Xromatografik usullar tahlil qilinayotgan moddaning qo‘zg‘almas va
Download 320.43 Kb. Pdf ko'rish
|
14-ma\'ruza matni
|
Transkripsiya
1 Qisqa hikoya suyuq xromatografiyaning rivojlanishi Xromatografiyani M.S. 1903 yilda ustunli suyuqlik-adsorbsion usul shaklida rang. Bu usulda donasi kattaligi mkm dan ortiq bo'lgan adsorbentlar qo'llanilgan, tortishish kuchi ta'sirida eluent (erituvchi) kolonkadan tortishish kuchi bilan o'tgan va oqim detektorlari yo'q edi. Ajratish asta-sekin, bir necha soat davomida davom etdi va bu rejimda suyuq xromatografiyani analitik maqsadlarda ishlatish mumkin emas edi. Yillarda. turli mamlakatlardagi mutaxassislarning sa'y-harakatlari tezkor suyuqlik xromatografiyasini yaratishga qaratilgan. Ajralish tezligini oshirish uchun tashqi va ichki diffuziya yo'llarini qisqartirish kerakligi aniq edi. Bunga adsorbent donalarining diametrini kamaytirish orqali erishish mumkin. Ustunlarni mayda donalar (5-10 mikron) bilan to'ldirish yuqori bosimli nasoslardan foydalanishni talab qiladigan yuqori kirish bosimini yaratdi. Yuqori bosimli suyuqlik xromatografiyasi shunday tug'ilgan. Yupqa fraksiyaning adsorbentlariga o'tish bilan ustunlarning samaradorligi sezilarli darajada oshdi, shuning uchun zamonaviy ekspress-analitik suyuqlik xromatografiyasi yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi (HPLC) deb nomlandi. Yupqa taneli qattiq adsorbentlarni (5 yoki 10 mikron) ishlab chiqish, yuqori bosimli nasoslarni (200 atm.dan ortiq) va oqim detektorlarini yaratish, bularning barchasi HPLC ning yuqori ishlashini ta'minladi. Ajralish vaqtlari bo'yicha u gaz xromatografiyasidan kam emas edi va qo'llash sohalarida u undan sezilarli darajada oshib ketdi. Hozirgi vaqtda HPLC boshqa xromatografik usullar orasida ishlab chiqarilgan asbob-uskunalar hajmi bo'yicha ham (yiliga kromatograflardan ortiq, qiymati 2 milliard dollardan ortiq), nashrlar soni bo'yicha ham (yiliga 5-6 ming nashr) etakchi o'rinni egallaydi. . Zamonaviy HPLC turli xil versiyalarda amalga oshiriladi. Bu variantlar molekulalarning turli aralashmalarini (shu jumladan barcha turdagi izomerlarning aralashmalarini) ajratish imkonini beradi; sintetik va biopolimerlarning makromolekulalari (shu jumladan viruslar va massasi bir necha milliongacha bo'lgan molekulalar); ionlar va barqaror radikallar. HPLC ning roli fan va ishlab chiqarishning biologiya, biotexnologiya, oziq-ovqat sanoati, tibbiyot, farmatsevtika, sud-tibbiyot, atrof-muhit ifloslanishini nazorat qilish va boshqalar kabi muhim sohalarida ham katta. HPLC inson genomini dekodlashda asosiy rollardan birini o'ynadi, yaqinda yillar davomida proteomika muammolarini muvaffaqiyatli hal qilmoqda. Oxirgi o'n yillikda qo'llanilgan 2 HPLC varianti Variantlar Teskari fazali Oddiy fazali Ion-juft Ion almashinuvi hajmini istisno qilish Jel filtrlash Ligand almashinuvi Chiral yaqinlik Immunitet miselyar Hidrofobik Kumush teskari faza Suyuqlik- suyuqlik Variant Ekstraktsion Donorni yutuvchi kompleks Turbulent uzluksiz to'shakka qarshi Counter HPLC nazariyasining yuqori haroratli membrana savollari Xromatografik jarayon: ushlab turish, suyultirish, ajratish Xromatografik ustun oddiy adsorbent bilan to'ldirilgan naycha bo'lib, u orqali erituvchi doimiy ravishda oqadi. Adsorbent (sorbent, ustunni to'ldiruvchi) ustunda filtrlar yordamida ushlab turiladi, u statsionar va shuning uchun statsionar faza deb ataladi. Sorbentga nisbatan harakatlanuvchi erituvchi harakatlanuvchi faza (ayrim hollarda eluent) deb ataladi. Ustun bo'ylab harakatlanayotganda, moddaning molekulalari (sorbatlar) sorbentning teshiklari ichida tarqaladi va u yoki bu turdagi molekulalararo o'zaro ta'sirlar