DE1916116C - Chromatographisches Material - Google Patents

Description

Mit imprägnierten Papieren, wie z. B. mit einem

Die Erfindung betrifft ein chromatographisches ai^orbierenden Material getränkten Glasfaserpapie-Material, insbesondere für die Dünnschichtchromato- 50 ren, können zwar einige dieser Schwierigkeiten, insgraphie, bestehend aus einem wasserdispergierbaren, besondere hinsichtlich des Gewichtes und der Handein Adsorptionsmittel enthaltendes Fasermaterial von habung umgangen werden, wobei jedoch beim Imflexibler, blattförmiger Struktur. prägniervorgang weitere Probleme wegen des Vor-

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein handenseins des Fasergerüstes des Papiers, auftreten, neues und verbessertes chromatographisches Material 55 so daß die Menge des in dem chromatographischen rum Trennen von Mischungen von verwandten Ver- Material zur Verfügung stehenden adsorbierenden bindungen in ihre einzelnen Bestandteile. Materials begrenzt ist und derartige Papierstreifen im

Wie allgemein bekannt, beruht die Chromatogra- allgemeinen weniger als 40 Gewichtsprozent, durchphie auf dem Prinzip, daß verschiedene Substanzen schnittlich sogar nur 20 bis 30 Gewichtsprozent adeiner Mischung voneinander getrennt und in einzelnen 60 sorbierendes Material enthalten. Außerdem müssen Zonen konzentriert werden können, wenn man die derartige vorgeformte Papierstreifen im allgemeinen Mischung durch ein Zweiphasensystem leitet. Eine über ihre gesamte Ausdehnung aus Fasern mit DurchPhase des Systems wirkt als Träger für die Mischung, messern von weniger als 1 μ bestehen, um eine für während die andere Phase eine differenzierte Rück- die chromatographische Verwendung ausreichende haltekraft auf die Bestandteile der Mischung ausübt, 65 Gleichförmigkeit der Struktur aufzuweisen,
um deren Trennung und Anreicherung in Zonen zu Außerdem sind die chromatographischen Dünnbewirken. Bei der Dünrsschichtchromatographie, Schichtmaterialien, anders als die bei der Kolonnenweiche am besten für die Trennung von sehr nahe Chromatographie verwendeten adsorbierenden Ko-

tonnen, nur für im kleinen Maßstab durchgeführte dung nicht hierauf beschränkt ist, mit mittlerem bis präparative Arbeiten geeignet Sie besitzen mit ande- schwerem Basisgewicht, d. h. von etwa 85 bis ren Worten eine chromatographische Kapazität im 509 g/m², hergestellt, wobei zusammenhängende Mikrogrammbereich und sind ungeeignet zur Ver- Längen derartiger Bahnen vorzugsweise ein Basisarbeitung von größeren Proben. Es ist leicht einzu- 5 gewicht von etwa 170 bis 339 g/m² haben,
sehen, daß bei Proben, deren Größe die Adsorptions- Die meisten für die Kolonnen- oder Dünnschichtkapazität des Materials übersteigt, die Trennfähigkeit Chromatographie geeigneten Adsorbentien können sehr schlecht ist, wobei ein Verschmieren und/oder auch bei der vorliegenden Erfindung verwendet wer-Verlaufen der getrennten Bestandteile auftritt. Es ist den, jedoch wird als geeignetes und bevorzugtes Masomit sehr erwünscht, ein chromatographisches Ma- io terial Kieselsäure (hydratisiertes Siliziumoxyd) verterial zu schaffen, welches zur Arbeit im größeren wendet Auch Aluminiumoxyd wird in gewissem Maßstab eingesetzt werden kann, ohne daß das hohe Umfang verwendet, wenn auch weniger als Kiesel-Auflösungsvermögen, das im allgemeinen mit dem säure. Im allgemeinen kann das Adsorbens orga-Dünnschichtchromatographieverfahren erzielt wird, nische oder anorganische Materialien enthalten, je wesentlich verschlechtert wird. 15 nach deren Adsorptionsaktivität und der Art der

Die Aufgabe der Erfindung ist es im wesentlichen, Trennung, die das Medium leisten soll. Beispielsweise

ein neues und verbessertes chromatographisches Ma- können auch pulverisierte Ionenaustauschharze, PoIy-

terial zu schaffen, welches die oben dargelegten gün- äthylen, Zellulose und Zellulosederivate, wie z. B.

stigen Eigen-.thaften sowohl der Dünnschichtchro- Zelluloseazetat, verwendet werden. Jedoch sind die

matographie als auch der Kolonnenchrorr.atographie ao weichen, niedrig schmelzenden organischen Materi-

in sich vereinigt, wobei es die Form einer selbst- alien weniger erwünscht als die harten, hitzefesten

tragenden, flexiblen Struktur, ähnlich den bei der anorganischen Materialien, wie ζ Β. Kieselsäure,

