PL178508B1 - Sposób preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych i urządzenie do preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych, znamienny tym, że kolumnę chromatograficznąnapełnia się niemodyfikowanym adsorbentem i poddaje chemicznej modyfikacji poprzez dwukierunkowyprzepływmodyfikatora i eluentuw obieguzamkniętym. 4. Urządzenie do preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych zestawione co najmniej zkolumny chromatograficznej, zbiornika, modyfikatora i pompy, znamiennetym, że kolumna chromatograficzna (1) i zbiornik modyfikatora (2) sątermostatowane i połączone są ze sobą zaworem wielodrożnym (5) sprzężonym z pompą (8) połączoną z rezerwuarem eluentu (9), tworząc zamknięty obieg.

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych oraz urządzenie do preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych, z chemicznie związanymi fazami. Chromatografia stanowi najbardziej rozpowszechnionątechnikę analitycznąumożliwiającą coraz bardziej precyzyjne określenie składujakościowego i ilościowego oznaczanych substancji.

W znanych dotychczas sposobach stosuje się statyczną modyfikację wypełnień. Polega ona na tym, że wypełnienie stanowiące porowaty lub nieporowaty adsorbent umieszcza się w reaktorze i poddaje reakcji z modyfikatorem. Jako wypełnienia stosuje się adsorbenty krzemionkowe, węglowe i polimerowe, a jako modyfikatory organosilan, alkohol, białko lub mery. Dopiero tak zmodyfikowanym adsorbentem napełnia się kolumnę chromatograficzną. Znany jest również sposób modyfikacji wypełnień, polegający na adhezyjnym naniesieniu modyfikatora na powierzchnię adsorbentu i blokowaniu nim aktywnych miejsc.

Niedogodnością znanych sposobów, zwłaszcza z chemicznie związanych fazami, gdzie wypełnienie zawiera różne grupy funkcyjne, jest utrudnienie wynikające z procesu solwatacji poszczególnych cząstek wypełnienia przez molekuły rozpuszczalnika stosowanego jako medium dyspergujące. W efekcie zamiast przyciągania się cząstek, tak aby stworzyć homogenne złoże wypełnienia, następuje ich odpychanie spowodowane lokalizacją stosunkowo dużego ładunku elektrostatycznego. Efekt ten jest odpowiedzialny między innymi za tworzenie się tak zwanych „dziur” w złożu wypełnienia. Aczkolwiek możliwa jest likwidacja lub minimalizacja tego efektu poprzez dobór odpowiedniego układu dyspergująco-solwatacyjnego, to jednakjest to czynność pracochłonna i uciążliwa.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 163 833 urządzenie do preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych zestawione z ogrzewanego zbiornika zaopatrzonego w tubus boczny wyposażony w zawór próżniowy i membranę silikonową pokrytą dwustronnie teflonem.

178 508

Zbiornik posiada centralnie usytuowaną szyjkę ze szlifem zaopatrzoną w otwór do wprowadzania wypełnienia poddawanego modyfikacji, w której osadzony jest łącznik w kształcie litery „L”. Łącznik przegrodzony jest spiekiem szklanym i zakończony końcówką zaopatrzoną w zawór próżniowy oraz oliwkę połączoną wężem próżniowym z układem odpompowywania.

Urządzenie to umożliwiajedynie statyczną modyfikację wypełnień, co pogarsza ichjakość i wydłuża proces modyfikacji.

Powyższych niedogodności nie posiada sposób według wynalazku, polegający na tym, że kolumnę chromatograficzną napełnia się niemodyfikowanym adsorbentem i poddaje chemicznej modyfikacji poprzez dwukierunkowy przepływ modyfikatora i eluentu w obiegu zamkniętym. Jako modyfikatory stosuje się korzystnie oktadecylodimetylometoksysilan, oktylotrietoksysilan lub y-aminopropylotrietoksysilan, a jako eluent rozpuszczalniki, zwłaszcza niepolarne o ograniczonej rozpuszczalności w wodzie jak toluen, heksan lub dwumetyloformamid.

Urządzenie według wynalazku zestawione jest co najmniej z kolumny chromatograficznej, zbiornika modyfikatora i pompy, i odznacza się tym, że kolumna chromatograficzna i zbiornik modyfikatora są termostatowane i połączone ze sobą zaworem wielodrożnym sprzężonym z pompą połączoną z rezerwuarem eluentu, tworząc obieg zamknięty. Kolumna chromatograficzna połączona jest z zaworem wielodrożnym kapilarami. Jako pompę stosuje się korzystnie pompę strzykawkową o stałej wydajności, której komora tłoczenia odizolowana jest od wpływów otoczenia.

Istotną zaletą sposobu i urządzenia według wynalazku jest uzyskanie homogennego wypełnienia oraz dobrej solwatacji powierzchni ziaren adsorbentu przez molekuły rozpuszczalnika.

Sposób według wynalazku korzystnie prowadzi się w urządzeniu zobrazowanym na rysunku przedstawiającym jego schemat blokowy.

Jak uwidoczniono na rysunku urządzenie składa się z kolumny chromatograficznej 1 i zbiornika modyfikatora 2 umieszczonych w termostatach odpowiednio 3 i 4. Kolumna chromatograficzna 1 i zbiornik modyfikatora 2 połączone są ze sobą zaworem wielodrożnym 5 poprzez kapilary 6 i 7. Z zaworem wielodrożnym 5 połączone są również pompa 8 i rezerwuar eluentu 9 tworząc wraz z kolumną chromatograficzną 1 i zbiornikiem modyfikatora 2 obieg zamknięty.

