Сверхкритическая флюидная хроматография


Сверхкритическая флюидная хроматография (СФХ) — вид элюентной хроматографии, в которой в качестве основного компонента подвижной фазы используется вещество в сверхкритическом или околокритическом состоянии. Впервые возможность использования растворителя при температурах выше критической в качестве элюента в хроматографии была показана в работе Клеспера 1962 года, однако долгое время этот метод не находил серьезного применения ввиду недостаточного развития приборной базы. Настоящее становление данной техники пришлось на 80—90-е годы, в немалой степени благодаря обострившемуся вниманию общества к проблемам природопользования и ресурсосбережения. В ходе поиска альтернативных, более экологически приемлемых и экономически выгодных лабораторных и промышленных технологий сверхкритические флюидные технологии, и в частности СФХ, стали пропагандироваться и использоваться не только в среде исследователей-энтузиастов. Так, например, газета Нью-Йорк Таймс 19 мая 1987 года писала: «Выше определенной температуры и давления вещество может быть переведено в некое особое состояние, называемое сверхкритическим флюидом… которое нельзя встретить на Земле в обычных условиях».


1990—2000-е годы пристальное внимание было сконцентрировано на методах разделения энантиомеров с использованием сверхкритической хроматографии, поскольку именно в этой области экономические преимущества препаративной СФХ над ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) дают особо заметный эффект. Однако в последнее время осваивается все больше новых сфер применения этого метода, ранее казавшихся недостижимыми для сверхкритической хроматографии.

Свойства сверхкритических флюидов, используемые в СФХ

Как известно, некоторые свойства сверхкритических флюидов могут быть описаны как промежуточные между свойствами газов и жидкостей. Важными для использования в хроматографии являются следующие из них:

— коэффициенты диффузии в сверхкритических средах больше коэффициентов диффузии в жидкостях;

— вязкость сверхкритических флюидов меньше вязкости жидкостей;

— растворяющая способность сверхкритических флюидов выше растворяющей способности газов.

Применительно к хроматографии это означает, что:

· возможно достижение значительно более коротких времен анализа;

· оптимальное значение линейной скорости потока в СФХ выше, чем в ВЭЖХ;

· спад давления на колонке гораздо меньше, чем в ВЭЖХ;

· возможно использование колонок большей длины;


· возможно использование гораздо более низких температур, чем в газовой хроматографии, без потери эффективности;

· возможно проведение разделений веществ с гораздо большими молекулярными массами, чем в газовой хроматографии.

В сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) подвижной фазой служит сверхкритический флюид – вещество, находящееся в сверхкритическом состоянии и имеющее показатели, промежуточные между характеристиками газов и жидкостей, благодаря тому, что находится при так называемой критической температуре и критическом давлении. Наиболее важными характеристиками используемых в хроматографии подвижных фаз являются плотность, вязкость и коэффициент диффузии.

Сверхкритическая флюидная хроматография В таблице 3 сопоставляются эти характеристики для газов, сверхкритических флюидов и жидкостей. Аномально высокая плотность сверхкритических флюидов обусловливает чрезвычайно высокую растворяющую способность в них большинства нелетучих веществ.

Таблица 3 — Важнейшие характеристики газов, сверхкритических флюидов и жидкостей

Наиболее часто в качестве подвижной фазы в СФХ используют диоксид углерода, поскольку это достаточно дешевый, нетоксичный, не имеющий запаха, удобный в обращении реагент, не поглощающий УФ-излучение вплоть до 190 нм. Критические параметры диоксида углерода таковы, что температура и давление могут варьироваться в достаточно широких пределах. При его применении в качестве подвижной фазы оптимизация разделения компонентов смеси может быть достигнута введением органического модификатора, например метанола или диоксана.


Неподвижные фазы в СФХ могут находиться в набивных или капиллярных колонках. Набивные колонки заполняются адсорбентами с диаметром частиц 3–10 мкм, в капиллярных колонках из плавленого кварца в качестве неподвижных фаз используют жидкие или химически привитые на внутренних стенках силоксаны. Толщина слоя неподвижной фазы в капилляре составляет 0,05–1 мкм.

Следует обратить внимание на важную роль точной установки температуры и давления при проведении СФХ. Температура может поддерживаться с помощью обычных для газовых хроматографов колоночных термостатов. Давление в колонке необходимо точно контролировать, поскольку плотность сверхкритического флюида зависит от давления и изменения давления приводят к изменению коэффициентов емкости. Более высокое давление обеспечивает большую плотность флюида. Это повышает элюирующую силу подвижной фазы и снижает время удерживания компонентов разделяемой смеси.