natijasida statsionar faza yuzasida adsorbsiyalanadi. Molekulalarning adsorbsiyalangan holatda bo'lish vaqti sorbatlarning sorbent bilan molekulalararo o'zaro ta'sirining kuchi bilan belgilanadi. Juda zaif sorbtsiya bilan molekulalar deyarli barcha vaqtlarini o'tkazadilar Mobil fazaning 3 yechimi va shuning uchun kolonna bo'ylab harakatlanuvchi fazaning tezligidan bir oz pastroq tezlikda harakatlaning. Aksincha, juda kuchli sorbtsiya bilan molekulalar sirtdan deyarli ajralmaydi va ularning ustun bo'ylab harakatlanish tezligi ahamiyatsiz. Xromatografiya nuqtai nazaridan, adsorbsiya kuchi oraliq bo'lgan va sorbatlarning ustun bo'ylab harakatlanish tezligi mobil fazaning harakat tezligidan 2-10 baravar kam bo'lgan sharoitlar ko'proq qiziqish uyg'otadi. Xromatografiyada harakatlanuvchi fazaning harakatiga nisbatan molekulalar harakatining sekinlashishi hodisasi tutilish deyiladi. Agar moddalarning sorbsiya konstantalari har xil bo'lsa, ularning ustun bo'ylab o'rtacha harakat tezligi ham har xil bo'ladi. Shunday qilib, ajratish xromatografiyasining asosiy maqsadiga erishiladi. Tabiiyki, amalda bitta molekulalar ustunga kiritilmaydi. Agar ustunga har xil turdagi kamida bir nechta molekulalar kiritilsa, sorbat molekulalarining o'rtacha harakat tezligi hali ham farq qiladi. Bundan tashqari, har bir turdagi alohida molekulalarning harakat tezligi ma'lum bir tur uchun o'rtacha qiymatdan u yoki bu yo'nalishda og'adi. Dastavval lahzali impuls shaklida ustunga kiritilgan sorbat molekulalari ustunni kengroq zonada qoldiradi. Xromatografiyada bir xil molekulalarning harakat tezligining bunday aniqlanmasligi eroziya deb ataladi. Ushbu kiruvchi hodisa bir moddaning molekulalari orasida tezligi birinchisining eng tez molekulalarining tezligiga yaqin bo'lgan boshqasining molekulalari ham bo'lishi mumkinligiga olib keladi. Natijada, moddalar zonalari qisman bir-birining ustiga chiqishi mumkin va ajratish to'liq bo'lmaydi. Retension va eroziya jarayonlari xromatografiya nazariyasining predmeti hisoblanadi. Ba'zi asosiy atamalar va ta'riflar Xromatogramma - bu kolonnadan harakatlanuvchi fazali oqim bilan chiqib ketayotgan birikmalar konsentratsiyasining ajralish boshlangan vaqtga bog'liqligini tasvirlaydigan egri chiziq. 4 Xromatogramma odatda asosiy chiziq va cho'qqilardan iborat. Xromatografik qurilmalarda, qoida tariqasida, harakatlanuvchi fazadagi moddaning kontsentratsiyasini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash yo'q, lekin detektorning maxsus birligi yordamida kontsentratsiyaga (elektrik) funktsional bog'liq bo'lgan ba'zi jismoniy miqdorlar o'lchanadi. o'tkazuvchanlik, optik zichlik va boshqalar). Asosiy chiziq detektor signalni faqat mobil fazadan qayd etadigan vaqt oralig'iga to'g'ri keladi. Gauss taqsimotiga ideal tarzda yaqinlashadigan tepalik egri chizig'i ustundan chiqishda kontsentratsiyaning bosqichma-bosqich o'sishini va uning keyingi pasayishini tavsiflaydi. Xromatogrammada tepalik paydo bo'ladigan vaqt ushlab turish vaqti (t R) deb ataladi. Xromatografik tizimning doimiy ish sharoitlari va fazaviy tarkibi sharoitida ma'lum bir modda uchun ushlab turish vaqti doimiy bo'ladi. Ba'zan, xromatogrammaning boshlang'ich qismida tepalik qayd etiladi, uning tabiati namunani in'ektsiya qilish paytida ustundagi qisqa muddatli muvozanat bilan bog'liq. Bu cho'qqi so'rilmaydigan moddani ushlab turish vaqtiga to'g'ri keladi (t 0). Moddalarning ikkita ajratilgan cho'qqilarining qiyosiy termodinamik xususiyatlari nisbiy tutilish yoki selektivlikni beradi. Bu qiymat berilgan xromatografik tizimning berilgan juft moddalarni ajratish qobiliyatini ko'rsatadi. Saqlash vaqtlari va ulardan olingan barcha