DE2900344C2

DE2900344C2 - Chromatographiesäule

Info

Publication number: DE2900344C2
Application number: DE19792900344
Authority: DE
Inventors: David Robert Milford Mass. Lorenz; Patrick David Holliston Mass. McDonald; Richard Victor Rockaway N.J. Vivilecchia
Original assignee: Waters Associates Inc Milford Mass; Waters Associates Inc
Current assignee: Waters Investments Ltd
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1986-09-25
Also published as: AU4319679A; JPS54107397A; GB2011802A; GB2011802B; AU509388B2; FR2413933A1; FR2413933B1; DE2900344A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Chromatographiesäule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Säulen eignen sich für verschiedene Zwekke, insbesondere ?her für die Flüssigkeitschromatographie in der präparativen oder analytischen Chemie. Die Flüssigkeitschromatographie beruiit im wesentlichen auf der Wechselwirkung zwischen einer beweglichen Phase und einer unbeweglichen Phas-·. Die unbewegliche Phase besteht typischerweise aus einem oberflächenaktiver. Pulver, wie Siliziumoxid oder Aluminiumoxid, aus einem größenselektiven Material, wie einer Gel-Permeation-Chromatographiepackung und dgl. Das Pulver, also die feste Phase ist in der chromatographischen Säule enthalten. Die bewegliche Phase, die im allgemeinen aus einem Trägerfluid und einer Probe eines zu identifizierenden, zu analysierenden oder zu reinigenden Materials besteht, wird durch die Säule geleitet. Eine häufige Anwendung dieses Verfahrens ist die Trennung verschiedener chemischer Verbindungen einer zu analysierenden Probe. Die Trennung erfolgt durch Verwendung einer unbeweglichen Phase, die das Hindurchtreten der verschiedenen Bestandteile der Probe durch die Säule unterschiedlich verzögert, so daß die Bestandteile getrennt werden und die Säule zu verschiedenen Zeiten verlassen. Die Trennung kann auch durch einen Ausschlußprozeß auf der Basis unterschiedlicher Molekülgrößen bewirkt werden, wie es beispielsweise bei der Gel-Permeations-Chromatographie der Fall ist.

Zur Trennung von Probenbestandteilen, die sich hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften nur sehr wenig unterscheiden, sind für die vielen Arbeitsverfahren, die im Zusammenhang mit der ,Flüssigkeitschromatographie bekannt sind, sehr raffinierte Prozeduren entwickelt worden. Es sindspezielle Pumpen und Ventile bekannt, um eine Probe dem Einlaß einer chromatographischen Säule so weit wie möglich ills Ganzes zuzuführen und dadurch das Entstehen einer anfänglichen, iiiherenten Dispersion der Probe zu vermeiden, durch die das Auflösungsvermögen der Pakkung in der chromatographischen Säule herabgesetzt würde. Es wurde auch viel Arbeit darauf verwendet. Flüssigkeitsverteiler am Einlaß der Säule zu entwickeln, die eine gleichmäßige Verteilung der Proben auf den Querschnittsbereich der Säule gewährleisten. Ferner hat man einen erheblichen technischen Aufwand getrieben, um die chromatographischen Packungen zu verbessern und hoch entwickelte Analysegeräte zur Messung der verschiedensten Eigenschaften der aus der Säule austretenden Flüssigkeit zu schaffen.

ίο Trotz aller dieser Bemühungen besteht nach wie vor das Problem, eine gleichmäßige Packung des chromatographischen Materials in der Säule zu erreichen. Man hat zu diesem Zweck eine Vielzahl von Verfahren angewendet, einschließlich Vibrationseinwirkung, siehe z. B.

di* US-PS 33 00 849. Bei allen diesen Verfahren ist jedoch eine sehr sorgfältige Steuerung erforderlich, wenn man eine Größenklassierung der Teilchen vermeiden und gleichförmig gepackte Säulen erhalten will. Selbst nach der Füllung der Säule verbleibt das Problem, die Packung während des Transports und des Betriebes der gepackten Säule in einwandfreiem Zustand zu halten, siehe z. B. die US-PS 33 49 920.

