Способ приготовления стеклянных капиллярных колонок для газожидкостной хроматографии

Способ приготовления стеклянных капиллярных колонок для газожидкостной хроматографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК ДЛЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, включающий последовательную обработку внутренней поверхности капилляра водным раствором плавиковой кислоты, водой, метанолом и нанесение соли щелочного металла и стащ1онарной фазы, отличающий ся тем, что, с целью упрощения и снижения продолжительности процесса, нанесение осуществляют из раствора стационарной фазы, содержащего соль щелочного металла. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что соль щелочного металла используют в количестве 5-20 мас.% по отнощению к количеству стационарной фазы.

СОО3 СОВЕТСКИХ

03 ИАИР

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(59 G 01 N 31 08 В 01 О 15 08 ь, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1;-, Н ABTOPCHOVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ыа1йц «ЩА

Р

° а

° Ф

ЪЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3570855/23 — 26 (22) 18.02.83 (46) 30.08.84. Бюл. У 32 (72) А. Л. Самусенко, Р. В. Головня, В. Б. Хабаров и А, Ф. Аэров (71) Ордена Ленина институт элементоорга„! нических соединений им. А. Н. Несмеянова (53) 543.544.45 (088.8) (56) 1. J. Chromafogr, 1976, ч. 125, р. 471.

2. Головня P. В., Самусенко А, Л. Влияние солей KF и йаэРО4 на изменение дифференциальной мольной свободной энергии сорбции полярных веществ при анализе на стеклянных капиллярных колонках с полиэтиленгликолем. Изв. АН СССР, сер. Химия, т.9, 1981, с. 2060 — 2066 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЪ1Х КАПИЛЛЯРНЫХ КОЛОНОК ДЛЯ

ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, включающий последовательную обработку внутренней поверхности капилляра водным раствором плавиковой кислоты, водой, метанолом и нанесение соли щелочного металла и стационарной фазы, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения продолжительности процесса, нанесение осуществляют из раствора стационарной фазы, содержащего соль щелочного металла.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что соль щелочного металла используют в количестве 5-20 мас % по отношению к количеству стационарной фазы.

Изобретение относится к приготовлению стеклянных капиллярных колонок и может быть использовано в газожидкостной хроматографии.

Известен способ приготовления стеклянных капиллярных колонок, связанный с нанесением в колонки неорганической соли ВаСО с целью получения шероховатой поверхности, необходимой для равномерного распределения стационарной фазы. Он заключается в обра- 10 ботке стеклянного капилляра 20 o-ной НС1 в течение 16 ч при 160 С, промывке водой и обработке 0,05 — 5,0%-ным водным раствором

Ва(ОН), который затем удаляют из колонки током СО . При этом на стенках капилляра формируется слой соли ВаСОа. Далее следуе обработка капилляра 0,1 — 1,0 o-ным раствором

ПЭà — 20М в хлористом метилене, высушивание в вакууме и в хроматографе.при нагревании колонки до 280 С в течение 20 мин и нанесение стационарной фазы динамическим методом со ртутной пробкой (1).

Однако полученные колонки не позволяют анализировать высокополярные соединения, такие, например, как алифатические амины, и могут быть использованы лишь цля анализа пространственно затрудненных фенолов, спиртов и ароматических аминов (например, 2,6-диметилфенол и 2,6-диметиланилин). Кроме того, дезактивация стеклянной поверхности полиэтиленгликолем и динамический метод нанесения стационарной фазы занимают длительное время и являются трудно контролируемыми процессами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату 35 является способ приготовления стеклянных капиллярных колонок, содержащих соли

KF и йаэРО4. Способ включает обработку капилляра 1%-ной водной HF, промывку

40 водой, l o-ным метанольным раствором К0Н, чистым метанолом, 0,5 -ным метанольным раствором солей KF или Ма>Р04 и высаживание последних гексаном (метод "гексановой пробки") с последующим высушиванием в токе азота при комнатной температуре в течение 1 ч и при 250оС в течение 3 ч, после чего наносят стационарную фазу статическим методом высокого давления. Кондиционирование колонок проводят в токе газаносителя в течение 3 ч при 250 С. Полученные по этому способу колонки пригодны дпя анализа широкого спектра полярных органических соединений, включая первичные алифатические амины и спирты (21.

