Влияиние стркуктуры вещества на его хроматографические свойства
Техника тсх
Основные “участники” хроматографического процесса
|
Рисунок |
1.3 |
– “Устройство” хроматографической пластинки |
Подложка
В качестве подложки для приготовления хроматографических пластин может быть применен любой материал, удовлетворяющий следующим требованиям:
химическая устойчивость к применяемым растворителям и реагентам;
термическая устойчивость при активации слоя;
хорошая адгезия сорбента на поверхности подложки;
высокое качество поверхности подложки, обеспечивающее равномерность слоя;
сорбционная инертность подложки (особенно актуальна в препаративной хроматографии);
пластичность, необходимая для вырезания пластинки необходимого размера;
полезной, но не необходимым является прозрачность подложки для УФ-излучения.
Полиэфирные смолы, алюминиевая фольга и стекло в максимальной степени удовлетворяют приведенному набору требований и являются наиболее употребимыми в коммерчески доступных пластинках для ТСХ.
Существенным требованием к поверхности подложки является ее чистота. Поверхность стеклянных пластинок следует тщательно обезжирить органическим растворителем (спирт, эфир, ацетон) или моющим средством. В последнем случае особое внимание следует уделить качеству удаления следов ПАВ с поверхности пластинки. В отдельных руководствах рекуомендуют обработать пластинки перед нанесением хромовой смесью, однако, следуя этим рекомендациям, следует помнить, что бихромат-анион хорошо сорбируется на поверхности стекла, и пластинки необходимо тщательно отмывать от сорбированного бихромата (следует пользоваться дистиллированной водой). Очевидно, что при работах с подложками не следует прикасаться подушечками пальцев к “рабочей” поверхности подложки, удерживая ее за торцы краев.
Алюминиевая фольга и полиэирная пленка в качестве подложке в лабораторных условиях широкое распространение не получили и используются при фабричном изготовлении пластин.
Сорбент
В качестве сорбентов в тонкослойной хроматографии наиболее широкое применение нашли силикагель и оксид алюминия. Имеются в продаже также гидроксиаппатит, силикат магния, диатомитовая земля (смешанный силикат натрия-магния), целлюлоза и некоторые ее модификации, полиамиды.
Хотя для формирования тонкого слоя может использоваться сорбент с любым размером зерен, но для прготовления пластин высокого качества стремятся использовать как можно более однородную фракцию, что уменьшает степень размывания пятен и, в конечном итоге, обеспечивает высокое качество разделения. В большинстве случаев используются сорбенты с частицами размером 10 – 20 мкм. Увеличение размера частиц приводит к ухудшению разделяющей способности, уменьшение размера – к значительному замедлению процесса элюции; качество разделения, правда, в последнем случае увеличивается. Для приготовления пластин для ВЭТСХ используются очень узкие фракции частиц.
Популярность силикагеля как сорбента в ТСХ обусловлена его высокой активностью, большой удельной поверхностью и химической устойчивостью. Высокая гидрофильность силикагеля позволяет использовать его не только как неподвижную фазу в адсорбционной хроматографии, но и как носитель гидрофильной фазы в распределительном варианте.
Даже наиболее обезвоженный силикагель для адсорбционной хроматографии на поверхности содержит значительное количество прочно связанной воды, имеющей структуру подобную структуре льда. Это обуславливает высокую адсорбционную способность силикагеля по отношению к веществам, имеющим в своей структуре группы – акцепторы и доноры водородной связи. В большинстве случаев силикагель для хроматогрфии (точнее, его суспензия в воде) имеет слабокислую реакцию, что обуславливает чрезвычайно высокую сорбцию органических оснований. Способность силанольных групп, присутствующих на поверхности к диссоциации (хотя и слабой), обуславливает высокую сорбируемость ионных соединений. Все это обуславливает применение высокополярных элюентов при хроматографическом анализе органических кислот, оснований и их солей.
Свойства окиси алюминия во многом похожи на свойства силикагеля, но она отличается от последнего более высоким значением pH водной суспензии и меньшей удельной поверхностью. В силу координационной ненасыщенности оксида алюминия, он проявляет значительно более высокое сродство к гидроксилсодержащисм соединениям, чем силикагель.
Благодаря высокой химической и термической стабильности этих двух сорбентов хроматограммы, полученные с их применением можно обрабатывать практически любыми реагентами, что значительно повышает информативность анализа по сравнению с анализом на других сорбентах.
Для формирования механически устойчивых слоев к сорбентам могут добавляться связующие – крахмал, гипс, поливиниловый спирт. Наиболее прочные слои получаются с применением крахмала, однако в этом случае нельзя применять агрессивные проявляющие реагенты (серная кислота, сильные окислители). Этих недостатков лишен гипс, но слои с его применением оказываются намного мягче, а процесс элюции – медленнее. Для флуоресцентного обнаружения нефлуоресцирующих веществ к сорбентам добавляют флуоресцентные индикаторы – флуоресцеин, сульфид цинка-кадмия и т.п.
Кирхнер рекомендует следующую методику приготовления силикагеля с крахмалом в качестве связующего. Готовят смесь, содержащую 19 г кремневой кислоты или силикагеля, 0.5 г крахмала и 38 мл дистиллированной воды (это соотношение можно изменять в зависимости от задач и характеристик сорбента и связующего). Смесь нагревают при перемешивании на кипящей водяной бане до полной желатинизации крахмала.
Недостатком крахмала как связующего является растрескивание слоя при высушивании и активации. Если такое наблюдается, следует изменить содержание крахмала или его сорт.
Полученную суспензию можно хранить в холодильнике в течение многих месяцев. При рассеянном свете ее можно хранить два месяца даже при комнатной температуре. Суспензия удобна для нанесения на пластинку.