Например, увеличение давления диоксида углерода с 7 до 9 Мпа сокращает время удерживания компонентов некоторых смесей примерно в 5 раз. Благодаря этому в СФХ используют градиентное программирование давления, по достигаемому эффекту аналогичное программированию температурв в газовой хроматографии и градиентному элюированию в жидкостной.


Благодаря тому, что СФХ объединила преимущества газовой и жидкостной хроматографии, она особенно полезна при установлениии соединений, которые не могут быть определены ни газовой, ни жидкостной хроматографией. Это, с одной стороны, нелетучие вещества, которые не могут испаряться без разложения, и, с другой стороны, вещества, не содержащие функциональных групп и, следовательно, не дающие сигнал при использовании обычных для жидкостной хроматографии спектроскопических или электрохимических детекторов.

Примеров применения СФХ для определения нелетучих веществ с относительно высокой молекулярной массой достаточно много уже в настоящее время. С ее помощью эффективно анализируются многие природные продукты, лекарства, пищевые продукты, поверхностно-активные вещества, полимеры, сырая нефть и продукты ее переработки и многие другие объекты.

 

Вывод

Диапазон применения хроматографических методов огромен: от анализа атмосферы планет Солнечной системы до полного анализа содержимого одной живой клетки.

Исключительную роль хроматография играет в химической, нефтехимической, газовой, пищевой, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях промышленности, прежде всего в технологическом контроле и поддержании оптимального режима производства, в контроле исходного сырья и качества готовой продукции, анализе газовых и водных сбросов производства.

На каждом из 150 крупных заводов в России в технологическом контроле постоянно функционируют от 100 до 600 газовых хроматографов.


Тысячи газовых, жидкостных и ионных хроматографов эксплуатируются в лабораториях Госсанэпиднадзора, экологических центрах, токсикологических лабораториях, и так далее.

Велико значение хроматографических методов в геологоразведке, в частности, в поиске газоносных и нефтеносных регионов как на суше, так и в морях, месторождений полезных ископаемых. Все чаще используется хроматография в энергетике для анализов воды на ТЭЦ и АЭС, для определения теплотворной способности природного газа.

Хроматографические методы незаменимы в контроле качества пищевых продуктов.

 

Список литературы

1. Айвазов Б. В. — Практическое руководство по хроматографии. — М.: Высшая школа, 1968. — 280 с

2. Васильев В. П. — Аналитическая химия, В 2 кн. Кн. 2 Физико-химические методы анализа: Учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технол. спец. — 4-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2004 — 384 с.

3. Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др. Под ред. Золотова Ю.А. — Основы аналитической химии. — М.: Высш. шк., 2000.

4. Рудаков О.Б., Востров И.А., Федоров СВ., Филиппов А.А., Селеменев В.Ф., Приданцев А.А. — Спутник хроматографиста. Методы жидкостной хроматографии. — Воронеж, Изд-во "Водолей". 2004. — 528 с

5. Юинг Г. — Инструментальные методы химического анализа. — М.: Мир, 1989.


6. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5089.html

7. http://www.xumuk.ru/bse/3074.html

8. http://studentoriy.ru/xromatografiya-lekciya-5-gazovaya-xromatografiya/

9. https://www.meta-chrom.ru/company/articles/gas-chromatographs/

10. http://knowledge.su/zh/zhidkostnaya-khromatografiya

11. https://studfiles.net/preview/2524652/page:43/

Источник: studopedia.net

Agilent 1260 Infinity Analytical SFC System является одной из очень небольшого списка систем для сверхкритической флюидной хроматографии на базе жидкостного хроматографа Agilent 1260.

Что такое сверхкритическая флюидная хроматография?

Сверхкритическая флюидная хроматография (СФХ) — вид элюентной хроматографии, в которой в качестве основного компонента подвижной фазы используется вещество в сверхкритическом или околокритическом состоянии. Впервые возможность использования растворителя при температурах выше критической в качестве элюента в хроматографии была показана в работе Клеспера 1962 года [1], однако долгое время этот метод не находил серьезного применения ввиду недостаточного развития приборной базы. Настоящее становление данной техники пришлось на 80—90-е годы, в немалой степени благодаря обострившемуся вниманию общества к проблемам природопользования и ресурсосбережения. В ходе поиска альтернативных, более экологически приемлемых и экономически выгодных лабораторных и промышленных технологий сверхкритические флюидные технологии, и в частности СФХ, стали пропагандироваться и использоваться не только в среде исследователей-энтузиастов.


