SU1122965A1 - Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof - Google Patents
Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof Download PDFInfo
- Publication number
- SU1122965A1 SU1122965A1 SU833613380A SU3613380A SU1122965A1 SU 1122965 A1 SU1122965 A1 SU 1122965A1 SU 833613380 A SU833613380 A SU 833613380A SU 3613380 A SU3613380 A SU 3613380A SU 1122965 A1 SU1122965 A1 SU 1122965A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- column
- liquid
- evaporator
- mixture
- capillary
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
1. Способ хроматографического анализа смесей веществ с помощью л//-ЧМ капилл рной колонки, при котором в колонку периодически ввод т в пето-ке подвижной фазы пробу анализирует мой смеси, а разделенные компоненты смеси детектируют на выходе из колонки , отличающийс тем, что, с целью снижени расходов на проведение хроматографического анализа, а также расширени круга анализируемых многокомпонентных смесей путем обеспечени возможности регулировани селективности и разделительной способности колонки в процессе хроматографического анализа , в качестве хроматографической колонки используют пустую капилл рную трубку, в которую осуществл ют S непрерывную подачу паров жидкости нокЫ вывод паров из нее, а температуру стенок трубки поддерживают близкой к температуре конденсации паров жидкости. }1. A method of chromatographic analysis of mixtures of substances using an L / W-FM capillary column, in which a sample is periodically introduced into the loop of the mobile phase, and the separated components of the mixture are detected at the outlet of the column, characterized in that , in order to reduce the cost of carrying out chromatographic analysis, as well as expanding the range of analyzed multicomponent mixtures by providing the ability to adjust the selectivity and separation capacity of the column during the chromatographic th analysis, as the chromatographic column using the empty capillary tube, in which S is carried out continuously feeding the liquid vapor nokY output vapor therefrom, and the tube wall temperature is maintained at a temperature close to the condensation of liquid vapors. }
Description
, 2, Способ по П.1, отлича ю щ и и с тем, что в качестве подвижной фазы ийпользуют пары жидкости вводимые в капилл рную трубку, или смесь их с инертным газом-носителем .,, 2, The method of Claim 1, distinguished by the fact that liquid vapors introduced into a capillary tube, or a mixture of them with an inert carrier gas, are used as the mobile phase.,
3.Способ пп. 1и2, отличающийсг тем, что состав жидкости , пары которой подают в капилл рную трубку, измен ют в процессе разделени компонентов анализируемой смеси.3. Method pp. 1 and 2, characterized in that the composition of the liquid, the vapors of which are supplied to the capillary tube, is changed during the separation of the components of the analyzed mixture.
4.Способ по пп.1-3, отличающийс тем, что пробу анализируемой смеси ввод т в поток жидкости перед ее испарением и вводом паров в колонку.4. A method according to claims 1 to 3, characterized in that a sample of the analyzed mixture is introduced into the liquid stream before it is evaporated and vapor is introduced into the column.
5.Устройство дл хроматографического анализа смесей веществ, содержащее источник газа-носител , приспособление дл ввода пробы анализируемой смеси , испаритель, капилл рную хроматографическую колонку в виде пустой капилл рной трубки ( ВХОД которой соединен с испарителем термостат, в котором установлена5. A device for chromatographic analysis of mixtures of substances containing a source of carrier gas, a device for introducing a sample of the analyzed mixture, an evaporator, a capillary chromatographic column in the form of an empty capillary tube (the INPUT of which is connected to an evaporator; a thermostat in which
хроматографическа колонка, и детек тор, соединенный с выходом хроматог рафической колонки, отличающеес тем, что, с целью расширени круга анализируемых многокомпонентных смесей путем обеспечени возможности регулировани селектив ,ности и разделительной способности колонки в процессе хроматографического анализа, в него введены емкост заполненна жидкостью и соединенна с испарителем каналом дл подачи жидкости, и приспособление дл регулировани подачи жидкости из указанной емкости в испаритель.a chromatographic column, and a detector connected to the output of the chromatographic column, characterized in that, in order to expand the range of analyzed multicomponent mixtures by providing the ability to control the selectivity and separation capacity of the column during chromatographic analysis, a capacitance filled with liquid and connected are introduced into it with an evaporator a channel for supplying liquid, and a device for regulating the supply of liquid from said container to the evaporator.
6. Устройство по П.1, о т л ичающеес тем, что приспособ ление дл ввода пробы анализируемой смеси установлено в канале дл подачи жидкости в испаритель.6. The device according to claim 1, which is designed so that the device for introducing the sample of the analyzed mixture is installed in the channel for supplying the liquid to the evaporator.
/. Устройство по ПП.5 и 6,0 т л чающеес тем, что испаритель снабжен эжектором, установленн внутри корпуса испарител и соединенным с источником газа-носител и емкостью с жидкой фазой./. The device according to PP.5 and 6.0 t of l is that the evaporator is equipped with an ejector installed inside the evaporator housing and connected to a source of carrier gas and a container with a liquid phase.
1one
Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, в частности к капилл рной газовой хроматографии , и предназначено дл анализа многокомпонентных смесей веществ.The invention relates to analytical instrumentation, in particular to capillary gas chromatography, and is intended for the analysis of multicomponent mixtures of substances.
Известен способ хроматрграфического анализа смесей веществ с применением хроматографической колонки насадочного типа при котором анализируемую смесь .ввод т потоком подвижной фазы в хроматографическую колонку, заполненную частицами сорбента, и разделенные в колонке компоненты смеси детектируют на её выходе. В качестве подвижной фазы, служащей дл переноса веществ в сло сорбента, используют пары некотор лх веществ, в частности воды.A known method for chromatographic analysis of mixtures of substances using a nozzle-type chromatographic column in which the analyzed mixture is injected with a stream of a mobile phase into a chromatographic column filled with sorbent particles, and the mixture components separated in the column are detected at its output. As a mobile phase, which serves to transfer substances to the sorbent layer, use pairs of some lx substances, in particular water.
