Барам_Курс лекций ВЭЖХ для ВСЕХ [2007]
.pdf
ВЭЖХ - 2006
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
Адсорбент Адсорбат
Адсорбция
Раствор
- функциональная группа адсорбента
- молекула адсорбата-аналита (А)
- молекула адсорбата-конкурента-вытеснителя (Ак)
- молекула растворителя-разбавителя (Р) Адсорбент
<Адсорбент-Конкурент> + Аналит ↔ <Адсорбент-Аналит> + Конкурент
К =
[Адсорбент-Аналит]x[Конкурент]
[Адсорбент-Конкурент]x[Аналит]
Константа равновесия
Хроматография: адсорбционная, ионообменная, аффинная
ВЭЖХ - 2006
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
Адсорбент Адсорбат
Экстракция
Раствор
- функциональная группа адсорбента
- молекула адсорбата-аналита (А)
- молекула адсорбата-конкурента-вытеснителя (Ак)
- молекула растворителя-разбавителя (Р) Адсорбент
К =
[Аналит в неподвижной фазе]
[Аналит в подвижной фазе]
Коэффициент распределения
Хроматография: распределительная
30
ВЭЖХ - 2006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |
||
|
|
|
|
|
Адсорбент Адсорбат |
|
O |
|
+ |
Взаимодействие: "ион ↔ ион" |
|
|
S |
О |
Na |
Адсорбент: ионообменник (сульфополистирол) |
|
|
O |
|
|
Растворитель: полярный (вода) |
|
|
|
|
|
Конкуренты аналита: ионы с зарядом того же знака |
|
Si |
|
|
+ |
+ |
Взаимодействие: "диполь ↔ диполь" |
O |
|
H Cl |
|
Адсорбент: полярный (SiO2, Al2O3) |
|
|
|
|
|
|
Растворитель: малополярный (хлороформ) |
|
|
|
|
|
Конкуренты: полярные молекулы (спирт, вода) |
Si |
O |
|
+ |
+ |
Взаимодействие: "диполь ↔ наведенный диполь" |
H |
|
Адсорбент: полярный (SiO2, Al2O3) |
|||
|
|
|
|
|
Растворитель: неполярный (гексан) |
|
|
|
|
|
Конкуренты: малополярные молекулы (хлороформ) |
ВЭЖХ - 2006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |
||
|
|
|
|
|
Адсорбент Адсорбат |
|
|
H |
|
|
Взаимодействие: "водородная связь" |
Si |
O |
|
|
|
Адсорбент: донор/акцептор электронов |
|
|
H |
|
Растворитель: не образующий Н-связи (ACN) |
|
|
|
|
O |
|
Конкуренты: образующие Н-связи молекулы (вода) |
|
|
|
|
|
|
Si |
|
Взаимодействие: "гидрофобное" |
|
|
|||
OH |
Адсорбент: неполярный (обращенная фаза) |
||
Si |
Растворитель: полярный (вода) |
||
|
|||
|
|
||
|
|
Конкуренты: полярные молекулы (спирт, ACN) |
|
|
|
Взаимодействие: аффинное (биоспецифическое)
Сумма взаимодействий: ионные, дипольные,
гидрофобные,Н-связи
Адсорбент: аффинный (антиген) Растворитель: вода
Конкуренты: ионная сила, температура, pH и пр.
31
ВЭЖХ - 2006
ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Адсорбент Адсорбат
|
B |
|
D |
|
|
|
|
||
|
b |
|
b |
|
|
A |
|
A |
|
a |
D |
a |
B |
|
C |
C |
|||
|
|
|||
|
c |
|
c |
Трёхточечное ("сильное") Двухточечное ("слабое") взаимодействие взаимодействие
Взаимодействие: хиральное (стереоспецифическое)
Адсорбент: хиральный (оптически активный)
Растворитель: вода, органический растворитель
Конкуренты: ионная сила, pH, полярность и пр.
