книги из ГПНТБ / Современное состояние жидкостной хроматографии

Е. Применение ионообменной хроматографии

Так как ионообменная хроматография развивалась в основном как эмпирический метод, удобнее всего, пожалуй, рассмотреть вы­ бор смолы, системы оборудования, методов работы и т. д. на при­ мере некоторых удачных исследований.

/. Разделение неорганических веществ

Пригодность жидкостной хроматографии как метода была впервые продемонстрирована на примере разделения продуктов

ионообменной хроматографии, заставили обратить внимание ис­ следователей на этот метод.

Анионообменная хроматография используется, в частности, для скоростного анализа фосфатов в детергентах. С помощью этого метода орто- и пирофосфаты и другие их производные могут быть разделены и определены количественно на смоле дауэкс 1-Х8 [13]. Катионообменная хроматография широко используется для разде­ ления щелочных металлов элюированием их водными смесями Н О и этанола [14].

Переходные элементы от марганца до цинка могут быть раз­ делены на смоле дауэкс 1-Х10 превращением ионов металла в их анионные хлоридные комплексы в концентрированных растворах НС1 [15]. В этом случае наблюдается значительное изменение ко­ эффициентов распределения, вызванное изменением свойств элюента (т. е. переход сорбированного вещества из катионной в анионную форму).

В настоящее время ионообменная хроматография высокого дав­ ления используется как промышленный метод разделения транс­ плутониевых элементов, полученных искусственным путем. Для этого разделения используется такая же методика, как и при раз­ делении лантанидов и актинидов. Трехвалентные элементы группы лантанидов и актинидов вводят в виде катионов в слабокислых растворах внутрь катионообменной колонки и последовательно элюируют анионным комплексообразующим реагентом [16].

При разделении элементов с высокой радиоактивностью (на­ пример, америция, кюрия, берклия, калифорния, эйнштейния) воз­ можна радиационная деструкция смол и радиолитическое образо­ вание газа. Обе эти проблемы, существенно нарушающие разре­

быстрее и, следовательно, уменьшается экспозиция смолы с радио­

На рис. 8.8 показана типичная хроматограмма, полученная с помощью этой системы. В настоящее время такое разделение ис-

пользуется в промышленности на одной из стадий получения этих

ления производных нуклеиновых кислот, а также Муром и Штей­ ном [5], разделявшим таким методом аминокислоты.

В настоящее время исследователи пытаются, во-первых, умень­ шить длительность разделения простых биохимических систем [1] и, во-вторых, разработать системы, позволяющие проводить ана­ лизы очень сложных биохимических смесей, в основном физиоло­ гических жидкостей.

Например, длительность хроматографического разделения 18 аминокислот, обычно присутствующих в протеинах, при использо­

Одновременно разрабатывалась методика анализа аминокислот и других чувствительных к нингидрину соединений в физиологиче­ ских жидкостях. Гамильтон [8] разработал систему высокого раз­ решения для таких жидкостей и получил более 175 хроматографических пиков чувствительных к нингидрину компонентов в од­ ном образце мочи; хроматографирование длилось около двух дней.

Ионообменное разделение основных пуриновых и пиримидиновых оснований, присутствующих в смесях нуклеиновых кислот, было впервые проведено Кохом [4], использовавшим сродство к

методом катионообменной хроматографии соответствующие нуклеозиды. Дальнейшие исследования [20] позволили сократить дли­

высокого давления. В этом разделе мы рассмотрим две такие си­

и тщательно проверены в клинических и исследовательских меди­ цинских лабораториях [7].

3) для детектирования и количественного определения разде­ ляемых компонентов применяются записывающий фотометр или колориметр.

Измеренный объем образца вводится с помощью шестиходового крана в поток элюента, находящийся под высоким давлением непосредственно перед поступлением его в ионообменную колонку.

Каждое детектируемое вещество фиксируется в виде хроматографи-

ческого пика. На типичной хроматограмме мочи при 40-часовом хроматографировании с УФ-детектором наблюдается 100—120 пи­ ков (рис. 8.11): максимальное число пиков равно 150. Единичный

Р и с . 8.9. Автоматический хроматограф высокого давления для анализов фи­ зиологических жидкостей, поглощающих в УФ-области.