Устройство дл осуществлени описанного способа включает генератор пара, приспособление дл ввода проб анализируемой смеси в поток пара, подаваемый в хроматографическую колонку. Термостат хроматографической колонки и детектор установлены на выходе колонки. Применение в качестве подвижной фазы паров веществ взамен обычно используемых газов-носителей ( Hj,, N /HeiH др.) во многих случа х приводит к повышению эффективности хроматографического разделени . Это обусловлено снижением величин коэффициентов диффузигA device for carrying out the described method includes a steam generator, a device for introducing samples of the analyzed mixture into the steam stream fed to the chromatographic column. The chromatographic column thermostat and detector are installed at the column outlet. The use of vapor vapors as a mobile phase instead of the commonly used carrier gases (Hj ,, N / HeiH et al.) In many cases leads to an increase in the efficiency of chromatographic separation. This is due to a decrease in the values of diffusion coefficients.
анализируемых веществ в подвижной фазе l .,analytes in the mobile phase l.,
Однако дл изменени селективности х1Х матографического разделени в известных способе и устройстве дл его осуществлени при переходе на анализ новой смеси веществ тре .буетс , как правило, замена исполь«зуемого в колонке сорбента. ЭтоHowever, to change the selectivity of the X1X mathematics separation in the known method and device for replacing it with the analysis of a new mixture of substances, replacement of the sorbent used in the column is usually required. it
0 .Ьопр жено с отключением прибора, съемом крышки термостата, отсоединением колонки от испарител и детектора и перезаполнением колонки или. заменой ее на новую. Операци 0. Be sure to disconnect the device, remove the thermostat cover, disconnect the column from the evaporator and detector, and refill the column or. replacing it with a new one. Operations
с замены колонки требует большой осторожности , в особенности при работе со стекл нньв и колонками, и сопр жена , со эначительными затратами времени, требуемого дл коидициоии ровани новой колонки, вывода хроматографа на режим и р. Кроме того, насадочные колонки имеют ограниченную разделительную способность, так как увеличение их длины, необходимое дл повьЕиени разделительной способ5 ности, приводит к увеличению перепада давлени на колонке.since replacing the column, great care is required, especially when working with glass and columns, and it is associated with the significant time required for co-dosing a new column, putting the chromatograph to the mode and p. In addition, the columns have a limited separation capacity, since an increase in their length, which is necessary to improve the separation capacity, leads to an increase in the pressure drop across the column.
Наиболее близким к изобретению вл етс способ хроматографического анализа смесей веществ с применением капилл рной колонки, при котором в колонку периодически ввод т в потоке подвижной фазы пробу анализируемой смеси и разделенные в колонке компоненты смеси детектируют на выходе из колонки. Причем на внутренней поверхности капилл рной колонки нанесен СЛОЙ жидкой фазы. Устройство дл осуществлени известного спосоьа содержит источник газа-носител , приспособление дл ввода пробы анализируемой смеси, испаритель, капилл рную хроматографическую колонку, вход которой соединен с испарителем, термостат, в котором установлена хроматохрафическа колонка, и детектор, соедине ный с выходом хроматографическои колонки 2 . Недостатком известных способа и устройства дл его осуществлени , вл етс то, что изменение селектив ности хроматографического разделени треб.уемое при переходе на анализ смеси веществ нового класса, сопр жено с заменой колонки. Практически это означает, что дл обеспечени возможности анализа широкого круга веществ хроматограф должен быть снабжен несколькими капилл рными хроматографическими колонками, заполненными различными фазами. Приобретение готовых колонок за рубежом крайне дорого. Самосто тельное изготовление колонок требует применени специального дорогосто щего оборудовани и высокой квалифи кации сотрудника, зан того изготовлением таких колонок. Цель изобретени - снижение расх дов на проведение хроматографическо анализа, а также расширение круга анализируемых многокомпонентных см сей путем обеспечени возможности регулировани селективности и разде лительной способности колонки в про цессе хроматографического анализа, Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу хроматографического анализа смесей веществ с применением капилл рной колонки, при котором в колонку периодически ввод т в поток подвижной фазы пробу анализируемой смеси, а разделенн компоненты смеси детектируют ходе из колонки,причем в качестве хроматографическои колонки использу пустую капилл рную трубку, в которую осуществл ют непрерывную подачу паров жидкости и вывод паров из нее а температуру стенок трубки поддерживают близкой или равной температуре конденсации паров жидкости так , что часть паров конденсируетс в трубке, образу пленку жидкой фазы , котора перемещаетс от входа к выходу колонки. в качестве подвижной фазы исполь зуют пары жидкости, вводимые в капи л рную трубку, или смесь их с инер ным газом-носителем. Состав жидкости, пары которой подают в капилл рную труЬку, измен ют в процессе разделени компонентов анализируемой смеси. Пробу анализируемой смеси ввод т в поток жидкости перед ее испарением и вводом паров в колонку. В устройство дл хроматографического анализа смесей веществ, содержащее источник газа-носител , приспособление дл ввода пробы анализируемой смеси, испаритель, капилл рную хроматографическую колонку в виде пустой капилл рной трубки, вход которой соединен с испарителем, термостат , в котором установлена хроматографическа колонка, и детектор, соединенный с выходом хроматографичеекой колонки, введены емкость, заполненна жидкостью и соединенна с испарителем каналом дл подачи жидкости, и приспособление дл регулируемой подачи жидкости из указанной емкости в испа. ритель. Приспособление дл ввода пробы анализируемой смеси установлено в канале дл подачи жидкой фазы в испаритель . В корпусе испарител установлен эжектор дл распылени жидкой фазы, соединенный с источником газа-носител и емкостью с жидкой фазой. Этим обеспечиваетс расширение круга анализируемых многокомпонентных смесей. В качестве рабочей жидкости в предлагаемом