Modyfikację wypełnień kolumn chromatograficznych w urządzeniu według wynalazku prowadzi się w ten sposób, że napełnioną niemodyfikowanym wypełnieniem kolumnę chromatograficzną 1 umieszcza się w termostacie 3 i poprzez kapilary 6 i 7 łączy z zaworem wielodrożnym 5. Również zbiornik modyfikatora 2 napełnia się dobranym modyfikatorem, umieszcza w termostacie 4 i łączy z zaworem wielodrożnym 5. Następnie rezerwuar eluentu 9 napełnia się właściwym rozpuszczalnikiem i poprzez pompę 8 łączy z zaworem wielodrożnym 5. Po ustawieniu gradientów temperatury w termostatach 3 i 4 i szczelnym zamknięciu układu, przez kolumnę chromatograficzną 1 przepuszcza się rozpuszczalnik wraz z modyfikatorem. Modyfikację wypełnienia prowadzi się zgodnie z ustalonym programem, przepuszczając przemienie przez kolumnę chromatograficznąmodyfikator wraz z rozpuszczalnikiem to wjedną, to w drugąstronę poprzez przestawianie zaworu wielodrożnego 5 z położenia „A” w położenie „B” i odwrotnie.

Sposób preparatyki wypełnień w urządzeniu według wynalazku bliżej ilustrują poniższe przykłady.

Przykład I. Kolumnę chromatograficzną 1 napełnia się niemodyfikowanym żelem krzemionkowym o wielkości ziarna d = 6 pm, porowatości D = 4 nm i powierzchni właściwej s = 600 m²/g, umieszcza w termostacie 3 i łączy w obieg. Również zbiornik modyfikatora 2 napełnia się oktadecylodimetylometoksysilanem i umieszcza w termostacie 4, natomiast rezerwuar eluentu 9 napełnia toluenem. Następnie kolumnę chromatograficzną. 1, zbiornik modyfikatora 2 i rezerwuar eluentu 9 łączy się z zaworem wielodrożnym 5 i pompą 8 w obieg zamknięty, jak pokazano na schemacie blokowym, po czym ustawia powolną liniową zmianę temperatury reakcji w zakresie 75 do 105°C, narastająco w okresie 2 godzin. Po ustaleniu się temperatury reakcji 5-cio krotnie zmienia się kierunek przepływu fazy ruchomej wraz z modyfikatorem co 30 minut

178 508 przestawiając zawór wielodrożny 5 z pozycji „A” w ,3” i odwrotnie. Następnie zawartość kolumny chromatograficznej 1 przemywa się jeszcze 0,05 dm³ kolejno: toluenu, metanolu i heksanu. Tak spreparowaną kolumnę poddano testom na sprawność półkowąN_T i symetrię piku fA, dla naftalenu i nitrobenzenu. Wyniki testów przed i po modyfikacji podano w tabeli.

Przykład II. Kolumnę jak w przykładzie I napełnia się niemodyfikowanym żelem krzemionkowym o wielkości ziarna d = 5 pm, porowatość D = 12 nm i powierzchni właściwej S = 360 m²/g. Jako modyfikator złoża stosuje się oktylotrietoksysilan, a jako rozpuszczalnik metanol. Następnie ustala się gradient temperatury reakcji w zakresie 60-85°C narastająco w okresie 3 godzin. Po ustaleniu się temperatury reakcji postępuje się jak w przykładzie I. Wyniki testowania kolumny przed i po modyfikacji przedstawiono w tabeli.

Przykład III. Kolumnę jak w przykładzie I napełnia się niemodyfikowanym żelem krzemionkowym jak w przykładzie II. Jako modyfikator złoża stosuje się y-aminopropylotrietoksysilan, a jako rozpuszczalnik heksan. Gradient temperatury reakcji ustala się w zakresie 60-85°C narastająco w okresie 3 godzin. Po ustaleniu się temperatury reakcji postępuje się jak w przykładzie I. Wyniki testowania kolumny przed i po modyfikacji przedstawiono w tabeli.

Tabela

MODYFIKATOR	NAFTALEN	NITROBENZEN
przed modyfikacją	po modyfikacji	przed modyfikacją	po modyfikacji
Nt	Cas	Nt	fA	Nt	fA	Nt	fAs
OKTADECYLODI- METYLOMETO- KSYSILAN	46.500	1,21	57.600	1,12	28.100	1,57	38.200	1,23
OKTYLOTRIE- TOKSYSILAN	39.100	1,34	43.200	1,17	22.200	2,18	27.400	1,32
Y-AMINOPROPYLO- TRłETOKSY- SILAN	36.900	1,35	44.100	1,21	22.400	2,73	26.300	1,47

©

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych, znamienny tym, że kolumnę chromatograficzną napełnia się niemodyfikowanym adsorbentem i poddaje chemicznej modyfikacji poprzez dwukierunkowy przepływ modyfikatora i eluentu w obiegu zamkniętym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako modyfikatory stosuje się korzystnie oHfdeeylochmetyloinetoksysilan, oktylotrietoksysilan lub y-aminopropylotrietoksysilan.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako eluent stosuje się rozpuszczalniki zwłaszcza niepolarne o ograniczonej rozpuszczalności w wodzie jak toluen, heksan lub dwumetyloformamid.
4. 4. Urządzenie do preparatyki wypełnień kolumn chromatograficznych zestawione co najmniej z kolumny chromatograficznej, zbiornika, modyfikatora i pompy, znamienne tym, że kolumna chromatograficzna (1) i zbiornik modyfikatora (2) są termostatowane i połączone są ze sobązaworem wielodrożnym (5) sprzężonym z pompą(8) połączonąz rezerwuarem eluentu (9), tworząc zamknięty obieg.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że kolumna chromatograficzna (1) połączona jest z zaworem wielodrożnym (5) kapilarami (6) i (7).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jako pompę (8) stosuje się korzystnie pompę strzykawkową.