DE1598250A1

DE1598250A1 - Verfahren und Einrichtung zum Vermindern der Entwertung der Trennung eines Gemisches von Stoffen

Info

Publication number: DE1598250A1
Application number: DE1966C0038453
Authority: DE
Inventors: Hrdina Dr-Ing Jiri
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1965-03-26
Filing date: 1966-03-10
Publication date: 1971-02-11
Also published as: SE325723B; DE1598250C3; GB1147565A; CH462501A; BE678394A; AT286242B; DE1598250B2; US3458285A

Description

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PATENTANWALT

26. Oktober 1970 Anw.-Akte: 75. 8

PATENTANMELDUNG BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB Aktenzeichen ι Ρ 15 98 250. 0-52 Anmelder« Ceskoslovenskö akademie ved«, Praha 1, Narodni tr.

" Verfahren und Einrichtung zum Vermindern der Entwertung der Trennung eines Gemisches von Stoffen, *

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermindern der Entwertung der Trennung eines Gemisches von Stoffen, die zur Indikationsreaktion mit einem Idikationsreagens nach der Trennung dieses Gemisches auf die einzelnen Komponenten mit Hilfe einer Trennmethode fähig sind, zum Beispiel mit Hilfe der Säulenchromatographie, unter Auswertung des Eluates, das die durch den Durchflußreaktor getrennten Komponenten gemeinsam mit dem Auswertereagens wegfuhrt, wie auch die Einrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Anwendung dieses Verfahrens und dieser Einrichtung zun Vermindern der Entwertung der Trennung eines Gemisches von Aminosäuren auf die einzelnen Aminosäuren mit Hilfe der Kationenaustauscher-Säulenchromatographie mit der Auswer-

ORIGlNAI* INSPECTED

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tung des Eluates, das aus Eluationspuffern gebildet ist und das die getrennten Komponenten gemeinsam mit dem Ninhydrinreagens durch den Durchflußreaktor wegfuhrt·

Bei den bekannten Strömungsverfahren zur Auswertung des Eluates entsteht eine bestimmte, häufig ziemlich wesentliche Entwertung der auf den Kolonnen erzielten Trennung als Folge der hydralischen Vorgänge beim Durchfluß durch die Auswerteinrichtung. Die Indikationsreaktionen, insbesondere die farbbixdsnden Ninhydrinreaktion, gewähren einerseits den Vorteil einer allgemeinen Empfindlichkeit, andererseits bringen sie eine Entwertung des bereits auf die einzelnen Komponenten getrennten Gemisches, hauptsächlich dadurch, daß die Indikationsreaktion eine gewisse Zeit erfordert, damit sie bis zu einem genligend fortgeschrittenen Grad verläuft, der notwendig ist, um zum Beispiel eine genügende Molekülextinktion zu erzielen und daß damit ein auf kleine Variationen äußerer Bedingungen genügend unempfindlicher Zustand erreicht wird, zum Beispiel auf die Variation der Drllcke, Frequenz des elektrischen Speisenetzes, Altern der Reagentien und ähnliches, die ohne Übermäßige Komplikation der ganzen Einrichtung nicht verhütet werden können.

Das Erzielen der notwendigen Reaktionsdauer bei der Ninhydrinreaktion wird bei Strömungsanalysatoren durch Leitung des Gemisches durch eine Kapillare in einem Milieu erreicht, das bei erhöhter Temperatur gehalten wird. Bei den Standardtypen .wird meistens eine Reaktionsdauer, das ist also auch beim Durchfluß durch den Reaktor, von 15 Minuten bei 100⁰C gefordert. Dieses wird dadurch realisiert, daß das Reaktionsgemisch des Eluates, das mit einer Geschwindigkeit von

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30 ml pro Stunde und das Ninhydrinreagens, das gewöhnlich mit einer Geschwindigkeit von 15 ml pro Stunde zufließt, durch eine Reaktionskapillare mit einer lichten Weite von 0,7 mm und einer Länge von ca. 30 m gefuhrt wird, wobei diese in ein Bad mit einer Temperatur von 100 C getaucht ist, was das Wesen des Kapillarreaktors ist.