к, например, газета Нью-Йорк Таймс 19 мая 1987 года писала: «Выше определенной температуры и давления вещество может быть переведено в некое особое состояние, называемое сверхкритическим флюидом… которое нельзя встретить на Земле в обычных условиях». В 1990—2000-е годы пристальное внимание было сконцентрировано на методах разделения энантиомеров с использованием сверхкритической хроматографии, поскольку именно в этой области экономические преимущества препаративной СФХ над ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) дают особо заметный эффект. Однако в последнее время осваивается все больше новых сфер применения этого метода, ранее казавшихся недостижимыми для сверхкритической хроматографии.

Как известно, некоторые свойства сверхкритических флюидов могут быть описаны как промежуточные между свойствами газов и жидкостей. Важными для использования в хроматографии являются следующие из них:

— коэффициенты диффузии в сверхкритических средах больше коэффициентов диффузии в жидкостях;

— вязкость сверхкритических флюидов меньше вязкости жидкостей;

—  растворяющая способность сверхкритических флюидов выше растворяющей способности газов.

Применительно к хроматографии это означает, что:


— возможно достижение значительно более коротких времен анализа;

— оптимальное значение линейной скорости потока в СФХ выше, чем в ВЭЖХ;

— спад давления на колонке гораздо меньше, чем в ВЭЖХ;

— возможно использование колонок большей длины;

— возможно использование гораздо более низких температур, чем в ГХ, без потери эффективности;

— возможно проведение разделений веществ с гораздо большими молекулярными массами, чем в ГХ.

Кроме вышеперечисленного, подвижная фаза в СФХ, состоящая в основном из вещества, в нормальных условиях являющегося газом, более сжимаема, чем в ВЭЖХ. Сравним, например, коэффициенты изотермического сжатия С02 и ацетонитрила:

 (С02, 25 °С) = 7,3 • 10 4 мл/атм;

 (С02, 10 °С) = 4,5 • 104 мл/атм;

 (СН3СN 25 °С) = 4,5 • 105 мл/атм.

Было показано [2], что поток мобильной фазы в СФХ не подвержен турбулентности в отличие от подвижной фазы в ВЭЖХ, что увеличивает эффективность разделения в СФХ. Это особенно существенно в препаративной хроматографии, поскольку позволяет использовать в приборах соединительные трубки большей длины без дополнительных потерь эффективности и уширения пиков за счет турбулентных явлений.

В 60—90-е годы было изучено множество «претендентов» на роль основного компонента подвижной фазы в СФХ.
ачале рассматривались вещества, являющиеся как жидкостями, так и газами в нормальных условиях. Позднее было показано, что, несмотря на хорошие растворяющие способности у полярных жидкостей, жидкости не могут дать серьезных преимуществ по сравнению с ВЭЖХ, поскольку требуемые величины вязкости и коэффициентов диффузии достигаются в слишком жестких условиях ввиду высоких критических параметров этих веществ. Наибольшее внимание было уделено воде и аммиаку как потенциальным растворителям СФХ, однако в данном случае, помимо жестких условий эксплуатации, возникает также проблема чрезвычайно высокой коррозионной активности подвижной фазы. Среди газов в качестве компонентов подвижной фазы исследовались такие вещества как N2O, SO2, Xe, SF6, ряд алканов и некоторые другие. К настоящему моменту все они были отброшены по тем или иным причинам. Так, N2O и SO2, хоть и обладают сравнительно высокой полярностью, но также и заметной токсичностью, что фактически исключает их использование в препаративных системах, где невозможна реализация полной герметичности хроматографического пути и гарантированного отсутствия контакта человека с веществом-элюентом. К тому же было показано, что закись азота способна образовывать взрывоопасные вещества при продолжительном контакте с металлом под давлением. Xe — предпочтителен с точки зрения минимизации шумов при УФ-детектировании, но обладает слишком малой растворяющей способностью. Алканы — пожароопасные вещества. Меры предосторожности, которые необходимо предпринимать при наличии опасности их выброса в атмосферу и самовоспламенения, сводят на нет потенциальные выгоды от их использования при разделении неполярных восков, триглицеридов и т. п. В настоящее время 100 % приложений сверхкритической хроматографии реализуются с использованием диоксида углерода в качестве основного компонента элюента.


