Разделяй и Властвуй! Как минимум над хроматограммой

27.01.2025

Хроматография является, безусловно, неотъемлемой частью нашей жизни. Даже если мы этого не замечаем. Огромное количество анализов производится каждый день хроматографическими методами и происходит проверка качества огромного количества вполне привычных нам вещей. Типичный хроматограф, например, вот такой, — это сложная модульная система, однако хроматография — это в первую очередь метод разделения смеси веществ на индивидуальные компоненты. Смесь веществ не разделяется на индивидуальные компоненты ни в насосе, ни в системе подачи образца, ни в детекторе. Разделение, а значит и успех анализа в целом, будет зависеть от маленькой стальной трубки, набитой некими загадочными маленькими сферами. Это — сердце хроматографа.

Хроматографическая колонка является основным элементом жидкостного хроматографа, обеспечивающим разделение смесей веществ. В случае высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) материалом для ее изготовления служит нержавеющая сталь, поскольку для прокачки подвижной фазы через сорбент необходимо создать высокое давление. В конструкционном плане она представляет собой трубку или полый цилиндр, заполненный изнутри сорбентом (неподвижной фазой). Основными внешними параметрами хроматографической колонки являются длина и внутренний диаметр.

Хроматографическая колонка является основным элементом жидкостного хроматографа, обеспечивающим разделение смесей веществ.
Устройство хроматографической колонки

В качестве неподвижной фазы в колонках используют обычно силикагель в виде сфер различного диаметра. Чем более правильной сферической формы получаются зерна сорбента, тем более качественным считается продукт.

В качестве неподвижной фазы в колонках используют обычно силикагель в виде сфер различного диаметра.
Шарики силикагеля неподвижной фазы при увеличении

Основными параметрами неподвижной фазы (сорбента) являются размер (диаметр) зерен, структура зерна сорбента, размер пор и удельная площадь поверхности. По структуре зерна обычные сорбенты различаются на полностью пористые (FPP), представляющие собой «большую» сферу, состоящую из «маленьких» сфер, и поверхностно пористые (CoreShell), представляющие из себя сферу с большой монолитной сердцевиной, покрытой снаружи «маленькими» сферами силикагеля.

По структуре зерна обычные сорбенты различаются на полностью пористые (FPP), представляющие собой «большую» сферу, состоящую из «маленьких» сфер, и поверхностно пористые (CoreShell), представляющие из себя сферу с большой монолитной сердцевиной, покрытой снаружи «маленькими» сферами силикагеля.
Типы шариков силикагеля, произведенные по разной технологии,
CoreShell (слева) и FPP (справа)

Наиболее распространенные силикагельные сорбенты условно подразделяют на немодифицированные и химически модифицированные, когда к поверхности чистого силикагеля (немодифицированный сорбент, silica) прививают различные функциональные группы для изменения гидрофильных/гидрофобных и других свойств неподвижной фазы для изменения селективности хроматографической колонки.

Наиболее распространенные силикагельные сорбенты условно подразделяют на немодифицированные и химически модифицированные, когда к поверхности чистого силикагеля (немодифицированный сорбент, silica) прививают различные функциональные группы для изменения гидрофильных/гидрофобных и других свойств неподвижной фазы для изменения селективности хроматографической колонки.
Примеры фаз на поверхности силикагеля

Фаза (вещество или смесь веществ, привитых на силикагель) — важный параметр колонки, от него обычно зависит механизм разделения веществ на хроматографической колонке. В таблице 1 представлены основные фазы, применяющиеся в жидкостной хроматографии.

В последнее время набирают популярность «смешанные фазы» — то есть такие, которые позволяют в рамках одной колонки использовать несколько механизмов разделения веществ (мультимодальная хроматография).

Примеры таких фаз представлены на ниже:

В последнее время набирают популярность «смешанные фазы» — то есть такие, которые позволяют в рамках одной колонки использовать несколько механизмов разделения веществ (мультимодальная хроматография).
Примеры смешанных фаз

Также важными параметрами модификации поверхности силикагеля являются эндкепирование (закрытие свободных ОН групп на поверхности силикагеля, обычно СН3-группами), и плотность пришивки разных функциональных групп к поверхности частиц в пересчете на содержащийся в них углерод (%С, содержание углерода).

По набору параметров колонки можно как подобрать нужную колонку для проведения планируемого анализа, так и подобрать аналог недоступной по тем или иным причинам, колонки на которой Вы привыкли работать.

Компания Диаэм привозит по запросу практически любые колонки практически любых мировых производителей, а также китайские колонки премиум-класса производства компании FLM Scientific Instrument Co, Ltd.

Таблица 1. Основные фазы, использующиеся в жидкостной хроматографии.