Bei einem gebräuchlichen Verfahren zum Füllen einer Hochleistungssäule wird die Packung aufgeschlämmt und die Suspension in die Säule eingebracht, die also selbst als Form für das in ihr zu bildende, dicht gepackte Bett der chMmatographischen Packung verwendet wird. Trotz dieses teuren und zeitraubenden Verfahrens zum Herstellen einer chromatischen Säule kann während des Versands eine Verschiebung oder Verlagerung der Packung stattfinden, wenn diese Erschütterungen und anderen, nicht vorhersehbaren mechanischen Mißhandlungen ausgesetzt wird. Durch die Verschiebung können Hohlräume in der Packung der Säule entstehen, die das Trennvermögen einer Säule unter Umständen völlig zerstören. Fehler dieser Art lassen sich in Säulen, deren Wand aus Edelstahl besteht, gewöhnlich erst feststellen, wenn eine Standardprobe als Kontrolle gemessen wird. Die HerfslJer von qualitativ hochwertigen chromatographischen Säulen prüfen diese jeweils einzeln vor dem Versand an den Kunden, um zu gewährleisten, daß die Packung einwandfrei in der Säule angeordnet ist. Diese Prozedur schützt jedoch nicht gegen die Gefahren beim Versand oder bei der Verwendung durch den Kunden.

Man hat selbstverständlich bereits auf verschiedene Weise versucht, die Packung zu fixieren. Außer dem erwähnten Vibrationsverfahren und Aufschlämmungsverfahren wird viel fvTühe darauf verwendet, eine konifentionellePackung derart in die Säule einzubringen, daß sie eine stabile Position einnimmt. Andere Verfahren wie sie z. B. aus der US-PS 38 08 125 bekannt sind, arbeiten mit ziemlich komplizierten oder aufwendigen Maßnahmen zur Befestigung der Packung an der Wand der Säule.

Keine der bekannten Maßnahmen gewährleistet zuverlässig durchwegs hervorragende chromatographische Eigenschaften und eine langzeitige Bettstabilität von Säulen zu Säule bei Kosten für die Einrichtung, die für das breiteste Spektrum vcon Chromatographie-Anwendern tragbar sind.

¹ Die obige Diskussion der beim Stand der Technik vorliegenden Probleme bezog sich in erster Linie auf Flüssigkeitschromatographie-Säulen. Es sei jedoch bctont, daß viele dieser Probleme auch bei der Gaschromatographie bestehen, d. h< bei einem chromatographischen Verfahren, bei dem die Probe und die bewegliche Phase gasförmig anstatt flüssig ist. In vieler Hinsicht

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sind die erwähnten Probleme sogar typisch für alle Geräte oder Vorrichtungen, die ein gepacktes Bett mit einer porösen Masse von Teilchen enthalten, die innig und gleichmäßig mit einem Fluid in Berührung kommen soll. Einrichtungen dieser Art sind u. a. katalytische Packungen zur Behandlung von Gasen und Flüssigkeiten, Pakkungen für Ionenaustauschverfahren und dgl. Die vorliegende Erfindung läßt sich auf alle Verfahren dieser Art anwenden, bei denen eine gepackte Säule benötigt wird; ein bevorzugtes Anwendungsgebiet, bei dem die Vorteile besonders zum Tragen kommen, ist jedoch die Flüssigkeitschromatographie.