Papierchromatographie verwendeten Papierstreifen, Aluminiumoxyd, Kalziumsulfat, Aktivkohle und Di-

aufweist. atomeenerde. Demzufolge werden die letztgenannten

Weiterhin soll ein Dünnschichtchromatographie- as Stoffe im allgemeinen verwendet, wobei Kieselsäure material geschaffen werden, welches keinen vorge- das bevorzugte Material ist. Wenn gewünscht, kann formten Träger benötigt, jedoch eine strukturelle Ein- das Adsorbens auch Fluoreszenzeigenschaften haben, heit bildet und außerdem eine wesentlich erhöhte indem man z. B. Phosphor hinzufügt, der unter geKonzentration des adsorbierenden Materials aufweist, eigneter Beleuchtung, z. B. mit ultraviolettem Licht, um eine verbesserte chromatographische Leistungs- 30 fluoresziert mit Ausnahme der Bereiche, wo die chrofähigkeit und eine erhöhte el ,omatographische Ka- matographisch getrennten Bestandteile das Licht adpazität zu erzielen. sorbieren und die infolgedessen schwarz erscheinen.

Diese Aufgabe wird bei ein m chromatographi- Anorganische Adsorbentien sind auch deshalb besehen Material der eingangs genannten Art erfin- vorzugt, weil es häufig erforderlich ist, ein farbloses dungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gewichtsanteil 35 Chromatogramm mit geeigneten Reagenzien zu bedes Adsorptionsmittels gegenüber dem Fasermaterial handeln, um das Ergebnis der Chromatographie zu überwiegt, daß mindestens 0,01 Gewichtsprozent eines entwickeln und hierdurch die setrennten Bestandteile kationischen Materials beigemischt sind und daß die zu lokalisieren. Wenn dann in aem Chroma'ogramm genannten Bestandteile im wesentlichen homogen organische Stoffe in merklichen Mengen, d. h. in verteilt sind. 40 Mengen von etwa 1⁰Ze oder mehr vorhanden sind,

Wie erwähnt, bezieht sich die Erfindung auf ein maskieren sie die Verteilung der getrennten Stoffe Material mit differentielJem Rückhaltevermögen bzw. und sind deshalb unerwünscht. Beispielsweise werden ein chromatographisches Material, das insbesondere häufig Schwefelsäure und andere zerstörende Reagenfür die Dünnschichtchromatographie verwendbar ist. zien als Entwickler verwendet, weiche die organi-Das Medium enthält vorteilhafterweise das adsorbie- 45 sehen Bestandteile im Chromatogramm angreifen und rendc Material als überwiegenden Bestandteil und hat das organische Material in Form von schwarzen, die Form einer dünnen, weichen, flexiblen Struktur braunen oder grauen Flecken auf einem weißen von iifk wesentlichen gleichförmiger und homogener Untergrund sichtbar machen.

Zusammensetzung, welche in sehr exakter Weise re- Die Verwendung von organischen Adsorbentien produziert werden kann, so daß man konstante und 5c würde die Anwendbarkeit derartiger Techniken erkontrollierbare Adsorbiereigenschaften erhält, welche heblich einschränken. Es k?nn auch nötig sein, diffezuverlässig zu reproduzierbaren und exakten Ergeb- rentielle Absorptionsentwicklungstechniken anzuwennissen führen. Wie erwähnt, erzielt man die Struktur- den, wobei das Vorhandensein von organischen Stof· und Dimensionsstabilität durch das Vorhandensein fen sogar in geringen Mengen von 0,5 Gewichtspro· von wasserdispergierbaren Fasern, vorzugsweise von 55 zent die Identifizierung der getrennten Bestandteil« anorganischer, chromatographisch indifferenter Be- vereiteln könnte. Es ist jedoch zu berücksichtigen schaffenheit, die gemäß der Erfindung nicht sämtlich daß selbstverständlich die nachteiligen Auswirkunger einen Durchmesser von weniger als 1 μ haben müssen, der organischen Stoffe von der Menge und der Ar wodurch sowohl das Herstellungsverfahren erleich- des zu identifizierenden Materials und von der jeweili tert, als auch die Festigkeit des Mediums verbessert 60 angewendeten Identifikationsmethode abhängen,
wird. Dieses Struktur- oder Trägermaterial wird in Die Teilchengröße des adsorbierenden Material Blatt- oder Bogenform hergestellt nach einem Ver- beeinflußt allgemein die Geschwindigkeit, mit der da fahren, das ähnlich dem in der USA.-Patentschrift Lösungsmittel sich durch die adsorbierende Schich 3 253 978 beschriebenen Verfahren ist. Mit anderen bewegt und beeinflußt auch die Qualität oder da Worten wird der Träger vorzugsweise auf einer Pa- 65 Auflösungsvermögen der Trennung. Zur Erzielun; pierherstellungsmaschine in Form einer zusammen- bester Ergebnisse sollte die Teilchengröße des adsor hängenden Faserbahn hergestellt. Dieses bahnförmige bierenden Materials näher bei der bei der Dünn Material wird im allgemeinen, wenngleich die Erfin- Schichtchromatographie verwendeten Teilchengröß