образец мочи дает 48 хроматографических пиков, соответствующих содержащимся в моче углеводам (рис. 8.12).

Ж. Заключение

По мере совершенствования технологии производства ионооб­ менных смол воспроизводимость их характеристик, несомненно, улучшится. Разрабатываются новые типы ионообменных смол с различными функциональными группами. Появление поверхностно-

пленочных и других новых форм смол, несомненно, стимулирует развитие высокоскоростной жидкостной хроматографии [21]. При­ меры использования ряда таких материалов даны в третьей части книги.

18

Р и с . 8.10. Автоматический хроматограф высокого давления для анализов уг­ леводов в физиологических жидкостях [17].

Анионообменная колонка в сочетании с катионообменной в принципе могут обеспечить разделение чрезвычайно сложных сме­ сей; после начальной стадии ввода образца каждая колонка мо­ жет элюироваться отдельно и одновременно, что позволит сокра­ тить длительность анализа.

Ионообменная хроматография, несомненно, будет применяться для разделения с высоким разрешением сложных смесей, так как

со многими такими смесями приходится иметь дело и в биологии,

ив медицине.

Взаключение можно сказать, что ионообменная хроматогра­ фия вообще, и особенно хроматография высокого разрешения, где требуется высокое давление, станет широко распространенным ме­ тодом после того, как появятся недорогие эффективные автомати­ ческие жидкостные хроматографы.

список Р Е К О М Е Н Д У Е М О Й Л И Т Е Р А Т У Р Ы

Основы ионного обмена

Kunin R., Ion Exchanges Resins, 2nd ed., John Wiley, New York, 1958. Hetfferich F., Ion Exchange, McGraw-Hill, New York, 1962.

Marinsky J, A., Ion Exchange: A Series of Advances, Vol. 1, Marcel Dekker, New York, 1966.

Giddings J., Calvin J., Keller Roy A., eds, Advances in Chromatography, Vols. 1—6, Marcel Dekker, New York, 1965.

Inczedy ]., Analytical Applications of Ion Exchangers, Pergamon, London, 1966. Dean J. A., Chemical Separation Methods, Van Nostrand, Princeton, N. J , 1969.

СП И С ОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.Adams В. A., Holmes E. L . , J. Soc. Chem. Ind, 54T, 1 (1935).

10.Scott C. D., Anal. Biochem, 24, 292 (1968).

11.Scott C. D., Lee N. E., J. Chromatog, 42, 263 (1969).

19.Price List U: Ion Exchange Resine and Systems, Bio-Rad Laboratories (1969).

20.Uziel M., Koh С. K., Cohn W. £., Anal. Biochem, 25, 77 (1968).

21.Horvath C. G , Preiss B. A., Lipsky S. R., Anal. Chem, 39, 1422 (1967).

Глава 9

ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ

И.Халаш

графии, или хроматографии высокого давления, развивающейся в

стандартно упакованных колонках). Большинство исследователей, занимавшихся разработкой методик высокоскоростной жидкостной хроматографии, были крупными специалистами в области газовой хроматографии, и поэтому они пытались применить свои теорети­ ческие знания и искусство экспериментаторов в этой новой об­ ласти.

Хотя основные положения теории газовой и жидкостной хрома­ тографии совпадают, следует помнить, что: 1) коэффициенты диф­

нельзя. Однако теоретическая трактовка жидкостной хроматогра­ фии проще, так как подвижная фаза не сжимаема. К сожалению, многие хроматографисты плохо знают теорию. Чтобы решить ка­ кую-то определенную проблему, не всегда обязательно знать меха­ низм разделения, однако не следует забывать,- что понимание механизма позволит разработать лучший тип колонки. Поэтому знание простых основ теории длястандартной работы крайне не­ обходимо, так как это обеспечит правильный выбор начальных условий, определяющих оптимальное разделение без чрезмерных затрат времени на экспериментальную работу.

Б. Некоторые экспериментальные факторы,

влияющие на разделение

/. Коэффициент взаимной диффузии

Малые коэффициенты взаимной диффузии приводят к медлен­ ным скоростям массопереноса в подвижной фазе. Поэтому, как следует из уравнения Тейлора [1], Ариса [2] или Голая [3], жидкост-