Сорбенти
Сорбенти, використовувані дляхроматографії, ділять на кілька груп, кожна з яких, у свою чергу,підрозділяється на типи. Класифікація сорбентів може грунтуватися на низціознак. Загальноприйнятим є поділ сорбентів на групи за хімічноюприроді матриці (основи) сорбенту, а за типами - за методом хімічної обробкиматриці, що робить її придатною для використання в певному видіхроматографії.
Основними групами сорбентівє: 1) поверхнево-пористі сорбенти, що представляють собою непроникнедля розчинника тверде ядро вЂ‹вЂ‹зі скла, на поверхню якого занесений тонкийшар пористого абсорбенту, зазвичай силікагелю; 2) пористі сорбенти на основісилікагелю; 3) пористі сорбенти на основі оксиду алюмінію; 4) пористісорбенти на полімерній основі.
Сорбенти першої групи булиісторично першими, стимулювати швидке зростання ВЕРХ. Вони являють собоюскляні мікрокульки розміром 35-50 мкм, на поверхні яких різнимиспособами закріплюється шар силікагелю або оксиду алюмінію завтовшки в 1-2 мкм.Цей шар кет або використовуватися для розділення методом адсорбційноїхроматографії, або модифікуватися нанесенням рухомої фази. Нанесення фазиможливо динамічним методом з розчинника, методом випаровування розчину фази,як у ГХ; наноситися можуть індивідуальні речовини або ж полімери; нарешті,фазами можуть служити хімічно щеплені плівки як у вигляді моношарів (щітковісорбенти), так і у вигляді полімерних плівок різної товщини.
Створення цих сорбентів,називалися також пеллікулярнимі, дозволило заповнювати сухим способомдосить довгі ефективні колонки і проводити розділення різного типудосить швидко. Зазвичай ефективність становила для колонок довжиною 1-2 м2-4 тис. т.т. при тривалості аналізу 20-80 хв. Недолікифізично нанесених фаз стимулювали швидкий розвиток методів хімічноїщеплення фаз, далі широко використовувалися для інших груп сорбентів.
Поряд з достоїнствамиповерхнево-пористих сорбентів (можливість упаковки в колонки сухим способом,легкість фракціонування, широкий асортимент щеплених і нанесених фаз)виявилися їхні серйозні недоліки. Головними слід вважати малу ємність попробі, пов'язану з малою поверхнею сорбенту в колонці (основний обсягсорбенту займає непористі ядро, не бере участь у поділі), великагідравлічний опір довгих колонок, їх малу продуктивність ішвидку перевантаження в препаративної роботі, складну технологію отриманнясорбентів і їх високу ціну, недостатню ефективність колонок і тривалістьаналізу.
В даний часповерхнево-пористі сорбенти практично не використовують для аналітичноїроботи. Єдина область застосування, яка для них зараз залишилася, -це використання в предколонках. Предколонкі встановлюють перед аналітичноїколонкою для уловлювання необоротно сорбіруємості забруднень з проб, особливо вмедицині та біології. Однак незважаючи на легкість перезаполненія сухим способомтаких предколонок, їх мала ємність по домішках в порівнянні з пористимимікрочастинками і, отже, необхідність частого перезаполненія з великоювитратою часу і сорбенту дозволяють засумніватися в доцільності їхвикористання і в цій області.
Подальше швидкий розвитокВЕРХ базувалося на новому поколінні сорбентів: мікрочастинках діаметром від 3 до10 мкм, головним чином на основі силікагелю, частково - оксиду алюмінію, а вОстаннім часом на основі пористих полімерів.
Силікагель, його структура тахімія поверхні
Силікагель являєсобою майже чистий діоксид кремнію SiO2, однак технічні його сорти містять домішки. Силікагельзавжди містить великі, або менші кількості адсорбованої води (на цьомузасновано його широке використання в якості осушувача). Крім того,технічний силікагель містить інші оксиди, насамперед оксид алюмінію,також заліза, який надає технічному силікагель жовтуватий або навітькоричневий колір. Силікагель має різну поверхню, складову зазвичай 100-600 м 2 /г, і значний обсяг пір (0,5-1,2 мл/г) з переважанням пір діаметром від 5до 15 нм.