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als bei der in der Kolonnenchromatographie üblichen, organisch ist, und bis zu 10 Gewichtsprozent, wenn größeren Teilchengröße liegen. Es sind somit Ma- Zellulosefasera verwendet werden,

terialien mit einer durchschnittlichen Teilchengröße Wie bereits erwähnt, werden die chromatographivon 70 μ und weniger bevorzugt Da Teilchen mit sehen Eigenschaften der aus Adsorbentien und weniger als 1 μ die Entwicklungszeit zu sehr verzö- 5 Fasern bestehenden Struktur verstärkt, wenn ein gern, während größere Teilchen mit einer Durch- chromatographisch noch zulässiger Anteil von orgaschnittsgröße von mehr als 40 μ bereits das Auflö- nischem, kationischem Material verwendet wird. In

sungsvermögen des Chromatogramms verschlechtern, diesem Zusammenhang wird das kationische Material

liegt die bevorzugte Teilchengröße für das adsorbie- im wesentlichen auf einem Anteil von weniger als

rende Material zwischen etwa 1 und 10 μ. ίο 0,5 Gewichtsprozent gehalten, wobei Konzentratio-

Obwohl bei der Herstellung d^s erfindungsgemäßen nen von mehr als 1,5 Gewichtsprozent unerwünscht chromatographischen Mediums übliche Papierfasern sind, und zwar auf Grund der schon genannten verwendet werden können, ist es bevorzugt, daß das Probleme, die bei bestimmten Entwicklerreagenzien Fasermaterial ebenfalls anorganisch ist, damit das und Entwicklungsverfahren auftreten. Außerdem Chromatogramm ohne Einschränkung auch mit sol- 15 sollte das kationische Material sich nicht störend auf chen Stoffen entwickelt werden kann, die Zellulose- spätere Extraktionsvorgänge, die üblicherweise anhaltige Fasern angreifen würden. Die gemäß der Er- gewendet werden, auswirken. Aus diesen Gründen findung bevorzugt zu verwendenden Fasern sind somit wird das kationische Material vorzugsweise in Men-Fasern aus Glas, Quarz, keramischen Stoffen, Asbest, gen verwendet, die zv ,chen etwa 0,05 und 0,5 ⁰Zo Mineralwolle bzw. geeignete Kombinationen solcher ao hegen, wobei im Bereicn -on 0,1 bis 0,3° 0 beson-Fasern. Es ist allgemein erfordeilich, daß diese Fa- ders gute Resultate erhalten werden,
sern in einem wäßrigen Medium dispergierbar sind, Wenn man auch mit den meisten kationischen um die erforderliche Faseraufschlämmung herzu- Materialien eine in bestimmten Grenzen verbesserte stellen, die auf üblichen Papierherstellungsmaschinen chromatographische Leistungsfähigkeit erzielt, wurde verarbeitet werden kann. Dies gilt vor allem dann, 35 gefunden, daß kationische Stärke bei weitern die wenn man sich die Vorteile des obenerwähnten Ver- besten Ergebnisse liefert und sich auch bei kommerfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen chro- zieller Handhabung am besten bewährt hat. Übermatographischen Mediums zunutze machen will. Die raschenderweise wird die verbesserte chromatograverwendeten Fasern haben im wesentlichen die Länge phische Leistungsfähigkeit erzielt trotz der Tatsache, von zur Papierherstellung geeigneten Fas-rn, d. h. 30 daß außerordentlich geringe Anteile des kationische;i Längen von 0,25 bis über 50 mm mit einem Verhält- Materials verwendet werden und diese Konzentranis von Länge zu Dicke, das größer als 500:1 ist und tionen nur eine geringe oder gar keine Verbesserung vorzugsweise näher bei 100:1 bzw. darüber liegt. der Zugfestigkeit oder des Rückhaltevermögens des Wie leicht einzusehen ist, bestimmt sich die verwen- Adsorbens in dem erfindungsgemäßen chromatodete Faserlänge im wesentlichen nach der Fähigkeit 35 graphischen Medium zur Folge haben. Tatsächlich der Fasern, die verdünnte wäßrige Aufschlämmung bewirken viele der erfindungsgemäß verwendeten bzw. den Fasereintrag für die Herstellung der Faser- kationischen Materialien in den angegebenen Konba^n zu bilden. Es ist selbstverständlich erwünscht, zentrationen eine Verringerung der Zugfestigkeit des daß die Fasern in der Aufschlämmung in einem Materials, ergeben aber trotzdem eine Verbesserung gleichförmig dispergierten Zustand gehalten werden, 40 der chromatographischen Leistungsfähigkeit. Ein bis zum Absetzen auf das die Bahn formende Sieb, typisches chromatographische·; Medium gemäß der so daß ein Fasernetzwerk mit möglichst allseitig und Erfindung hat etwa die folgende Zusammensetzung: zufällig orientierten Fasern gebildet wird. „ ., „ - ,.

Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die ^ta^te,! Gewchtsprozent

Faserdicke ganz beträchtlich variieren, wobei es je- 45 Kieselsaure 75,U

doch bevorzugt ist, daß anorganische Fasern mit Glasfasern

Durchmessern von wesentlich weniger als 10 μ und ^n ^μ °^{urchmesser 1}^⁵

vorzugsweise v/eniger als 5 μ den überwiegenden £0 μ Durchmesser 8,u

Faseranteil des chromatographischen Mediums bil- _ ⁹'° I¹ Durchmesser ... 2,ü
d.n. Bei bevorzugten Ausführungsformen bilden Fa- _So Organischer kanonischer Stoff .. 0,25
sern mit einem mittleren Durchmesser von etwa 0,05 Wie erwähnt, ergeben kationische Stärken im allbis 4,0 μ im allgemeinen mehr als die Hälfte der ge- gemeinen die vorteilhaftesten Ergebnisse und werden samten Fasermenge und vorzugsweise bis 75°/o oder infolgedessen bevorzugt als organische Zusätze vermehr der in dem Material vorhandenen Fasern. Vor- wendet. Solche Stärken, die in typischen Fällen in zugsweise werden erfindungsgemäß auch einige 55 Konzentrationen von 0,25 Gewichtsprozent verwendickere Fasern in einem geringen Anteil zugelassen, det werden, sind im allgemeinen aminmodifizierte welche sowohl die Herstellung in einem kontinuier- Stärken, die als Stärkeäther mit einer Amino oder liehen Arbeitsverfahren erleichtern als auch einen er- Iminogruppe zur Herstellung einer positiven Lawünschten Verstärkungseffekt in dem · bahnförmigen dung zu betrachten. Die Stärken können aus üb-Material sowohl während der Herstellung als auch 60 liehen Ausgangsstoffen, wie z. B. Mais, Weizen, Kardanach ausüben. Es kann sich hierbei um gesponnene toffeln, Tapioca, Wachsmais, Sago oder Reis gewon-Glasfädcn mit einem Durchmesser von etwa 9,0 μ nen werden.

und einer Länge von etv/a 12 mm oder, wenn dies Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsaus chromatographischen Gründen zulässig ist, um gemäßen chromatographischen Mediums besteht im übliche Zclluloscfasern mit .etwa 20 μ Durchmesser 65 wesentlichen in folgenden Schritten: Das adsorbiehandcln. Diese gröberen Fasern können bis zu 50 Ge-. rendc Material und die Fasern werden mit Wasser zu wichtspro/.cnt des chromatographischen Bahnmatcri- einer verdünnten, irn wesentlichen homogenen, wäßals ausmachen, wenn der gesamte Fascrgchall an- rigcn Dispersion oder Aufschlämmung gemischt.

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Das gründliche Mischen der Bestandteile kann da- verwendet man Betriebstemperaturen im Bereich

durch erfolgen, daß eine Dispersion der Kieselsäure von 35 bis 57° C, wobei die typische Betricbstcm-

zu den im Wasser aufgeschlämmten Fasern hinzu- peratur bei 50⁰C liegt. Insbesondere sind Tempc-

gefügt wird, und zwar in einer geeigneten Mischvor- raturen über 60° C bei kleinen pH-Werten uner-

richtung, wie z. B. in einem Holländer. Eine Lösung 5 wünscht, da heiße saure Lösungen dann die im Ein-

oder Dispersion des organischen kationischen Ma- satz enthaltenen Feststoffe schärfer angreifen,

tcrials wird dann zu der Adsorbens-Faser-Dispcrsion . Wie bereits erwähnt, sollte der pH-Wert der Fascr-

hinzugcfügt, und der pH-Wert und die Temperatur aufschlämmung bei einem niedrigen oder sauren

der entstehenden Mischung werden in geeigneter Wert gehalten werden, d. h. im Bereich von 2,4 bis

Weise eingestellt, bevor das bahnförmigc Material io 4,5, um eine optimale chromatographischc Leistungs-

auf einem Papiersieb, wie z. B. einem üblichen Four- fähigkcit zu erzielen. Diese Einstellung kann cnt-