способе используютс . легколетучие жидкости, такие как вовода , гексан,ормамид и др., при этом одно вещество { рабоча жидкость) используетс дл образовани двух фаз - жидкой фазы на стенках капилл ра и паровой или парогазовой в центре капилл ра. Это не только упрощает процесс хроматографировани , но и позвол ет реализовать ввод анализируемой смеси в более м гких температурных услови х, предотвраща термическое разложение веществ пробы. Благодар отмеченным особенност м выполнени способа в пустой капилл рной трубке образуютс потоки двух Фаз- паровой или парогазовой фазы, движущейс в центре колонки с линейной скоростью 10-20 см/с, и сконденсировавшейс из пара жидкой фазы, движущейс в виде пленки жидкости по стенкам капилл рной трубки. Линейна скорость перемещени пленки жидкой фазы значительно меньше в (ьО-100 раз) линейной скорости перемещени паровой или парогазовой фазы. Разделение компонентов смеси достигаетс как и в любом хроматографическом способе разделени за счет разницы в коэффициентах распределени веществ в указанньлх фазах. При этом селективнос и разделительна способность такой колонки могут мен тьс в процессе хроматографического разделени в широких пределах путем изменени состава паровой и, следовательно, жидкой фаз, изменени толщины плен ки жидкой фазы путем, например, изменени температуры стенок трубк регулированием подачи потока газаносител и др. На фиг. изображена принципиаль на схема устройства дл осуществл ни предлагаемого способа; на фиг. то же, с делением потока газа-носи тел перед испарителем; на фиг.Зиспаритель с эжектором дл распыле ни жидкой фазы в потоке газа-носи тел .; на фиг.4 и 5 - хроматограммы разделени смеси углеводородов Устройство дл осуществлени пр лагаемого способа содержит испари тель 1, выход которого соединен с капилл рной хроматографической колонкой 2, представл ющей собой пустую капилл рную трубку, наприме из нержавеющей стали, стекла, плав ленного, кварца и др., установленной в термостате 3, выход которой соединен с детектором 4, например, пламенно-ионйзационнцм. Испаритель 1 имеет два входа, один из которых соединен с каналом 5 дл подачи жидкой фазы из емкости. 6, последн частично заполнена жидкой фазой, например водой, и снабжена каналом 7 дл подачи газа-носител . Регулирование скорости подачи жидкой фазы из емкости 6 в испаритель i осуществл етс путем регулировани давлени газа-носител на входе в емкость 6. В канале 5 дл подачи жидкой фазы в исправитель 1 установ лено приспособление 8 дл ввода пробы анализируемой смеси в поток жидкой фазы. В качестве такого приспособлени могут быть использованы кран-дозатор поворотного типа или проточна кювета с уплотнитель ной прокладкой, прокладываемой иглой шприцаи др. Второй вход испа рител соединен с каналом 9 дл подачи газа-носител , в котором установлен регул тор 10 давлени . Выход испарител i соединен также с каналом 11 дл сброса избытка парогазовой смеси, в котором установлен регулируемый дроссель 12. Устройство (описанный вариант выполнени ) работает следующим образом . Жидкую фазу, например дистиллированную воду, используемую дл образовани пленки жидкой фазы на внутренней поверхности капилл рной колонки 2, заливают в емкость 6, соединенную каналом 7 с источником сжатого газа (не показан).. Перед проведением хроматографического анализа по каналу 9 в испаритель 1 подают регулируемый поток газа-носител , который после испарител 1 раздел етс на две части. Одна часть газа-носител (меньша ) поступает в капилл рную колонку 2 и с выхода ее в детектор 4.Больша часть потока по каналу 11 через регулируемый дроссель 12 сбрасываетс в атмосферу. С помощью термостата 3 температуру стенок- капилл рной колонки 2 поддерживают равной или несколько ниже ( на ) температуры конденсации паров жидкой фазы, заполн ющей емкость 6. После установлени заданного расхода газа-носител через колонку 2 и заданной температуры в тер лостате 3, о чем свидетельствует стабильна нулева лини детектора 4, в испаритель 1 начинают осуществл ть регулируемую подачу жидкой фазы. С этой целью на вход емкости б по каналу 7 подают под посто нным регулируемым д.чвлением инертный газ, в качестве которого может быть использован газноситель из того же источника, что и газ-носитель подаваемый в испаритель 1 . Емкость 6 снабжена градуиров нной шкалой, позвол ющей контролировать расход жидкой фазы. Pac-.i; ход жидкой фазы в предлагаемом способе составл ет 10 - ЮОмкл/мин. В испарителе 1 происходит непрерывное испарение жидкой фазы, пары КОТОРОЙ смешиваютс с потоком газа-носител на две части. Одна часть потока парогазовой смеси (0,5-2 мл/мин) поступает в капилл рную колонку 2, а друга - сбрасываетс по каналу 11 через регулируемый дроссель в атмосферу. Перед сбросом парогазового потока в атмосферу пары жидкой фазы могут быть сконденсированы в конденсаторе (не показан). Проход внутри капилл рной колонки 1 пары жидкой фазы частично конденсируютс на стенках колонки, образу тонкую (1-5 микрона) пленку жидкой фазы. Через некоторое врем от момента начала продувки капилл рной колонки 1 парами жидкой фазы в колонке 1 устанавливаетс равновесие , характеризуемое тем, что сколько пара жидкой фазы вводитс с потоком газа-носител в колонку 1, столько и выводитс из нее. После достижени состо ни такого динамического равновеси , о чем можно судить по посто нству сигнала детектора 4, осуществл ют ввод дозированного количества жидкой анализируемой смеси веществ непосредственно в поток жидкой фазы перед испарителем 1 с помощью приспособлени 8 дл ввода пробы. Поступа вместе с потоком жидкой фазы в испаритель 1, проба анализируемой смеси испар етс и вместе с паргили жидкой фазы, подх ченна потоком газа-носител , посту пает на вход капилл рной колонки 2. При этом происходит деление пробы на две части пропорционально потоKctM , поступающему в колонку 2 и сбрасываемому по каналу 11, и меньша часть пробы ( начального количества) поступает в колонку 1 в потоке парогазовой сме си. В колонке 2 происходит обычный процесс хроматографического разделени , св занный с перераспределением раздел емых веществ между жидкой . ( относительно неподвижной) и подвижной парогазовой фазам и обусловленный различи ми в коэффициентах распределени компонентов смеси . Разделенные компоненты на выходе колонки 2 детектируют с помощью детектора 4, При использовании пламенно-ионизационного детектора в качестве вещества жидкой фазы необходимо . примен ть такие вещества, к которым детектор не про вл ет чувст вительности. Такими ветествами могут служить вода, формамид, сероуглерод и др. Вариант выполнени устройства (фиг.2) отличаетс от описанного тем,что сброс большей части потока газа-носител по каналу 11 осущест вл етс до испарител 1, а не после него. При этом все вещество пробыв введенное в поток жидкой фазы, поступает в колонку. Этот ва риант характеризуетс также тет«, что часть потока газа-носител , сбрасываема в атмосферу, используетс в качестве поддувочного газа в детекторе 4 и в схему введен дополнительный регулируемый дроссель 13. На фиг.