реферат по хроматография. Жидкостная хроматография к слайду 2
 Скачать 26.95 Kb.
|
|
ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ К слайду 2: Начало ХХ века было ознаменовано открытием метода хроматографии, который внес значимый вклад в разные научные области. Хроматография относится к физико-химическому методу анализа и разделения смесей жидкостей, газов или растворенных веществ при помощи методов сорбции в динамических условиях. Метод базируется на разном распределении веществ между двумя фазами - подвижной и неподвижной. При многократном повторении фазовых переходов можно получить высокую эффективность разделения. К слайду 3: Если неподвижной фазой (мелкоизмельченным сорбентом) заполнить стеклянную или металлическую трубку, а движение жидкости или газа подвижной фазы производить за счет перепада давления на концах трубки, то она будет являться хроматографической колонкой. При поступлении смеси разделяемых веществ вместе с током подвижной фазы в хроматографическую колонку каждый из компонентов разделяемой смеси при контакте с поверхностью неподвижной фазы распределяется между фазами в соответствии со своими индивидуальными свойствами адсорбируемости и растворимости. Из-за непрерывного тока подвижной фазы только часть вещества может успеть вступить во взаимодействие с неподвижной фазой, другая же часть поступает дальше и взаимодействует с другим участком неподвижной фазы. Поэтому для распределения вещества между фазами ток подвижной фазы должен быть достаточно медленным. Чем более сильное сродство проявляет компонент к неподвижной фазе, тем сильнее он адсорбируется и тем дольше удерживается на сорбенте, тем медленнее происходит его передвижение вместе с подвижной фазой. Компоненты в составе смеси обладают не одинаковым сродством к сорбенту, поэтому при продвижении смеси вдоль сорбента происходит разделение: одни компоненты адсорбируются вначале пути, другие далее. Молекулы разных веществ разделяемой смеси обладают разной степенью сродства к неподвижной фазе и соответственно средняя скорость их перемещения по колонке различна. Это различие при достаточной длине колонки приводит к полному разделению смеси на составляющие. В хроматографическом процессе происходит сочетание термодинамического (установление равновесия между фазами) и кинетического (движение компонентов с разной скоростью) аспектов. К слайду 4: Жидкостная хроматография представляет собой вид хроматографии, в которой элюентом, то есть подвижной фазой, является жидкость. Неподвижная фаза может быть представлена твердым сорбентом с нанесенным на его поверхность гелем. В колоночной жидкостной хроматографии через колонку, заполненную неподвижной фазой, пропускают порцию разделяемой смеси веществ в потоке элюента. В тонкослойной жидкостной хроматографии элюент движется под действием капиллярных сил по тонкому слою сорбента, нанесенного на специальную пластину. Классический вариант колоночной жидкостной хроматографии предусматривает стеклянную колонку, заполненную сорбентом, в которую вводят растворенную в элюенте анализируемую пробу и пропускают через колонку элюент, отбирая на выходе порции элюата. Данный вариант в лабораторной практике применим и в настоящее время, но из-за малой скорости прохождения элюента под действием сил тяжести, анализ занимает длительное время. К слайду 5: Нормально-фазовая хроматография характеризуется более высокой полярностью поверхности сорбента по сравнению с элюентом. В обращенно-фазовой хроматографии сорбент является неполярным, а элюент – полярным. Жидкостная хроматография по механизму удержания веществ неподвижной фазой делится на адсорбционную, осадочную, распределительную, ионообменную хроматографию, лигандообменную, эксклюзионную и аффинную. -Осадочная хроматография базируется на разной растворимости осадков, получающихся при взаимодействии анализируемых компонентов с осадителями. -Адсорбционная хроматография по полярности элюента и сорбента относительно друг друга подразделяется на нормально-фазную и обращенно-фазную. -В распределительной хроматографии деление компонентов происходит за счет распределения веществ между двумя жидкими фазами: неподвижной является жидкая фаза, нанесенная на твердый носитель. В распределительной хроматографии выделяют бумажную и тонкослойную. В методе бумажной хроматографии носителем является хроматографическая бумага с определенными свойствами. В методе тонкослойной хроматографии процесс разделения смеси веществ осуществляется в тонком слое сорбента, иммобилизованного на инертной твердойподложке. -В ионообменной хроматографии деление происходит из-за разной способности ионов к обмену с ионами ионогенных групп сорбента. -Лигандообменная хроматография базируется на разной способности веществ давать комплексы с катионами переходных металлов и лигандами неподвижной фазы. -В основе аффинной хроматографии лежит образование прочных химических связей с определенными группами неподвижной фазы. -В эксклюзионной хроматографии принцип деления заключается в том, что молекулы небольших размеров могут проникать в тонкие поры сорбента и удерживаться в них, молекулы крупных размеров в них проникнуть не могут или проникают только в широкие поры и проходят колонку с незначительным удержанием. Эксклюзионная хроматография делится на гель-проникающую и гель-фильтрационную. В гель-проникающей хроматографии деление происходит на полимерах, набухающих в органических растворителях. Гель-фильтрационный вариант предполагает применение в качестве неподвижных фаз набухающих в воде полимеров. К слайду 6: Разновидностью распределительной хроматографии является