driniersieb hergestellt wird. weder vor oder vorzugsweise in dem Standkasten der

Das Bahnmatcrial wird nach dem üblichen Papier- Papierhcrstelliingsmaschinc erfolgen, indem man abhcrstellungsvcrfahren hergestellt und ist ein ungc- gemessene Mengen von Säure mittels einer üblichen vvcbter bahnförmiger Stoff, wobei der Zusammen- »5 Zumcßeinrichtung hinzufügt. Anorganische Säuren hang des Materials in erster Linie durch das körper- sind für diesen Zweck besonders geeignet, wobei mit liehe Ineinandergreifen der einzelnen, auf dem Salzsäure bei kommerzieller Herstellung gute Ergeb-Papierherstellungssieb abgesetzten Fasern bewirkt nisse erzielt wurden. Da Alaun (Kalium-Aluminiumwird. In wohlbekannter Weise werden die Feststoffe Sulfat) bei der üblichen Papierherstellung häufig bzw. die Dispersionen der Feststoffe in einem wäß- ao gegenwärtig ist und leider eine außerordentlich nachrigcn Medium gemischt und gründlich dispcrgicrt teilige Auswirkung auf die chromatographische Leimittcls eines Papiermühlcnmischers bzw. eines Hol- slungsfähigkeit von anorganischen Adsorbcns-Faserländers. Die entstehende Mischung mit genauer Ein- stoffmedicn hat, ist es besonders vorteilhaft, daß der stellung des pH-Wertes und der Temperatur wird einzustellende saure pH-Wert auch den nachteiligen dann dem Standkasten einer Papierherstellungs- as Auswirkungen des Alauns entgegenwirkt, falls dieses maschine zugeführt, wo sie weiter verdünnt und auf nur in gc ;ngcn Mengen, d.h. zu weniger als I Ct. ein endloses, die Fasern auffangendes und die Faser- wichtsprozent, vorliegt. Deshalb sind die Verfahrcnsstoffbahn bildendes Sieb, wie z. B. ein Fourdrinier- bedingungen besonders vorteilhaft, da sie die chrosieb, aufgebracht wird. Das kationische Material matographische Toleranz des Produktes bezüglich knnn zu der Faserdispersion entweder beim Misch- 30 kleinerer Mengen von schädlichen Stoffen erhöhen, Vorgang zugegeben werden oder nach dem Einleiten insbesondere von solchen Stoffen, deren Vorhandcnder Faseraufschlämmung in dem Standkasten als sein bei der Herstellung der Faserstoffbahn schlecht Teil des Verbindungsvorganges. Grundsätzlich kön- verhindert werden kann. Außerdem sind die unter nen alle handelsüblichen Papierheistellungsmaschi- diesen Verfahrensbedingungen hergestellten Fascrnen, darunter die üblichen Fourdriniermaschinen so- 35 stoffe im wesentlichen neutral, d. h., sie weisen nach wie Rundsiebmaschinen verwendet werden. Insbe- der Herstellung einen pH-Wert von etwa 6,5 auf.
sondere bei der Verwendung von sehr verdünnten Wie leicht einzusehen, führt eine vermehrte Vcr-Faserdispersionen ist es aber vorteilhaft, ein geneig- dichtung der Stoffstruktur zu einer Verringerung der tes, die Fasern auffangendes Sieb zu verwenden, wie Geschwindigkeit der sich durch das adsorbierende es beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 045 095 40 Medium bewegenden Trägerphase und führt somit beschrieben ist. Die aus dem Standkasten strömen- zu einer schärferen Trennung der Bestandteile der den Fasern werden auf dem Sieb in einer zufällig zu behandelnden Mischung. Obgleich ein derartiges und gleichmäßig nach allen Richtungen orientierten, Naßpressen zur Erzielung der erfindungsgemäßen dreidimensionalen netzartigen Anordnung aufgefan- verbesserten Chromatographieeigenschaften des Progen mit einer geringfügigen Vorzugsorientierung in 45 duktes nicht erforderlich sind, kann es doch zur weider Maschinenrichtung, während die dispergierende teren Verbesserung der chromatographischen Eigenwäßrige Phase rasch durch das Sieb hindurchläuft schäften beitragen, da hierdurch Ilnglcichmäßigkei- und schnell und gründlich entfernt wird. ten beseitigt und ein innigerer Kontakt zwischen der

Gemäß der Erfindung wurde in überraschender Teilchen des adsorbierenden Materials bewirkt wird,

Weise gefunden, daß man eine optimale chromato- 50 Infolgedessen ist ein gewisses Maß an Naßpresscr

graphische Leistungsfähigkeit erzielt, wenn die die unmittelbar nach der Bildung der Faserstoffbahr

kationische Stärke enthaltende Faserausschiämmung vorteilhaft, wenn auch der auf die FaserstofTbahr

bei einem sauren pH und bei etwas erhöhter Tem- auszuübende Druck nur sehr gering zu sein braucht

peratur gehalten wird, beispielsweise bei einem pH- Wie bereits angedeutet, besteht der besondere Vor-

Wert von 3 und einer Temperatur von etwa 50 C. 55 teil des erfindungsgemäßen chromatographischcr

Dies ist besonders deshalb überraschend, weil Faser- Materials darin, daß es bei den üblichen Dünn

Stoffbahnen, die ohne kationische Zusätze hergestellt schichtchromatographietechniken angewendet wcrdcr

wurden, keine wesentliche Auswirkung ein;i T?mpe- kann, jedoch eine chromatographische Kapazität be

raturänderung zeigen und weil man bisher auch stets sitzt, die vier- bis fünfmal größer ist als die der bishe

der Ansicht war, daß der pH-Wert des Einsatzes auf 60 verwendeten chromatographischen Dünnschicht

die chromatographischen Eigenschaften keinen Ein- medien. Infolgedessen können mit dem erfindunes

fluß habe. Die gemäß der Erfindung anzuwendende gemäßen Material mit mittlerem bis schwerem Basis

Temperatur kann ganz allgemein als »warm« be- gewicht in rascher und wirksamer Weise Mischungci

zeichnet werden, da die Faserdispersion bzw. der von nahe verwandten Stoffen in Milligramm-Mcneei

Einsatz mit seiner Temperatur nur um etwa 10 bis 65 anstatt in Mikrogramm-Mcngcn getrennt werden