З изображена одна из воз мюжных конструкций испарител 1, котора может быть использована в предлагаемом устройстве. Она выпол нена на базе стандартного испарите л дл газовой хроматографии. Испа ритель 1 содержит цилиндрический корпус 14, снабженный наружным наг ревателем 15. Внутри корпуса 14 по его оси установлен капилл рный натекатель 16 жидкой фазы, соединенн р каналом 5 дл подачи жидкой фазы Капилл рный натекатель 16 герметично соединен с диском 17, который размещен на, кольцевой уплотнительной прокладке 18, лежащей на торце корпуса 4. На головку корпус 14 навинчена гайка 19, котора прижимает диск 17 и кольце.вую уплотнительную прокладку 18 к тоцу корпуса 14, обеспечива герметизацию камеры испарител 1. Внутри корпуса 14 установлена трубчата вставка 20, охватывакида капилл рный натекатель 1 б и ге{ штично закрепленна в корпусе 14 на противоположном его торце, с помощью уплотнительного элемента 21 и накидной гайки 22. Трубчата вставка 20 имеет отверсти 23, расположенные у торца натекател 16, через которые в канал вставки 20 поступает поток газа-носител , подаваемый в корпус 14 испарител 1 по каналу 9. С противоположного от места подачи газа- носител и жидкой фазы конца трубчатой вставки 20 в нее введены конец капилл рной колонки 2 и канала 11 дл сброса большей части парогазового потока . Место ввода этих каналов в трубчатую вставку 20 герметизировано уплотнительным элементом 24 и накидной гайкой 25. Размеры трубчатой вставки 20, натекател 16 и расположение отверстий 23 выбраны таким образом, что при расходах газа-носител 100-150 мл/мин они работают как эжектор, в котором осуществл етс распыление жидкой фазы с мгновенным ее испарением. Образующиес пары жидкой фазы, под хэаченные потоком газа-носител , вывод тс из трубчатой вставки 20 по двум каналам, каналу капилл рной колонки 2 и каналу 11. Приме р 1. Дл подтверждени принципиальной осуществимости предлагаемых способа н устройства были получены хроматограммы разделени сложной смеси углеводородов С 24 на пустой капилл рной колонке, представленные на фиг.4 и 5. Разделение компонентов осуществл ли на колонке, представл квдей собой капилл р из плавленного кварца с внешним термотойким полимерным покрытием, имеющий длину м и внутренний диаметр ,23 мм. Дл анализа смеси использовали хроматограф Хрусталь 5002, оборудованный системой ввода пробы в капилл рную колонку, включающую испаритель 1 и установленный на его выходе делитель потока, св занный с гибкой капилл рной кварцевой колонкой 2 и каналом 11 сброса газа-носител в атмосферу. В качестве детектора 4 использовалс пламенноионизационный , в качестве газа-носител -азот. В начальный момент перед вводом пробы в испаритель устанавливались следующие услови : скорость газа-носител через колонку 0,2 мл/мин, коэффициент делени потока на входеThe closest to the invention is a method for chromatographic analysis of mixtures of substances using a capillary column, in which a sample of the analyzed mixture is periodically introduced into the column in the flow of the mobile phase and the mixture components separated in the column are detected at the outlet of the column. Moreover, on the inner surface of the capillary column a LAYER of the liquid phase is applied. A device for carrying out a known method comprises a source of carrier gas, a device for injecting a sample of the analyzed mixture, an evaporator, a capillary chromatographic column, the inlet of which is connected to an evaporator, a thermostat in which the chromatographic column is installed, and a detector connected to the output of the chromatographic column 2. A disadvantage of the known method and device for its implementation is that the change in the selectivity of the chromatographic separation is required when switching to the analysis of a mixture of substances of a new class, coupled with the replacement of the column. In practice, this means that in order to be able to analyze a wide range of substances, the chromatograph must be equipped with several capillary chromatographic columns filled with different phases. Buying ready-made speakers abroad is extremely expensive. The self-fabrication of columns requires the use of special expensive equipment and the high qualification of the employee engaged in the manufacture of such columns. The purpose of the invention is to reduce the cost of carrying out chromatographic analysis, as well as expanding the range of analyzed multicomponent measurements by making it possible to control the selectivity and separation capacity of a column during the chromatographic analysis. This goal is achieved by the fact that according to the method of chromatographic analysis of mixtures of substances using capillaries column, in which the column is periodically injected into the flow of the mobile phase sample of the analyzed mixture, and the separated components of the mixture are The flow from the column is measured, and as a chromatographic column using an empty capillary tube into which the liquid vapor is continuously supplied and the vapor is removed from it and the temperature of the tube walls is maintained close to or equal to the condensation temperature of the liquid vapor so that some of the vapor condenses in the tube forming a liquid phase film that moves from the inlet to the outlet of the column. liquid vapors introduced into the capillary tube or a mixture of them with an inertia carrier gas are used as the mobile phase. The composition of the liquid, the vapor of which is fed into the capillary tube, is changed during the separation of the components of the analyzed mixture. A sample of the analyzed mixture is introduced into the liquid stream before it evaporates and injects vapor into the column. Into a device for chromatographic analysis of mixtures of substances containing a source of carrier gas, a device for injecting a sample of the analyzed