Bei der Diskussion des Problems des Packens einer Säule ist es zweckmäßig, vier Arten von Hohlräumen zu unterscheiden, die alle als »Hohlraum- oder Leer-Volumen« bezeichnet werden können, nämlich (1) das Hohlraumvolumen innerhalb eines porösen Teilchens; (2) das theoretische Hohlraumvolumen zwischen den Teilchen, d. h. das unvermeidbare Hohlraumvolumen, das sich bei einem idea! gepackten Bett aus Kugeln gleicher Größe ergibt; (3) das Hohlraumvolumen, das auf eine unvoiikommene Packung der Teilchen zurückzuführen ist und gewöhnlich in einem gewissen Ausmaß in jeder realen gepackten Struktur vorhanden ist; und (4) das verhältnismäßig große Hohlraumvolumen, das aus einer Konsolidierung der unter (3) beschriebenen Hohlräume resultiert Die Hohlräume des Typs (4) verringern die Auflösung einer chromatographisch analysierten Probe beträchtlich.

Die vorliegende Erfindung soll in erster Linie das Auftreten von Hohlräumen des Typs (4) verhindern. Durch die Erfindung wird im allgemeinen, aber auch das Hohlraumvolumen gemäß (3) verringert Außerdem werden die dieses Hohlraumvolumen bildenden Hohlräume gleichförmiger gemacht und den idealen Hohlräumen gemäß (2) angenähert. Im folgenden soll der Begriff »Hohlraumvolumen« bei genereller Verwendung die Kombination der Hohlraumvolumina (3) und (4) bedeuten.

Es ist bekannt, die Packung einer chromatographischen Säule durch eine longitudinal gerichtete Kraft zusammenzudrücken, also durch eine Kraft, die parallel zur Strömungsrichtung des Fluids gerichtet ist. Diese Maßnahme ist jedoch für sich verhältnismäßig unwirksam, vermutlich da die Packung dazu neigt, Brücken zu bilden, die die Ausbreitung der Druckkraft über die ganze Länge der Säule nach unten behindern. Die longitudinale Kompression ist z. B. aus der Arbeit von Godbüle und Devaux »Description and Performance of an 8 cm i. d. Column For Preparative Scale High Pressure Liquid-Solid Chromatographie« im »Journal of Chromatographie Science«, Oktober 1974, bekannt.

Aus der DE-OS 26 55 650 (US-PS 42 50 035) ist ein Verfahren zum Herstellen einer Chromatographie-Säule der eingangs angegebenen Art bekannt, bei dem dab Packungsmaterial radial zusammengedrückt wird, indem eine Kraft zur Einwirkung gebracht wird, deren Richtung überwiegend senkrecht zur Richtung der Strömung der Flüssigkeit durch die Säule und zur Längsrichtung der Packung verläuft. Diese radiale ^Kompression wird mechanisch und mittels eines Fluids bewirkt Bei einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird eine Säule mit einer Wand aus einem Polymer in eine Päckungkammer gebracht und expandiert, beispielsweise durch Luftdruck und Erwärmung, mit Pakkungsmaterial gefüllt und «fcnn radial komprimiert, beispielsweise durch Luftdruck oder dadurch, daß man die nolvmere Wand erkalten und sich zusammenziehen läßt.

Da die auf die Packung einwirkende radiale Kraft beim Versand nachlassen kann, soll der Verbraucher die Säule nach Erhalt erneut komprimieren. Das radiale Komprimieren der chromatographischen Packung kann auch auf andere Weise geschehen.