40 C über der normalen Raumtemperatur, d. h. im wobei ein Auflösungsvermögen erzielt wird, wie e

Bereich von etwa 30 bis 60" C liegen muß. Um bisher nur bei der ausgesprochenen Dünnschicht

gleichmäßige verbesserte Ergebnisse zu erhalten, chromatopraphu.· für möglich gehalten wurde. Mai

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erzielt somit ein hohes Auflösungsvermögen vcrbun- daß die Kieselsäure durch eine gleiche Gewichts

den mit einer größeren Arbeitsgeschwindigkeit sowie menge Aluminiumoxyd ersetzt wurde und die Kon

den zusätzlichen Vorteil der Flexibilität, die das sentration der kationischen Stärke in der Dispersior

selbsttragende Faserstoffmaterial, das bis zu 90 Ge- 0,3 anstatt 0,25% betrug. Da das verwendete chro

wichtsprozent des chromatographischen adsorbieren- 5 matographische Aluminiumoxyd die gelbe Kompo

den Materials enthält, bietet. nente der Stahl-Farbmischung nicht ausreichenc

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung trennt, wurde die rote Komponente als Maß für die

näher erläutert und die Wirksamkeit des crfindungs- chromatographische Leistungsfähigkeit verwendet

gemäßen Materials veranschaulicht. Die angegcbe- Nach dem Entwickeln des Chromatogramms wurde

nen Mengen sind, falls nicht anders angegeben, Ge- io gefunden, daß eine ausreichende Trennung zwischer

wichtsteile. der blauen und roten Komponente vorhanden wai

Beispiel 1 ^⁰' ^cmcr 8'^e'^chlormigen Fleckcngröße bei beider

^p Proben.

Eine Faseiaufschlämmung wurde hergestellt durch B e i s η i eI 3

Dispergieren von 90 g Glasfasern mit einem durch- tj

schnittlichen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 μ, 40 g In einer üblichen Laboratoriumswalzenmühle

Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmcs- (Holländer) wurde mit 18 Litern Wasser von 32^C

ser von 0,5 bis 0,75 μ und 15g Glasfasern mit einem und pH 3 eine Aufschlämmung aus 51 g Glasfasern

durchschnittlichen Durchmesser von 1,6 bis 2,6 μ in mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2

etwa 18 Litern Wasser, dessen pH-Wert mit HCI auf ao bis 0,5 μ, 12 g Glasfasern mit einem durchschnitt-

3,0 eingestellt war. Dieser Dispersion wurden 10 g liehen Durchmesser von 0,5 bis 0,75 μ und 6 g Glas

von etwa 12 mm langen gesponnenen Glasfasern mit fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser

einem durchschnittlichen Durchmesser von 9 μ sowie von ',6 bis 2,6 μ hergestellt. Die in die Walzcn-

400 g von fluoreszierender Kieselsäure hinzugefügt. mühle eingegebenen Glasfasern waren entfasert und

Die entstehende Dispersion wurde etwa 15 Minuten 25 mit einer Bürste behandelt, um die Glasfasern zu

lang in einem üblichen Valley-Laboratoriumshol- entflechten. Danach wurden 6 g von 12 mm langen

länder gemischt. Danach wurde ein Teil davon in gesponnenen Glasfäden und 300 g fluoreszierende

eine Handschöpfbüttc gegeben und auf 50" C und Kieselsäure hinzugefügt und entfasert, un eine

pH 3 eingestellt. Diesem Teil wurde eine l°/oige gleichförmige Suspension zu bilden. Es wurde dann

wäßrige Lösung von kationischer Stärke in einer 30 so viel kationische Stärke hinzugefügt, um eine Stär-

Nicnge zugefügt, die ausreichte, um eine Stärkekon- ken konzentration von 0,05 Gewichtsprozent herzu-

zentration von 0,25 Gewichtsprozent, bezogen auf stellen. Aus der Mischung in der Walzenmühle wur-

das Trockengewicht der in der Dispersion vorhan- den dann handgeschöpfte Bogen hergestellt mit

denen Feststoffe herzustellen. Ein handgeschöpfter einem Basisgewicht von 285 g/m². Beim Herstellen

Bogen wurde hergestellt, zwischen Löschblättern bei 35 der Bogen wurde eine Temperatur von 38° C und

einem geringen Druck von etwa 0,7 kg'cm-' getrock- ein pH-Wert 3 eingehalten. Nach der Bildung und

net und dann bei etwa 110'""C in einem Labora- der Entfernung vom Sieb wurden die nassen Bogen

toriumstrommeltrockner getrocknet. Der hand- getrocknet ohne Naßpressen. Die chromatogra-

geschöpfte Bogen hatte eine Zugfestigkeit von etwa phische Auswertung wurde, wie im Beispiel I be-

280 g/cm. 40 schrieben, durchgeführt. Die Trennung der Kom-

Die chromatographischen Eigenschaften des Bogens ponenten der Stahl-Farbmischung wurde als gerade

wurden ermittelt durch Betrachtung des entwickel- noch ausreichend beurteilt.