miqdorlar asosan jarayonning termodinamik xarakteristikalari hisoblanadi. Biroq, natija termodinamik va kinetik turdagi omillarning birgalikdagi ta'siri bilan aniqlanadi. Agar xromatografik tizimda bo'lsa bu kompozitsiya da Berilgan haroratda ikkita modda uchun t R qiymatlari bir xil bo'ladi (yoki = 1,0), u holda ustunning geometriyasida hech qanday o'zgarish bu juftlikning ajralishiga olib kelmaydi. Ammo, boshqa tomondan, t R qiymatlaridagi farq avtomatik ravishda ajralish va undan ham ko'proq yaxshi narsaga erishiladi degani emas. Buning uchun ishlatiladigan ustun etarlicha yuqori kinetik xususiyatlarga ega bo'lishi kerak. Sorbtsiya-desorbsiya aktlari ajralish potentsialini amalga oshirish uchun yuqori tezlikda amalga oshirilishi kerak, bu t R farqi bilan ko'rsatiladi. Jarayonning asosiy kinetik xarakteristikasi - nazariy plastinkaga ekvivalent h balandligi. (HETT). Bu qiymat sorbent qatlamining balandligiga to'g'ri keladi, uning o'tishi davomida sorbsiya-desorbsiya akti o'rtacha bir marta sodir bo'ladi. U asosan ishlatiladigan sorbent sifatini, ustunni to'ldirish sifatini va xromatografiya rejimini to'g'ri tanlashni aks ettiradi. Ustunning sifatini baholash uchun nazariy plitalar sonining o'zaro nisbati qo'llaniladi.Nazariy plitalar soni ustunning samaradorligini o'lchovidir. Xromatografik zonalarning eroziyasi Ajraladigan aralashma ustunga tor impuls shaklida yuboriladi va uning hajmini ustun hajmiga nisbatan e'tiborsiz qoldirish mumkin. Ajraladigan moddalarning molekulalari harakatlanuvchi faza oqimi bilan harakat qilganda, impuls asta-sekin kengayadi, undagi ajraladigan moddalarning konsentratsiyasi esa kamayadi. Bu jarayonning asosiy sababi shundaki, alohida molekulalarning ustun bo'ylab harakatlanish tezligi berilgan birikmaning o'rtacha tezligi xarakteristikasidan farq qiladi. Har xil turdagi molekulalarni ajratishga erishishning xromatografik jarayonining yakuniy foydali natijasi nuqtai nazaridan, zonalarning xiralashishi, hech bo'lmaganda, quyidagi sabablarga ko'ra juda istalmagan. Birinchidan, kuchli eroziya turli xil birikmalar zonalarining qisman qoplanishiga olib keladi va shuning uchun tizimning selektivligi uchun yanada qattiqroq talablar qo'yilishi kerak. Bundan tashqari, agar u yoki bu holatda yuqori selektivlikni ta'minlash mumkin bo'lsa ham, umumiy ajratish qobiliyati kichikdir. Eroziyaning yana bir salbiy oqibati - bu zonaning markazida sorbat konsentratsiyasining pasayishi, tahlil paytida sezuvchanlikning pasayishiga olib keladi. Eroziya jarayonlari intensivligining o'lchovi nazariy plastinkaga ekvivalent balandlikdir. h ning qiymati bir qator maxsus jarayonlar bilan belgilanadi. 1) Mobil faza oqimining bir xilligi. Ustundagi sorbent mobil faza oqadigan kanallar tizimini hosil qiladi. Sorbent zarralari qanchalik nozik bo'lsa, harakatchan faza molekulalarining yo'l uzunligi bir-biriga yaqinroq bo'ladi. kamroq farq bir zonaning molekulalarining ustundan o'tish vaqti, zonaning surilishi kamroq. 2) Harakatlanuvchi va statsionar fazalardagi molekulyar diffuziya. Oqim tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, shu sababli kamroq loyqalik. 