DD273564A3 - Verfahren zur herstellung von glaskapillarsaeulen hoher inertheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glaskpillarsaeulen hoher Inertheit fuer die Hochleistungsgaschromatographie. Erfindungsgemaess werden die inerten Glaskapillarsaeulen durch Kombination der an sich bekannten Verfahrensschritte:- HCl-Behandlung und- Gamma-Bestrahlunghergestellt. Diese Kapillaren koennen ohne vorherige Maskierung mit mittelpolaren oder polaren Trennphasen belegt werden. Ihre Thermostabilitaet haengt nur noch von der aufgebrachten Trennphase ab.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glaskapillarsäulen hoher Inertheit für die Hochleistungsgaschromatographie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Hochleistungsgaschromatortraphie werden bevorzugt Kapillarsäulen aus silicatischen Materialien wie üuarz (fused silica) und Glas verwendet. Diese Werkstoffe sind anderen Materialien überlegen. Einige Gründe dafür sind

- die im Vergleich zu Metallen geringere katalytische Aktivität,

- die glatte und saubere innere Oberfläche (OF),

- die vielfältigen Möglichkeiten, die OF zu modifizieren,

- der geringe Preis

- und nicht zuletzt, speziell für Glas, die Durchsichtigkeit, die eine einfache Kontrolle der Vorbohandlungs- und Belegungsschritte erlaubt.

Die Innenwand der Kapilla'en aus silicatischen Materialien muß durch geeignete chemische oder physikalische Behandlungsmethoden so voi bereitet ν 'in, daß die gewünschte Trennflüssigkeit (TF) auf der OF spreitet. Gleichzeitig muß die Zahl der OF-Gruppen (bilanolgruppen, Metallionen), die einen störenden Einfluß auf die stationäre Phase und die Probesubstanzen während des Trennprozesses ausüben können, minimiert werden.

Es is; bekannt, daß störende Metallkationen des Glases durch Auslaugung mit Salzsäure entfernbar sind. Die bei diesem Prozeß gebildeten bzw. verbleibenden Si-OH-Funktionen können den Abbau der stationären Ph.ise katalysieren und/oder Absorption von Probekomponenten bewirken. Durch ein bei hohen Temperaturen durchgeführtes Si'ylierungsverfahren, das als Hochtemperatursilylierung bekanntgeworden ist, lassen sich die Silanolgruppen relativ vollständig in hydrophobe Organosiloxygruppen überführen und die OF damit in hohem Maße desaktivieren. Dadurch «verden die negativen Erscheinungen weitgehend beseitigt. Die Desaktivierung der OF erfordert aber ein hohes Maß an experimentellem Geschick, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Des weiteren sinkt die OF-Energie durch diese Vorbehandlung derart, daß nur unpolare oder schwach polare Trennphasen auf der OF netzen und den gewünschten homogenen Film ausbilden. Es ist auch möglich, die Silanolgruppen mit verschiedenen Materialien, z. B. Polyethylenglykolen, zu maskieren. Auf die so vorbehandelten Kapillaren lassen sich mittelpolare und polare Phasen gut aufbringen. Kapillarsäiilen, diu auf diese Weise hergestellt worden sind, haben aber den Nachtoil, daß ihre Temperaturstabilität begrenzt ist.

Aus Quarzglas (fused silica) hergestellte Kapillaren weisen auf Grund der geringen Metall- und Silanolgruppenkonzentration an der OF von vornherein zwar eine geringe Aktivität auf; stabile Filme zahlreicher mittelpolarer und polarer stationärer Phasen lassen sich jedoch ebenfalls nicht erzeugen, weil die Benetzbarkeit der unbehandelten OF in vielen Fällen nicht gegeben ist. Nach einem in jüngster Zeit vorgeschlagenen Verfahren läßt sich die Benetzbarkeit von Quarz.kapillaren durch Gamma-Bestrahlung wesentlich verbessern. (US-PS 4.509.964). Obwohl Quarzkapillaren international eine weite Verbreitung gefunden haben, ist ihre Anwendung mit einigen Nachteilen verbunden. So lassen sie sich bei Temperaturen über 280⁰C nicht dauerhaft einsetzen, da der aus einem organischen Polymer bestehende Außenmantel oberhalb dieser Temperatur allmählich zerstört wird. Des weitoren besteht die Gefahr unentdeckter Brüche, durch die Sauerstoff in die Kapillaren eindringen kann, wodurch die Zerstörung der stationären Phase eingeleitet werden kann. Zusätzlich besteht die Gefahr, daß Spurenkomponenter. der zu untersuchenden Substanzen bei der Dosierung im Polymermantel absorbiert werden und somit nicht nachgewiesen werden können.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die ökonomische Herstellung von Glaskapillarsäulen hoher Inertheit für die Hochleistungsgaschromatographie.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ziel der Erfindung durch Kombination von an sich bei der Herstellung von Kapillaren aus silicatischen Materialien bekannten Verfahrensschritten zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Glas als Kapillarenmaterial eingesetzt wird, dessen OF durch