Aus der US-PS 35 70 673 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Trennsäule für die Flüssigkeitschromatographie bekannt, bei welchem ein Bündel aus parallelen anorganischen Fasern in eine Röhre aus chemisch resistentem Material gebracht, die Röhre auf das Faserbündel aufgeschrumpft und dann ein Lösungsmittel, das eine lösliche Phase der Fasern löst, durch das Bündel gepreßt wird, so daß man einen porösen Faserkörper erhält. Aus der SA-PS 6 56 633 (DE-AS j5 17 944) ist es an sich, nämlich bei einer chromatographischen Trennsäule • mit einer vorgefertigten schaumartigen Festpackung aus miteinander verklebten Partikeln bekannt, einen Schlauch aus wärmeschrumpfendem Kunststoff äußerlich über das vorgefertigte Füllmaterial zu ziehen und dann durch Erwärmung fest auf das F* /"!material aufzuschrumpfen. Der Zweck dieser Maßnaiirn-": ist nicht die Verringerung des Hohlraumvolumens im Inneren der Festpackung, sondern das Vermeiden sogenannter Wandeffekte aufgrund von Diskontinuitäten zwischen der SäulPAwand und der Packung.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine einfach mit geringem Aufwand herstellbare Chromatographiesäule der eingangs definierten Gattung zu schaffen, die zuverlässiger als bisher gewährleistet, daß eine gleichmäßige Packung mit minimalem Hohlraumvolumen erreicht und bis zum Gebrauch beibehalten wird, so daß die Säule dann ein entsprechend hohes Auflösungsvermögen hat.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das aufgeschrumpfte Röhrchen wird nicht nur wie bisher eine radiale Kompression erreicht, sondern durch den Druck seiner axial hinausreichenden Teüe auf die porösen Abschlußelemente (am Packungsmaterial anliegende Scheiben) zugleich auch eine axiale Kompression. Das Packungsmaterial wird also aufgrund des Materials und aufgrund der Form des Röhrchens »triaxial« oder dreidimensional zusammengepreßt
Chromatographiesäulen, die gemäß dsr Erfindung radial und in beiden Achsrichtungen komprimiert sind, haben sich als gleichmäßig und homogen gepackt erwiesen, so daß sie reproduzierbare und gleichmäßige Trenneigenschaften aufweisen. Die Iongitudinale Kraft, die auf die Abschlußelemente ausgeübt wird, verhindert Änderungen der longitudinalen Abmessung des Bettes, so daß das radiale Schrumpfen des Röhrchens das Pakkungsmaterial unter Bildung des Bettes komprimieren kam.

Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, daß die norösen Abschlußelemente keiner aufwendigen Befestigung im Röhrchen bedürfen (wie z. B. gemäß der US-PS 37 91 522).

An einem Ausfübmngsbeispiel wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig.] ein wärmeschrumpfbares Röhrchen vor dem Einbringen der porösen Abschlußelemente uhddßs Pakkungsmaterials;

F i g. 2 das wärmeschrumpfbar Röhrchen gemäß Fig. 1, nachdem eines der porösen Abschlußelemente eingebracht worden ist;

F i g. 3 das wärmeschrumpfbar Röhrchen gemäß F i g. 2, nachdem Packungsmaterial eingebracht worden ist:

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Fig.4 das wärmeschrumpfbar Röhrchen gemäß Fig.3, nachdem das zweite poröse Abschlußelement eingebracht worden ist; und

F i g. 5 die Anordnung gemäß F i g. 4 nach dem Wärmeschrumpfen.

Ein wesentliches Bauteil, das bei der Herstellung der vorliegenden triaxial oder dreidimensional komprimierten Chromatographiesäule verwendet wird, ist ein wärmeschrumpfbares Röhrchen. Man kann hierfür jedes Rohrmaterial verwenden, das bei Wärmeeinwirkung genügend schrumpft und die erforderlichen [Compressions- oder Druckkräfte auf die festen porösen Abschlußelemente und das Packungsmaterial ausübt. Beispiele solcher Röhrchenmaterialien sind bestrahlte Polyolefine und Polytetrafluoräthylen. Für die Herstellung von dreidimensional komprimierten Patronen wird vorteilhafterweise ein wärmeschrumpfbares Röhrchen aus bestrahltem, vernetztem Polyäthylen niedriger Dichte verwendet. Röhrchen sue Polyäthylen niedriger Dichte werden wegen ihrer chemischen Widerstandsfähigkeit, Elastizität, ihrer Bruchfestigkeit und ihrer niedrigen Kosten bevorzugt