В 1968 году в работе  было предположено, что сжатый СО2 по своей растворяющей способности должен быть сравним с изопропанолом. Это утверждение на долгое время сбило исследователей и производителей оборудования для СФХ с верного пути. Впоследствии, когда стало окончательно ясно, что данное предположение не подтверждается экспериментальными данными, восторжествовало представление о схожести сверхкритического диоксида углерода с гексаном, в основном ввиду неполярности обеих молекул. Однако и этот постулат также не вполне отвечает реальности. Хотя дипольный момент СО2 равен нулю, но эта молекула обладает значительным квадрупольным моментом, и обе связи С == О полярны. Это выражается в способности СО2 проявлять свои полярные свойства на микроуровне в межмолекулярных взаимодействиях. В некоторых случаях вступать во взаимодействие в качестве слабой кислоты Льюиса, в некоторых — в качестве слабого основания Льюиса, а в некоторых — одновременно в обеих этих функциях. На основании значительной экспериментальной базы данных сейчас можно однозначно утверждать, что СО2 не является аналогом гексана по растворяющей способности и что нормально-фазовая хроматография (НФ) с использованием гексана в качестве основного компонента подвижной фазы не эквивалентна СФХ в отношении круга решаемых задач. Особенно ярко это проявляется при разделении перфторированных углеводородов и соединений, содержащих большое количество сложноэфирных групп.

В настоящее время в мировой фармацевтической практике с использованием сверхкритической флюидной хроматографии проводится больше 60% всех хиральных препаративных разделений. Все большее количество разделений ахиральных соединений также осуществляется с помощью этого метода. Кроме того, СФХ прочно вошла в аналитическую практику в сфере комбинаторной медицинской химии и постепенно начинает находить признание как преимущественный хроматографический метод и в академической исследовательской среде.

Agilent 1260 Infinity Analytical SFC System состоит из нескольких основных блоков и может быть как отдельно стоящей системой, так и гибридной, состоящей из дополнительных модулей, предназначенных для обычной ВЭЖХ. Так, например, это единственная система, которая может быть подключена к любому масс-спектрометрическому детектору. Список доступных модулей можно найти на вкладке «Список доступных модулей». 

Источник: spectroscopy-lab.ru

Оборудование

хроматографическая система для сверхкритической флюидной хроматографии состоит из охлаждаемой насосной системы, инжектора, хроматографической колонки, помещенной в термостат, детектора, автоматического регулятора давления и системы сбора и обработки данных.

Насосная система необходима для поддержания постоянной скорости потока подвижной фазы. Колебания давления должны быть сведены к минимуму.

Инжекторы. Ввод пробы осуществляется непосредственно в колонку с помощью специального крана-дозатора.

Хроматографические колонки и неподвижные фазы, используемые в сверхкритической флюидной хроматографии, аналогичны применяемым в ВЭЖХ (набивные колонки) и в газовой хроматографии (капиллярные колонки). Максимальный внутренний диаметр капиллярной колонки 100 мкм. Хроматографическая колонка должна быть термостатирована и в ней должно поддерживаться определенное давление. Для этого используются специальные устройства – автоматические регуляторы давления.

Подвижные фазы

В качестве подвижной фазы в сверхкритической флюидной хроматографии могут использоваться различные флюиды, однако чаще всего используется углерода диоксид с различными полярными модификаторами. Это обусловлено его прозрачностью в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, нетоксичностью, отсутствием запаха и дешевизной. Могут использоваться добавки модификаторов для улучшения растворимости в углерода диоксиде высокомолекулярных, ионных или полярных анализируемых веществ. Обычно в качестве добавок применяют органические растворители, смешивающиеся с углерода диоксидом (спирты, циклические эфиры).

В качестве других подвижных фаз применяют азота(I) оксид, аммиак, метанол, н-бутан, диэтиловый эфир, дифтордихлорметан.

Детекторы

Наиболее часто в сочетании со сверхкритической флюидной хроматографией используются спектрофотометрический, масс-спектрометрический детекторы и детектор светового рассеяния. Кроме того, возможно применение и других детекторов, используемых в ВЭЖХ и газовой хроматографии, таких как пламенно-ионизационный, пламенно-фотометрический, электронозахватный, флуориметрический, ИК-детектор, катарометр и др. Флюидная форма анализируемой пробы обуславливает благоприятные условия для применения масс-спектрометрического детектора.

