Хроматографічні колонки

Під колонкою мається на увазі посудину, довжина якого значно більше діаметра. Для газової хроматографії зазвичай використовують U-образні або спіральні колонки. Внутрішній діаметр колонок 2-15 мм, а довжина 1-20 м. Матеріалом для виготовлення колонок служить скло, нержавіюча сталь, мідь, іноді фторопласт. Останнім часом найбільшого поширення набули капілярні колонки виготовлені з плавленого кварцу, з нанесеною всередині нерухомою фазою. Довжина подібних колонок може досягати сотень і навіть тисяч метрів, хоча частіше використовуються колонки довжиною 30-50 м.

Вкрай важливо щільне наповнення колонок нерухомою фазою, а також забезпечення сталості температури колонки протягом всього процесу хроматографування. Точність підтримки температури повинна становити 0,05-1^оC. Для точного регулювання і підтримки температури використовують термостати.

Детектори призначені для безперервного вимірювання концентрації речовин на виході з хроматографічної колонки. Принцип дії детектора повинен бути заснований на вимірюванні такої властивості аналітичного компоненту, яким не володіє рухома фаза.

У газовій хроматографії використовують наступні види детекторів:

- полум'яно-іонізаційний детектор;

- детектор по теплопровідності (катарометр);

- детектор електронного захоплення;

- полум'яно-фотометричний детектор;

- термоіонний детектор;

- фотоіонізаціонний детектор;

- мас-спектрометр;

- ІЧ-фур'є спектрометрю.

Газо-рідинна хроматографія - розділення газової суміші внаслідок різної розчинності компонентів проби в рідині або різної стабільності комплексів, що утворюються. Нерухомою фазою служить рідина, нанесена на інертний носій, рухомий - газ.

Рідинна хроматографія - це хроматографія, в якій рухомою фазою є рідина. Розділяється на рідинно-адсорбційну (поділ сполук відбувається за рахунок їх різної здатності адсорбуватися і десорбувати з поверхні адсорбенту), рідинно-рідинну, або розподільну (поділ здійснюється за рахунок різної розчинності в рухомий фазі - елюента і нерухомій фазі, фізично сорбированной або хімічно прищепленої до поверхні твердого адсорбенту), іонообмінну хроматографію, де поділ досягається за рахунок оборотного взаємодії аналізованих іонізуючого речовин з іонними групами сорбенту - іоніту. Особливе місце у використанні методів рідинної хроматографії займають ексклюзіонная, або гель-хроматографія і аффинная, або біоспецифічного.

Рідинна хроматографія як метод була відкрита в 1903 російським вченим Михайлом Кольором, який використовував для поділу рослинних пігментів на їх складові колонки, заповнені порошком крейди. Запропонований Кольором метод рідинної хроматографії був незаслужено забутий і майже не застосовувався більше 30 років.

Високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ, англ. HPLC, High performance liquid chromatography) - один з ефективних методів розділення складних сумішей речовин, широко вживаний як в аналітичної хімії, так і в хімічної технології. Основою хроматографічного поділу є участь компонентів суміші, у складній системі Вандерваальсових взаємодій (переважно міжмолекулярних) на межі розділу фаз. Як спосіб аналізу, ВЕРХ входить до складу групи методів, яка, зважаючи на складність досліджуваних об'єктів, включає попереднє розділення вихідної складної суміші на відносно прості. Отримані прості суміші аналізуються потім звичайними фізико-хімічними методами або спеціальними методами, створеними для хроматографії.

Принцип рідинної хроматографії полягає в розділенні компонентів суміші, заснованому на відмінності в рівноважному розподілі їх між двома несмешивающимися фазами, одна з яких нерухома, а інша рухома.

Відмінною особливістю ВЕРХ є використання високого тиску (до 400 бар) і дрібнозернистих сорбентів (зазвичай 3-5 мкм, зараз до 1,8 мкм). Це дозволяє розділяти складні суміші речовин швидко і повно (середній час аналізу від 3 до 30 хв).

Метод ВЕРХ знаходить широке застосування в таких областях, як хімія, нафтохімія, біологія, біотехнологія, медицина, харчова промисловість, охорона навколишнього середовища, виробництво лікарських препаратів і в багатьох інших.

По механізму поділу аналізованих або поділюваних речовин ВЕРХ ділиться на адсорбційну, розподільну, іонообмінну, ексклюзіонную, лігандообменную та інші.

Слід мати на увазі, що в практичній роботі поділ часто протікає не по одному, а по декількох механізмів одночасно. Так, ексклюзіонний поділ буває ускладнено адсорбційними ефектами, адсорбційну - розподільними, і навпаки. При цьому чим більше різниця речовин в пробі за ступенем іонізації, основності або кислотності, за молекулярною масою, поляризуємості та іншим параметрам, тим більша ймовірність прояву іншого механізму поділу для таких речовин.