Als Packungsmaterial, das in das wärmeschrumpfbar Röhrchen eingebracht wird, kann irgend ein bekanntes Packungsmaterial verwendet werden, wie es in Vorrichtungen verwendet wird, die ein gepacktes Bett enthalten. Welche spezielle Packung verwendet wird, hängt von der vorgesehenen Anwendung der Patrone ab, also ob ein chromatographisches Bett, ein katalytisches Bett oder ein Ionenaustauschern benötigt werden. Geeignete chromatographische Packungsmaterialien sind u. a. Silicagel. octadecylsilan-gebundenes Siliciumdioxid und andere bekannte chromatographische Packungen.

Die festen porösen Abschlußelemente, die im wärmeschrumpfbaren Röhrchen an den beiden Enden des Pakkungsmaterials angeordnet werden, können aus irgend welchen bekannten festen porösen Materialien bestehen, deren Porosität einen Einschluß des Packungsmaterial gewährleistet. Geeignete poröse Materialien sind z. B. chemisch widerstandsfähige poröse Polymere, wie Polyäthylen hoher Dichte oder Polytetrafluoräthylen, keranrsche Materialien und Metalle oder Schichtstrukturen nieraus. Die porösen Abschlußelemente können insbesondere Sinterkörper sein.

Das im folgenden beschriebene Verfahren zum Hersteilen der als Chromatographiesäule dienenden Patronen kann in entsprechender Weise zur Hersteilung beliebiger Vorrichtungen mit gepacktem Bett verwendet werden, in denen eine poröse Masse aus Packungsmaterial in innige und gleichmäßige Berührung mit einem flüssigen oder gasfö; ,nigen Fluid gebracht wird und das Bett möglichst gleichförmig gepackt sein soll. Patronen dieser Art sind jedoch besonders nützlich für die Vorbereitung von Proben. Unter einer »Probenvorbereitung« soll hier die Verwendung einer chromatographischen Packung zum Extrahieren, Konzentrieren, Anreichern, Filtern oder Reinigen einer oder mehrerer Komponenten einer komplexen Probenmatrix vor der endgültigen Analyse durch Flüssigkeitschromatographie- Gaschromatographie. Massenspektrometrie und dgl. verstanden werden.

Eine Probenvorbereitungspatrone ist nicht als analytische Säule hohen Wirkungsgrades ausgelegt, sondern als homogene Packung, die zur Durchführung einfacher Trennungen einer komplexen Matrix oder Probe und zum Vereinfachen der letztlichen quantitativen Analyse bestimmter Bestandteile in der Matrix und der Probe dient Die Patrone soll dabei im allgemeinen nur einmal benutzt und dann weggeworfen werden, da eine erneute Verwendung im Rahmen einer quantitativen Analyse zu Meßfehlern führen kann.

Wegen ihrer einfachen Konstruktion kann die vorlicgende Patrone leicht für die jeweilige spezielle Anwendung »maßgeschneidert« werden. Man kann beispielsweise Schichten verschiedener Packungsmaterialicn in der Patrone vorsehen, um sehr spezielle Trennungen oder spezielle Funktionen zu erreichen, die von den

