SU1564530A1 - Жидкостный хроматограф - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к анализу с помощью жидкостной ионной хромотаграфии, может быть использовано в анализе сложных электролитов, при разделении изотопов. Целью изобретени   вл етс  улучшение разделени  ионных смесей. Жидкостный хроматограф включает последовательно соединенные насос, дозатор с накопителе ми, колонки, усилительную  чейку и детектор с дифференциальным усилителем. С помощью усилительной  чейки в виде проточного выпаривател  с нагревателем, включенного параллельно разделительной колонке, большую часть пробы с аэлюентом концентрируют и многократно раздел ют, что улучшает разделение компонентов. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к анализу методом жидкостной хроматографии (ИХ) и наиболее эффективно может быть использовано при анализе ионного состава сложных электролитов, в разделении изотопов.

Целью изобретени   вл етс  улучшение разделени  ионных смесей.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого жидкостного хроматографа; на фиг. 2 - усилительна   чейка, разрез; на фиг. З - хроматограмма разделени  модельной смеси бромида и нитрата.

Хроматограф состоит из емкости 1 с элюентом, соединенной с входным патрубком насоса 2 высокого давлени , обеспечивающего непрерывную подачу элюрнта с расходом 0,1-10,0 мл/мин

и давлением 0-15 МПа через трехходовой переключатель 3 на дозатор 4 пробы или блок петлевых накопителей 5. Дозатор пробы 4 соответствует аналогичным устройствам в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Блок петлевых накопителей 5 содержит (N - 1) петлевых накопителей, представл ющих собой катушки с теф- лоновыми или другими капилл рами объемом 1-20 мл, диаметром канала не более 2 мл. Дозатор через трехходовой переключатель -6, имеющий измеритель 7 объема жидкости, подключен к раздел ющей колонке 8, где происходит ионообменное разделение смесей ионов.

Выход раздел ющей копенки 8 соединен (I входным патрубком делител  9

СП

оэ

4

сл

GO

потока, представл ющего собой тройник с двум  запорными кранами, мано- метром и/или расходомерами. Один из выходных патрубков соединен с входом подавительной колонки 10, выход которой соединен с проточной  чейкой детектора 11, выполненного в виде кондуктометра . Другой выходной патрубок делител  9 потока соединен с балласт- ной колонкой 12, котора  представл ет собой колонку дл  ВЭЖХ, наполненную инертным по отношению к ионным смес м материалам в виде частиц диаметром до 50 мкм. Выход балластной колонки 12 подключен к усилительной  чейке 13, котора  соединена через трехходовой переключатель 3 с петлевыми накопител ми 5. Усилительна   чейка 11 представл ет собой выпари- ватель малого объема с нагревателем 14, где поступающий раствор концентрируетс  за счет интенсивного нагрева стенок  чейки, а выдел ющиес  пары стравливаютс  через воздушный кла- пан 15 (фиг. 2).

Детектор 11 соединен с регистратором (самописец, интегратор и т.п.) и с дифференцирующим усилителем 16, выходной сигнал которого управл ет работой нагревательного элемента усилительной  чейки 13.

Схема хроматографа работает следующим образом.

Насосом 2 элюент из емкости 1 подаетс  через трехходовой переключатель 3 (с переключателем в крайнем левом положении) на дозатор 4, где смывает находившуюс  там пробу (смесь ионов) и через переключатель 6 (с пе- реключателем в крайнем положении) поступает в раздел ющую колонку 8, где смесь ионов раздел етс  за счет различной сорбционной способности сорбента к компонентам смеси. Далее, в общем случае, частично разделенную смесь вместе с потоком элюента в делителе 9 дел т на два потока - конт-- рольный поток, направленный на подави тельную колонку 10, составл ющий 1- 10% от суммарного потока, и рабочий поток, составл ющий, соответственно 99-90%. Контрольный поток поступает в подавительную колонку 10, где происходит ионообменна  компенсаци  электропроводности элюента, а компонент смеси не подвергаетс  изменению, после чего элюент поступает в  чейку детектора 11, который обеспечивает

.

5

5

5

0

пропорциональность электрического сигнала электропроводности протекающего раствора. Выходной сигнал детектора 11 поступает на регистратор, где фиксируетс  информаци  о смеси контрольного потока, и в дифференцирующий усилитель 16, где сигнал подвергаетс  дифференцированию по времени . По достижении величины производной выше порогового значени  срабатывает пороговое реле, которое включает нагревательный элемент 14 усилительной  чейки 13, а при снижении величины производной ниже порогового значени  отключает нагреватель 14.

Рабочий поток поступает в балластную колонку 12, на прохождение межзернового пространства которой поток затрачивает врем , равное времени прохождени  контрольным потоком подавительной колонки. В балластной колонке 12 в силу инертности загрузки компоненты смеси не претерпевают изменений. Затем рабочий поток поступает в усилительную  чейку 13. В усилительной  чейке 13 с рабочим потоком происход т следующие изменени : выпаривание воды; возгонка или осаждение избытков элюента, возникающих при упаривании; стравливание образующихс  паров через воздушный клапан 15. Указанные изменени  происход т во врем  работы нагревател  14, который управл етс  по сигналам дифференцирующего усилител  16 посредством порогового реле.

