DE2707954A1

DE2707954A1 - Multiple column simultaneous fluid chromatographic separation - is for acid, neutral, and alkaline components using concentration dependent column dimensions

Info

Publication number: DE2707954A1
Application number: DE19772707954
Authority: DE
Inventors: Maruli H Dr Simatupang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1978-08-31

Abstract

A multi-column method enables simultaneous fluid chromatographic separation of neutral, acidic, and alkaline components of a mixture in very small concentrations and in a single process. Very different concentrations of each group in the same mixt. can be accommodated by suitable column dimensioning. Three separation columns are arranged in series connected via three-way connections and T-pieces. One arm of each three-way connector is connected to an analysis system and each T-piece is connected to a mobile phase supply pump. The first, second and third columns retain the acidic, alkaline and neutral components respectively.

Description

Nehrsäulenverfahren für die simultane flüssigkeits-Secondary column method for the simultaneous liquid

chromatographiecle Trennung vcs neutralen, sauren und basischen Verbindungen Einleitung Bei der flüssigkeitschromatographischen bestimmung von Gemischen, die neutrale, saure und basische Verbindungen in sehr geringen Konzentrationen enthalten, war es bisher notwendig, zuerst eine Anreicherung vorzunehmen, bevor die Proben auf ihre Komponenten analysiert werden können. Aber auch die Analyse von Proben mit ausreichenden Mengen für eine chromatographische Analyse verursacht viele Schwierigkeiten. In der Regel werden solche Gemische in neutrale, saure und basische Bestandteile vorgetrennt. Erst anschließend unterwirft man sie einer chromatographischen Analyse. Dieses Verfahren hat den Nachteil, zu arbeitsaufwendig zu sein. Auch kann die quantitative Bestimmung der einzelnen Komponenten durch die notwendigen Manipulationen, wie Verdünnen, Vortrennung und Einengen, stark verfälscht werden.chromatographiecle separation of neutral, acidic and basic compounds Introduction In the liquid chromatographic determination of mixtures which contain neutral, acidic and basic compounds in very low concentrations, it was previously necessary to carry out an enrichment first before the samples can be analyzed for their components. But also the analysis of samples with sufficient amounts for chromatographic analysis causes many difficulties. As a rule, such mixtures are divided into neutral, acidic and basic components pre-separated. Only then are they subjected to a chromatographic analysis. This method has the disadvantage of being too laborious. The quantitative Determination of the individual components through the necessary manipulations, such as dilution, Pre-separation and constriction, are strongly falsified.

Die Erfindung hat das Ziel, eine chromatographische Methode zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, Gemische mit neutralen, sauren und basischen Bestandteilen simultan und in einem Analysengang zu trennen. Durch eine geeigncte Wahl der Dimensionen der chromatographischen Trennsäulen können stark unterschiedliche Konzentrationen der einzelnen Gruppen berücksichtigt werden.The invention aims to provide a chromatographic method make it possible to produce mixtures with neutral, acidic and basic components to be separated simultaneously and in one analysis run. Through a suitable choice of dimensions the chromatographic separation columns can have very different concentrations of the individual groups must be taken into account.

Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung Das Prinzip einer solchen Trennung ist im Schema 1 dargestellt.Description of the method and the device The principle of a such separation is shown in Scheme 1.

Die Vorrichtung dazu besteht aus drei Trennsäulen, die hintereinander angeschlossen sind mit den dazu gehörenden drucksicheren Leitungen, Dreiweghähnen, Verz;weigungen, Förderpumpen und Vorratsgefäßen. Die erste Trennsäule vermag z.B. die sauren Bestandteile zurückzuhalten, während in der zweiten Trennsäule d-e basischen Komponenten verbleiben und neutrale Verbindungen auf die dritte Säule gelangen. Für diesen Zweck ist die erste Trennsäule mit einem Anionenaustauscher und die zweite mit einem Kationenaustauscher gefüllt. Die dritte für die chromatogI tische Trennung r.eutraler Verbindungen bestimmte Einheit kann z.B. mit einen in der Borattor vorliegenden stark basischen Ionenaustauschern gefüllt sein. Solch ein Trennmaterial eignet sich vorzüglich für die Trennung von neutralen Zuckern, s.B. reduzierende Zucker und Zuckeralkohole. Aber auch eine Trennsäule, gefüllt mit einer sogen. umgekehrten Phase (siehe Engelhard 1975), kann für solche Zwecke dienlich sein.The device for this consists of three separation columns, one behind the other are connected with the associated pressure-proof lines, three-way cocks, Branches, feed pumps and storage vessels. The first separation column can e.g. to hold back the acidic constituents, while d-e basic in the second separation column Components remain and neutral compounds get onto the third column. For this purpose, the first separation column is with an anion exchanger and the second filled with a cation exchanger. The third for chromatographic separation r more neutral Connections specific unit can e.g. with an in the borate gate present strongly basic ion exchangers be filled. Such a separating material is particularly suitable for separating neutral sugars, s.B. reducing sugars and sugar alcohols. But also a separation column, filled with a so-called reverse phase (see Engelhard 1975), can be used for such purposes be helpful.

Der inalysengang geht folgendermaßen vor sicht Die erste Trennsäule ist in eine Porm überführt worden, die saure Verbindungen aufnehmen kann, z.B. Bcetatform, und die zweite, gefüllt mit einem Kationenaustauscher, in die entsprechende Porm, um basische Verbindungen zurückzuhalten, z.B. H-Yorm. Durch Umstellen der Zufuhr zur ersten Förderpumpe auf Wasser und eine entsprechende Umstellung der Dreiwegnanne I und II fließt ionenfreies Wasser durch alle drei Trennsäulen. Erst naohiem alle Puffer aus den Säulen entfernt sind, kann die Analysenlösung aufgetragen werden. Dies kann vorzugsweise mit einer Probenschleife geschehen, damit größere Volumenmengen reproduzierbar aufgetragen werden können.The inalysis proceeds as follows: The first separation column has been converted into a form that can absorb acidic compounds, e.g. acetate form, and the second, filled with a cation exchanger, in the corresponding Porm, to hold back basic compounds, e.g. H-Yorm. By changing the feed to the first feed pump to water and a corresponding conversion of the three-way tub I and II, ion-free water flows through all three separation columns. First naohiem all After the buffers have been removed from the columns, the analysis solution can be applied. This can preferably be done with a sample loop, so that larger volumes can be applied reproducibly.

Die sauren Verbindungen verbleiben auf der ersten Trennsäule, die basischen Komponenten in der zweiten und die neutralen Bestandteile gelangen in die dritte Trennsäule. Erst nachdem dieser Vorgang beendet ist, können die Dretweghähne I und II so umgestellt werden, daß die Eluate frei in die entsprechenden Nachweissysteme fließen können.The acidic compounds remain on the first separation column, the basic components in the second and the neutral components get in the third separation column. The drain cocks can only be used after this process has been completed I and II are rearranged so that the eluates freely enter the corresponding detection systems can flow.

Die Förderpumpe I kann auf einen geeigneten Puffer umgestellt und dadurch die sauren Verbindungen in ihre Komponenten zerlegt werden. Die Pörderpumpen II und III können durch entsprechend geeignete mobile Phasen die in der Trennsäule vorhandenen Komponenten trennen und in die Rachweissysteme befördern. Die in der Chromatographie übliche automatische Registrierung der Ergebnisse aus den Nachweissystemen liefert schließlich das inalysenergebnis.The feed pump I can be switched to a suitable buffer and thereby the acidic compounds are broken down into their components. The feed pumps II and III can by means of suitable mobile phases in the separation column Separate the existing components and convey them to the Rachweissystem. The one in the Automatic registration of the results from the detection systems is common practice for chromatography finally delivers the analysis result.

Die Vorteile des neuen Verfahrens bestehen darin, daß mit diesem System simultan saure, neutrale und basische Komponenten in einem Arbeitsgang analysiert werden können. Eine Anreicherung der einzelnen Komponentengruppen ist möglich. Dies ist s.B. sehr wichtig für Komponenten, die in sehr geringen Konzentrationen, wie Schadstoffe in der Umweltverschmutzung, vorhanden sind. Durch unterschiedliche Dimensionen der Säulen können die Konzentrationen an sauren, neutralen und basischen gonponenten berUcksichtigt werden. Sind in einer Probe z.B. sehr viele neutrale Bestandteile, wenige basische und nooh weniger saure Bestandteile vorhanden, kann die Trennsäule I1I entsprechend groß dimensioniert, die zweite mäßig und die erste sehr klein gewählt werden.The advantages of the new method are that with this system Simultaneously acidic, neutral and basic components analyzed in one operation can be. Enrichment of the individual component groups is possible. this is s.B. very important for components that like in very low concentrations Pollutants in the pollution are present. Through different dimensions the columns can have the concentrations of acidic, neutral and basic gonponents considered will. For example, if there are a lot of neutrals in a sample Ingredients, few basic and nooh less acidic ingredients present, can the separation column I1I dimensioned correspondingly large, the second moderate and the first can be chosen very small.