Bei diesem Weg durch den Reaktor entsteht allerdings eine bedeutende Entwertung der durch die chromatographischen Kolonnen erzielten Trennung der Komponenten. Mit Rücksicht auf diese Entwertung ist es nicht zweckmäßig, daß bei den Standardtypen von Analysatoren die Kolonnen besonders effektiv sind, denn bei den gewöhnlichen, traditionellen, oben erwähnten Umständen, ist eine bedeutende Entwertung in Reaktor unvermeidlich. Manchmal ist es möglich, die Entwertung dadurch zu vermindern, daß anstelle eines zusammenhängenden Stromes des Grundmediums, das aus einem Gemisch des Eluats und des Ninhydrinreagens gebildet ist, bein Durchgang durch den Reaktor ein auf einzelne, voneinander getrennte Abschnitte aufgeteilter Strom dieses Mediums verwendet wird, das zum Beispiel mit Abschnitten eines gasförmigen Mediums abwechselt, das kontinuierlich oder in genauen Dosen in die Kapillarleitung vor dem Reaktor eingepreßt wurde. In beiden Fällen kann eine bedeutende Verbesserung des Gescmtresultats dadurch erzielt werden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit wesentlich erhöht und dadurch die Reaktionsdauer, wie auch der notwendige Weg des Mediums im Reaktor durch Anwendung des Verfahrens und der Einrichtung geaäß der Erfindung verkürzt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Indikationsreaktion zur Verkür-

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zung der Strombahn durch Erhöhung der Temperatur auf einen den Siedepunkt Überschreitenden Wert, den das Reaktionsgemisch bei 760 mm Hg hat, beschleunigt wird, wobei gleichzeitig ein überatmosphärischer Druck verwendet wird; im Fille der chromatographischen Trennung von Aminosäuren wird die kolorimetrische Ninhydrinreaktion zur Verkürzung der Strombahn durch Erhöhung der Temperatur auf über 100 C bei einem Uberatmosphärischen Druck beschleunigt.

Eine solche wesentliche Verkürzung der '-änge der Reaktionskapillare bringt die gewünschte Verkleinerung der durch den Reaktor verursachten und unerwünschten Verschlechterung der Trennung der Komponenten, die durch chromatographische Kolonnen erzielt wird, mit sich. Es können darum mit Vorteil auch effektivere Kolonnen ohne Gefahr verwendet werden, so daß die Erhöhung ihres Trenneffektes praktisch durch die folgende, vom Reaktor verursachte Entwertung annuliert wird» Auf diese Weise kommt es zu einer Multiplikation des verbessernden Einflusses der Erfindung und dadurch auch zu einer bedeutenden positiven Wirkung des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung auf die sich ergebende Effektivität des ganzen Analysators.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird der Druck um mindestens 5 % über den atmosphärischen Druck und die Reaktionstemperatur um mehr als 5 % über den Siedepunkt des Reaktionsgemisches bei 760 mm Hg erhöht.

Die Reaktionstempergtur wird mit Vorteil auf einer konstanten Höhe durch Eintauchen des Reaktionsraumes in ein thermostatisches Bad einer über 100 C siedenden Flüssigkeit gehalten. Gemäß einer besonderen Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann das ausge-

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wertete Gemisch in einen Raum abfließen, in dem ein Überatmosphärischer Druck herrscht, oder in einen drucklosen Raum über eine Einrichtung, die den Reaktor und die mit ihm verbundenen Räume auf atmosphärischem Druck hält. Das ausgewertete Eluat kann mit programmierter Geschwindigkeit, eventuell in Abständen und getrennten Dosen durch die Absaugeeinrichtung abgesaugt werden. Der Druck im Reaktor und in den mit ihm verbundenen Räumen kann durch Anschluß dieser Räume an einen Raum, in dem überatmosphärischer Druck herrscht, erhalten werden.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beruht darin, daß die Reaktionsleitung, welche auf eine Reaktions- -temperatur die höher ist als der Siedepunkt des Gemisches bei 760 mm Hg, und gegebenenfalls auch die an diese Reaktionsleitung angeschlossenen Räume, gehalten wird, mit der Einrichtung für die Erhaltung des Überdruckes in den Reaktionsleitung auf einen höheren Druck als die Umgebung verbunden sind.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Beispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung, wobei die alternativ verwendbaren Teile der Einrichtung gestrichelt gezeichnet sind.