mixture, an evaporator, a capillary chromatographic column in the form of an empty capillary tube, the inlet of which is connected to an evaporator, a thermostat in which the chromatographic column is installed, and a detector connected to the outlet of the chromatographic column, a container filled with liquid and connected to the evaporator by a liquid feed channel and a device for adjustable feeding of liquid are introduced bones from said capacitance in the Spanish. the ritor. A device for introducing samples of the analyzed mixture is installed in the channel for feeding the liquid phase to the evaporator. An ejector is installed in the evaporator housing for spraying the liquid phase, which is connected to a source of carrier gas and a tank with a liquid phase. This ensures the expansion of the range of analyzed multicomponent mixtures. As the working fluid in the proposed method is used. highly volatile liquids, such as voda, hexane, ormamid, etc., with one substance (working fluid) being used to form two phases — a liquid phase on the walls of the capillary and a vapor or vapor-gas in the center of the capillary. This not only simplifies the process of chromatography, but also allows for the injection of the analyzed mixture into milder temperature conditions, preventing the thermal decomposition of the sample substances. Due to the noted features of the method, streams of two phase-vapor or vapor-gas phases moving in the center of the column at a linear velocity of 10-20 cm / s and condensed from a vapor of a liquid phase moving in the form of a liquid film along the capillary walls are formed in the empty capillary tube. rnuy tube. The linear velocity of the film of the liquid phase is significantly less (ОO-100 times) the linear velocity of the vapor or vapor-gas phase. Separation of the mixture components is achieved as in any chromatographic separation method due to the difference in the distribution coefficients of the substances in the phases indicated. At the same time, the selectivity and separation capacity of such a column can be varied during chromatographic separation over a wide range by changing the composition of the vapor and, consequently, the liquid phases, changing the thickness of the liquid phase film by, for example, changing the temperature of the tube walls, adjusting the flow of the carrier gas, etc. FIG. shows a schematic diagram of the device for carrying out the proposed method; in fig. the same with dividing the flow of gas-carrying bodies in front of the evaporator; Fig. A vaporizer with an ejector for spraying a liquid phase in a carrier gas stream; Figures 4 and 5 show chromatograms of separation of a mixture of hydrocarbons A device for carrying out the inventive method contains an evaporator 1, the output of which is connected to a capillary chromatographic column 2, which is an empty capillary tube, such as stainless steel, fused glass, quartz, etc., installed in a thermostat 3, the output of which is connected to the detector 4, for example, flame ionization. The evaporator 1 has two entrances, one of which is connected to the channel 5 for supplying the liquid phase from the tank. 6, the latter is partially filled with a liquid phase, for example water, and provided with a channel 7 for supplying a carrier gas. The regulation of the flow rate of the liquid phase from the tank 6 to the evaporator i is accomplished by controlling the pressure of the carrier gas at the inlet to the tank 6. In channel 5 for supplying the liquid phase to the corrector 1, a device 8 is installed to introduce the sample of the analyzed mixture into the liquid phase stream. As such a device, a rotary-type metering valve or a flow cell with a sealing gasket, a syringe needle and others can be used. The second input of the evaporator is connected to the channel 9 for supplying the carrier gas, in which the pressure regulator 10 is installed. The outlet of the evaporator i is also connected to the channel 11 for discharge of the excess vapor-gas mixture, in which an adjustable choke is installed. The device (the described embodiment) works as follows. The liquid phase, for example distilled water, used to form a film of the liquid phase on the inner surface of the capillary column 2, is poured into a container 6 connected by a channel 7 with a source of compressed gas (not shown) .. Before performing the chromatographic analysis, the channel 9 is fed to the evaporator 1 a controlled flow of carrier gas, which after the evaporator 1 is divided into two parts. One part of the carrier gas (smaller) enters the capillary column 2 and from its exit into the detector 4. Most of the flow through the channel 11 through the adjustable choke 12 is discharged into the atmosphere. Using the thermostat 3, the temperature of the wall of the capillary column 2 is maintained at or slightly below (on) the condensation temperature of the vapor phase liquid filling the tank 6. After the specified flow rate of the carrier gas through the column 2 and the set temperature in the thermostat 3 has been established, indicates a stable zero line of the detector 4, in the evaporator 1 begin to carry out a controlled flow of the liquid phase. For this purpose, an inert gas is fed to the inlet of the vessel b through the channel 7, under a permanently controlled branch, as which the gas carrier can be used from the same source as the carrier gas supplied to the evaporator 1. The container 6 is equipped with a graduated scale that allows controlling the flow of the liquid phase. Pac-.i; the course of the liquid phase in the proposed method is 10 - 10 µl / min. In the evaporator 1, continuous evaporation of the liquid phase takes place, and the Vapor mixture is mixed with the carrier gas into two parts. One part of the vapor-gas mixture flow (0.5-2 ml / min) enters the capillary column 2, and the other is discharged through the channel 11 through an adjustable choke to the atmosphere. Before discharge of the vapor – gas stream into the atmosphere, vapors of the liquid phase can be condensed in a condenser (not shown). The passage inside the capillary column 1 of the liquid phase vapor is partially condensed on the walls of the column, forming a thin (1-5 micron) film of the liquid phase. After some time from the moment the capillary column 1 is purged with vapor of the liquid phase in column 1, an equilibrium is established, characterized by the fact that how much liquid vapor is injected with the flow of carrier gas into column 1, so much is removed from it. After reaching such a dynamic equilibrium, as can be judged by the signal constancy of the detector 4, a metered amount of liquid analyte mixture is directly injected into the liquid phase stream before the evaporator 1 using the sample injecting device 8. The sample along with the liquid phase flow into the evaporator 1, the sample of the analyzed mixture evaporates and, together with the liquid phase flow, picked up by the carrier gas flow, enters the inlet of the capillary column 2. In this case, the sample is divided into two parts in proportion to the flow KctM in column 2 and discharged through channel 11, and a smaller part of the sample (initial quantity) enters column 1 in the gas-vapor mixture stream. In column 2, a conventional chromatographic separation process occurs associated with the redistribution of the substances to be separated between the liquid. (relatively stationary) and mobile vapor-gas phases and due to differences in the distribution coefficients of the mixture components. The separated components at the outlet of the column 2 are detected with the aid of the detector 4. When using a flame ionization detector as a substance, the liquid phase is necessary. apply substances to which the detector does not exhibit sensitivity. Water, formamide, carbon disulfide, etc. can serve as such vets. The device embodiment (Fig. 2) differs from that described in that the discharge of most of the carrier gas flow through channel 11 takes place before evaporator 1, and not after it. In this case, the whole substance, having been introduced into the flow of the liquid phase, enters the column. This option is also characterized by a note that a part of the carrier gas stream discharged into the atmosphere is used as charge gas in the detector 4 and an additional adjustable throttle 13 is inserted into the circuit. Fig. 3 shows one of the structures of the evaporator 1, which can be used in the proposed device. It is made on the basis of standard evaporation for gas chromatography. The evaporator 1 contains a cylindrical case 14 provided with an external heating device 15. Inside the case 14 along its axis a liquid capillary leakage cap 16 is installed, connected by a channel 5 for supplying the liquid phase. The capillary leak collector 16 is sealed to a disk 17, which is placed on an annular sealing gasket 18 lying on the end of the body 4. A nut 19 is screwed on the head body 14, which presses the disk 17 and the ring. The sealing gasket 18 to the end of the body 14, sealing the evaporator chamber 1. Inside the body 14 A tubular insert 20 encompasses a capillary leak of 1b and is {fixed in the body 14 on its opposite end, using a sealing element 21 and a cap nut 22. The tubular insert 20 has holes 23 located at the end of the accumulator 16 through which the insertion channel 20 receives a flow of carrier gas supplied to the body 14 of the evaporator 1 via channel 9. At the opposite end of the supply gas carrier and liquid phase of the end of the tubular insert 20, the end of the capillary column 2 and channel 11 are introduced to reset most of rogazovogo stream. The point of entry of these channels into the tubular insert 20 is sealed with a sealing element 24 and a flare nut 25. The dimensions of the tubular insert 20, the drip 16 and the arrangement of the holes 23 are chosen in such a way that, at flow rates of carrier gas of 100-150 ml / min, they work as an ejector, in which the liquid phase is sprayed with its instantaneous evaporation. The resulting liquid phase vapors, under haechene flow of carrier gas, are removed from the tubular insert 20 through two channels, the channel of the capillary column 2 and channel 11. Example p 1. To confirm the basic feasibility of the proposed method n devices, chromatograms of separation of a complex mixture of hydrocarbons were obtained C24 on an empty capillary column, shown in Figures 4 and 5. The separation of components was carried out on a column, which was a capillary of fused quartz with an external heat-resistant polymeric coating, having y m and an inner diameter of 23 mm. A crystal chromatograph 5002 was used to analyze the mixture. It was equipped with a sample inlet system in a capillary column, including an evaporator 1 and a flow divider mounted at its outlet, connected to a flexible capillary quartz column 2 and a carrier gas discharge channel 11. Flame-ionization was used as detector 4, and nitrogen was used as carrier gas. At the initial moment, before introducing the sample into the evaporator, the following conditions were established: the flow rate of the carrier gas through the column was 0.2 ml / min, the division ratio
в колонку 1/500, температура испарител и, детектора , иачаль на температура колонки T(;s:30 .C. После ввода пробы в испаритель (1 м смеси С 24 вводилс с помощью микрошприца Газохром 101) начал ную температуру колонки вьодержвали в течение 2 мин,затем температру колонки резко повышали со скоростью У 45с,мин до , при которой снова делали изотермическую выдержку в течение 2 мин.in the column 1/500, the temperature of the evaporator and, detector, and the temperature at the column temperature T (; s: 30 ° C. After entering the sample into the evaporator (1 m of the C 24 mixture was introduced using a gas syringe Gasogrom 101), the initial temperature of the column was kept 2 minutes, then the temperature of the column was sharply raised at a speed of 45s, minutes to, at which isothermal aging was again made for 2 minutes.
На полученной xpOMaTorpaNwe (фиг 4) видно отчетливое разделение всех легких компонентов от С -до С и размытые пики т желых компонентов. Это означает, что пуста капилл рна колонка, не имеюща на внутренних стенках сло жидкой фазы, работает в чисто адсорбционном варианте и н способна за один прием разделить Многокомпонентную смесь указанного состава.The resulting xpOMaTorpaNwe (FIG. 4) shows a clear separation of all light components from C to C and blurred peaks of heavy components. This means that a capillary column is empty, which does not have a liquid phase layer on the inner walls, works in a purely adsorption version and is capable of separating the Multicomponent mixture of the indicated composition in one step.