широко используемый метод ВЭЖХ. Самыми распространенными хроматографическими системами для осуществления ВЭЖХ являются системы с модульным принципом сборки, то есть дегазирующие устройства, насосы, коллекторы, детекторы, дозаторы, блоки управления хроматографической системой и регистрирующие устройства производят в виде отдельных модулей. Это позволяет быстро менять конфигурацию системы в связи с целями исследований с минимальными расходами. К слайду 7: Через входной фильтр подвижная фаза насосом высокого давления подается в систему ввода образца, туда же вводится проба. Затем образец с током подвижной фазы направляется в делительную колонку. Элюат поступает в детектор и вскоре удаляется в сливную емкость. При прохождении элюата через детектор регистрируется хроматограмма и данные передаются на систему сбора и обработки данных. Применяя различные элюенты, можно менять параметры удерживания и селективность хроматографической системы. К слайду 8: В адсорбционной жидкостной хроматографии в качестве неподвижной фазы используют полярные и неполярные пористые тонкодисперсные материалы. Подвижная фаза должна растворять анализируемую пробу полностью и иметь невысокую вязкость (чтобы коэффициенты диффузии были достаточно высокими). Она должна быть инертной по отношению к материалам из которых изготовлен хроматограф, подходящей для детектора и безопасной. Используемые в жидкостной хроматографии подвижные фазы различаются по элюирующей силе. Элюирующая сила показатель, характеризующий во сколько раз энергия сорбции на данном адсорбенте данного элюента выше, чем энергия сорбции элюента-стандарта (н-гептана). Слабые растворители адсорбируются неподвижной фазой плохо, поэтому коэффициенты распределения сорбируемых веществ высокие. Сильные растворители хорошо адсорбируются, поэтому имеют низие коэффициенты. Растворитель тем сильнее, чем выше в нем растворимость пробы, чем сильнее происходит взаимодействие растворитель - сорбируемое вещество. Но в случае сложных биологических смесей часто не удается подобрать растворитель с такой силой, чтобы все компоненты элюировались за приемлемое время. Тогда применяют градиентное элюирование, т.е. используют растворитель, элюирующая сила которого в процессе анализа меняется таким образом, что постоянно увеличивается по необходимому алгоритму. Таким приемом добиваются элюирования всех компонентов за относительно короткий временной промежуток и их разделения на компоненты, отображаемого на хроматограмме в виде узких пиков. К слайду 9: Важнейшими характеристиками хроматограммы является время удержания tr и удерживаемый объем, отражающие природу вещества, его способность к сорбции на неподвижной фазе и при постоянстве условий процесса хроматографирования являющиеся средством иден тификации веществ. Для колонки при определенной температу ре и скорости потока время удержания каждо го соединения является постоянным: tR(a) - время удержания компонента А смеси с момента ввода в колонку до появления на выходе из колонки пика, tR(BC) - время удержания внутреннего стандарта, h - высота пика, a1/2 — ширина пика на половине его высоты. Для идентификации веществ по хроматограмме используют их стандартные образцы. Сравнивают время удержания определяемого компонента tRx с временем удержания tRCT стандарта. Но более надежна идентификация по измерению относительного времени удержания. При этом сначала в колонку вводят вещество – стандарт и измеряют время его удержания tR(BC), потом хроматографируют исследуемую смесь, в которую пред варительно добавляют стандарт. По формуле определяют относительное время удер жания. В основе количественного анализа лежит зависимость высоты пика или его пло щади от количества вещества. Для узких пиков предпочтительнее изме рять высоту, для широких размытых - площадь. К слайду 10: Жидкостная хроматография является важнейшим инструментом физико-химического исследования в химии, биохимии, биотехнологии и медицине. Ее применяют для очистки, анализа, разделения и выделения аминокислот, ферментов, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и т. д. Для изучения метаболизма лекарственных веществ в живых организмах; для диагностики в медицинской практике; для анализа продуктов химического синтеза, красителей, смазок, сточных вод; для изучения изотерм сорбции из растворов, селективности и кинетики химичеких процессов. Для контроля продукции в химии высокомолекулярных соединений и в производстве полимеров. Жидкостную хроматографию применяют также в парфюмерии, пищевой промышленности, для анализа экотоксикантов, в криминалистике. Внедрение методов хроматографии, и в первую очередь жидкостной хроматографии, в медицину привело к решению многих жизненно важных проблем: исследования степени чистоты и стабильности лекарственных препаратов, выделение индивидуальных гормональных средств. Список литературы 1. Васильев В. П. Аналитическая химия, В 2 кн. Кн. 2 Физико-химические методы анализа: Учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технол. спец. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2004 – 384 с. 2. Москвин Л.Н., Царицына Л.Г. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии . – Л.: Химия, 1991. – 256 с. 3. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=43468 6. http://www.curemed.ru/medarticle/articles/12186.htm 7. http://www.lumex.ru/method.php?id=16 8. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1544.html 9. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1110.html 10. http://www.prochrom.ru/ru/?idp=110 11. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/oil/spezprakt-chr.html |