Курсовая работа: Силикагель и его применение в высокоэффективной жидкостной хроматографии
tR.=
t0 + ts. (2.1)
Значение t0 фактически равно времени
прохождения через колонку адсорбируемого компонента. Значение tR не зависит от количества
пробы, но зависит от природы вещества и сорбента, а также упаковки сорбента и
может меняться от колонки к колонке. Поэтому для характеристики истинной
удерживающей способности следует ввести исправленное время удерживания t′R [13]:
t′R = tR - t0. (2.2)
Для характеристики удерживания часто используют
понятие удерживаемого
объема VR - объем
подвижной фазы, который нужно пропустить через колонку с определенной
скоростью, чтобы элюировать вещество [13]:
VR = tRF, (2.3)
где F –
объемная скорость потока подвижной фазы, см3с-1.
Объем для вымывания несорбируемого компонента
(мертвый объем) выражается через t0: V0 = t0F, и включает в себя объем
колонки, не занятый сорбентом, объем коммуникаций от устройства ввода пробы до
колонки и от колонки до детектора. Исправленный удерживаемый объем V′R соответственно равен
[13]:
V′R = VR - V0. (2.4)
При постоянных условиях хроматографирования
(скорость потока, давление, температура, состав фаз) значения tR и VR строго воспроизводимы и
могут быть использованы для идентификации веществ.
Любой процесс распределения вещества между двумя
фазами характеризуют коэффициентом распределения D.
Величина D отношением cs/c0, где ст и с0 – концентрации
вещества в подвижной и неподвижной фазах соответственно. Коэффициент
распределения связан с хроматографическими параметрами.
Характеристикой
удерживания является также коэффициент емкости k', определяемый как
отношение массы вещества в неподвижной фазе к массе вещества в подвижной фазе: k'
= mн/mп. Коэффициент емкости показывает, во
сколько раз вещество дольше находится в неподвижной фазе, чем в подвижной.
Величину k' вычисляют
из экспериментальных данных по формуле [13]:
(2.5)
Важнейшим
параметром хроматографического разделения является эффективность хроматографической колонки,
количественной мерой
которой служат высота Н, эквивалентная теоретической
тарелке, и число теоретических тарелок N.
Теоретическая тарелка – это гипотетическая зона,
высота которой соответствует достижению равновесия между двумя фазами. Чем
больше теоретических тарелок в колонке, т.е. чем большее число раз
устанавливается равновесие, тем эффективнее колонка. Число теоретических тарелок
легко рассчитать непосредственно из хроматограммы, сравнивая ширину пика w и время пребывания tR компонента в колонке
[13]:
(2.6)
Определив N и
зная длину колонки L,
легко вычислить Н:
(2.7)
Эффективность
хроматографической колонки также характеризует симметричность соответствующего
пика: чем более симметричен пик, тем более эффективной является колонка.
Численно симметричность выражают через коэффициент симметрии KS, который может быть
определен по формуле [13]:
, (2.8)
где
b0.05 – ширина пика на одной
двадцатой высоты пика; А – расстояние между перпендикуляром, опущенным
из максимума пика, и передней границей пика на одной двадцатой высоты пика.
Для
оценки воспроизводимости хроматографического анализа используют относительное
стандартное отклонение (RSD), характеризующее рассеяние результатов в
выборочной совокупности [13]:
, (2.9)
где
n – количество параллельных хроматограмм; х - содержание компонента в
пробе, определенное путем расчета площади или высоты соответствующего пика на
хроматограмме; – среднее значение содержания компонента,
рассчитанное на основании данных параллельных хроматограмм; s2 – дисперсия полученных
результатов.
Результаты
хроматографического анализа считаются вероятными, если выполняются условия
пригодности хроматографической системы [19]:
-число теоретических
тарелок, рассчитанное по соответствующему пику, должно быть не менее требуемого
значения;
-коэффициент разделения
соответствующих пиков должен быть не менее требуемого значения;
-относительное стандартное
отклонение, рассчитанное для высоты или площади соответствующего пика, должно
быть не более требуемого значения;
-коэффициент симметрии
соответствующего пика должен быть в требуемых пределах.
2.3 Аппаратурное оформление эксперимента
В
современной жидкостной хроматографии используют приборы различной степени
сложности - от наиболее простых систем, до хроматографов высокого класса,
снабженных различными дополнительными устройствами.