Однако в процессе нанесения солей не соб- 55 людаются условия дпя равномерного покрытия ими адсорбционно активной. стеклянной .поверхности, вследствие чего требуется предва101 2 рительная обработка капилляра метанольным раствором щелочи с последующим удалением избытка несвязанной щелочи чистым метанолом, что усложняет указанный способ.

Кроме того, способ приготовления занимает достаточно длительное время (14 — 16 ч).

Цель изобретения — упрощение способа и снижение продолжительности процесса приготовления стеклянных капиллярных колонок.

Поставленная цель достигается тем, что со.гласно способу, включающему последовательную обработку .внутренней поверхности капилляра водным раствором плавиковой кислоты, водой, метанолом и нанесение соли щелочного металла и стационарной фазы, нанесение осуществляют из раствора стационарной фазы, содержащего соль щелочного металла, причем. сомь щелочного металла используют в количестве 5 — 20 мас.% по отношению к стационарной фазе, Сущность способа заключается в том, что сразу после обработки капилляра плавиковой кислотой, водой и метанолом кблонку эапол" няют раствором стационарной фазы, содержащим 5 — 20 мас.% соли щелочного металла по отношению к количеству фазы, и проводят нанесение фазы.

Добавление к раствору стационарной фазы менее 5% соли щелочного металла не приводит к.достаточному снижению адсорбционной активности стеклянной поверхности капилляра„что вызывает частичную или полную адсорбцию полярных соединений, таких, как амины и спирты. Добавление более 20% соли нецелесообразно, поскольку не улучшает характеристик колонки.

Пример 1. Капилляр длиной 50 м и внутренним диаметром 0,30 мм из боросиликатного стекла марки "Молибден" промывают последовательно 5 мл 1 о-ной водной

HF (30 мин), 3 мл дистиллированной воды (30 мин) и З.мл метанола (20 мин). Затем капилляр заполняют 0,25 о.ным метанольным раствором ПЭГ-40М, содержащим фтористый калий в количестве 20 мас.% от количества стационарной фазы (120 мин) и наносят стационарную фазу и соль статическим методом высокого давления при температуре термостата 200 С и температуре устройства предваритель" ного нагрева 400 С (70 мин). По примеру 1 приготовлено 10 стеклянных капиллярных колонок. Эффективность полученных колонок составляет 3500+200 ЧТТ на метр по октиламину при 110 С. Воспроизводимость получения колонок оценивают по индексам удержи.вания шести азотсодержащих органических оснований (табл. 1). В качестве примера в таблице приведены индексы удерживания шести азотсодержащих органических оснований

Индекс удерживания при

110 С на колонках

Соединение

1081 1079 1078

1181 .1182 1178

Гексиламин

1078

1080 1080

Гептиламин

1180

1180

1180

Метилоктиламин

1264 1264 1262

1264

1263

1263

2,5-Диметилпиразин 1314 1316 . 1314

1316

1315

1315

Диметилдециламин

1376 1378 . 1376

1378

1378

1377 на четырех колонках с ПЭГ-4ОМ, полученных по предлагаемому способу.

Как видно из таблицы, индексы удерживания стандартных соединений воспроизводятся на полученных колонках и не изменяются после 1 r эксплуатации колонок.

Пример 2. Обработку стеклянных капилляров проводят аналогично примеру 1, но -вместо ПЭГ-40М используют 0,25 ный раствор, стационарной фазы Тритон х-305, содержащий йазР04 в количестве 5 мас.% от количества стационарной фазы, а обработку плавиковой кислотой ведут в течение 40 мин.