ВЭЖХ - 2006
ИЗОТЕРМААДСОРБЦИИ
Форма пика
СS - концентрация вещества в твердой фазе СМ - концентрация вещества в жидкой фазе
CS |
A |
B |
C |
|
CM |
|
|
|
D |
E |
F |
32
ВЭЖХ - 2006
ЭКСКЛЮЗИОННАЯХРОМАТОГРАФИЯ
Концентрация
Концентрация
МОЛЕКУЛЫ:
малые
средние
большие
0 Vex VR V0
log M
VR
0 |
Vex |
V0 |
Объем
ВЭЖХ - 2006
АДСОРБЦИОННАЯХРОМАТОГРАФИЯ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Концентрация |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молекулы |
Молекулы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с мéньшим |
с бóльшим |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анионы |
зарядом |
зарядом |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разделяемых |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
веществ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анион-конкурент |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(анион элюента) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
V |
r1 |
Vr |
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k' |
Объем |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Зоны |
|
|
|
концентрации |
|
|
|
веществ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Концентрация |
|
|
|
элюента, C |
|
|
|
2 |
|
Молекулы |
k' |
|
|
с бóльшим |
1 |
||
log |
|||
зарядом |
|
||
|
|
||
Молекулы |
|
|
|
с мéньшим |
|
|
|
зарядом |
|
log C |
|
|
|
33
ВЭЖХ - 2006
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯХРОМАТОГРАФИЯ
|
Более 1 |
2 |
Менее |
Концентрация |
полярное |
|
полярное |
|
вещество |
|
вещество |
- неполярный |
|
|
|
компонент |
|
|
|
(конкурент) |
|
|
|
элюента |
|
|
|
0 |
|
VR1 |
VR2 Объем |
|
k' |
2 |
|
|
|
|
|
- молекулы |
1 |
|
|
менее |
|
|
|
полярного |
Концентрация элюента, C |
||
вещества |
|||
- молекулы |
|
2 |
|
более |
k' |
|
|
полярного |
1 |
|
|
log |
|
||
вещества |
|
||
|
|
||
|
|
|
|
|
Концентрация элюента, C |
||
ВЭЖХ - 2006
НЕПОДВИЖЫЕФАЗЫДЛЯВЭЖХ
Привитые фазы на основе силикагеля
CH3
Si R
CH3
ОБРАЩЕННЫЕ ФАЗЫ
Фаза
C18
RP18 Octadecyl ODS
C8
RP8
Octyl
С4 Butyl
С1
Phenyl
Nitryl
CN
Nitro
NO2
R |
Назначение |
|
|
|
|
−CH2(CH2)16CH3 |
Универсальная фаза с высокой емкостью. |
|
|
Разделение гидрофильных веществ методом ион-парной хроматографии. |
|
|
|
|
−CH2(CH2)6CH3 |
Универсальная фаза со средней емкостью. |
|
|
Разделение липофильных веществ. |
|
|
|
|
−CH2(CH2)2CH3 |
Разделение белков и пептидов методом обращенно-фазовой и гидро- |
|
|
фобной хроматографии. |
|
−(CH3)3 |
Фаза с очень низкой емкостью. |
|
−C6H5 |
Фаза со средней емкостью. |
|
−CH2CH2CH2−CN |
Фаза с низкой емкостью. |
|
|
|
|
−CH2CH2CH2−NO2 |
Фаза с низкой емкостью; селективна к ароматическим соединениям. |
|
|
|
|
34
ВЭЖХ - 2006
НЕПОДВИЖЫЕФАЗЫДЛЯВЭЖХ
Привитые фазы на основе силикагеля
CH3
Si R
CH3
ОБРАЩЕННЫЕ ФАЗЫ
Элюотропный ряд (повышение силы элюента): Вода<MeOH<АCN<EtOH≤Тетрагидрофуран≤Пропанол<Диоксан
Смешивающиеся с водой и прозрачные в УФ области спектра растворители
ВЭЖХ - 2006
НЕПОДВИЖЫЕФАЗЫДЛЯВЭЖХ
"Несиликагельные" обращенные фазы
ГРАФИТ ПОЛИСТИРОЛ
35
ВЭЖХ - 2006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18" |
||||||
|
|
I. Обращенно-фазная хроматография |
||||||
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
NH2 |
CH2 OH |
CH2 |
COOH |
|
|
CH2 |
NH2 |
CH2 |
CH |
|||
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
Изменение степени ионизации |
|
||||
A |
1 |
2 |
|
Конкуренты: |
2 4 |
|
B |
|
|
|
|
3 |
МеОН |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pH 2 |
