DE1598250C3

DE1598250C3 - Verfahren und Einrichtung zum Verhindern der nachtraglichen Vermischung der durch eine Trennmethode aus einem Gemisch aufgetrennten Stoffe

Info

Publication number: DE1598250C3
Application number: DE1598250A
Authority: DE
Inventors: Jiri Dr.-Ing. Prag Hrdina
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: 1979-02-01
Also published as: SE325723B; BE678394A; US3458285A; GB1147565A; AT286242B; DE1598250A1; CH462501A; DE1598250B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine . Einrichtung zum Verhindern der nachträglichen Vermischung der durch eine Trennmethode, wie beispielsweise durch Säulenchromatographie, aus einem Gemisch aufgetrennten und zur Nachweisreaktion und nachfolgenden Auswertung bestimmten Stoffe, die zusammen mit einem Nachweisreagens zur Steigerung der Geschwindigkeit der Nachweisreaktion bei erhöhter Temperatur durch einen Durchflußreaktor geführt werden.

Bei den bekannten Verfahren zur Auswertung des Eluats entsteht häufig eine starke Entwertung der auf den Kolonnen erzielten Trennung als Folge der hydraulischen Vorgänge beim Durchfluß durch die Auswerteeinrichtung. Die Indikationsreaktion, insbesondere die farbbildenden Ninhydrinreaktionen, gewähren einerseits den Vorteil einer allgemeinen Empfindlichkeit, während sie andererseits eine Entwertung des bereits in die einzelnen Komponenten getrennten Gemisches dadurch bewirken, daß die Indikationsreaktion eine gewisse Zeit erfordert, bis sie zu einem genügend fortgeschrittenen Grad verläuft. Dieser ist notwendig, um zum Beispiel eine genügende Molekülextinktion zu erzielen. Dadurch soll ein auf kleine Variationen in den äußeren Bedingungen genügend unempfindlicher Zustand erreicht werden, z. B. im Hinblick auf die Variation der Drücke, der Frequenz des elektrischen Speisenetzes, dem Altern der Reagentien und ähnlichem, was ohne eine übermäßige Komplikation der gesamten Einrichtung nicht verhütet werden kann.

Die notwendige Reaktionsdauer wird bei der Ninhydrinreaktion bei Strömungsanalysatoren durch die Leitung des Gemisches durch eine Kapillare in einem Milieu erreicht, das auf einer erhöhten Temperatür gehalten wird. Bei den bekannten Standardtypen wird meistens eine Reaktionsdauer, d. h. auch beim Durchfluß durch den Reaktor, von 15 Minuten bei 100⁰C gefordert Dieses wird dadurch erreicht, daß das

Reaktionsgemisch des Eluates, das mit einer Geschwindigkeit von 30 ml pro Stunde und daß das Ninhydrinreagens, welches 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 geführt wird, wobei diese in ein Bad mit einer Temperatur von 100⁰C getaucht wird, was das Wesen eines Kapillarreaktors ausmacht.

Bei diesem Weg durch den Reaktor entsteht allerdings eine bedeutende Entwertung der durch die chromatographischen Kolonnen erzielten Trennung der Komponenten. Im Hinblick auf diese Entwertung ist es nicht zweckmäßig, daß bei den Sta.ndardtypen von Analysatoren die Kolonnen besonders effektiv sind, da bei den gewöhnlichen, traditionellen, obenerwähnten Umständen eine bedeutende Entwertung des Eluates im Reaktor nicht zu vermeiden ist. Manchmal ist es möglich, die Entwertung dadurch zu vermindern, daß anstelle eines zusammenhängenden Stromes des Grundmediums, das aus einem Gemisch des Eluats und des Ninhydrinsreagens gebildet ist, beim 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 von dem Reaktor eingepreßt wurde. In beiden Fällen können bedeutende Verbesserungen des Gesamtresultates 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 gemäß der Erfindung verkürzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe nach dem Vorhergesagten darin zugrunde, eine Verbesserung der bekannten Einrichtungen zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Geschwindigkeit der Nachweisreaktion durch Erhöhung der Temperatur des Reaktionsgemisches auf einen den Siedepunkt des Reaktiongsgemisches bei 760 mm Hg übersteigenden Wert und gleichzeitige Erhöhung des Druckes im Reaktor auf einen über Atmosphärendruck liegenden Wert beschleunigt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Nachweisreaktion zwischen Aminosäuren als aufgetrennten Stoffen und Ninhydrin als Nachweisreagens die Temperatur auf über 100⁰C gehalten. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Druck um wenigstens 5% über den atmosphärischen Druck und die Reaktionstemperatur um mehr als 5% über den Siedepunkt, den das Reaktionsgemisch bei 760 mm Hg hat, zu erhöhen.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme wird die Reaktionstemperatur auf einem konstanten Wert durch Eintauchen des Reaktionsraumes in ein thermostatisches, über 100⁰C siedendes Flüssigkeitsbad gehalten.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem Reaktor, dessen Reaktionskapillare in einem Thermostaten angeordnet ist, wobei diese einerseits an die Leitung zur Führung des Stroms des Reaktionsgemisches und andererseits an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, besteht darin, daß die Reaktionskapillare mit einer Einrichtung für die Erhaltung des Überdruckes in der Reaktionskapillare auf einem höheren Druck als dem der Umgebung verbunden ist. Vorteilhafterweise wird die Einrichtung für die Erhaltung des Überdruckes, die das abfließende, ausgewertete Reaktionsgemisch sammelt, mit einem Manostaten verbunden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist an die Auswerteeinrichtung eine Leitung zur Absaugpumpe zum periodischen Entleeren der Auswerteeinrichtung angeschlossen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, vor

ίο der Auswerteeinrichtung eine Einrichtung zum regel mäßigen Einbringen von Gas- oder Flüssigkeitsblasen in das Gemisch anzubringen.