Die Abbildung 1 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung für die Anwendung der Erfindung bei einem Analysator für ein Aminosäuregemisch und ähnlich Stoffe, bei denen der Strom des Eluatgemisches aus den einzelnen Kolonnen und des Ninhydrinreagens kontinuierlich sind. Die Abbildung 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung bei der Applikation von Blasenkolben, die den Strom des Mediums auf einzelne voneinander getrennte Abschnitte darstellt.

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In der Einrichtung gemäß der Abbildung 1 sind die Kolonnen 1 und 2 von Puffern durchflossen, die mit Hilfe der Pumpen 3 und 4 in diese eingedruckt werden. Die Eluate aus diesen zwei Kolonnen werden nacheinander an die Leitung 5 durch den hydraulischen Schalter 6 geschaltet, der eine der Kolonnen, in der das Eluat gerade nicht in der Auswerteeinrichtung verarbeitet wird, dem Abfall 7 zuführt. In der Mischstelle δ wird das durch die Leitung 5 von den Kolonnen zufließende Eluat mit dem Ninhydrinreagens gemischt, das die Pumpe 9 zur Mischstelle 8 mit Hilfe der Leitung 10 fördert. Durch die weitere Leitung 11 läuft das Gemisch des Eluats und des Ninhydrinreagens zum kapillaren Reaktor, dessen Reaktionskapillare 12 in das Bad 13 mit einer Temperatur von über 100 C eingetaucht ist. Das Gemisch nach der Reaktion wird mit der Leitung 14 zum Photometer 15, gewöhnlich ein mehrkanaliges, zugeführt, von wo das Gemisch durch die Leitung 16 in den Sammelraum 17 abläuft, in dem durch eine Einrichtung mit manostatischer Funktion, die nicht weiter gezeichnet ist, der notwendige Überdruck erhalten wird.

Die gestrichelt eingezeichnete manostatische Einrichtung 18 kann an den Sammelraum 17 mit der Leitung 19 oder gegebenenfalls mit den Leitungen 20 oder 21 an die Leitungen 16 oder 14 angeschlossen sein.

Aus der manostatischen Einrichtung 18 kann gegebenenfalls eine nichteingezeichnete Einrichtung das zugehörige Trennmedium zur Bildung von Abschnitten des aufgeteilten Stromes des Mediums mit Hilfe von Abschnitten eines zweiten Mediums entnehmen. Die Fördereinrichtung 23 kann gegebenenfalls kontinuierlich oder in Dosen den Inhalt des Auswerteraumes 15 mittels der Leitung 22 oder aus dem Sammelgefäß 17 pit der Leitung 22* abpumpen.

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Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist selbstverständlich auf das dargestellte Beispiel nicht begrenzt. Zum Beispiel können beide Kolonnen, die durch eine einzige Pumpe über den Schalthahn gespeist werden, weiters können statt zwei Kolonnen mehrere Kolonnen oder auch nur eine einzige Kolonne verwendet werden, und vor der Auswerteeinrichtung kann - wie schon angeführt - eine Einrichtung angeschlossen sein, die den kontinuierlichne Strom des Mediums mit Blasen oder Tropfen auf einzelne voneinander abgetrennte Abschnitte aufteilt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Vermindern der Entwertung der Trennung eines Gemisches von Stoffen, die zur Indikationsreaktion mit einem Indikationsreagens nach der Trennung dieses Gemisches auf die einzelnen Komponenten mit Hilfe einer Trennmethode fähig sind, zum Beispiel mit der Säulenchromatographie, unter Auswertung des Eluate, das die getrennten Komponenten gemeinsam mit dem Auswertereagens durch den Durchflußreaktor bei erhöhter Temperatur wegführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationsreaktion zur Verkürzung der Strombahn durch Erhöhung der Temperatur auf einen den Siedepunkt des Reaktionsgemisches bei 760 mm Hg übersteigenden Wert beschleunigt wird, wobei gleichzeitig ein überatmosphärischer Druck angewendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Vermindern der Entwertung der Trennung von Aminosäuren auf die einzelnen Aminosäuren mittels der Kationenaustauscher-Säulenchromatographie mit Auswertung des Eluates, das aus den Eluationspuffern gebildet ist und das die durch den Durchflußreaktor getrennten Komponenten gemeinsam mit dem Ninhydrinreagens wegführt, dadurch gekennzei chn e t , daß die kolorinretrische Ninhydrxnreaktion zur Verkürzung der Strombahn durch Erhöhung der Reaktionstemperatur auf über 100 C bei Uberatmosphärischem Druck beschleunigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck um wenigstens 5 % Über den atmosphärischen