По примеру 2 приготовлено 10 стеклянных капиллярных колонок. Кондиционирование полученных колонок проводят в хроматографе в течение 30 мин при 200 С в токе газа-носителя. Эффективность колонок длиной 50 м и внутренним диаметром 0,30 мм составляет

3200+200 ЧТТ на метр по октиламину при

110 ОС.

Пример 3. Обработку стеклянных капилляров проводят аналогично примеру 1, но используют 0,25 o-ный раствор ОЧ вЂ” 17 в системе растворителей: метанол — тетрагидрофуран (2:1), содержащий 15 мас.% КСI от количества стационарной фазы, а обработку водой проводят в течение 20 мин. Кондиционирование колонок проводят аналогично примеру 2. По примеру 3 приготовлено 10 . колонок, Эффективность полученных колонок составляет 300+100 ЧТТ на метр по пириди-ну при 110 С.

Пример 4. Обработку стеклянных капилляров проводят аналогично примеру 1; но используют 0,20 .ный раствор ОЧ-101 в системе растворителей: метанол-тетрагидрофуран (5:7), содержащий 10 мас.% К СО от количества стационарной фазы. КондиционироI ванне колонок проводят аналогипю примеру

2. По примеру 4 приготовлено 10 колонок.

Эффективность полученных колонок составляет 3100+200 ЧТТ на метр по пиридину при

I 10QC.

В табл. 2 приведены продолжительности процесса приготовления (по стадиям) коло1О нок по предлагаемому способу и способу— прототипу.

Из табл. 2 видно,.что предлагаемый способ позволяет упростить процесс и значительно (с 14 — 15 до 3-3,5 ч) снизить время приго— товления стеклянных капиллярных колонок.

3а счет нанесения стационарной фазы из раствора, содержащего соль щелочного металла, удается значительно сократить число стадий процесса и резко снизить время кон-, диционирования колонки. Время кондипионирования колонки, приготовленной по предлагаемому способу, резко сокращается вследствие улучшения однородности внутренней стеклянной поверхности и образования более стабильной пленки стационарной фазы при совместном нанесении соли и фазы. Кондиционирование колонок в способе-прототипе является необходимым, так как при нанесении соли методом "Гексановой пробки" образую30 щаяся поверхность не является достаточно однородной для равномерного покрытия фазой. Это устраняется кондиционированием, по- скольку при высоких температурах фаза растекается по поверхности, закрывая ее активные участки.

Таким образом, предложенный способ позволяет значительно упростить процесс (число. стадий снижается с 12 до 5 — 6) и снизить

его продолжительность (с 14 — 15 до 3 — 3,5 ч). Таблица 1

Индекс удерживания при

10 С после 1 г эксплуатации

Таблица

30

20

80

180

20 180

14 ч

30-40

20 — 30

20

0 — 30

3 — 3,5

ВНИИПИ Заказ 6303/36 Тираж 822 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наименование стадии приготовления стеклянной капиллярной колонки

Обработка 1%-ной водной HF

Промывка водой

Обработка l o-ной метанольной КОН

Промывка чистым метанолом

Обработка 0,5%-ным раствором солей KF или NaqPO4 в метаноле

Высаживание солей гексаном — при медленном токе гексана (метод "Гексановой. пробки") Высушивание в токе азота прн комнатной температуре о

Высушивание в токе азота при 250 С

Охлаждение колонки до комнатной темйературы в токе азота

Заполнение капилляра раствором стационарной фазы

Нанесение стационарной фазы статическим методом высокого давления

Кондиционирование колонки в токе газаносителя при 250 С

Общее время приготовления колонки более

Предлагаемый способ

Обработка плавиковой кислотой

Промывка водой

Промывка метанолом

Заполнение колонки раствором стационарной фазы

Нанесение стационарной фазы статическим методом высокого давления

Кондиционирование колонки

Общее время приготовления колонки

Время проведения стадии для колонки 50м х0,30мм, .мин