Дл обеспечени разделени всех компонентов да.нной смеси в один прием на той же капилл рной колонке исходную смесь разбавл ли в отношен To ensure the separation of all the components of the mixture in one step on the same capillary column, the initial mixture was diluted with respect to
1к 100 деканом, который вводили в смесь в избыточном количестве дл образовани на стенках колонки сло жидкой фазы. Разделение смеси осуществл ли при следующих услови х: температура испарител и детектора ,; скорость потока газа-носител : через капилл рную колонку в начальный момент 0,2 мл/мин, коэффи™ циент делени потока на выходе испа рител 1/500. После ввода пробы, разбавленной деканом, температуру колонки выдерживали в течение1k 100 by decane, which was introduced into the mixture in an excess amount to form a liquid phase layer on the walls of the column. The separation of the mixture was carried out under the following conditions: temperature of the evaporator and detector,; carrier gas flow rate: at the initial time of 0.2 ml / min through the capillary column, dividing coefficient of the flow at the evaporator outlet 1/500. After entering the sample, diluted with dean, the column temperature was kept for
2мин, затем повышали со скоростью2min, then increased with speed
V, 45°С/мин до Т ( темпера;тура кипени Н-декана 174 С), которую выдерживали в течение 1 мин вновь, повышали температуру колонки со скоростью V 15° С/МИН до 200°С и делали изотермическую выдержку в течение 4 мин.V, 45 ° C / min to T (temperament; N-decane boiling point 174 C), which was kept for 1 min again, raised the column temperature at a rate of V 15 ° C / MIN to 200 ° C and made isothermal exposure for 4 min
На полученной хроматограмме (фиг.5) отчетливо про вл ютс пики всех компонентов анализируемой смеси от Cg до С24 При этом легкие компоненты Сfe-C,о раздел ютс за счет различи в коэффициентах ацсорбцики на внутренней поверхности кварцевого капилл ра. Т желые компоненты С„ - €14 раздел ютс в режиме распределительной хроматографии с использованием в качестве жидкой фазы пленки частично конденсирующего на стенках капилл ра де кана.The obtained chromatogram (Fig. 5) clearly shows the peaks of all components of the analyzed mixture from Cg to C24. In this case, the light components Сfe-C, о are separated due to the difference in absorption coefficient on the inner surface of the quartz capillary. The heavy components Cn - € 14 are separated in the mode of distribution chromatography using the film partially condensed on the walls of the capillary as the liquid phase.
Таким образом, в предлагаемых способе и устройстве дл его осуществлени путем введени в капилл р паров жилкой фазы и поддержани температуры .капилл ра при значении, Thus, in the proposed method and device for its implementation by introducing vapor into the capillary in a vein phase and maintaining the temperature of the capillary at the value
близком или равном температуре конденсации паров жидкой фазы, обеспечиваетс образование на внутpeHHefJ поверхности капилл ра сло жидкой фазы непосредственно в процессе хроматографического анализа данной конкретной смеси. После завершени процесса анализа прекращают подачу паров жидкой Фазы в колонку к слой жидкой фазы выдуваетс из колонки потоком газа-носител . При анализе новой смеси дл нее выбирают соответствующую по пол рности новую летучую жидкую фазу, которую нанос т на стенки капилл ра описанньп. способом, осуществл разделение новой смеси.close to or equal to the condensation temperature of the vapors of the liquid phase, the formation of a layer of the liquid phase on the inner surface of the capillary capstan is ensured directly during the chromatographic analysis of this particular mixture. After the completion of the analysis process, the flow of the liquid phase to the column to the layer of the liquid phase is blown out of the column by a carrier gas stream. When analyzing a new mixture, a new, volatile liquid phase corresponding in polarity is selected, which is deposited onto the walls of the capillary described. method, carried out the separation of the new mixture.
Это делает капилл рный газовый хроматограф универсальным, т.е. одна и та же пуста капилл рна колонка достаточной длины может быть использована дл разделени различных классов химических соединений. Соответственно это приводит к сокращению времени подготовки хроматографа к анализу конкретной смеси за счет исключени необходимости приготовлени новой капилл рной колонки, сокращает стоимость газового хроматографа, так как отпадает необходимость иметь в комплекте хроматографа несколько капилл рных колонок, заполненных различными фазами.This makes the capillary gas chromatograph versatile, i.e. the same empty capillary column of sufficient length can be used to separate different classes of chemical compounds. Accordingly, this leads to a reduction in the preparation time of the chromatograph for analyzing a particular mixture by eliminating the need for preparing a new capillary column, reducing the cost of the gas chromatograph, since there is no need to have the chromatograph complete with several capillary columns filled with different phases.
Кроме того, использование летуче жидкой фазы теоретически должно способствовать эффективности капилл рной хроматографической колонки, Высота, эквивалентна теоретической тарелке (ВЭТТ) капилл рной хроматографической колонки, может быть выражена с.п:едующим уравнениемIn addition, the use of a volatile liquid phase should theoretically contribute to the effectiveness of a capillary chromatographic column. A height equivalent to a theoretical plate (WETT) of a capillary chromatographic column can be expressed with the sp: the equation
4four
2Da k К2Da k K
ТГ (ик)2 TG (IR) 2
Н - значение ВЭТТ;H is the value of WATT;
и - линейна скорость подвижной фазы; К - коэффициент относительногоand is the linear velocity of the mobile phase; K - coefficient of relative
распределени вещества между жидкой и газовой фазами;the distribution of the substance between the liquid and gas phases;
коэффициент диффузии ве щества в газовой фазе; D - коэффициент диффузии ве щества в жидкой фазе; DJ. - диаметр капилл ра (внутренний ) ; the diffusion coefficient of the substance in the gas phase; D is the diffusion coefficient of the substance in the liquid phase; DJ. - Capillary diameter (internal);
d - толщина сло жидкрй фазы на внутренних стенках капилл ра.d is the thickness of the liquid phase layer on the inner walls of the capillary.