Diese Zugabe bewirkt auch eine Anreicherung der neutralen Zucker am Säulenanfang. Der Boratpuffer hat nämlich durch das Wasser aus der ersten Säule eine geri gerne Konzentration, und die Zucker können nicht eluiert werden. Die Boratkonzentration am Säulenanfang kann daher entsprechend dem Zufluß an Wassers reguliert werden.This addition also causes an enrichment of the neutral sugars Start of column. The borate buffer got the water from the first column a low concentration and the sugars cannot be eluted. The borate concentration at the beginning of the column can therefore be regulated according to the inflow of water.

Venn alle Zucker auf die zweite Säule gelangen, wird der Dreiweghahn entsprechend umgestellt. Die Verbindunge aus Säule 1 und 2 können mit getrennten Nachweissystemen analysiert werden. Für die Trennung der Zukkersäuren wird in diesem Trennungsbeispiel 0,1 M Ammoniumacetat als mobile Phase verwendet. Die Säuren werden fluorometrisch mit Hilfe des Perjodatssystems und die Zucker colorimetrisch mit Orcin-Schwefelsäure nachgewiesen. Ein Schema ies Jachveissystems ist im Bild 3 gezeigt worden, während das Ergebnis einer Trennung im Bild 4 dargestellt wird.When all the sugars reach the second column, the three-way stopcock will converted accordingly. The connections from column 1 and 2 can be separated with separate Detection systems are analyzed. For the separation of the sugar acids is in this Separation example 0.1 M ammonium acetate used as mobile phase. The acids will fluorometrically with the help of the periodate system and the sugars colorimetrically with Orcine sulfuric acid detected. A scheme of this Jachveissystem is shown in Figure 3 while the result of a separation is shown in Figure 4.

Literatur H.ENGELHARDT: Hochdruckflüssigkeitschromatographie. Springer Verlag Berlin-Heidelberg-New York, 1975.Literature H.ENGELHARDT: High pressure liquid chromatography. Jumper Berlin-Heidelberg-New York publishing house, 1975.

TrennungsbeisEiel Für die Trennung eines Gemisches aus Zuckersäuren und neutralen Zuckern wird eine Apparatur nach Schema 2 verwendet. Die mit einer Probenschleife dosiert Probe wurde mit Wasser als mobile Phase in saure und neutrale Bestandteile getrennt. Die erste Säule ist nit einem stark basischen Ionenaustauscher (Typ Durrum DAX 4 Korngröße 20 µ) gefüllt, der in der Acetatform vorliegt. Vor der Analyse wird der Ammoniumacetatpuffer zuerst durch Wasser verdrängt.Separation example For the separation of a mixture of sugar acids and neutral sugars, an apparatus according to scheme 2 is used. The one with a Sample loop dosed Sample was changed to acidic and neutral with water as the mobile phase Components separated. The first column is with a strongly basic ion exchanger (Type Durrum DAX 4 grain size 20 µ), which is in the acetate form. Before the For analysis, the ammonium acetate buffer is first displaced by water.

Durch Umschalten des Dreiwegventils lenkt man das Eluat, das nur neutrale Zucker enthält, in die zweite Säule. Diese ist mit einem in der Boratform vorliegenden stark basischen lonenaustauscher (Typ Durrum DAX 4-Korngröße 20 ) gefüllt. Mit eolch einem Trennmaterial und einem Puffer aus 0,488 M Borat mit einem pH 9,2 können neutrale Zucker sehr gut getrennt werden. Bekanntlich sind die Boratkomplexe von Zuckern nur in basischem Nilieu beständig. Um zu verhindern, daß die Zucker-Boratkomplexe nicht zersetzt werden, soll dem neutralen Eluat aus dor ersten Säule etwas Boratpuffer mit Hilfe der Hochdruckpumpe zugegeben werden.By switching the three-way valve, the eluate, which is only neutral, is directed Contains sugar in the second column. This is present in the borate form with one strongly basic ion exchanger (type Durrum DAX 4-grain size 20) filled. With eolch a separating material and a buffer of 0.488 M borate with a pH 9.2 can be neutral Sugar can be separated very well. As is well known, the borate complexes are of sugars only stable in a basic environment. To prevent the sugar-borate complexes not be decomposed, a little borate buffer should be added to the neutral eluate from the first column can be added using the high pressure pump.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Patent claims A multi-column process for simultaneous liquid chromatography Separation of neutral, acidic and basic components is characterized by that 1. the separation columns are connected in series (as in scheme 1), 2. the The first and the following column are connected to each other via a three-way valve and a T-piece are connected (as in scheme 1), 3. a connecting piece of the three-way valve to the detection system leads (as in scheme i), 4. a feed pump for the mobile phase at each T-piece connected.