Обратна  св зь усилител  16 с усилительной  чейкой 13 устроена таким образом, -что  чейка 13 видит только наклонные участки кривой хромато- графического пика и соответственно только тогда работает нагреватель 14. Горизонтальные участки кривой остаютс  без изменени . В результате действи  усилительной  чейки 13 на раствор первоначальна  форма кривой измен етс  - пик становитс  более крутым и высоким, а раздел ющие их горизонтальные участки не измен ютс . Если при помощи усилительной  чейки 13 ширину пиков такой кривой уменьшить с нескольких мл до дес тков мкл, то такой раствор можно снова вводить в раздел ющую колонку 8 в пор дке возрастани  времени vnepxaiBaHHtf компонентов . Дл  улучшени  разпичитель- ной способности хром 1тогрлфического разделени  ввопима  проба должна

представл ть собой узкий пик. Поэ- тому раствор, подготовленный описанным способом, вполне подходит дл  ввода на следующий цикл и продолжени  эффективного хроматографического разделени . Поскольку зоны компонентов такого раствора пространственно разделены в пор дке возрастани  времени удерживани , то дальнейшее пропускание через раздел ющую колонку 8 еще более усилит разделение компонентов . Преобразованный таким образом усилительной  чейкой 13 рабочий поток поступает в петлевые накопители 5 (вначале в крайне левый накопитель Полное заполнение накопител  фиксируетс  по показани м измерител  объема 7, после чего краны 3 и 6 переключают в следующее слева положение, ввод  таким образом раствор из накопител  5 в поток элюента дл  повторного разделени  частично разделенной , контрастированной в усилительной  чейке 13 смеси ионов на раздел ющей колонке 8 хроматографа.

Описанна  установка позвол ет неоднократно (N-1) раз направл ть рабочий поток на повторное разделение, в результате чего эффективность хроматографического разделени  увеличиваетс  в Nu раз, а врем  анализа - не более чем в N(N+1)/2 раз.

Пример. Насос 2 из комплекта ионного хроматографа осуществл ет равномерную подачу водных растворов в пределах 0,1-6,0 мл/мин под давлением до 15 МПа. Переключатели 3 и 6 представл ют собой спаренные краны из комплекта Двет-3006, а дозатор 4 - петлевой дозатор хроматографа Цвет- 3006 объемом 50 мкл. Петлевой накопитель 5 - трубка из нержавеющей стали внутренним диаметром 1 мм, длиной 1270 мм (объем 4,0 мл). Раздел юща  колонка 8 имеет размерь;: диаметр х х длина 4 х 70 мм, сорбент САВ-300 зернением 25 мкм. Отношение потоков |в делителе 9: рабочий - 95%;эталон- ный 5%. Запирающие краны из комплекта хроматографа Цвет-304. Подави- тельна  колонка 10 имеет размеры 2 х х 100 мм, сорбент КУ-2х8 зернением 50 мкм. Кондуктометр 11 с  чейкой. Балластна  колонка 12 имеет размеры;

, 6x200 мм, наполнитель Сферон- 100.000 (ЧССР) зернением 25-40 мм0.

Усилительна  чейка (фиг.2)представл ет собой проточный выпариватель из толстого термостойкого стекла объе64530

.

10

мом100 мклс проволочным нагревателем 14 и воздушным клапаном 15. Рабоча  температура 140°С, перепад давлени 

в  чейке 13, 0,2-0.4 МПа. Дифферен- / пирующий усилитель 16 работает с пороговым реле дл  управлени  нагревателем усилительной  чейки 13.

Пример. В качестве примера рассмотрено разделение (2 цикла) смеси близких по свойствам анионов: бромида и нитрата. Модельна  смесь содержала 10 мг/Вг и 10 мг/л N0 . В качестве элюента использовали 4,0 мМ раствор (КН4)г СОЭ, который - пропускали со скоростью 2,0 мл/мин.

В результате на самописце произведена -запись двух разделений (после

Iникла и после II цикла) исходной смеси, На I цикл работы затрачено

IIмин; эффективность используемой разделительной колонки в 250 т. т.не позвол ет разделить исходную смесь. На II цикл затрачено еще 13 мин, . на весь опыт 24 мин, причем эффектилз20

25

ность разделени  возросла в 4

35

40

раза

Claims (1)

1. и стала равной 1000 т.т. что позволило полностью разделить смесь бро- мндй и нитрата (фиг. 3). Формула изобретени 

   30 Жидкостный хроматограф, содержащий последовательно соединенные насос дл  подачи элюента, дозатор с петлевым накопителем, разделительную, подавителькую колонки, детектор с усилителем и регистратором, о т л и- чаю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  разделени  ионных смесей, он снабжен тройником, балластной колонкой , усилительной  чейкой, вторым петлевым накопителем, а усилитель выполнен дифференциальным, причем между разделительной и подави- тельной колонкой установлен тройник, один из выходов которого соединен с балластной колонкой, к выходу которой последовательно подключены усилительна   чейка и второй петлевой накопитель, установленный парал- I лельно первому, усилительна   чейка

   5Q представл ет собой проточный выпа- 1 риватель с воздушным клапаном и нагревателем , соединенным обратной электрической св зью с дифференциаль- 1 ным усилителем детектора, а оба петлевых накопител  подключены к разделительной колонке и сбросу, а также к насосу и усилительной  чейке через два синхронных соединенных переключател  .

   45

   55

   doj.oefj.3nz3f/

   hO

   VJ

   I I

   S

   э

   «Vi

   4

   s