Курсовая работа: Основные принципы подбора условий разделения

Курсовая работа: Основные принципы подбора условий разделения

Курсовая работа на тему:

Основные принципы подбора условий разделения

Перед начинающим хроматографистом проблема выбора типа разделительной системы (эксклюзионной, ион-парной, адсорбционной или другой) и подбора условий, с которыми лучше эту систему использовать для анализа необходимой ему смеси веществ, встает сразу же после того, как он получает эту смесь. Решить этот вопрос тем более сложно, чем менее известно вещество или вещества, с которыми предстоит работать, чем сложнее по составу проба, чем меньше опыт у хроматографиста и его возможность воспроизвести методику, описанную в литературе (отсутствие необходимых колонок и сорбентов, растворителей высокого качества, детектора, градиента растворителя и т.п.). Многое зависит от того, располагает ли хроматографист такими-то чистыми стандартами, оборудованием и методиками для очистки сложных по составу проб, особенно медицинских и биологических, от мешающих анализу примесей (взвесей, полимерных веществ, солей и др.).

Как правило, надо стремиться подбирать условия разделения по принципу — от простого к сложному.

Если вещество, с которым предстоит работать, не является уникальным (они встречаются достаточно редко), прежде всего, следует собрать о нем всю возможную информацию: к какому классу веществ относится, какова его формула, молекулярная масса, какие есть функциональные группы, в чем растворяется, какова температура кипения, показатель преломления, УФ-спектр, растворимость в различных растворителях и другое.

Когда информация о веществе или веществах собрана, следует провести тщательный литературный поиск с использованием реферативных журналов, оригинальной литературы, картотек, каталогов и собрать всю информацию о методиках анализа этого вещества как ВЭЖХ, так и родственными методами (ГЖХ, ТСХ, колоночной хроматографией). Попутно необходимо собрать информацию о методах очистки и подготовки проб. Собранную информацию следует заносить на карточки и хранить в картотеке. Если информация о веществе очень скудна или же полностью отсутствует, следует собирать информацию о наиболее близких по свойствам классах веществ. Когда весь собранный литературный материал обработан и систематизирован, нужно выбрать ту из методик, которая наиболее соответствует имеющемуся оборудованию, наиболее проста для исполнения и для воспроизведения которой есть все условия (колонки, сорбенты, растворители, реагенты).

Начинать следует с подготовки хроматографической системы. Ее следует тщательно проверить, приготовить нужный растворитель, промыть, уравновесить колонку с новым растворителем. Если возможно, после этого ввести тестовую смесь, чтобы убедиться в том, что колонка и вся система в целом наводятся в рабочем состоянии. Уравновешивание колонки с растворителем следует проводить до тех пор, пока параметры удерживания тест-веществ не станут совершенно стабильными. Затем следует перейти к анализу. На начальном этапе работы не следует увлекаться высокой чувствительностью детектирования, за исключением только тех случаев, когда исследователь не располагает чистыми стандартами и вынужден сразу работать с образцами, чистота которых вызывает сомнение. Однако и в этих случаях лучше провести очистку до ВЭЖХ, использовав метод ТСХ или другой.

Установив на детекторе среднюю чувствительность, следует по одному ввести в инжектор растворы всех имеющихся и представляющих интерес чистых веществ (стандартов), фиксируя каждый раз время выхода, форму пика, наличие примесей и все отклонения от нормы, которые замечены. Если полученные результаты близки к тем, которые получены в методике, взятой в литературе, порядок выхода пиков тот же и форма их правильная, следует проанализировать наиболее чистую из проб, с которыми предполагается работать. Если в дальнейшем предполагается работать с загрязненными пробами, очистка которых затруднена или невозможна, нужно защитить колонку от возможного загрязнения и выхода из строя путем установки после инжектора предколонки. Следует учитывать, что предколонка, заполненная пелликулярным материалом, имеет малую емкость по загрязнениям, тогда как заполненная микрочастицами размером 5 или 10 мкм—существенно большую. Установка предколонки, заполненной микрочастицами, изменяет время удерживания веществ пробы, поэтому при ее установке следует повторить ввод чистых стандартов и идентификацию компонентов в пробе.