In der Zeichnung ist vereinfacht ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, wobei alternativ verwendbare Teile der Einrichtung gestrichelt gezeichnet sind.

In der Abbildung ist eine Einrichtung bei einem Analysator für ein Aminosäuregemisch und ähnliche Stoffe dargestellt, bei denen der Strom des Eluatgemisches aus den einzelnen Kolonnen und des Ninhydrinreagens kontinuierlich sind. Die Kolonnen 1 und 2 werden von Puffern durchflossen, die mit Hilfe der Pumpen 3 und 4 in diese eingedrückt werden.

Die Eluate aus diesen zwei Kolonnen werden nacheinander an eine Leitung 5 durch einen hydraulischen Schalter 6 geschaltet, der eine der Kolonnen, in der das Eluat gerade nicht in der Auswerteeinrichtung verarbeitet wird, einem Abfall 7 zuführt. In einer Mischstelle 8 wird das durch die Leitung 5 von den Kolonnen zufließende Eluat mit dem Ninhydrinreagens gemischt, das durch eine Pumpe 9 zur Mischstelle 8 über eine Leitung 10 gefördert wird. Durch eine andere Leitung 11 läuft das Gemisch von Eluats und Ninhydrinreagens zum kapillaren Reaktor, dessen Reaktionskapillare 12 in das Bad 13 mit einer Temperatur von über 100⁰C eingetaucht ist. Das Gemisch nach der Reaktion wird durch die Leitung 14 zur Auswerteeinrichtung 15 zugeführt, von wo das Gemisch durch eine Leitung 16 in eine Einrichtung 17 läuft, in der durch eine Einrichtung mit manostatischer Funktion, die nicht weiter dargestellt ist, der notwendige Überdruck erhalten wird.

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

Für manche Analysen ist es vorteilhaft, das Gemisch von Aminosäuren und Ninhydrin vor dem Eintritt in die Auswerteeinrichtung 15 in Abschnitte aufzuteilen. Diese Aufteilung erfolgt durch Gas- oder Flüssigkeitsblasen, die von einer nicht eingezeichneten Pumpe regelmäßig in das Gemisch noch vor der Auswerteeinrichtung eingedrückt werden. Die Fördereinrichtung 23 kann gegebenenfalls kontinuierlich oder in Dosen den Inhalt der Auswerteeinrichtung 15 über die Leitung 22 oder aus der Einrichtung 17 für die Erhaltung des Überdruckes mit der Leitung 22' abpumpen.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht auf das dargestellte Beispiel begrenzt. Zum Beispiel können beide Kolonnen über einen Umschalthahn von einer einzigen Pumpe gespeist werden, weiter 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 kontinuierlichen Strom des Mediums mit Blasen oder Tropfen auf einzelne voneinander abgetrennte Abschnitte aufteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verhindern der nachträglichen Vermischung der durch eine Trennmethode, z. B. Säulenchromatographie, aus einem Gemisch aufgetrennten und zur Nachweisreaktion und nachfolgenden Auswertung bestimmten Stoffe, die zusammen mit einem Nachweisreagens zwecks Steigerung der Geschwindigkeit der Nachweisreaktion bei erhöhter Temperatur durch einen Durchflußreaktor geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Nachweisreaktion durch Erhöhung der Temperatur des Reaktionsgemisches auf einen den Siedepunkt des Reaktionsgemisches bei 760 mm Hg übersteigenden Wert und gleichzeitige Erhöhung des Druckes im Reaktor auf einen über Atmosphärendruck liegenden Wert beschleunigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Nachweisreaktion zwischen Aminosäuren als aufgetrennten Stoffen und Ninhydrin als Nachweisreagens die Temperatur auf über 100° C gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck um wenigstens 5% über den atmosphärischen 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 einem konstanten Wert durch Eintauchen des Reaktionsraums in ein thermostatisches, über 100⁰C siedendes Flüssigkeitsbad gehalten wird.

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

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewertete Reaktionsgemisch 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 Reaktionsgemisch mit programmierter Geschwindigkeit, gegebenenfalls in Abständen 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 überatmosphärischer Druck herrscht, erhalten wird.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8 mit einem Reaktor, dessen Reaktionskapillare in einem Thermostaten angeordnet ist, wobei die Reaktionskapillare einerseits an die Leitung zur Führung des Stromes des Reaktionsgemisches und andererseits an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskapillare (12) mit einer Einrichtung (17) für die Erhaltung des Überdruckes in der Reaktionskapillare (12) auf einem höheren Druck als dem der Umgebung verbunden ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) für die Erhaltung des Überdruckes, die das abfließende,

ausgewertete Reaktionsgemisch sammelt, mit einem 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 Reaktionskapillare (12) angeschlossen ist, verbunden ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Manostat (18) in der Richtung der Strömung nach der Auswerteeinrichtung (15) angeschlossen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an die Auswerteeinrichtung (15) eine Leitung (16) zu einer Absaugpumpe (23) zum periodischen Entleeren der Auswerteeinrichtung (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 Reaktionsgemisch sammelt, eine Absaugpumpe (23) zum Entleeren der Einrichtung (17) angeschlossen ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Auswerteeinrichtung (15) eine Einrichtung zum regelmäßigen Einbringen von Gas- oder Flüssigkeitsblasen in das Gemisch angebracht ist.