Kombination der an sich bekannten HCI-Behandlung zur Deionisierung der OF- und Gamma-Bestrahlung bent '.zbar wird. Darüber hinaus ist mit dieser Behandlung eine hervorragende Desaktivierung der Glas OF verbunden. Dadurch wird os möglich, Glaskapillaren hoher Inertheit mit mittelpolaren und polaren Trennphasen ohne vorhe/ige Maskierung zu belegen. Zur Erzielung dieses Effektes genügt eine Bestrahlungsdosis von 1 bis 10 · 10⁴Gy, vorzugsweise 3 · 10⁴Gy. Verschiedene chromatographische Tests zeigten, daß diese Kapillaren die Trennung von polaren Substanzen ohne Absorptionserscheinungen und demzufolge mit ausgezeichneter Peakform gestatten. Wegen der inerten OF ist der durch die Trennphase vorgegebene Temperaturbereich voll nutzbar. Auf diese Weise vorbereitete Glaskapillaren wurden mit verschiedenen Polysiloxantrennphasen wie OV17, XE60, XF1115 belegt und für chromatographische Untersuchungen benutzt.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten überaus guten Ergebnisse sind überraschend. Hingegen bewirkt die Bestrahlung unbehandeltar Glaskapillaren keinen positiven Effekt. Auf Grund der verschiedenen Oberflächenstruktur von Quarzglas- und Glaskapillaren konnte nicht mit der Übertragbarkeit der gamäß US-PS 4.509.964 durch Bestrahlung von Quarzglaskapillaren erzielten Ergebnisse gerechnet werden.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll an Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

50 m Glaskapillare mit einem Innendurchmesser von 0,20 bis 0,30 mm wird über 90% ihrer Länge mit 20%iger HCI gefüllt und einseitig verschmolzen. Nach Anlegen von Vakuum am ungefüllten Ende wird der Flüssigkeitspfropfen um 5% weiterbewegt und unter Vakuum abgeschmolzen. Die andere Seite wird ebenfalls evakuiert und abgeschmolzon. Anschließend wird die Kapillare für 15 h im Trockenschrank bei 14O⁰C belassen. Nach dem Abkühlen wird sie beidseitig aufgeschnitten und mit 1%iger HCI gespült. Die noch Tröpfchen enthaltene Kapillare wird beidseitiq an das Vakuum angeschlossen und 1 h bei 110°C und 24h bei 18O⁰C getrocknet. Nach diesem Dehydratisierungsschritt wird sie unter Vakuum beidseitig verschmolzen. Eine auf diese Weise vorbehandelte Glaskapillare wird mit Gamma-Quanten bestrahlt. Die Dosis betrug 3 10⁴Gy bei einer Leistung von 0,5 -10⁴ Gy/h. Jeweils 5-m-Stücken wurden zur Testung in bekannter Weise mit Polysiloxanphasen statisch belegt.

Als Trennflüosigkeit wurden die Polysiloxanphasen OV1701 und XE GO benutzt.

In den Abbildungen 1 und 2 ist die Trennung einer Grob-Testmischung an den erfindungsgemäß hergestellten Kapillaren, belogt mit XE 60 bzw. OV1701, dargestellt. Wie dem Chromatogramm zu entnehmen ist, eluieren auch die polaren Komponenten ohne Tailing. Prinzipiell gleiche Ergebnisse konnten mit den Polysiloxanphason PS 255, XF 1150 und der Polyetherphase Carbowax 20 M erzielt werden.

Beispiel 2

Vorgehen wie im Beispiel 1; BuS.rahlungsdosis: 3 10⁴ Gy im 50-m-Stück wurde mit XE 60 belegt. Die Trennungsergebnisse sind aus Fig.3 ersichtlich.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Glaskapillarsäulen hoher Inertheit für die Hochleistungsgaschromatographie durch Kombination von für sich allein an sich bekannten Methoden, dadurch gekennzeichnet, daß Glaskapillaren einer HCI-Behandlung unterzogen werden und anschließend einer Gamma-Bestrahlung ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsdosis im Bereich von 1 bis 10 · 10⁴Gy,vorzugsweise bei 3 · 10"⁴Gy liegt.