ри этом основной вклад в ВЭТТ ит третий член уравнени (1). использовании в качестве жидфазы легколетучих жидкостей а, Н-гексан и др) значениеIn this case, the main contribution to VETT is the third term of equation (1). use of volatile liquids a, N, hexane, etc., as a liquid phase;
коэффициента дифуэий вещества в жидкой фазе (Д ) заметно увеличиваетс и путем выбора температуры стенок капилл ра может быть значительно уменьшена толщина сло жидкой (d ) , что приводит к умеиьшеним значени ВЭТТ и, следовательно, к повышению эффективности разделени .The diffusion coefficient of a substance in the liquid phase (D) increases noticeably and by choosing the temperature of the capillary walls, the thickness of the liquid layer (d) can be significantly reduced, which leads to a decrease in the HETP value and, consequently, to an increase in the separation efficiency.
В предлагаемом способе обеспечиваетс возможность программировани состава жидкой фазы в процессе анализа с использованием тех приемов, которые в насто щее врем используютс в жидкостной хроматографии, что обеспечивает увеличение селективности хроматографического разделени .In the proposed method, it is possible to program the composition of the liquid phase in the analysis process using those techniques that are currently used in liquid chromatography, which provides an increase in the selectivity of the chromatographic separation.
ЛУУ-.LUU-.
UJUUUUULUJUUUUUL
Использование в качестве жидкой фазы легколетучей жидкости, вводимой -в колонку в виде пара, позвол ет исключить термическое разложение анализируемых веществ в испарителе хроматографа и повысить достоверность сроматографического анализа.The use of a volatile liquid introduced as a vapor into the column as a liquid phase eliminates the thermal decomposition of the analyzed substances in the chromatograph evaporator and increases the reliability of the chromatographic analysis.
--
Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает более высокую надежность работы капилл рного хроматографа , так как исключаютс такие дефекты, как выход из стро колонки за счет уноса жидкой фазы, загр знение детектора парами малолетучих веществ фазы, поломка колонки при ее демонтаже и др.In addition, the proposed method provides higher reliability of operation of a capillary chromatograph, since defects such as column failure due to entrainment of the liquid phase, contamination of the detector with low-volatile substances of the detector, breakage of the column during its dismantling, etc. are eliminated.
- -4 й-атгЧгСть-и- -4 th-atgChgSt-and
2J2J
фи&fi &
1818
9 г-н9 Mr
ЧH
чh
4S VJ4S VJ
Фиг5Fig5
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833613380A SU1122965A1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833613380A SU1122965A1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1122965A1 true SU1122965A1 (en) | 1984-11-07 |
Family
ID=21071333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833613380A SU1122965A1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1122965A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4991423A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-12 | Poshemansky Vladimir M | Method of gas-chromatographic analysis of mixtures and device therefor |
CN106924995A (en) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 中美华世通生物医药科技(武汉)有限公司 | Continuous chromatography system and chromatography method |
RU2690705C1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of assessing heat resistance of organophosphorus pesticides when performing disinsection |
-
1983
- 1983-06-30 SU SU833613380A patent/SU1122965A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Авторское свидетельство СССР 550577, кл. G 01 N 31/08, 1975. 2. Джен нингс В. Газова хроматографи на стекл нных капилл рных колонках. М., Мир,1980, с.75-84 (прототип) . * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4991423A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-12 | Poshemansky Vladimir M | Method of gas-chromatographic analysis of mixtures and device therefor |
CN106924995A (en) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 中美华世通生物医药科技(武汉)有限公司 | Continuous chromatography system and chromatography method |
RU2690705C1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of assessing heat resistance of organophosphorus pesticides when performing disinsection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4035168A (en) | Nonreactive inlet splitter for gas chromatography and method | |
US7217360B2 (en) | Multi column chromatography system | |
US4766760A (en) | Method of chromatographic analysis of a mixture of liquid substances and a gas chromatograph for carrying out the method | |
SU1041925A1 (en) | Gas chromatograph | |
Novotny et al. | Some factors affecting the coating of open tubular columns for gas chromatography | |
US5672810A (en) | Gas chromatograph apparatus for a liquid sample containing a solvent | |
WO1993009429A1 (en) | Apparatus and method for simultaneous supercritical fluid extraction and gas chromatography | |
JP4475447B2 (en) | Apparatus and method for investigating physical properties of solid substances by inverse chromatography | |
SU1122965A1 (en) | Method of chromatographic analysis of substance mixtures and device for application thereof | |
Scott et al. | The effect of temperature and moderator concentration on the efficiency and resolution of liquid chromatography columns | |
US6134945A (en) | Method for applying samples to be analyzed by gas chromatography and sampling tube | |
US3257781A (en) | Gas chromatography apparatus | |
US4991423A (en) | Method of gas-chromatographic analysis of mixtures and device therefor | |
US3592064A (en) | Method for transferring a sample to be analyzed into the column of a gas chromatograph, and system for carrying out the method | |
US3187486A (en) | Process and device for bidimensional gas chromatography for preparative purposes | |
US3245250A (en) | Vaporizer for a process gas analyzer | |
SU1734003A1 (en) | Method of gas chromatographic analysis of mixture of substances | |
SU1734005A1 (en) | Method for chromatographic analysis of microimpurities in gas | |
US3731466A (en) | Continuous flow multiple trap for low temperature reduced pressure gas chromatography | |
RU2082165C1 (en) | Pyrolytic decomposition unit | |
CN219695029U (en) | Enrichment sample injection device for measuring trace impurities in high-pressure liquid by serial gas chromatograph-mass spectrometer | |
SU1567973A1 (en) | Apparatus for taking samples and introducing samples of equilibrium steam into gas chromatograph | |
Gupta et al. | An overview on the chromatography | |
SU1272228A1 (en) | Device for sampling and introducing vapour phase samples in gas chromatograph | |
SU1122969A1 (en) | Device for thermal desorption of concentrated impurities from concentrator to chromatographic column |