ίο jeweiligen Anforderungen der Analyse abhängen. Beispielsweise kann eine Schicht aus Natriumsulfat und einem anderen Trocknungsmittel verwendet werden, um ein organisches Extrakt einer wässerigen Matrix zu trocknen, bevor der Extrakt in eine aktive Siliziumoxidschicht eintritt. Die verschiedenen Schichten können durch ein festes poröses Material getrennt werden, wenn eine Mischung unerwünscht ist. Die vorliegenden Patronen können auch als für eine einmalige Verwendung bestimmtes Probenfilter verwendet werden, v/enn man ein Filterelement in das wärmeschrumpfbar Röhrchen einschließt.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Folge von Verfahrensschritten bei der Herstellung einer Patrone gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. F i g. 1 zeigt ein Stück eines wärmeschrumpfbaren Röhrchens 10 vor dem Einbringen von porösen scheibenförmigen AbschluÜelementen 12 und 14 (Fig.2 bis 5) und des Packungsmaterial 18 (Fig.3 bis 5). Die Abschlußelemente 12 und 14 bestehen jeweils aus einem festen porösen Material. F i g. 2 zeigt das Röhrchen 10, nachdem das dem Ende 16 des Röhrchens benachbarte Abschlußelement 12 eingebracht worden ist. Fig.3 zeigt das Röhrchen 10, nachdem das Packungsmaterial 18 eingefüllt worden ist. Man kann dann an das Ende 16 klopfen, um das Absitzen des Packungsmaterials zu fördern. F i g. 4 zeigt das Röhrchen 10, nachdem das dem Ende 20 des Röhrchens benachbarte Abschlußelement 14 eingesetzt worden ist Das Abschlußelement 14 kann dabei gegen das Abschlußelement 12 gedrückt werden, so daß die Abschlußelemente 12 und 14 am Packungsmaterial anliegen. F i g. 5 zeigt schließlich die fertige Patrone 22, nachdem das Röhrchen 10 durch Wärmeeinwirkung zum Schrumpfen gebracht worden ist. Die Enden 16 und 20, die dann einen verringerten Durchmesser haben, bil-

den Öffnungen bzw. Anschlußstutzen für die die Chromatographiesäule bildende Patrone.

Es kann wünschenswert sein, das Röhrchen 10 mit den Anschlußelementen 12 und 14 an den Berührungsflächen 24 und 26 durch entsprechende Wärmeeinwirkung während des Wärmeschrumpfens mit dem Röhrchen zu verschmelzen. Durch eine Verschmelzung Jes Röhrchens 10 mit den Abschlußelementen 12 und 14 wird eine wirksame Fluiddichtung an den Grenz- oder Berührungsflächen 24 und 26 gebildet

Es kann ferner wünschenswert sein, den Einlaß am Ende 20 und den Auslaß am Ende 16 unterschiedlich lang zu machen, um die vorgesehene Strömungsrichtung des Fluids durch die Patrone zu kennzeichnen, oder um eine genügende Länge vorzusehen, um die Patrone mit Fluidzuführungs- und Fluidaufhahmesystemen zu verbinden.

Ein Verfahren, mit dem gleichzeitig mehrere Patronen hergestellt werden können, verläuft folgendermaßen: Mehrere Stücke aus wärmeschrumpfbarem Material werden bis zu einer bestimmten Tiefe über kugel- oder stabförmige hohle Dorne auf einem vertikalen Gestell gesteckt In jeden hohlen Dorn wird ein Stab aus Polytetrafluoräthylen gesteckt, dessen Außendurchmes-

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scr etwas kleiner ist als der gewünschte endgültige Innendurchmesser der Einlaß- und Auslaßöffnungen der Patrone, und dessen Gesamtlänge mehr als das Doppelte der Länge des ßornes ist, so daß die oberen Enden der Stäbe mit den Spitzen der Dorne flüchten. Mittels einer Vakuumvorrichtuhg, die fihgerartige Glieder enthält, werden dann so viele Abschlußscheiben aufgenommen, WiJ? Dorne vorhanden sind, und jeweils eine Abschlußscheibe in jedes Stück wärmeschrumpfbaren Röhrchens eingelegt. Wenn-das Vakuum aufgenöb'en wird, werden die Abschlußscheiben gegen dis'Sp'itze des betreffenden Domes gedruckt. Mit einer zweiten Vakuümeinrichtung wird dann eine entsprechende Zahl vorgegebener Volumina des Packungsmaterials aufgenommen und jeweils ein Volumen auf die Abschlußscheibe in den verschiedenen Stücken wärmeschrumpfbaren Röhrchens eingefüllt. Mit der ersten Vakuumeinrichtung wird dann eine zweite Reihe von Abschlußscheiben aufgenommen und in die vcischicuenen Röhrchen eingebracht und nach dem Aufheben des Vakuums die Abschlußscheiben satt gegen das obere Ende des Pakkungsmaterials gedrückt. In die Röhrchen wird dann jeweils ein zweiter kurzer Stab aus Polytetrafluorethylen, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der gewünschte endgültige Innendurchmesser der Einlaßbzw. Auslaßöffnung der Patrone, mit der Spitze nach unten als vertikaler Führungsstift eingesetzt Der untere Satz hohler Dorne wird dann nach unten und aus den wärmeschrumpfbaren Röhrchen herausgeführt, so daß die unteren Abschlußscheiben auf den Spitzen der PoIytetraflüoräthylen-Stäbe ruhen, die sich auch weiterhin in die Röhrchenstücke erstrecken.