На
рис. 2.4 представлена блок-схема жидкостного хроматографа, содержащая
минимально необходимый набор составных частей, в том или ином виде
присутствующих в любой хроматографической системе.
Рисунок
2.4. Блок-схема жидкостного хроматографа: 1 - сосуд для подвижной
фазы; 2 - насос; 3 - инжектор; 4 - колонка; 5 - термостат; 6 - детектор; 7 - регистрирующая система
В
качестве сосудов для подвижной фазы (1) чаще всего используют стеклянные
бутылки вместимостью 0,7-1 л. Большое значение имеет тщательная
дегазация подвижной фазы. Предпочтительнее выполнять эту операцию
непосредственно в рассматриваемом сосуде, чтобы исключить переливание
растворителя.
Современные
насосы (2) для жидкостной хроматографии представляют собой прецизионные
устройства, обеспечивающие постоянную подачу растворителя в колонку и способные
создавать давления до нескольких десятков МПа. Конструкция насоса определяется,
прежде всего, рабочим давлением в системе.
Инжекторы
(3) обеспечивают ввод проб от 0,1 мкл до нескольких миллилитров с
высокой воспроизводимостью при давлениях до 30-50 МПа. Инжекторы должны
работать при повышенных температурах и в среде активных растворителей и
реагентов.
Колонки
(4) для ВЭЖХ представляют собой толстостенные трубки из нержавеющей
стали длиной 10, 15, 25 см с внутренним диаметром 4-5,5 мм, способные
выдержать высокое давление. Большую роль играет плотность и равномерность
набивки колонки сорбентом. Постоянство температуры обеспечивается термостатом.
Повышение
температуры разделения улучшает эффективность колонок в ОФ ВЭЖХ.
Стабилизация температуры также повышает точность количественных определений, поэтому
использование термостатов (5) весьма желательно, а иногда обязательно. В
ВЭЖХ чаще всего применяют воздушные термостаты с интенсивным перемешиванием
воздуха, в которых расположены теплообменник для подогрева растворителя,
дозатор и колонки.
Детекторы
(6) для жидкостной хроматографии имеют проточную кювету, в которой
происходит непрерывное измерение какого-либо свойства протекающего элюента.
Наиболее популярными типами детекторов общего назначения являются
дифференциальные рефрактометры, измеряющие показатель преломления системы проба-элюент, и
спектрофотометрические детекторы, определяющие оптическую плотность
растворителя на фиксированной длине волны (как правило, в ультрафиолетовой
области -
УФ-детекторы).
Регистрирующая
система (7) в простейшем случае состоит из дифференциального усилителя и
самописца. В сложных хроматографических системах используется блок интерфейса,
соединяющий хроматограф с персональным компьютером, который осуществляет не
только сбор и обработку информации, но и управляет прибором.
2.4 Методика проведения эксперимента
В
экспериментальной части курсовой работы была поставлена задача подобрать
опытным путем хроматографическую колонку на основе химически модифицированного силикагеля
для методики количественного определения эналаприла малеата, а также сравнить
эффективность хроматографического разделения в зависимости от используемого
сорбента.
Структурная
формула эналаприла приведена на рис. 2.5 [20].
Рисунок
2.5. Структурная формула эналаприла
Субстанция
эналаприла малеата представляет собой белый кристаллический порошок, плохо
растворимый в воде, растворимый в этаноле и метаноле. Эналаприла малеат
является биологически активным веществом, применяемым в качестве лекарственного
средства для лечения артериальных гипертензий и застойной сердечной
недостаточности, а также в комплексной терапии инфаркта миокарда.
Оборудование:
-весы аналитические
электронные Mettler Toledo AG204;
-ультразвуковой очиститель
Elma T710DH;
-жидкостной хроматограф Agilent 1100, соединенный с
персональным компьютером.
Материалы:
-колонка размером 4,6х250 мм,
заполненная силикагелем цианосилильным для хроматографии [19], с
размером частиц 5 мкм Waters RP-CN;
-колонка размером 4,6х250 мм,
заполненная силикагелем цианосилильным для хроматографии [19], с размером
частиц 5 мкм Zorbax XDB-CN;
-колонка размером 4,6х250 мм,
заполненная силикагелем октадецилсилильным для хроматографии [19], с размером
частиц 5 мкм Waters Symmetry C18;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |