DE839107C

DE839107C - Process for the production of a device for adsorption in chromatography

Info

Publication number: DE839107C
Application number: DESCH1125A
Authority: DE
Inventors: Dr Jean Barrollier
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1950-02-02
Filing date: 1950-02-02
Publication date: 1952-05-15

Description

Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Adsorption in der Chromatographie Die großen Vorteile, welche die Chromatographie bei der sowohl präparativen als auch analytischen Trennung voneinander chemisch sehr ähnlichen Substanzen aus ihren Gemischen bietet, läßt es wünschenswert erscheinen, die Handhabung dieser Methode möglichst einfach zu gestalten.Process for the manufacture of a device for adsorption in the Chromatography The great advantages of chromatography in both preparative as well as analytical separation from one another chemically very similar substances their mixtures makes it desirable to handle them To make the method as simple as possible.

IJisher war es üblich das verwendete Adsorbens als l>ulver in Glasröhren einzufüllen oder als Suspension in dem später verwendeten Lösungsmittel einzuschlämmen. Hierbei war es erforderlich, eine möglichst gieichmäßige und dichte Packtung des Adsorbens zu erzielen, was eine gewisse Handfertigkeit und Obung in der Ausführung erforderte. Previously it was customary to use the adsorbent as ulver in To fill glass tubes or as a suspension in the solvent used later to muddy. Here it was necessary to have a density that was as uniform and dense as possible Packing the adsorbent to achieve what a certain manual skill and exercise in of execution required.

Eine weitere Schwierigkeit trat auf, wenn nach Entwichlung des Chromatogramms die in den einzelnen Zonen sichtbar gewordenen Substanzen pröparativ isoliert werden sollten. Man war darauf angewiesen, die Zonen durch weiteres Aufgeben des Entwicklungsmittels nacheinander bis zum unteren Ende der Säule laufen zu lassen und bei Erreichen des unteren Endes der Säule jeweils die abtropfende Flüssigkeit nach Zonen getrennt. aufzufangen. Da in vielen Fällen die einzelnen Zonen bei übermäBig langem Laufen in einer Säule aber unnötig breit und damit gleichzeitig verwaschener werden, so kann in diesen Fällen das Optimum der Zonenausbildung nicht voll ausgenuzt werden. Another difficulty arose when after the chromatogram was developed the substances that have become visible in the individual zones are preparatively isolated should. One had to rely on the zones by further releasing the developing agent to run successively to the lower end of the column and when the At the bottom of the column, the dripping liquid is separated according to zones. to catch. Because in many cases the individual zones are caused by excessively long runs but become unnecessarily wide in a column and thus at the same time blurred, so In these cases, the optimum zone formation cannot be fully exploited.

Schwierigkeiten pflegen auch dann aufzutreten, wenn sehr schmale und eng beieinanderliegende Zonen erscheinen.Difficulties tend to arise even when very narrow and closely spaced zones appear.

Als weiteres Verfahren, die chromatographisch voneinander getrennten Substanzen präparativ zu isolieren, ist die mechanische Zerlegung des optimal entwickelten Chromatogramms üblich. Bei kurzen Säulen gelingt es oft, mit einem Stempel die ganze Säule aus dem Glasrohr herauszudrücken und dann durch Zerteilen mit einem Messer nach Zonen zu zerlegen. Bei längeren Säulen gelingt das Herausdrücken aus dem Glasrohr meistens nicht. Man ist dann darauf angewiesen, die einzelnen Zonen durch Ileraussehaben mit einem Spatel zu isolieren. Bei nahe aneinanderliegenden schmalen Zonen macht dies erhebliche Schwierigkeiten, zumal wenn die Zonen nicht gerade gelaufen sind. sondern krumme Flächen bilden. As a further method, the chromatographically separated from each other To isolate substances preparatively is the mechanical decomposition of the optimally developed one Usual chromatogram. With short Columns often succeed with one Stamp to push the whole column out of the glass tube and then by dividing it to be divided into zones with a knife. With longer columns it is possible to push it out usually not from the glass tube. One is then dependent on the individual zones isolate by scraping with a spatula. When close together In narrow zones this makes considerable difficulties, especially if the zones are not just ran. but form crooked surfaces.

Die vorerwähnten experimentellen Nachteile, die der Einschluß des Adsorbens in ein Glasrohr mit sich bringt, werden vermieden durch das erfindungsgemäße Verfahren, nach welchem die für die Chromatographie gebräuchlichen Adsorbentien in die Form fester Stäbe gebracht werden, mit denen die chromatographische Trennung nach den üblichen Prinzipien ausgeführt werden kann. Die FormgebullF der Stäbe muß so durchgeführt werden, daß (lie für die Chromatographie notwendigen Eigenschaften der Adsorbentien, wie Oberflächenaktivität und Saugfähigkeit, nicht verlorengehen. The aforementioned experimental drawbacks associated with the inclusion of the Bringing adsorbent into a glass tube are avoided by the invention Process according to which the adsorbents commonly used for chromatography be brought into the form of solid rods with which the chromatographic separation can be carried out according to the usual principles. The FormgebullF of the rods must be carried out in such a way that (have properties necessary for chromatography of the adsorbents, such as surface activity and absorbency, are not lost.

Es lassen sich alle für die Chromatographie geeigneten Adsorbentien in Form solcher Stäbe bringen, wobei darauf zu achten ist, daß die einzelnen Partikelchen, aus denen die Stäbe zusammengesetzt sind, möglichst feinkörnig sind, und daß die Stäbe ein feines, aber poröses Gefüge besitzen, damit die bei der Chromatographie benutzten Flüssigkeiten leicht kapillar in die Stäbe eindringen können. All adsorbents suitable for chromatography can be used in the form of such rods, taking care that the individual particles, from which the rods are composed, are as fine-grained as possible, and that the Rods have a fine, but porous structure, so that in chromatography liquids used can easily penetrate the rods by capillary action.

Für die Chromatographie geeignete Adsorbentien, die unter Druck zusammenbacken, lassen sich durch einfaches Pressen zu solchen Stäben formen, wobei darauf zu achten ist, daß der Pressedruck so messen wird, daß bei ausreichender mechanischer Festigkeit die gewünschte Porosität erhalten bleibt. Adsorbents suitable for chromatography, which cake under pressure, can be shaped into such bars by simply pressing them, taking care is that the press pressure is measured so that with sufficient mechanical strength the desired porosity is retained.

Adsorbentien dieser Art sind z. B. Zucker und Lonenaustauscher auf Kunstlharzbasis (Wofatite).Adsorbents of this type are z. B. sugar and ion exchanger Synthetic resin base (Wofatite).

Die Formgebung kann nötigenfalls durch Wärme unterstützt werden.If necessary, the shaping can be supported by heat.

Geeignete Adsorbentien, die sich nicht durch einfaches Pressen verformen lassen, wie z. B. Al2O3, Silikagel, Ca-Phosphat usw., muß ein Bindemittel zugesetzt werden. Als Bindemittel können z. B. Suitable adsorbents that do not deform simply by pressing let, such as B. Al2O3, silica gel, calcium phosphate, etc., a binder must be added will. As a binder, for. B.

Gips, Zement, Kunstharz, natürliche Harze usw. dienen. Die AIenge des Bindemittels wird möglichst gering bemessen. Es wird nur so viel davon angewendet, wie zur Erzielung der benötigten mecha-Iiischen Festigkeit erforderlich ist. Die Stäbe sollen zwar ohne Gefahr des Zerbrechens gehandhabt werden können, sich aber leicht durchbrechen oder zerschneiden lassen. Bei Anwendung von gepulvertem Kunstharz als Bindemittel läßt sich die Formgeltung durch Pressen, nötigenfalls unter AnwendunK von Wärme, erreichen.Plaster of paris, cement, synthetic resin, natural resins, etc. are used. The amount of the binder is made as small as possible. Only so much of it is used as is necessary to achieve the required mechanical strength. the Rods should be able to be handled without the risk of breaking, but they should Easily break through or cut up. When using powdered synthetic resin The shape can be applied as a binding agent by pressing, if necessary with application of warmth.

Bei spiel loogTonerde nach B rock m a n n und 5ogAlal>astergips werden innig gemischt. Das Pulver wird mit Wasser zu einem steifen, aber glatten Brei angerührt, wozu etwa 25 bis 35 ccm Wasser benötigt werden. Diesen Brei bringt man in Formen für Stäbe. Nach 20 bis 30 Minuten ist die Masse erstarrt. Die noch vefhältnismäßig weichen, Stäbe werden herausgenommen, und an der Luft trocknen gelassen, wobei sie weiter erhärten. Dann werden sie im Trockenschrank bei 140 bis I500 2 bis 3 Stunden nachgetrocknet und bis zum Gebrauch im Exsikkator über konz. H2 S04 aufbewahrt. For example loog clay according to B rock man and 5ogAlal> astergips are intimately mixed. The powder becomes stiff but smooth with water Mashed porridge, for which about 25 to 35 ccm of water are needed. Bring this porridge one in forms for rods. The mass has solidified after 20 to 30 minutes. The still relatively soft, sticks are taken out and left to air dry, where they harden further. Then they are in the drying cabinet at 140 to 1500 2 After-drying for up to 3 hours and in the desiccator over conc. H2 S04 kept.

Es wurden diese Stäbe je nach dem Verwendungszweck in drei verschiedenen Größen hergestellt: a) I5 cm lang, 2,5 bis 3 mm dick, für mikroanalytische Chromatogramme; b) I5 cm lang, 6 bis 7 mm dick, für Chromatogramme an größeren Substanzmengen; c) 20 cm lang, 15 mm dick, für präparative Trennungen. There were three different rods depending on the intended use Sizes made: a) 15 cm long, 2.5 to 3 mm thick, for microanalytical chromatograms; b) 15 cm long, 6 to 7 mm thick, for chromatograms on larger amounts of substance; c) 20 cm long, 15 mm thick, for preparative separations.

Handhabung der Chromatographierstäbe; Man kann die Stäbe für Chromatographie mit aufsteigendem oder absteigendem Lösungsmittel verwenden. Handling of the chromatography rods; One can use the rods for chromatography Use with ascending or descending solvent.

Man kann die Chromatographie auf Stäben mit aufsteigendem Lösungsmittel (Abb. I) mit ähnlich einfachen Laboratoriumsmitteln ausführen wie die absteigende Chromatographie (Alib. II) oder die Chromatographie mit hängendem Stab (Abb. III). Chromatography can be performed on rods with ascending solvent (Fig. I) to be carried out with laboratory means as simple as the descending one Chromatography (Alib. II) or chromatography with a hanging rod (Fig. III).

Die Geschwindigkeit der Entwicklung des Chromatogramms ist bei allen Arbeitsweisen die gleiche.The rate of development of the chromatogram is common to all Working methods the same.

An Hand der drei Abbildungen seien die Arbeitsweisen näher erläutert.The working methods are explained in more detail on the basis of the three figures.

Chromatographie mit aufsteigendem Lösungsmittel (Abb. I): Man taucht das Endes des Stabes 2 bis 3 mm tief in die Lösung der zu chromatographierenden Suhstanzen ein, wobei es sich rasch mit der Lösung vollsaugt. Man beobachtet bereits ein geringfügiges Aufsteigen der Lösung in dem Stab. Chromatography with ascending solvent (Fig. I): One immerses the end of the rod 2 to 3 mm deep in the solution to be chromatographed Suhstanzen, where it quickly soaks up with the solution. One is already observing a slight rise of the solution in the stick.

Dann stelit man den Stab a mit dem angefärbten Ende b auf einen in einem Reagenzglas fest eingestopften Wattebausch c, der mit der Entwicklungsflüssigkeit gut angefeuchtet ist. Die Watte soll zwar gut angefeuchtet sein, es darf aber auf keinen Fall Flüssigkeit über der Watte stehen, da sonst die auf dem Stab befindlichen Farbstoffe einfach heruntergervaschen werden. Then the rod a with the colored end b is placed on an in a test tube tightly plugged cotton swab c with the developing liquid is well moistened. The cotton wool should be well moistened, but it is allowed to open Do not put any liquid over the cotton wool, otherwise it will be on the stick Dyes can simply be washed down.

Das Lösungsmittel steigt kapillar in dem Chromatographierstab auf, wobei sehr rasch das Chromatogramm entwickelt wird. Das Chromatogramm ist meist in 5 bis 10 Minuten entwickelt. The solvent rises capillary in the chromatography rod, the chromatogram is developed very quickly. The chromatogram is mostly Developed in 5 to 10 minutes.

Sollte der Fall eintreten, daß sehr langsam wandernde Zonen vorhanden sind, so daß die Entwicklungsflüssigkeit bereits am oberen Ende des Stahes angekommen ist, während noch ein weiteres l) urchfließen von Lösungsmitteln durch den Stab erwiinscht wäre, dann kann man dies erreichen durch einen Bausch von Zellstoff oder Watte, der auf dem oberen Ende des Chromatographierstabes aufliegt. Das Lösungsmittel wird dann kapillar aus dem Stab aufgesaugt, womit der gewünschte Effekt erreicht ist. Should the case arise that very slowly migrating zones exist so that the developing liquid has already reached the top of the steel while there is still another l) ﬂ ow of solvents through the rod This can be achieved by a wad of pulp or Cotton wool that rests on the upper end of the chromatography rod. The solvent is then sucked up from the stick by capillary action, which achieves the desired effect is.

Der Stab mit dem entwickelten Chromatogramm läßt sich leicht mit einem Messer zerlegen, wobei sehr schmale Zonen sauber erhalten werden können, oder auch ebensoleictt zu einem Pulver zerdrücken, was fur eine eventuelle Elution von isolierten Zonenstücken vorteilhaft ist. The stick with the developed chromatogram can easily be taken with disassemble with a knife, whereby very narrow zones can be kept clean, or just as easily crush it into a powder, what a possible Elution of isolated zone pieces is advantageous.

Chromatographie mit absteigendem Lösungsmittel (Abb. II): Treten im Chromatogramm sehr rasch laufende Zonen neben langsam wandernden auf, so empfiehlt sich die Chromatographie mit absteigendem Lösungsmittel, Das aufsteigende Lösungsmittel erreicht nämlich in diesem Fall das obere Ende des Chromatographierstabes, ehe die langsam wandernden Zonen genügend getrennt sind, Man kann sich zwar, wie oben beschrieben, durch Aufsaugen des Läsungsmittels mit einem aufgesetzten Watte- oder Zellstoffbausch helfen; es gehen aber dabei die bereits am oberen Ende des Stabes angelangten Zonen verloren. Chromatography with descending solvent (Fig. II): step Zones that move very quickly in the chromatogram next to slowly moving ones, so recommends the descending solvent chromatography, the ascending solvent namely reaches in this case the upper end of the chromatography rod before the slowly migrating zones are sufficiently separated, you can, as described above, by soaking up the solvent with an attached wad of cotton or cellulose help; however, the zones that have already reached the upper end of the rod go lost.

Bei der Chromatographei mit absteigendem Lösungsmittel stellt man den an dem einen ende angefärbten Stab a mit dem angefärbten Ende b nach oben so in ein Reagenzglas d, daß er einige Millimeter über den Rand des Reagenzglases herausragt. Über das Reagenzglas wird ein 6 bis 7 cm langes Stück Glastrohr passender Weite gestülpt, in dessen Mitte sich ein festgestopfter Bausch von Watte oder Zellstoff c befindet, Dieser Pfropfen ist mit dem anzuwendenden ösungsmittel befeuchtet. In the case of chromatography with descending solvent, one sets the rod a colored at one end with the colored end b facing upwards like this into a test tube d so that it protrudes a few millimeters above the edge of the test tube. A 6 to 7 cm long piece of glass tube of the appropriate width is placed over the test tube put upside down, in the middle of which is a tightly packed wad of cotton wool or cellulose c, this plug is moistened with the solvent to be used.

Das zur Entwicklung dienende Lösungsmittel darf nur kapillar von dem Stift aufgesaugt werden. Von Zeit z11 Zeit ergänzt man das verbrauchte Lösungsmittel durch Austropfen auf den Wattebausch in dem aufgesetzten glasrohr.The solvent used for the development must only be capillary from the Pen to be sucked up. From time z11 time you add the consumed solvent by dripping onto the cotton ball in the attached glass tube.

Es ist in vielen Fällen sowohl bei aufsteigender wie bei absteigender Chromatographie vorteilhaft, zwischen feuchtem Wattebausch und Chromatographierstab noch ein Blättchen Filtrierpapier e einzuschalten. Will man die rasch laufenden Zonen in der schließlcih abtropfenden Flüssigkeit auffangen, dann bringt man am Boden des Reagenzlases einen kleinen Ablaufstutzen dl an. In many cases it is both ascending and descending Chromatography is advantageous, between a damp cotton ball and the chromatography rod Switch on another piece of filter paper e. Do you want the fast running ones Catch zones in the finally dripping liquid, then bring on the Connect a small drain port dl to the bottom of the reagent tube.

