Способ разделения методом тонкослойной хроматографии

Способ разделения методом тонкослойной хроматографии

Реферат

Предложенный способ относится к одному из наиболее простых, эффективных и экономичных вариантов жидкостной хроматографии - тонкослойной хроматографии (ТСХ) (Тонкослойная хроматография. Теоретические основы и практическое применение. Изд-во Саратовск. ун-та, 2006). Этот метод аналитики России и за рубежом продолжают активно развивать в направлении улучшения его основных хроматографических и аналитических характеристик.

Известно применение для тонкослойной хроматографии разделения в сэндвич-камерах, в том числе сэндвич-камерах с контр-пластинкой (S(CP)-камерах), однако следует отметить, что метод ТСХ с контр-пластинкой, развитию которого посвящено данное изобретение, практически не изучен. В литературе имеются только две небольшие публикации по данному методу [Chromatographia, 18 (1980) 441; F.Geiss. Fundamentals of thin layer chromatography (planar chromatography), Heildelberg, Huethig, 1987].

Целью предлагаемого нового способа разделения методом ТСХ с контр-пластинкой является повышение разрешающей способности и других основных характеристик обсуждаемого хроматографического метода.

В S(CP)-камере [F. Geiss. Fundamentals of thin layer chromatography (planar chromatography), Heildelberg, Huethig, 1987] использовали идентичные пластинки (разделяющую и контр-пластинку), причем расстояние между адсорбционными слоями разделяющей и контр-пластинки составляло 2 мм. Наиболее близким к изобретению является способ разделения с контрпластинкой, описанный в работе [Chromatographia, 18 (1980) 441], где показано успешное применение TCX с контр-пластинкой при реализации хроматографического процесса в камере особого типа - S-камеры с контрпластинкой или S(CP)-камеры. Разделяющая и контр-пластинки были идентичными и располагались параллельно, а слои обеих пластинок были обращены друг к другу.

Применение контр-пластинки в S(CP)-камере дает заметный положительный эффект при их использовании в TCX по сравнению с сэндвич-камерой без контр-пластинки, однако к недостатку прототипа следует отнести то, что улучшение хроматографических характеристик недостаточно, и неизвестны пути их улучшения.

Проведение подробного анализа метода и его закономерностей позволило выявить, что аналитические характеристики метода можно улучшить, если повысить удельную адсорбционную емкость используемой контр-пластинки TCX. Следует отметить, что во всех известных работах в качестве разделяющей и контр-пластинки авторы использовали только идентичные хроматографические пластинки.

С целью улучшения основных характеристик метода нами было предложено использовать контр-пластинки с увеличенной сорбционной емкостью (по отношению к разделяющей).

Цель изобретения - увеличение величин подвижностей и эффективности разделения компонентов анализируемых смесей.

Для достижения этой цели в области TCX предложен способ разделения исследуемой смеси, включающий нанесение исследуемой смеси на разделяющую хроматографическую пластинку и ее последующее разделение на отдельные компоненты, которое проводят в сэндвич-камере, включающей разделяющую хроматографическую пластинку и сухую контр-пластинку, которая не касается подвижной фазы, в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, сорбционный слой которой характеризуется большей сорбционной емкостью по сравнению с разделяющей пластинкой.

Большей сорбционной емкости сорбционного слоя контр-пластинки достигают одним из двух способов: например, в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, идентичный сорбенту разделяющей пластинки, но характеризующийся большей толщиной сорбционного слоя, или же в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, отличный от сорбента разделяющей пластинки и характеризующийся большей удельной емкостью.

В качестве иллюстрации ниже приведено несколько примеров для обоснования практического применения предложенного нового способа (т.е. реализации метода ТСХ с контр-пластинкой, характеризующейся более высокой адсорбционной емкостью по сравнению с разделяющей пластинкой).

Описание реализации способа.

Эксперимент проводили в S-камере (сэндвич-камере) с сухой контрпластинкой, схема которой приведена на фиг.1. В качестве пластинки для разделения использовали стеклянные пластинки Silica gel F₂₅₄ (Merck, Germany) размером 10×10 см с толщиной адсорбционного слоя 0,10 мм, а в качестве контр-пластинки использовали пластинки того же типа на стеклянной подложке с толщиной адсорбционного слоя 0,25, 0,50 и 1,0 мм, а также пластинку с адсорбентом RP 18 (Merck, Germany).

В качестве объекта разделения использовали широко известную стандартную смесь красителей Test dye mixture (II) (Camag, Швейцария), а в качестве подвижных фаз применяли толуол (вязкость ç=0,56 сПз, давление насыщенных паров 29,6 мм рт.ст. при 20°C) и бензол (вязкость ç=0,б52 сПз, давление насыщенных паров 1,33 мм рт.ст. при 20°C).

Примеры 1-3.

Увеличение толщины адсорбционного слоя контр-пластинки способствует дополнительному увеличению разрешающей способности метода ТСХ для соединений, максимально удерживаемых используемой хроматографической системой при реализации разделения в S_min-камере с контр-пластинкой. Слой контр-пластинки имеет толщину 0,25 (пример №1), 0,5 (пример №2) и 1,0 мм (пример №3). Расстояние между пластинками d=0,1 мм. Были определены основные хроматографические характеристики: подвижность (R_f); высота, эквивалентная теоретической тарелке, (H, мкм); разрешение пиков (R_s) и продолжительность смачивания разделяющей пластинки подвижной фазой ПФ (Δt, мин). Результаты приведены в табл.1.

Таблица 1.
Результаты хроматографического разделения в Smin-камере с контр-пластинками с различной толщиной слоя сорбента (подвижная фаза ПФ-толуол, Т=20°C)
Наименование соединений	Характеристики хроматографического процесса
Rf	H	Rs	Δt
Толщина адсорбционного слоя сухой контр-пластинки, мм
0,25	0,50	1,0	0,25	0,50	1,0	Разделяемые соединения	0,25	0,50	1,0	0,25	0,50	1,0
1	Сиба-Ф II	0,05	0,07	0,09	17	15	14	(1-2)	4,0	7,9	8,9	29	32	74
2	Индофенол	0,16	0,19	0,23	10	6,0	6,0
3	Ариабел красный	0,35	0,40	0,42	16	14	12	(2-3)	5,3	11	11
4	Судан синий	0,46	0,56	0,58	15	9,0	9,0	(3-4)	4,0	4,4	4,5
5	Судан II	0,61	0,75	0,78	8,0	5,0	5,0	(4-5)	6,0	7,6	7,5
6	Диметил-аминоазобензол	0,84	0,94	0,98	6,0	4,0	4,0	(5-6)	5,8	9,9	9,5
Средние характеристики	0,41	0,49	0,51	12	8,8	8,3		5,02	8,16	8,28

Приведенные в табл.1 данные показывают, что использование контрпластинки с повышенной толщиной сорбционного слоя позволяет значительно улучшить разделение соединений, максимально удерживаемых используемой хроматографической системой. Так, например, использование контр-пластинки со слоем сорбента толщиной 0,5 мм позволяет увеличить величины подвижности в 1,4 раза, а степень разделения в 2 раза; при использовании контр-пластинки с толщиной слоя 1,0 мм величины подвижности для максимально удерживаемых соединений увеличиваются в 1,8 раз, а степень разделения в 2,2 раза (по сравнению с разделением в S_min-камере с контр-пластинкой с толщиной слоя 0,25 мм). При увеличении толщины слоя контр-пластинки также увеличивается время проведения эксперимента.

Примеры 4-5.

В табл.2 продемонстрировано увеличение разрешающей способности TCX при использовании в S-камере контр-пластинки, содержащей сорбент, отличный от сорбента на разделяющей пластинке и характеризующийся большей адсорбционной емкостью.

Таблица 2.
Хроматографические характеристики разделяемой смеси с использованием контр-пластинок с различными сорбентами (силикагелем SUG - пример №4 и силикагелем с обращенной фазой RP 18 - пример №5). Разделяющая пластинка - Silica gel F254, Т=18°C, ПФ - бензол. Продолжительность эксперимента: Silica gel F254 (SilG) - 29 мин, RP 18-67 мин
Исследуемые соединения	Rf	H	Разделяемые соединения	Rs
SilG	RP18	SilG	RP18	1-2	F254	RP 18
1. Сиба-ФП	0,08	0,09	17	12	4.0	5.6
2. Индофенол	0,23	0,31	12	10
3. Ариабел красный	0,36	0,42	17	14	2-3	4.2	4.8
4. Судан синий	0,47	0,58	15	12	3-4	3.5	4.5
5. Судан II	0,59	0,74	8.0	8.0	4-5	5.0	5.6
6. Диметил-аминоазобензол	0,74	0,89	6.0	5.0	5-6	4.0	4.5
Средние характеристики	0,41	0,51	10,2	8,0		4,1	5,0

Приведенные в табл.2 экспериментальные данные показывают, что в результате использования контр-пластинки, содержащей сорбент, отличный по своим свойствам от сорбента на разделяющей пластинке, существенно повышается разрешающая способность метода TCX. Так, например, использование контр-пластинки с обращенной фазой (SilRP-18), содержащей модифицированный силикагель (RP-18), позволяет увеличить подвижность исследуемых соединений (по сравнению с использованием контр-пластинки со слоем нормального силикагеля), в среднем на 20%. Отметим, что в этом эксперименте заметно улучшаются и другие хроматографические характеристики.

Техническим результатом изобретения является существенное увеличение величин подвижностей, эффективности разделения и других хроматографических характеристик.

Для реализации заявленного способа могут применять сэндвич-камеру минимального объема, в том числе изображенную на фиг.1, но это не является обязательным для достижения технического результата.

Экспериментальные данные из табл.1 и 2 свидетельствуют о целесообразности широкого использования нового варианта TCX с контрпластинкой в аналитической практике.

1. Способ разделения исследуемой смеси методом тонкослойной хроматографии, включающий нанесение исследуемой смеси на разделяющую хроматографическую пластинку и последующее разделение компонентов исследуемой смеси подвижной фазой, которое проводят в сэндвич-камере, включающей плоскую разделяющую хроматографическую пластинку и сухую контрпластинку, которая расположена параллельно разделяющей пластинке и не касается подвижной фазы, отличающийся тем, что в качестве контрпластинки используют хроматографическую пластинку, сорбционный слой которой характеризуется большей сорбционной емкостью по сравнению с разделяющей пластинкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве контрпластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, идентичный сорбенту разделяющей пластинки и характеризующийся большей толщиной сорбционного слоя.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве контрпластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, отличный от сорбента разделяющей пластинки и характеризующийся большей удельной сорбционной емкостью.