Если все вещества, которые вас интересуют, выходят достаточно быстро и с хорошим разрешением, можно переходить к калибровке по искусственным смесям и начинать количественную работу. Если же выходят не все вещества, следует попытаться добиться их элюирования, увеличив силу растворителя. Полезно, если есть возможность, для сокращения объема поиска использовать градиент растворителя от слабого до наиболее сильного. При этом не следует забывать два положения: во-первых, колонка должна быть промыта от тяжелых компонентов предыдущих проб, анализировавшихся изократически, сильным растворителем; во-вторых, всегда следует проверить отсутствие ложных пиков при градиенте, введя вместо пробы чистый растворитель. Если исследователь не располагает возможностью применить градиент, следует использовать метод поиска от самого сильного растворителя к слабому.

При использовании для анализа обращенно-фазного варианта работы, подайте на колонку наиболее сильный растворитель, например метанол, уравновесьте с ним колонку (и вымойте все остатки от предыдущих проб, анализировавшихся с более слабым растворителем). Затем введите пробу (еще лучше, стандарт), наиболее трудно элюирующуюся. Если компонент элюируется слишком быстро (например, с нулевым объемом), значит, растворитель слишком сильный.

Уравновесьте колонку с более слабым растворителем (например, метанол — вода в соотношении 80:20) и повторить ввод пробы. Если результат тот же, переходите последовательно к соотношениям 60:40, 40:60, 20:80 до тех пор, пока не будет получено разделение достаточно хорошее с приемлемым временем элюирования всей пробы (k' последнего элюирующегося компонента не должно превышать 10). Если при этом полученная селективность (разделение некоторых компонентов) вас не удовлетворяет, можно испытать систему ацетонитрил — вода (с несколько меньшим содержанием ацетонитрила по сравнению с системой метанол—вода, в которой получено приемлемое время элюирования) — ее селективность несколько другая. Наконец, можно испытать и систему тетрагидрофуран— вода (со значительно меньшим содержанием тетрагидрофурана по сравнению с системой метанол—вода), хотя она значительно менее удобна (хуже работает в ближней УФ-области, более склонна к окислению). Наконец, имея селективность по всем трем системам обращенно-фазных растворителей, можно определить состав трехкомпонентного (или даже четырехкомпонентного) растворителя, обеспечивающий наилучшее разделение всех компонентов. Этим, однако, на практике пользуются редко, довольствуясь обычно двухкомпонентным растворителем наилучшей селективности.

При работе в нормально-фазном режиме с привитой фазой или в адсорбционном варианте уравновесьте колонку с более сильным растворителем, например с системой гексан—изопропанол в соотношении 100:10. Так же, как и в предыдущем случае, вводите пробу при этом составе растворителя; далее повторяйте несколько раз, каждый раз уменьшая элюирующую силу растворителя (ряд соотношений гексан — изопропанол 100:3, 100:1, 100:0,3 и 100:0,1 и т.д.) до тех пор, пока не будет достигнуто разделение с k' для последнего элюирующегося компонента 8—10. Если полученная при этом селективность вас не удовлетворяет, можно попытаться повторить эту работу, заменив модификатор на другой (например, ацетонитрил, метиленхлорид, уксусную кислоту и т.д.).

При этом селективность естественно, будет меняться. Можно также попытаться сменить привитую фазу на другую, оставив прежним модификатор, и за счет этого добиться требуемой селективности.

При работе в ионообменном режиме подбор условии осуществляют аналогично, начиная с наиболее сильного буферного раствора и последовательно идя к более слабому. Селективность и элюирующую силу при этом можно менять, изменяя рН буферного раствора, вводя большие или меньшие количества модификатора — органического растворителя (метанола, ацуонитрила и др.) или заменяя один буферный раствор на другой.

В случае использования ион-парной хроматографии выбор условий включает те же факторы, которые используют в ионообменной хроматографии. Однако дополнительно селективность можно регулировать, добиваясь нужного разделения, путем увеличения или уменьшения концентрации ион-парного реагента, а также изменяя соотношение полярной и неполярной групп в молекуле ион-парного реагента.

Подвижные фазы для ВЭЖХ и ТСХ

Аналитическая ВЭЖХ уже давно играет ключевую роль в контроле технологических процессов, контроле качества фармацевтической продукции и анализе объектов окружающей среды.

Серьёзные задачи вынуждают предъявлять высокие требования к используемым в качестве подвижной фазы растворителям.