Die ganze Anordnung wird dann mittels eines Förderbandes durch einen Ofen geführt, in dem sie etwa sechs Sekunden verweilt, und während dieser Zeitspanne schrumpfen die wärmeschrumpfbaren Röhrchen fest um die Abschliißscheiben und das Packungsmaterial, während sie durch die Polytetrafluoräthylenstäbe lose vertikal gehaltert werden. Nach der Erhitzung in dem Ofen werden die Patronen abgekühlt und dann von den Enden der Polytetrafluoräthylenstäbe abgenommen; sie sehen dann etwa so aus, wie die in F i g. 5 dargestellte Palrone.

Zur Herstellung einer speziellen Chromatographiesäule wurde beispielsweise von einem 5,5 cm langen Stück eines Röhrchens aus wärmeschrumpfbarem, bestrahltem, vernetztem Polyäthylen niedriger Dichte in expandierter Form ausgegangen. Aus einer etwa 1,6 mm dicken Folie aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer Porosität von 35 μπι wurden zwei Scheibchen mit einem Durchmesser von etwa 1 cm mit einem Schneideisen oder einer Stanze herausgeschnitten. Die eine Äbschlußscheibe wurde etwa 1,5 cm tief in das eine Ende des Röhrchens eingesetzt In das Röhrchen wurden dann etwa 0,6 g chromatographisches Silicagel-Pakkungsmaterial mit einer Teilchengröße von etwa 55 bis 105 μιτι eingefüllt, und das Röhrchen wurde kurz geklopft, so daß die Packung etwas absetzte. Dann wurde die zweite Abschlußscheibe in das Röhrchen eingesetzt und satt gegen die Oberfläche des Packungsmaterials gedrückt. Die so montierte Patrone wurde dann für etwa 2 Minuten in einem Ofen auf eine Temperatur von etwa 120 bis 125° C erhitzt Das erhitzte Röhrchen schrumpfte fest um die Abschlußscheiben lind das Pakkungsmateria! und drückte die Packung radial und longitudinal zu einem dicht gepackten Bett zusammen. Die über die Abschlußscheiben hinausreichenden Enden des Röhrchens schrumpften genügend, so daß sie Anschlußstutzen für das gepackte Bett bildeten, in die die Spitze einer Standard-Luerspitzen-Spritze satt eingedrückt werden konnte'.
Die gemäß diesem Beispiel hergestellte Patrone wur-

