Вэжх и газовая хроматография.

В последние десятилетия анализ отдельных веществ в сложных смесях органических соединений – пищевых продуктах, объектах окружающей среды, физиологических жидкостях, фармацевтических препаратах и пр. приобрел особую актуальность. Содержание этих отдельных веществ стало определять качество продуктов питания, экологическую обстановку, состояние здоровья – словом, все то, что входит в понятие «качество жизни». Органические соединения, подлежащие определению, зачастую находятся в следовых концентрациях. Их выделение из сложной «матрицы», разделение родственных или изомерных соединений и количественное определение представляет, как правило, очень сложную аналитическую задачу. Даже после многостадийной обработки проб, сочетающей различные варианты экстракции и концентрации веществ, подлежащих определению, исследователь имеет дело с растворами сложных смесей родственных или изомерных соединений, в которых количество компонентов измеряется десятками и сотнями. Методы газовой (ГХ) и высокоэффективной жидкостной (ВЭЖХ) хроматографии позволяют за короткое время проводить разделение, идентификацию и количественное определение состава сложных смесей. Благодаря сочетанию высокоэффективных разделительных систем с чувствительными, селективными и специфическими детекторами, такими, например, как диодно-матричный детектор в видимой и УФ-областях спектра, масс-спектрометрия и ИК-Фурье спектроскопия удается надежно идентифицировать отдельные вещества Методы жидкостной и газовой хроматографии дополняют друг друга Среди различных вариантов хроматографических методов наибольшее значение приобрели высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и газовая хроматография (ГХ). В зависимости от полярности и летучести анализируемых веществ методы ВЭЖХ и ГХ взаимно дополняют друг друга. Следует помнить, что ГХ-анализ всегда связан с переводом веществ в газовую фазу путем их нагревания. Это означает, что данный вид хроматографии применим для анализа относительно термически стабильных веществ. В то же время анализируемые вещества должны быть достаточно летучими при температурах до 300 °С, а в некоторых случаях до 400 °С. Такие вещества обычно относительно малополярны и гидрофобны. Методом ГХ могут анализироваться: сульфонамиды, H2S, SO2, меркаптаны, нитрилы, нитрозамины, гидразины, фосфорорганические пестициды, спирты, триазины, ДДТ, TMS-сахара, эфирные масла, диоксины, пероксиацетилнитрат, галогенуглеводороды, ПХБ, бензолы, СО2СН4СО, алифатические углеводороды <С6, алифатические углеводороды >С6, метиловые эфиры жирных кислот. Для анализа термически лабильных веществ, высокополярных, ионогенных и низколетучих применяется метод ВЭЖХ. Необходимым, но не всегда достаточным условием проведения успешного ВЭЖХ-анализа является требование растворимости анализируемых веществ в подходящем растворителе или их смеси. Методом ВЭЖХ могут анализироватся: аминокислоты, рara/diquat – (H2O растворим. пестициды), синтетические пищевые красители, фенокси-кислоты, ПАВ, неорганические анионы, глицерофосфаты, нитрилуксусная кислота ЭДТА, микотоксины, карбаматы, энзимы, анилиды, нитроанилиды, гербициды на основе фенил-мочевины, антибиотики, сахара, флавоноиды, натуральные пищевые красители, фосфолипиды. Граница применимости методов ГХ и ВЭЖХ достаточно размыта. Очень многие вещества, например, гидрокситриазины, жирорастворимые витамины, летучие органические кислоты, гликоли, альдегиды, кетоны, бензидины, антиоксиданты, фенолы (включая нитро- и хлоро-), триазины, фталаты, ароматические амины, триглицериды, полиароматические углеводороды можно успешно определять, применяя ГХ , ВЭЖХ методы . На процесс разделения веществ в ГХ, кроме температуры, оказывают влияние химическая природа анализируемых веществ, а также природа неподвижной фазы (тип колонки). Вместе с тем, на процесс разделения в ВЭЖХ существенно влияет также природа элюента, т.е. растворителя или смеси растворителей. Поэтому метод ВЭЖХ считается более сложным, чем метод ГХ.

Метод ВЭЖХ оказывается неэффективным в тех случаях, когда необходимо быстро и с большой эффективностью проанализировать полярные и ионогенные пробы (особенно пробы с высокой основностью) или биополимеры. В данном случае ионообменная хроматография не дает желаемых результатов, т.к. для разделения компонентов необходима градиентная техника (градиенты рН или ионной силы).

Высокоэффективная жидкостная хроматография – наиболее эффективный метод анализа органических проб сложного состава. Процесс анализа пробы делится на 2 этапа: 1) разделение пробы на составляющие компоненты 2) детектирование и измерение содержания каждого компонента.

Задача разделения решается при помощи хроматографической колонки, которая представляет собой трубку, заполненную сорбентом. При проведении анализа через хроматографическую колонку подают жидкость (элюент) определенного состава с постоянной скоростью. В этот поток вводят точно отмеренную дозу пробы.

Компоненты пробы, введенной в хроматографическую колонку, из-за их разного сродства к сорбенту колонки двигаются по ней с различными скоростями и достигают детектора последовательно в разные моменты времени.

Таким образом, хроматографическая колонка отвечает за селективность и эффективность разделения компонентов. Подбирая различные типы колонок, можно управлять степенью разделения анализируемых веществ. Идентификация соединений осуществляется по их времени удерживания. Количественное определение каждого из компонентов рассчитывают, исходя из величины аналитического сигнала, измеренного с помощью детектора, подключенного к выходу хроматографической колонки.

При анализе соединений с низкими ПДК (биогенные амины, полиароматические углеводороды, гормоны, токсины) из-за трудоемкости подготовки реальных проб особенно важной характеристикой становится чувствительность и селективность метода. Применение флуориметрического детектора позволяет не только снизить пределы обнаружения, но и селективно выделить анализируемые вещества на фоне матричных и сопутствующих компонентов пробы.

Метод ВЭЖХ применяется в санитарно-гигиенических исследованиях, экологии, медицине, фармацевтике, нефтехимии, криминалистике, для контроля качества и сертифкации продукции.

1. Физический энциклопедический словарь. Батова А.Ю.- Изд-во С.-Петербург ун-та, 1996.-164 с.

2. Малый практикум по физиологии растений. Учеб пособие. Под ред. А.Т.Мокроносова.- М.: Изд-во МГУ, 1994.-184 с.

3. Бигон М., Харпер Дж. Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-хт.-М.:Мир, 1989.

4. Тиходеев П.М. Очерки об исходных (метрологических) измерениях. М.,1954.

5. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: учеб. пособие для вузов.- М.: Логос, 2001.- 408 с.; илл.

6. Требования, предъявляемые Системой аттестации и аккредитации аналитических лабораторий. Уфа., Документация ЦСМ РБ.

7. .Полевой В.В. Физиология растений. М,:Высш школа, 1989.

8. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений. М.,: Мир. 1986. В 2-х т.

9. Гэлстон Дж. Жизнь зеленого растения. М,: Мир.1982. гл 4,5.

10 Кнорре Д.Г., Крылова Л.Ф., Музыкантов В.С. Физическая химия. - М.: Высш. шк., 1990. - 416с.

11. Алесковский В.Б., Бардин В.В., Булатов М.И. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство.- Л.: Химия, 1988. - 376с.

12 Ольшанова К.М. Практикум по хроматографическому анализу. М., Высш. школа, 1970.-312 с.