Низкое УФ-поглощение, низкое содержание механических примесей, низкая кислотность или щёлочность в совокупности с малым количеством сухого остатка после упаривания являются необходимым условием воспроизводимости разделения. Данным требованиям в полной мере удовлетворяют растворители под торговой маркой LiChrosolv®, которые производятся с использованием специально отобранных реактивов, а затем подвергаются многостадийному процессу очистки, обуславливающему неизменно высокое качество каждой партии растворителей. Растворители LiChrosolv® для ВЭЖХ производятся так, чтобы полностью исключить вероятность их загрязнения следовыми количествами каких либо побочных соединений, способных затруднить интерпретацию полученных результатов анализа.

Сочетание классической жидкостной хроматографии (ЖХ) с масс-спектрометрическим (МС) детектированием быстрыми темпами становится основным исследовательским инструментом фактически в каждой области химического анализа. ЖХ - МС сочетает в себе преимущества хроматографического разделения с масс-спектрометрическим детектированием: низким пределом детектирования и способностью устанавливать структуру анализируемых соединений (особенно важно при определении и характеризации метаболитов). Особо чистые растворители марки LiChrosolv характеризуются низким УФ-поглощением и низким содержанием ионов металлов.

Благодаря высокому качеству растворителей аналитикам удаётся избежать проведения дорогостоящих повторных анализов или потерь ценных образцов.

Система хранения растворителей

Специальные стальные контейнеры одноразового использования, разработанные компанией Мерк для высокочистых растворителей, обладают рядом преимуществ

• Отсутствием взаимодействий растворителей с материалом контейнера

• Высокой стабильностью

• Меньшими потерями растворителей

• Возможностью подсоединения дополнительного оборудования

• Меньшим риском попадания загрязнений

• Большей безопасностью работы

Растворители для аналитической хроматографии

В современной аналитической ВЭЖХ часто используется градиентный режим элюирования. Поэтому мы производим растворители, предназначенные как для изократического, так и градиентного режимов элюирования. Таким образом, при использовании этих растворителей, например, для разделения энантиомеров на хиральных фазах, негативные эффекты, связанные с градиентным режимом элюирования, сводятся к минимуму.

Что касается высокочистых растворителей марки LiChrosolv®, то дополнительно к имеющемуся у нас широкому ассортименту мы предлагаем растворители в стеклянных сосудах объёмом 1; 2.5 и 4 л, в алюминиевых бутылках объёмом 5 л и стальных контейнерах одноразового использования объёмом 10, 30 и 185 л. Более крупные объёмы поставляются под заказ. Преимущества данных контейнеров описаны в нашей брошюре, посвящённой растворителям. Идеальная линия растворителей должна непременно включать удобную и не приводящую к загрязнению систему подачи растворителей. В наличии имеется соответствующая брошюра.

Физико-химические характеристики растворителей LiChrosolv®

1) 1 ppb соответствует 1 ppb хинина в 0,05М H2S04

*УФ-спектр ацетонитрила марки LiChrosolv®

Длина оптического пути: 1 см Кювета сравнения: вода LiChrosolv®

Информация для заказа растворителей LiChrosolv®

Новый стандарт растворителей для ВЭЖХ

Определение полиароматических углеводородов (ПАУ) в объектах окружающей среды является одной из наиболее сложных задач, решаемых при помощи ВЭЖХ. Растворители марки LiChrosolv® hypergrade высоко эффективны при обнаружении следовых количеств соединений на уровне мкг/л и могут использоваться как для изократического разделения 6 ПАУ, так и разделения 16 ПАУ с применением градиентного элюирования в соответствии с международными методами ЕРА 610 (анализ питьевой воды) и 550 + бензо(а)пирен + перилен (анализ сточной воды). При использовании флуоресцентного детектирования с переключением длины волны детектирования надёжность полученных результатов находится в сильной зависимости от чистоты используемых растворителей.