de verwendet, um'die fet'tlöslichen Vitamin A-Palm'iia't, Ε-Acetat und D₂ oder D₃, die in gebrauchsfertigen Frühstücksnährmitteln ünd^;Tierfutter vorkommen;'zu isolieren und teilweise zu reinigen. Zuerst wurden 14 g tfokkenen Nährmittels in einen Behälter eingewpgen'und in dem nichtpolaren Lösungsmittel Hexan'hornogenisiert. Dann wurden' "lö'rril dieses Extrakts dürch^die¹ Patrone gepumpt. Das gepackte Bett hielt die im Nährmittelextrakt vorhandenen fettlöslichen Vitamine mit etwaigen anderen polaren Komponenten, die durch das Hexan extrahiert worden waren, zurück. Sehr nichtpolare Komponenten wurden von dem Bett elutiert. Die Abschlußscheibe hielt kleine Teilchen der Nährmittelkörner zurück, so daß die Probe also auch filtriert wurde.
Durch die Patrone wurden dsnn zwei Mi!!im?ipr einer gleichteiligen Mischung aus Hexan und Äthylacetat geleitet, und das Eluens wurde in einem kleinen Reagenzglas gesammelt. Durch die Lösungsmittelmischung fand eine selektive Elution der fettlöslichen Vitamine statt, während das gepackte Siliziumoxidbett die sehr polaren Komponenten in der Probe zurückhielt. Die Vitamine befanden sich nun in einem Volumen von nur 2 Millilitern, ihre Konzentration betrug also das Fünffache der anfänglichen Konzentration im Hexanextrakt. 10 Mikroliter des Eluats wurden dann in eine Trennsäule eingeführt, durch die das A-Palmitat, Ε-Acetat und D so getrennt wurden, daß eine quantitative Bestimmung möglich war.

Gemäß einem anderen Verwendungsbeispiel diente die Patrone dazu, die Carbamat-Pestizide Methomyl und Oxamyl aus einer Collard-Kohl-Blätter-Probe zu isolieren und teilweise zu reinigen. Eine Probe von 20 g gefrorenen Collard-Kohl-Blättern wurde in einen Behälter eingewogen und in einem Lösungsmittel mittlerer Polarität, nämlich Dichlormethan, homogenisiert. Der Extrakt wurde dann zur Entfernung von Fasern unter der Wirkung der Schwerkraft filtriert, und 5 Millimeter des filtrierten Extrakts wurden durch die Patrone gepumpt. Das gepackte Bett hielt die im Extrakt enthaltenen Pestizide zusammen mit anderen mehr polaren Komponenten zurück. Die nichtpolaren Komponenten wurden aus dem Bett mit zusätzlichen zwei Milliliter Dichlormethan herausgespült. Die Abschlußscheibe hielt kleine Teilchen aus dem Extrakt zurück und bewirkte dadurch eine Probenfiltration.

Dann wurden 2 Milliliter einer Mischung von 10 Tei-

^! len Methanol und 90 Teilen Chlormethan durch die Patrone geleitet, um die Pestizide selektiv aus dem Bett auszuwaschen. Der Ausfluß wurde in einem kleinen Reaganzglas gesammelt Auf diese Weise wurden die

Pestizide von" dem pflanzlichen' Substrat getrennt und ' konzentriert Der Ausfluß wurde getrocknet, und der Rückstand wurde dann in einer für die chromatographische Analyse und quantitative Bestimmung geeigneten beweglichen Phase wieder aufgelöst.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

29 OO 344 Patentansprüche:

1. Chromatographiesäule, bestehend aus einem Röhrchen, in dem zwischen zwei porösen, senkrecht zur längsaxialen Richtung des Röhrchens angeordnete Abschlußelementen ein teilchenförmiges Pakkungsmaterial eingefüllt ist, wobei das Röhrchen zur Ausübung eines radialen Druckes auf das Packungsmaterial aus einem geschrumpften Material besteht und die porösen Abschlußelemente einen Ein- bzw. Auslaß für ein Fluid bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (10) über die porösen Abschlußeiemente (12; 14) hinausreicht und aus einem wärmegeschrumpften Material besteht, wobei das Röhrchen (10) fest und unter Ausbildung eines verringerten Durchmessers der Röhrchenenden (16, 20) um die Außenseiten der Porösen Abschlußelemente (12; 14) geschrumpft ist

2. Chroma; ographiesäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (10) aus wärmegeschrumpftem Polyolefin, vorzugsweise vernetztem Polyäthylen, besteht.