Наименование связанной фазы

Свойства и область применения

C1, TMS, SAS, Триметил

Фаза с очень низкой емкостью и высокой селективностью разделения высокомолекулярных полярных соединений в ОФХ.

C2, RP-2, Диметил

C2 обладает более сильной удерживающей способностью, чем фаза С1, уступая по этому показателю сорбентам: С4, С8 и С18.

С3, Пропил

C3 подходит для HIC хроматографии пептидов и белков.

С4, Бутил

Фаза с более низкой емкостью и удерживающей способностью, чем у сорбентов С8 и С18. Хорошо подходит для разделения макромолекул гидрофобных белков и пептидов с помощью HIC и ион-парной хроматографии.

С5, Пентил

С5 обладает более сильной гидролитической устойчивостью по сравнению с сорбентом С4. Привитую фазу пентила с диаметром пор 300A используют в ОФХ гидрофобных белков и пептидов.

С6, Гексил

С6 обладает более сильной удерживающей способностью, чем фазы: С1, С2, С3, С4 и С5, уступая по этому показателю сорбентам: С8 и С18. Привитая фаза гексила находит применение ион-парной хроматографии.

С8, MOS, RP-8, LC8, Октил

По своей селективности фаза С8 близка к С18, но уступает ей по удерживающей способности. Этот сорбент находит широкое применение в хроматографии нуклеотидов, стероидов, пептидов, небольших гидрофильных белков и прочих биомолекул.

С12, Додецил

С12 обеспечивает лучшее чем у С18 взаимодействие с целевыми молекулами и более чёткую форму пиков для неполярных и умеренно полярных соединений.

RP Amide C16

Фаза с высокой селективностью разделения алкильных соединений.

С18, ODS, RP-18, LC-18, Октадецил

Универсальная фаза с высокой емкостью удерживания в неполярных растворителях. Имеет широчайший спектр применений (разделение пептидов, нуклеотидов, стероидов, витаминов, жирных кислот, пестицидов и пр.).

AQ-C18, Полярно-модифицированный октадецил

Подходит для разделения образцов в водной фазе.

Peptide ES-C18, Ди-изобутилоктадецил

Быстрое разделение пептидов и полипептидов с высокой пиковой нагрузкой.

C30, Триаконтанолдиметил

Фаза с высокой селективностью разделения гидрофобных соединений, длинноцепочечных и структурно родственных изомеров.

С6H5, Фенил

Обладает уникальной селективностью разделения ароматических соединений в хроматографии гидрофобного взаимодействия.

С6H5–С6H5, Biphenyl, Дифенил

Высокая селективность разделения ароматических соединений.

С6H5 (линкер C3H6O), Фенил-эфир

Используют для разделения высоко-полярных ароматических веществ.

С6H5 (линкер C6H12), Фенил-гексил

Фаза с высокой селективностью разделения ароматических соединений — доноров электронов.

С6F5, PFP,

Обеспечивает селективное разделение замещённых ароматических соединений.

CN, Cyano, CPS, PCN, циано, цианопропил, нитрил

Универсальная фаза как для НФХ, так и ОФХ. Обладает высокой удерживающей способность в отношении полярных соединений при слабом удерживании гидрофобных веществ. Слабая полярность и низкая емкость этого сорбента позволяет быстро уравновешивать его в режиме градиентного элюирования.

Nitro, NO2

Низко-емкая фаза селективна к ароматическим соединениям в ОФХ и применима для НФХ.

NH₂, APS, амино, аминопропилсилил

Фаза является слабым анионообменником с универсальной областью применения в НФХ, ОФХ и ионообменной хроматографии. Хорошо подходит для разделения углеводов.

Diol OH, Диол

Универсальная фаза как для НФХ, так и ОФХ. Используют также в гель-фильтрационной хроматографии (GFC) высоко-полярных соединений, пептидов и белков.

OH5, Пента-гидрокси

Идеально подходит для разделения высоко-полярных соединений.

F5 (PFP)

Высокая селективность разделения ароматических соединений — акцепторов электронов.

SCX

Сильный катионобменник.

SAX

Сильный анионобменник.

Карбоксил WSX

Слабый катионобменник.


См. также:

Атомно-абсорбционные и атомно-эмиссионные спектрометры
Весы
Водоподготовка
ИК-спектрометры
Кондуктометры
Раман спектрометры и микроскопы
рН-метры
УФ-спектрометры
Хроматографы




Ниже вы можете задать вопрос или оставить запрос в свободной форме:

Раскрыть анкету для отправки запроса

Ваш заказ будет обработан
в ближайшее время.
Мы пришлем уведомление, как только все будет готово. Спасибо!