Лекция 8

План лекции. Жидкостная хроматография

Отличие ЖХ от ГХ состоит в следующем:

• Особенности всех видов ЖХ обусловлены наличием жидкой подвижной фазы — элюента.

• Сорбция компонентов из газа и жидкого элюента осуществляется по-разному. В отличие от газа, который выполняет только транспортную функцию, жидкая подвижная фаза - активный элюент. При прохождении через колонку находящиеся в элюенте разделяемые компоненты вытесняют молекулы элюента с поверхностного слоя сорбента.

• Диапазон линейности изотермы сорбции в ЖХ больше.

• Селективность в ЖХ в отличие от ГХ определяется не одним, а двумя факторами - природой элюента и неподвижной фазы. Поэтому, применяя различные элюенты, можно изменять параметры удерживания и селективность хроматографической системы.

• Метод ЖХ применим для разделения более широкого круга веществ, чем метод ГХ.

Возможно использование градиентного и изократического элюирования. Изократическое элюирование заключается в том, что в прцессе хроматографирования состав элюента и скорость его подачи через колонку поддерживаются постоянными. При градиентном элюировании для улучшения селективности анализа указанные параметры хроматографирования в ходе эксперимента изменяются.

В настоящее время применяют высокоэффективную жидкостную хроматографию. Её отличает использование высокодисперсных однородных по размеру сорбентов. Большие скорости разделения достигаются использованием для прокачки элюента насосов высокого давления.

Быстрый массоперенос искомых веществ между сорбентом и элюентом обеспечивает высокую эффективность разделения методом ВЭЖ. Она используется:

1. Для разделения и определения молекулярных форм веществ (адсорбционная и распределительная хроматографии).

2. Для разделения и определения ионов (ионообменная, ионная, ион-парная хроматографии).

3. Для разделения макромолекул (эксклюзионная хроматография).

4. Для разделения биологически активных молекул и оптических изомеров (аффинная и лигандообменная хроматографии).

Адсорбционная хроматография

Адсорбционная хроматография - хроматография, в которой неподвижной фазой служит твердый адсорбент и разделение смеси веществ происходит в результате различия в константах адсорбции веществ.

	В зависимости от ПФ и НФ различают:
	Нормально-фазовая хроматография	Обращенно- фазовая хроматография
НФ	Полярная	Неполярная
ПФ	Неполярная	Полярная

Неподвижная фаза должна удерживать разделяемые вещества. Выбор подвижной фазы часто важнее, чем выбор неподвижной. Подвижная фаза должна обеспечить эффективное разделение за приемлемое время.

Неподвижные фазы.

Полярные и неполярные адсорбенты проявляют неодинаковую селективность по отношению к разделяемым соединениям.

Полярные адсорбенты (SiО₂, А1₂О₃, оксиды металлов и др.) имеют на поверхности слабокислотные ОН-группы, способные удерживать вещества с основными свойствами.

Эти адсорбенты применяют, главным образом, для разделения неполярных соединений и соединений со средней полярностью.

Недостаток неорганических полярных адсорбентов — их высокая чувствительность к содержанию воды в элюенте.

Например, силоксановые группы —Si—О—Si— на поверхности SiО₂ в присутствии воды переходят в силанольные ≡Si-OH, при этом изменяются свойства поверхности и результаты становятся невоспроизводимыми.

Для ВЭЖХ применяют также полярные сорбенты с привитыми полярными группами (аминной, диольной и др.). Что позволяет менять селективность, подбирая подходящий элюент.

К неполярным адсорбенты относятся графитированная сажа, диатомит. Они не проявляют селективности к полярным молекулам. Используют также сорбенты с привитыми неполярными фазами, например гидрофобные силикагели с привитыми группами С₈, С₁₈.

Подвижные фазы. Как уже отмечалось, в ЖХ важен выбор подвижной фазы, поскольку она оказывает большое влияние на селективность разделения.

Подвижная фаза должна удовлетворять следующим условиям:

• растворять анализируемую пробу;

• иметь малую вязкость (поскольку коэффициенты диффузии разделяемых компонентов должны быть достаточно большими);

• подвижня фаза должна быть инертной по отношению к материалам, из которых изгнотовлены части хроматографа;

• элюент должен быть безопасным в работе и дешевым;

• отсутствие отклика детектора на компоненты подвижной фазы.

Основными характеристиками подвижных фаз являются элюирующая способность и селективность.

Элюирующая способность подвижной фазы – это ее способность вступать в межмолекулярные взаимодействия как с разделяемыми соединениями и функциональными группами на поверхности сорбента. Эти взаимодействия по силе должны быть соизмеримы, что способствует десорбции разделяемых компонентов и формированию узких хроматографических зон.

Элюирующая сила определяется полярностью подвижной фазы.

В нормально-фазовой ВЭЖХ НФ – полярная (чаще всего силикагель), а ПФ – неполярная (гексан, либо смеси гексана с более полярными органическими растворителями – хлороформом, спиртами и т.д.). Разделения компонентов достигают, меняя элюрующую силу подвижной фазы, которая зависит от энергии взаимодействия компонентов ПФ с поверхностью НФ. В нормально-фазовой хроматографии элюирующая способность ПФ увеличивается с ростом ее полярности.

В обращенно-фазовой хроматографии НФ – неполярная (гидрофобные силикагели с привитыми группами С8, С18); ПФ – полярная (смеси воды и полярных растворителей: ацетонитрила, метанола, тетрагидрофурана и др.). Удерживание веществ растет с увеличением их гидрофобности (неполярности). Наименьшей элюирующей способностью обладает вода, а для повышения элюирующей способности в ПФ вводят ацетонитрил, метанол и другие растворители. Чем больше содержание органического растворителя, тем выше элюирующая способность подвижной фазы.

Помимо элюирующей способности подвижная фаза должна обладать селективностью по отношению к компонентам разделяемой смеси.

Селективность подвижных фаз связана с их способностью к специфическим взаимодействиям с разделяемыми компонетами. Благодаря разному характеру взаимодействий, элюирующая способность по отношению к сорбатам различного строения будет отличаться, что и позволит их разделить. Селективность, как и элюирующая способность, определяется в первую очередь составом подвижной фазы.

В состав подвижной фазы могут входить несколько различных по природе индивидуальных растворителей. Элюотропные ряды являются простейшей формой оценки силы индивидуальных растворителей. Они дают количественную оценку адсорбционной способности растворителей. Элюотропный ряд – это перечень растворителей расположенных в порядке возрастания элюирующей способности.