Die Chromatographie mit hängendem Stab (Abb. III) wird folgendermaßen ausgeführt: Der Chromatographierstab a wird an seinem angefärbten Ende b iii einem passend gebohrten Gummistopfell d2 gehalten. Um den nicht sehr harten Stab l>eim Einsetzen zu schonen, ist der gehohrte Stopfen einseitig längs aufgeschnitten. Die Zufuhr der Entwicklungsflüssigkeit erfolgt durch ein mit Watte vollgestopftes Rohr c. das von der anderen Seite der Bohrung im Gummistopfen so eingesetzt wird, daß die Watte dem angefärbten Stabende aufliegt. Man setzt den Stopfen mit dem hängenden Stab auf ein passendes Reagenzglas d auf und feuchtet die Watte mit dem gewünschten Lösungsmittel an. Druch zeitweiliges Auftropfen von Lösungsmittel auf den Wattepfropfen wird das verbrauchte Lösungsmittel ergänzt, Die Entwicklungsflüssigkeit läuft langsam und rein kapillar in dem Stab herab. Ist das untere ende erreicht, dann tropft weiteres Lösungsmittel unten ab. Druch Wechsenl des Reagenzglases kann man die abtropfende Flüssigkeit nach Zonen getrennt auffangen. The hanging rod chromatography (Fig. III) is performed as follows carried out: The chromatography rod a is at its colored end b iii a Matching drilled rubber stopper d2 held. Around the stick, which is not very hard To protect the insertion, the drilled stopper is cut open lengthways on one side. the The developing liquid is supplied through a tube filled with cotton wool c. which is inserted from the other side of the hole in the rubber stopper so that the wadding rests on the colored end of the rod. You put the stopper with the hanging Put the stick on a suitable test tube d and moisten the cotton wool with the desired one Solvent. By occasionally dripping solvent onto the cotton plug the used solvent is replenished, the developing liquid runs slowly and purely capillary down into the rod. When the lower end is reached, more drips Solvent from below. You can change the test tube by changing the dripping Collect liquid separately according to zones.

Die beschriebenen Chromatographierstäbe eignen sich für die Verwendung in Laboratorien, in denen chromatographische Trennungen mit möglichst geringem Aufwand an Zeit und Arbeit durchgeführt werden sollen, besonders für klinische Untersuchungen. The chromatography rods described are suitable for use in laboratories in which chromatographic separations are carried out with the least possible effort time and labor should be carried out, especially for clinical examinations.

Ein Beispiel sei die chromatographische Trennung der Gallenfarbstoffe in Harn und Gallenflüssigkeit. Die im Chloroformextrakt dieser Flüssigkeiten enthaltenen Farbstoffe lassen sich an Tonerdestäben unter Verwendung von Dioxan-Essigester-Gemisch (I : I) zum Entwickeln ausgezeichnet chromtographieren. Es werden bei Verwendung der dünnen Mikrochrumatographierstäbe sehr geringe Mengen an Farbstoff benötigt. Mit 1 bis 2 mg rohem, noch mit Ballaststoffen verunreinigtem Farbstoffgemisch werden klare Chromatogramme mit scharf ausgebildeten Zonen erhalten. Diese Farbstoffmenge entspricht etwa 30 bis So ccm Harn. One example is the chromatographic separation of the bile pigments in urine and bile. Those contained in the chloroform extract of these liquids Dyes can be removed from alumina sticks using a mixture of dioxane and ethyl acetate (I: I) excellent chromograph for developing. It will be in use of the thin microchrumatography rods requires very small amounts of dye. With 1 to 2 mg of raw dye mixture still contaminated with fiber clear chromatograms with sharply defined zones were obtained. This amount of dye corresponds to about 30 to 5 cc of urine.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method of manufacturing a device for Adsorption in chromatography, characterized in that for chromatography suitable adsorbents can be formed into solid rods of any size with preservation the properties of the adsorbents required for chromatography, such as surface activity and absorbency.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that that such suitable adsorbents that hack together by pressure, such as. B. Sugar, Ion exchanger based on synthetic resin, formed into solid rods by simple pressing will.

3. Embodiment of the method according to claim I, marked thereby, that such suitable adsorbents are not deformed by simple pressing let, such as B.

Aluminum oxide, silica gel, calcium phosphate, with the help of a binder, such as B. plaster of paris, cement, synthetic resin, natural resin, can be formed into solid rods.

4. Device for chromatographic adsorption, consisting of adsorbents in the form of rods are secigned for chromatography.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by adsorbents, which bake together by pressure, e.g. B. Sugar, ion exchangers based on synthetic resin in steel form.

6. Apparatus according to claim 4, characterized by adsorbents, which cannot be deformed by simple pressing, such as B.

Aluminum oxide, silica gel, calcium phosphate, and those with the help of a Binders, such as. B.

Plaster. Cement, synthetic resin, natural resin, shaped into rods.