Силікагель отримують різнимиспособами, що дозволяють варіювати його чистоту та інші властивості. Найбільш загальнимє метод отримання силікагелю з так званого рідкого скла,представляє собою натрієву сіль полікремневой кислоти, шляхом його обробкикислотами з наступним висушуванням утворюється полікремневой кислоти, розломполучающегося кускового силікагелю і виділенням жной фракції розсіюванням.Такий метод був історично першим, що використовувались для отримання силікагелю,застосовуваного в колоночной (класичної) і тонкошарової хроматографії. На базітакого ж силікагелю були отримані перші сорбенти спеціально для ВЕРХ типупартісіл (фірма В«ВатманВ») і ліхросорб (фірма В«МеркВ»). Отримували їх шляхомсепарування на спеціально розроблених повітряних сепараторах силікагелю дляТШХ.
Надалі булирозроблені способи отримання силікагелів спеціально для ВЕРХ шляхомспрямованого формувань в процесі синтезу силікагелю мікросфер потрібної фракціїз переважанням частинок розміром 3-12 мкм (фірми Дюпон В»,В« Мерк В»,В«Мечері-НегеліВ», В«Фейз СепарейшнВ», В«Сепарейшенс ГрупВ», В«Шендон СаусернВ» та ін)під торговими марками відповідно зорбакс, ліхросфер, нуклеосом, сферісорб,видак, хайперсіл. Регулюванням процесів формования мікросферичнихсилікагелю і його затвердіння, сушки подальшої хімічної обробки виходитьширока гама сорбентів для ВЕРХ зерненой 3, 5, 7 і 10 мкм з вузьким фракційнимскладом. Якщо процес формування не дозволяє отримати відразу вузьку фракціюмікросфер, їх піддають повітряному сепарування, так само як і розмеленийкусковий силікагель.
В даний час різніфірми виробляють більше 200 сорбенгов для ВЕРХ на основі силікагелю як знеправильною формою частинок, так і у вигляді мікросфер. Асортимент їх безперервнорозширюється за рахунок появи нових щеплених фаз до відомих силікагель дляВЕРХ або ж нових варіантів щеплення тих же фаз, появи нових сілікагелевихматриць з більш широкими порами або більш вузько сепарований, появи новихфірм-виробників.
Питання про те, чи єчастинки сферичної форми переважними в порівнянні з часткаминеправильної форми і чи забезпечують вони одержання яких-небудь особливихпереваг, обговорювалося багатьма авторами, проте ніяких переконливихдоказів більшої ефективності, стабільності, проникності більш дорогихмикросферических сорбентів представлено не було. Проте слід зазначити,що велика частина знову з'являються сорбентів має форму мікросфер.
Хімія поверхні силікагелюдля ВЕРХ незалежно від способу його одержання приблизно одна і та ж.Поверхневий шар силікагелю, який надалі працює як адсорбент абож служить тієї матрицею, до якої щеплять хімічно нерухому фазу, можнауявити собі таким чином (рис. 4.1). На поверхні силікагелю,таким чином, можна виявити кілька видів груп, здатних довзаємодії з речовинами в процесі подальшого хроматографічного аналізуабо в процесі щеплення нерухомої фази. Перш за все, це може бутигідрофільних силанольних групи з вільним гідроксилом (тип I). По-друге, це може бути гідрофільних силанольнихгрупа, вільний гідроксил якої утворює з сусіднім атомом кисню зарахунок його неподіленої пари електронів водневий зв'язок (тип II), при цьомуутвориться стійкий шестичленна цикл. По-третє, це може бути силоксановихмісток, який утворюється за рахунок відщеплення молекули води від двох гідрофільних силанольнихгруп (тип III). Останній тип зв'язку може за рахунок оборотної реакції гідролізуперетворитися у дві гідрофільних силанольних групи (тип I).
Кількість груп якгідрофільних силанольних, так і силоксанових на одиницю маси силікагелю залежить від рядуфакторів. Так, чим більше питома поверхня силікагелю (вона змінюється вмежах від 1000 до 15 м 2 /г), тим більше груп обох типівзнаходиться на сорбенті в колонці і, отже, сильніше утримуваннявзаємодіючих з ними речовин. Далі, в процесі отримання силікагелю вінпіддається сушінню, від тривалості та умов якої залежить співвідношеннясилоксанових і гідрофільних силанольних груп. При сушінні гелю полікремневой кислоти - вихі...