Растворители марки LiChrosolv® квалификации hypergrade обеспечивают высокую степень надёжности ВЭЖХ анализов с применением техники градиентного элюирования и последующим спектрофотометрическим или флуоресцентным детектированием и устанавливают новый стандарт в высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Ацетонитрил LiChrosolv® hypergrade производится с применением современных высокоэффективных технологических процессов, высокочувствительные аналитические методы используются для контроля его пригодности в методиках определения пестицидов и ПАУ при помощи ВЭЖХ. Используемый нами в рамках контроля качества метод тотальной флуориметрии демонстрирует значительно меньшую интенсивность флуоресценции ацето-нитрила в диапазоне длин волн 250 - 700 нм при диапазоне длин волн возбуждения 240 - 600 нм, чем у стандартных растворов хинина (1нг/мл; 0.05М H2SO4) и ПАУ (1:100000; Ацетонитрил; NIST SRM 1647b)

Используемая методика спектрофотометрии в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра демонстрирует практически идеальные значения пропускаемости.

Классическая жидкостная хроматография (ЖХ) с масс-спектрометрическим (МС) детектированием сочетает преимущества хроматографического разделения и масс-спектрометрии: низкие пределы детектирования и возможность анализа молекулярных структур, достоверность которого зависит от чистоты используемых растворителей. Растворители LiChrosolv квалификации hypergrade обладают высокими значениями пропускаемости в ультрафиолетовой области спектра, обеспечивают стабильную базовую линию при градиентном элюировании, содержат малые количества ионов металлов.

Физико-химические характеристики растворителей LiChrosolv® hypergrade

Пригодность для ЖХ/МС (Bruker esquire 3000 plus); ESI (+):

Информация для заказа растворителей LiChrosolv® hypergrade

Подвижные фазы для ВЭЖХ и ТСХ.

Информация для заказа готовых смесей LiChrosolv®

Разделение 16 ПАУ (ЕРА 610/550) + бензо(а)пирен + перилен с детектированием по флуоресценции

1) Чистая проба ацетонитрила LiChrosolv® hypergrade при определении ПАУ в соответствии с методом ЕРА 610

2) Хроматограмма: анализ 16 ПАУ (ЕРА 610/550) Программируемое флуоресцентное детектирование

Растворители для препаративной хроматографии

Для облегчения процесса масштабирования при переходе от аналитического к препаративному хроматографическому разделению были специально разработаны растворители Prepsolv®, отвечающие особым требованиям препаративной хроматографии. Их характерными особенностями являются предельно низкое количество сухого остатка после упаривания (< 1 мг/л) и низкое содержание воды. Для препаративной хроматографии характерны большие расходы высококачественных растворителей. Следовательно, крайне важно обеспечить безопасную транспортировку и хранение растворителей для достижения высокоточных и воспроизводимых результатов. Мерк поставляет весь набор растворителей для крупномасштабных процессов в контейнерах одноразового использования, выполненных из нержавеющей стали, преимущественно в 30 и 185 литровых или 1000 литровых ёмкостях, достоинствами которых являются химическая инертность, устойчивость к множественным повторным транспортировкам и возможность их подсоединения к различным автоматизированным устройствам подачи растворителей. Широкий спектр устройств подачи растворителей обеспечивает простое и безопасное использование растворителей без угрозы их загрязнения. При необходимости компания Мерк готова поставить растворители в ёмкости любого объёма для удовлетворения нужд индивидуального заказчика.

Физико-химические характеристики растворителей Prepsolv®

Информация для заказа растворителей Prepsolv®

Реагенты для аналитической ВЭЖХ LiChropur®

Ион-парные реагенты и соли для буферных растворов

Ион-парные реагенты - что это?

Это сильные гидрофобные ионы, которые образуют нейтральные ионные пары с молекулами образца, несущими противоположный заряд. Таким образом возможно одновременное разделение заряженных и незаряженных молекул образца. Реактивы марки LiChropur® обладают высокой степенью УФ - пропускаемости™ даже при коротких длинах волн.

Какие колонки и подвижные фазы можно использовать с ион-парными реагентами?

Использоваться могут практически все типы неподвижных фаз; элюент должен содержать, по крайней мере, 10% воды, в противном случае возникает опасность выпадения осадка (в особенности, если органической составляющей элюента является ацетонитрил). При применении ион-парных реагентов с длинной углеродной цепью, таких как цетилтриметиламмония гидросульфат или натриевая соль додекансульфоновой кислоты, следует использовать отдельную колонку, так как возможна необратимая адсорбция реагента на неподвижной фазе и, как следствие, изменение разделяющих свойств колонки.

Страницы: 1, 2