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Druck und die Reaktionstemperatur um mehr als 5 % über den Siedepunkt, den das Reaktionsgemisch bei 760 mm Hg hat, erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur auf eine konstante Höhe durch Eintauchen des Reaktionsraums in ein th< siedendes Flüssigkeitsbad gehalten wird«

Eintauchen des Reaktionsraums in ein thermostatisches über 100 C

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewertete Gemisch des Eluats in einen Raum, in dem ein überatmosphärischer Druck herrscht, abfließt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewertete Eluat in einen drucklosen Raum über eine Einrichtung, die den Reaktor und die mit ihm verbundenen Räume unter überatmosphärischem Druck hält, abfließt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewertete Eluat mit programmierter Geschwindigkeit, gegebenenfalls in Abstanden und abgetrennten Dosen von der Abpumpvorrichtung abgesaugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Reaktor und in den mit ihm verbundenen Räumen durch Anschließen dieser Räume an einen Raum, in dem ein Uberatmosphärischer Druck herrscht, erhalten wird.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8 mit einem Reaktor, dessen enge Reaktionsleitung in einem

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Gefäß, durch dessen Milieu die Reaktionsleitung bei erhöhter Temperatur gehalten wird, angeordnet ist, wobei diese einerseits an die Leitung zur Führung des Stromes des Eluatgemisches des Reaktionsreagens und andererseits an Räume angeschlossen ist, in denen die Auswertung des ausreagierten Gemisches stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsleitung (12), die auf eine den Siedepunkt des Reaktionsgemisches bei 760 mm Hg übersteigende Reaktionstemperatur gehalten wird, und gegefc - .nfalls auch die an die Reaktionsleitung (12) angeschlossenen Räume (11, 14, 15, 16) mit der Einrichtung (17) für die Erhaltung des Überdruckes im Reaktionsraum (12) auf einen höheren Druck als den der Umgebung verbunden sind.

10.Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichn e t , daß die Einrichtung (17) für die Erhaltung des Überdruckes, die das abfließende, ausgewertete Eluat sammelt, mit dem Manostaten (18) verbunden ist.

11.Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Manostat (18) mit der Leitung (14), die in der Richtung der Strömung an die Reaktionsleitung (12) angeschlossen ist, verbunden ist_o

12.Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Manostat (18) in der Richtung der Strömung nach dem Raum (15) für die Auswertung des Eluats angeschlossen ist.

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13. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Raum (15) fUr die Auswertung des Eluats, zum Beispiel mittels einer photometrischen Küvette, die Leitung (19) zur Saugpumpe (20) zum periodischen Entleeren des Raumes (15) angeschlossen ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an die Einrichtung (17) für die Erhaltung des Überdruckes, die das abfließende, ausgewertete Eluat

sammelt, mit Hilfe der Leitung (19') die Absaugpumpe (20) j

zum Entleeren des Raumes (17) angeschlossen ist.

15_O Einrichtung nach Anspruch 9 bis 14, gekennzeichnet durch mehrere Kolonnen, die über einen Umschalter von einer einzigen Pumpe gespeist werden.

16. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Auswerteeiririchtung eine Einrichtung angeschlossen ist, die kontinuierlich den Strom des Mediums durch Blasen oder Tropfen auf einzelne voneinander abgetrennte Abschnitte aufteilt. · '

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