kolóne 11 pomocou spojok 10, 12. Pomocná kolona 9 je připojená ku zásobníku Sak pomocnej kolóne 13 je připojená koncovka 15.The liquid container 1 is connected according to FIG. 1 with a high pressure pump 2 (pressure up to 100 MPa), a pressure gauge 3, a high pressure valve 4, a reservoir 5, an elongated column 6 and a collecting vessel 7 by means of metal capillaries 8. The elongated column 6 consists of column 11 and auxiliary columns 9, 13 they are attached to the column 11 by means of the couplings 10, 12. The auxiliary column 9 is connected to the reservoir Sak.

Koncovka 15 obsahuje filter 14 s otvormi menšími ako je velkost častíc plněných do kolony 11 a vývod 18, ktorým sa kvapalina odvádza do zberné nádoby 7. Před plněním kolony 11 sa zásobník 5 naplní suspenziou. Přívod kvapaliny do zásobníka 5 sa uzatvorí vysokotlakovým ventilom 4 a vysokotlakovým čerpadlom 2 sa zvýši tlak kvapaliny. Po otvorení vysokotlakového ventila 4 prúd kvapaliny premiestni suspenziu do kolony 11 a do pomocných kolon 9, 13. Po ustálení tlaku v systéme sa vysokotlakový ventil 4 viacnásobne, po přestávkách otvorí a zatvorí, čím sa generujú tlakové pulzy pósobiace na náplň kolony 11. Obdobné možno tlakové pulzy generovat občasným vypínáním pohonu čerpadla 2. Po uzatvorení vysokotlakového ventila 4 a po poklese tlaku v kolóne 11 sa odpojí pomocná kolóna 9 od zásobníka 5 a koncovka 15 od pomocnej kolony 13. Kolona 11 ostává přitom stále spojená s pomocnými kolonami 9, 13. Po otočení kolony 11 s pomocnými kolonami 9, 13 sa pomocná kolóna 13 spojí so zásobníkom 5, pomocná kolóna 9 sa spojí s koncovkou 15 a pokračuje sa v plnění kolony 11 už opísaným postupom generovania tlakových pulzov. Naplněná kolóna 11 sa odpojí od pomocných kolon 9, 13 a uzatvorí sa z oboch stráň koncovkami 15.The end-piece 15 comprises a filter 14 with holes smaller than the size of the particles fed to the column 11 and an outlet 18 through which the liquid is discharged into the collection container 7. Before the column 11 is filled, the container 5 is filled with a suspension. The liquid supply to the reservoir 5 is closed by the high-pressure valve 4 and the high-pressure pump 2 increases the pressure of the liquid. After the high pressure valve 4 is opened, the liquid stream moves the suspension into column 11 and the auxiliary columns 9, 13. After the system pressure has stabilized, the high pressure valve 4 is opened and closed several times after pauses, generating pressure pulses acting on the column 11. The pressure pulses are generated intermittently by switching off the pump drive 2. After closing the high pressure valve 4 and after the pressure in column 11 has dropped, the auxiliary column 9 is disconnected from the reservoir 5 and the terminal 15 is removed from the auxiliary column 13. After turning the column 11 with the auxiliary columns 9, 13, the auxiliary column 13 is connected to the container 5, the auxiliary column 9 is connected to the terminal 15 and the filling of the column 11 is continued by the pressure pulse generating procedure described above. The packed column 11 is detached from the auxiliary columns 9, 13 and closed from both sides by the end pieces 15.

Vynález sposobu plnenia kolon pre vysokotlakovú kvapalinovú chromatografiu a zariadenia na jeho prevádzanie možno využít’ na plnenie chromatografických kolón v analytických a výskumných laboratóriách.The invention for a method of filling high pressure liquid chromatography columns and apparatus for carrying it out can be utilized for filling chromatographic columns in analytical and research laboratories.

Claims

SUBJECT

What is claimed is: 1. A method of filling a column for high pressure liquid chromatography with a sorbent slurry, characterized in that after the pressure pulse loading of the column and the auxiliary columns with the slurry in one direction, the pressure pulse loading is continued in a direction opposite to the previous column loading direction.

INVENTION

2. Apparatus according to claim 1, comprising a high-pressure pump connected to a slurry tank and a column, characterized in that the column (11) is extended at both ends by auxiliary columns (9, 13).