3) Massa almashinish tezligi, sorbsiya yoki ion almashish vaqti. Oqim tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, bu sabab tufayli loyqalik shunchalik katta bo'ladi. H ni kamaytirish uchun diametri kichikroq bo'lgan sorbent zarralarini qo'llash kerakligi aniq. Afsuski, bu yo'ldan faqat ma'lum chegaragacha foydalanish mumkin, bu esa texnik nuqtai nazardan belgilanadi. Ustundagi bosimning pasayishi jarayonning boshqa parametrlari bilan quyidagi bog'liqlik bilan bog'liq: bu erda r - oqim qarshiligi parametri, p - bosimning pasayishi, U - oqim tezligi, L - ustun uzunligi, d - sorbentning o'lchami zarralar. Bosimning oshishi bilan uskunaning narxi va murakkabligi keskin oshadi. Shuning uchun HPLC da d p = 3-10 mikron. Samaradorlikni oshirish uchun kamroq yopishqoq erituvchilarga afzallik beriladi, chunki ular yuqori diffuziya koeffitsientiga va kamroq ustun qarshiligiga ega. HPLCda xromatografik zonalarning diffuziya nazariyasi hozirgi kunga qadar ko'proq yoki kamroq tugallangan. Ushbu nazariyaning rivojlanishi nazariyaga yaqin ustunlarning samaradorligini amalda qo'llash imkonini berdi. Shunday qilib, don diametri 3 mkm dan kam bo'lgan sorbentlardan foydalanganda, ustun uzunligining bir metriga nazariy plitalargacha samaradorlik olindi. Xromatograflar ajralish selektivligini o'rganishga katta e'tibor berishadi. HPLCda gaz xromatografiyasidan farqli o'laroq, selektivlik sorbentning tabiati va eluentning tabiati bilan belgilanadi. Sorbtsiyaning erkin energiyasi bilan bog'liq bo'lgan modda - erituvchining o'zaro ta'sirini o'rganish bo'yicha ishlar davom etmoqda. HPLC nazariyasidagi dolzarb mavzular ajratish jarayonini kompyuter optimallashtirishdir. Yuqorida ta'kidlanganidek, hozirgi vaqtda xromatograflarning asosiy sa'y-harakatlari ajratish selektivligi masalalarini nazariy o'rganishga qaratilgan. Turli xil kimyoviy tabiatdagi sorbentlarda va ko'p o'lchovli xromatografiya variantlarida molekulalarning tuzilishi va ularning saqlanishi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganish bo'yicha o'nlab nashrlar mavjud. Gaz xromatografiyasida ham, HPLCda ham ajratishning selektivligini yaxshilash uchun izomerlarni tanlab ajratish uchun siklodekstrinlar, toj efirlari va suyuq kristalllardan foydalanilganda sterik omil keng qo'llaniladi. 7 Gaz va suyuqlik xromatografiyasida optik izomerlarni ajratish nazariyasidagi ta'sirchan yutuqlar. Natijalar kashfiyot darajasida olingan bo'lib, optik izomerlarni ikkita nuqtadagi kontaktlar bilan ajratish imkoniyatini ko'rsatdi (uchinchi aloqa nuqtasi axiral adsorbentning yuzasi bo'lishi mumkin). Kritik sharoitlarda polimerlarning xromatografiyasi nazariyasini ishlab chiqish muvaffaqiyatli davom etmoqda. Xromatografik ushlab turish parametrlarini biologik va kimyoviy faollik molekulalar. Bu, ayniqsa, dori vositalarining yangi turlarini izlashda farmatsevtika uchun istiqbolli. So'nggi yillarda HPLCda haroratning butun ajratish jarayoniga ta'siri muammosi katta qiziqish uyg'otdi. Yuqori haroratli HPLC taklif qilingan va bu usulda haroratni dasturlash uchun uskunalar ishlab chiqilmoqda. Eluentning harorati va kuchini bir vaqtning o'zida o'zgartirganda, ajratishni optimallashtirish ustida ishlash istiqbolli ko'rinadi. Biz ustun bo'ylab qo'llaniladigan elektr maydonining g'ovakli uglerod adsorbentli ustunlarga kortikosteroidlarni ushlab turish va eroziyasiga ta'sirini o'rgandik. magnit maydon politetrafloroetilen bilan qoplangan po'lat sharlar bilan magnit zarralar bilan to'ldirilgan ustunlar ustida ushlab turish uchun. HPLC uchun sorbentlar HPLC uchun sorbentlarning keng assortimenti ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. Dunyo bo'ylab 100 ga yaqin kompaniya 300 dan ortiq sorbentlarni ishlab chiqaradi. Biroq, haqiqiy assortiment ancha torroqdir, chunki ko'pgina kompaniyalarning sorbentlari sirtning kimyoviy tabiatida bir xil va faqat nomlari bilan farqlanadi. Turli sorbentlarda turli HPLC usullarini qo'llashning nisbiy ulushi Xromatografiya usuli / turi Sorbentdan foydalanuvchilarning foizi Teskari faza 50,4 Payvandlangan guruhlar bilan silikagel C C 8 15,9 Fenil 7,1 C 4 2,3 C 1 -C 2 1,1 Download 320.43 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|