ten Chromatogramms nach Anwendung des folgen- Bogen, die auf die gleiche Weise hergestellt wurden Verfahrens. Die Bogen wurden in einem Luft- den, mit der Ausnahme, daß die Herstellung bei stromofcn 15 Minuten lang bei 70° C konditioniert. 45 2PC und einem pH-Wert 7 erfolgte, ergaben um Proben der Standard-Stahl-Färbemischung (drei 150 bis 200% längere Flecken bzw. Bänder, was Komponenten) sowohl in Mikrolitermengen als auch auf eine schlechte und nicht akzeptable Chromatoin Mengen, die fünfmal größer als die für Dünn- graphiefähigkeit hinweist. Schichtchromatographie empfohlene Maximalmenge . . waren, wurden auf einer Ausgangslinie auf den s^ B e 1 s ρ 1 e I 4 Bogen aufgebracht, und der Bogen wurde n^ch der Bahnförmiges Material wurde auf einer Verüblichen chromatographischen Steigmethode unter suchspapiermaschine mit einem geneigten Fourdri-Verwendung von Benzol als Entwicklungsfiüssigkeit niersieb hergestellt Etwa 1000 Liter Wasser wurden entwickelt. Man ließ die Front des Lc j,gsmittels in den Holländer gegeben mit einem mittels SaIzum etwa 10 cm von der Ausgangslinie aus wandern. 55 säure auf 3 eingestellten pH-Wert und einer zwi-Danach wurde das Material vom Entwicklungsgefäß sehen 26 und 32°C eingestellten Temperatur. In entfernt und an der Luft getrocknet Die Schärfe den Holländer wurden 10,43 kg Glasfasern mit einem und Länge der gelben Komponente der Stahl-Farb- durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 μ, mischung wurden dann zusammen mit dcai Auf- 4,54 kg Glasfasern mit einem durchschnittlichen lösungs- oder Trennungsgrad des Chromatogramms 60 Du'chmesser von 0,5 bis 0,75 μ mit 1,81 kg Glasgeprüft Die wie oben beschrieben hergestellten hand- fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser geschöpften Bogen zeigten eine ausgezeichnete Tren- von 1,6 bis 2,6 μ gegeben. Das Mikroglas wurde nung der drei in den beiden Proben der Stahl-Farb- dann leicht mit der Bürste behandelt, um die Glasmischung vorhandenen Farbstoffe. fasern zu entflechten. Danach wurden 1,36 kg von „ ■ · 1 ■? 65 12,7 mm langen gesponnenen Glasfaden zusammen B e 1 s ρ ι e 1 ί mit 45,36 kg von fluoreszierender Kieselsäure Mnzu-

Es wurde im wesentlichen die im Beispiel 1 be- gefügt Der geholländerte Einsatz wurde dann

schriebene Prozedur wiederholt mit der Ausnahme, 20 Minuten lang entfasert, um die Komponenten

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gründlich zu durchmischen. 20 Liter einer kationischen Stärkelösung (10 g/l) wurde dann in den Holländer gegeben. Die Suspension wurde dann noch fünf Minuten gemischt und dann in den Maschinenkasten gepumpt, wobei ausreichend Wasser hinzugefügt wurde, um in dem Tank eine 3%>ige Konzentration aufrechtzuerhalten.

Das Wasser im Standkasten wurde mit Salzsäure auf einen pH-Wert 3 eingestellt und bei einer Temperatur von etwa 50° C gehalten. Nach dem üblichen Verfahren wurde die nasse Faserstoffbahn hergestellt. Nach der Bildung und dem Wasserentzug wurde das Material vom Fourdrinicrsieb abgenommen und durch einen Kalander (mit etwa 0,7 kg/ cm² Spaltdruck) und dann r.uf den üblichen Trokkentrommcln getrocknet. Die Maschinengeschwindigkeit betrug etwa 7,5 m/Min.,' und das Basisgewicht des fertigen Produktes betrug etwa 145 g/m. Die chromatographische Auswertung des Materials zeigte, daß das Material zufriedenstellende, chromatographische Eigenschaften hatte. Die Zugfestigkeit des Materials in der Maschinenrichtung betrug etwa 120 g/cm und in der Querrichtung etwa 80 g/cm. Die Dichte des Produktes betrug etwa 0,36 g/cm² und die Porosität etwa 5,18 l/Min.-cm² gemessen mit dem Frazier-Porositäts-Instrument. Das Material hatte eine ausreichende Festigkeit, um mit den normalen Papierl-erstellungs- und Behandlungsmethoden behandelt zu werden.

Beispiel 5

Mit der Versuchsvorrichtung und dem Verfahren, ähnlich wie im Beispiel 4 beschrieben, wurde ein Einsatz hergestellt, der 31,75 kg Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 μ, 9,07 kg Glasfasern mit einem durchschnittliehen Durchmesser von 0,5 bis 0,75 μ, 4,54 kg Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1,6 bis 2,6 μ, 2,72 kg 12,7 mm lange gesponnene Glasfäden und 68,04 Kieselsäure enthielt. Kationische Stärke wurde in den Tank gegeben zur Herstellung einer Stärkekonzentration von 0,25 Gewichtsprozent, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt. Eine FaserstofTbahn wurde unter den gleichen Bedingungen wie im vorhergehenden Beispiel hergestellt, mit Ausnahme daß der pH-Wert bei 5

ao bis 6 gehalten wurde. Der trockene Faserstoff hatte eine mittlere Zugfestigkeit in Maschinenrichtung von 280 g/cm und in Querrichtung von 72 g/cm. Die Dichte des bahnförmigen StofTes betrug etwa 0,33 g/ cm² mit einer Porosität von etwa 3,96 I/Min. · cm-

a5 (Frazier). Das Basisgewicht des Materials betrug etwa 195 g/m². Die chromatographische Trennung der Stahl-Farbmischung wurde als gut angesprochen.