|
|
pH 7 |
|
ВЭЖХ - 2006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18" |
||||||
|
|
|
II. Ион-парная хроматография |
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
CH2 |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
CH2 |
|
COOH |
||
|
|
CH2 |
|
|
NH2 |
|
|
|
CH2 |
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образование гидрофобных ионных пар |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O _ |
Ион-парные |
+ |
|
|
CH3 |
|
CH3 |
|||||||||||||
|
H3C |
|
(CH2)6 |
|
CH2 |
|
S O |
агенты |
|
H3N |
|
C |
|
CH2 |
|
C CH3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
CH3 |
||||||||||
C |
3 |
|
|
Конкуренты: |
2 |
|
|
|
|
МеОН |
4 |
3 |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
F3CCOO− |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
H+ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D
36
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18" |
|||||||
III. Ионообменная хроматография |
|
||||||
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
|
NH2 |
CH2 OH |
CH2 |
COOH |
CH2 |
NH2 |
CH2 |
|
CH |
|||
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
Модификация поверхности сорбента |
|
||||||
|
|
O Модификаторы: |
|
|
|||
|
|
O |
O |
S O |
|
|
+CH3 |
|
|
|
_ |
|
|
N CH3 |
|
|
|
|
|
O |
|
|
CH3 |
|
|
Конкуренты: |
|
|
|||
E |
Li+ |
F3CCOO |
|
F |
|||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
4 |
|
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18"
Эффективность колонки: 4000-6000 теоретических тарелок Разрешение пиков: Rs(i, i+1) >1 или 4
R
Ph-H < Ph-CH3 < Ph-CH2CH3 <...< Ph-CH2(CH2)25-30CH3
Поверхность гидрофобного контакта
37
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18"
Эффективность колонки: 4000-6000 теоретических тарелок Разрешение пиков: Rs(i, i+1) >1 или 4
Поверхность гидрофобного контакта
CH3 |
CH3 |
CH3 |
|
CH3 |
|
|
CH3 |
CH3 |
Увеличение |
|
|
|
|
|
удерживания |
|
|
NO2 |
NO2 |
NO2 |
|
NO2 |
|
|
NO2 |
NO2 |
|
|
|
|
|
Увеличение |
|
|
удерживания |
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18"
Эффективность колонки: 4000-6000 теоретических тарелок Разрешение пиков: Rs(i, i+1) >1 или 4
Поверхность гидрофобного контакта
Цис-изомеры Транс-изомеры
|
|
|
|
CH3 |
Увеличение |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|||
H3C |
C |
|
CH2 |
удерживания |
H3C |
C |
CH2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H C C |
CH |
|
H C C |
CH |
||||||||||||
3 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
CH3 |
|
|
CH3 |
|
|
|||||||
|
|
|
OH |
Увеличение |
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
CH2 |
H3C |
|
|
CH2 |
|||||||||
C |
удерживания |
C |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H C C |
CH |
|
H C C |
CH |
||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
OH |
|
|
|||
38
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18"
Эффективность колонки: 4000-6000 теоретических тарелок Разрешение пиков: Rs(i, i+1) >1 или 4
Поверхность гидрофобного контакта
Увеличение
удерживания
Увеличение
удерживания
ВЭЖХ - 2006
СЕЛЕКТИВНОСТЬФАЗЫ"С18"
Поверхность гидрофобного контакта
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
O |
||
R |
|
|
|
C |
R |
|
|
C - |
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
O |
||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
+ |
H |
||
R |
|
|
N |
|
|
N |
||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||
|
|
|
|
|
Увеличение |
|||||||
|
|
|
|
|
удерживания |
|||||||
39