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Claims (7)

■ verwandten, komplexen Substanzen geeignet ist, ist Patentansprüche: der Träger im allger^einen eine Flüssigkeit, die als Lösungsmittel für die Mischung dient, während die das

1. Chromatographisches Material, insbesondere selektive Zurückhalten bewirkende Phase des Systems für die Dünnschichtchromatographie, bestehend 5 ein festes Adsoibens in Form eines dünnen, im wesentaus einem wasserdispergierbaren, ein Adsorp- liehen gleichförmigen Filmes, einer Schicht oder eines tionsmittel enthaltendes Fasermaterial von flexib- Blattes ist, längs dessen die Mischung durch das Löler, blattförmiger Struktur, dadurch gekenn- sungsmittel befördert wird. Bekanntlich wurde das zeichnet, daß der Gewichtsanteil des. Adsorp- Dünnschichtchromatographieverfahren entwickelt, um tionsmittels gegenüber dem Fasermaterial über- io einige der Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinwiegt, daß mindestens 0,01 Gewichtsprozent eines den oder zu umgehen, die bei den älteren Chromatokationischen Materials beigemischt sind und daß grephieverfahren, wie z. B. Kolonnen- oder Papierdie genannten Bestandteile im wesentlichen ho- Streifenchromatographie, vorhanden waren, wobei jemogen verteilt sind. doch die Vorteile dieser Verfahren beibehalten und

2. Chromatographisches Material nach An- 15 ausgenutzt werden sollten. Die Dünnschichtchromatospruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ad- graphie kombiniert somit die Möglichke^;% sehr kleine sorbierende Material anorganisch ist und etwa 50 Stoffproben in verhältnismäßig kurzer Zeit zu trenbis 90⁰O des Gesamtgewichtes ausmacht. nen mit der Möglichkeit, eine sehr scharfe und re-

3. Chromatographisches Material nach An- produzierbare Trennung und Auflösung der Bestandspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem 20 teile zu erhalten. Diese Eigenschaften sind besonders Fasermaterial bis zu 5 Gewichtsprozent anorga- nützlich auf dem Gebiet der Biochemie, wo die Minische Fasern mit einem durchschnittlichen Faser- schungen sehr komplex und die zj trennenden Proben durchmesser von etwa 9,0 \. vorliegen außerordentlich klein sind.

4. Chromatographisches Material nach An- Die bisher verwendeten Materialien für die Dünnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faser- 25 Schichtchromatographie waren im allgemeinen entmaterial überwiegend aus anorganischen Fasern weder als dünne Schichten von losem, adsorbierenbesteht mit einem durchschnittlichen Faserdurch- dem Pulver auf einem geeigneten Träger, wie z. B. messer von 0,05 bis 4,0 μ. einer Glasplatte, oder als dünne Filme von adsorbie-

5. Chromatographisches Material nach An- rendem Pulver, das mit einem Bindemittel auf einer spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kat- 30 Glasplatte befestigt war, oder als mit den Adsorben-'onische Material organisch ist. tien imprägnierte Papiere ausgebildet.

6. Chromatographisches Material nach An- Auch sind z. B. chromatographische Dünnschichtspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kat- materialien, die eine flexible, blattförmige Struktur ionische Material etwa 0,05 bis 0,5 Gewichts- aufweisen und aus einem wasserdispergierbaren Glasprozent des Gesrmtgewichtes ausmacht. 35 fasermaterial und einem Adsorptionsmittel bestehen,

7. Chromatographisches Material nach An- aus »Brot und Gebäck«, 1966, S. 123, bekannt,
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ad- Leider erfordern sowohl das lose Pulver als auch sorbierende Material Kieselsäure ist und daß min- die auf geschlämmten Adsorbentien, die bei der Herdestens 75° 0 des Fasermaterials aus Glasfasern stellung von gebundenen Filmen verwendet werden, bestehen, wobei das Verhältnis von Kieselsäure 40 eine spezielle Handhabung und können nicht immer zu Fasermaterial im Bereich zwischen 3:2 und zuverlässig genug reproduziert werden, und zwar auf 4:1 liegt, und daß das kationische Material eine Grund der Schwierigkeiten, die beim Herstellen einer kationische Stärke ist und zu 0,1 bis 0,3 Gewichts- gleichmäßigen Schicht des Adsorbens auf einer Glasprozent des Gesamtgewichtes vorliegt. platte auftreten. Außerdem sind diese Materialien

45 verhältnismäßig groß und schwer, schwierig zu lagern

und zu handhaben und müssen häufig vor dem Gebrauch aktiviert werden.