Критерии пригодности сверхкритической флюидной хроматографической системы и диапазоны допустимых изменений хроматографических параметров описаны в ОФС «Хроматография».

Скачать в PDF ОФС.1.2.1.2.0006.15 Сверхкритическая флюидная хроматография

Источник: pharmacopoeia.ru

Сверхкритический флюид – особое состояние вещества, в которое оно переходит по достижении определенной температуры и давления. Если взять вещество, которое в нормальных условиях является жидкостью или газом, поместить в герметичный сосуд, затем нагреть и одновременно сжать так, что плотности его газообразной и жидкой фаз сравняются, то это вещество перейдет в сверхкритическое флюидное состояние. В нем уже невозможно расслоение на две фазы, а плотность и другие физико-химические характеристики среды изменяются от жидкоподобных до газоподобных не скачкообразно, а непрерывно и плавно, например, путем варьирования давления или температуры. Такая субстанция, с одной стороны, подобно газу, обладает высокой проникающей способностью, низкой вязкостью, пренебрежимо малым поверхностным натяжением, а с другой, подобно жидкости, – сравнительно высокой плотностью и наличием растворяющей способности. Это сочетание свойств делает сверхкритические флюиды привлекательной средой для осуществления разнообразных транспортных химических процессов, в том числе сепарационных. Сверхкритическая флюидная хроматография (СФХ) – метод, родственный высокоэффективной жидкостной хроматографии, в котором в качестве подвижной фазы вместо жидкости используется смесь веществ, находящихся в сверх- или субкритическом состоянии. В современной СФХ в качестве основного компонента подвижной фазы чаще всего используется сверхкритический диоксид углерода (СК-СО2). Это негорючее, нетоксичное, химически сравнительно инертное вещество с низкими критическими параметрами (Pкрит = 73 атм, Tкрит = 31°C). СК-СО2 – неполярный растворитель, условно его растворяющая способность сопоставима с гексаном, бензолом, при повышенных давлениях – с дихлорметаном [1]. В нормальном состоянии – это газ, поэтому в препаративной сверхкритической флюидной хроматографии значительно снижена острота проблемы выделения очищенных аналитов из подвижной фазы, так как после проведения разделения и сброса давления большая часть подвижной фазы испаряется автоматически. В подавляющем большинстве случаев растворяющей способности чистого СО2 недостаточно для проведения эффективного элюирования интересующих аналитов, поэтому в СФХ широко используют полярные сорастворители, прежде всего низшие спирты. Сочетание низкой вязкости, высокой проникающей способности сверхкритического флюида и высоких коэффициентов диффузии растворенных в нем веществ приводит к тому, что многие разделения в СФХ удается проводить со скоростью в 3–5 раз большей, чем в ВЭЖХ на таких же сорбентах при весьма умеренном перепаде давления через колонки. При этом эффективность разделения в СФХ часто выше, чем в аналогичных по селективности разделениях, проводимых с помощью ВЭЖХ. Коэффициенты диффузии аналитов в растворах сверхкритических флюидов выше, чем в жидкостях, вязкость – ниже, изотермическая сжимаемость – намного выше, а поверхностное натяжение отсутствует. Вследствие этого массоперенос осуществляется быстрее, чем в жидких растворах, а сорбенты оказывают гораздо меньшее сопротивление массопереносу подвижной фазы. Как известно, эффективность элюирования, количественно определяемая в хроматографии числом теоретических тарелок либо высотой, эквивалентной одной теоретической тарелке (ВЭТТ), зависит от трех основных факторов: вихревой диффузии, продольной диффузии и сопротивления массопереносу. Первый фактор в грубом приближении (уравнение Ван-Деемтера) можно считать постоянным. Вклад второго фактора, продольной диффузии, в эффективность разделения очень быстро падает с ростом скорости потока. Вклад третьего фактора, сопротивления массопереносу, наоборот, растет. Коэффициент массопереноса прямо пропорционален квадрату диаметра частиц сорбента и обратно пропорционален коэффициенту диффузии аналита в подвижной фазе. На рис.1 приведены зависимости высоты, эквивалентной теоретической тарелке, от линейной скорости потока подвижной фазы для ВЭЖХ и СФХ с 5-мкм сорбентами, а также для УВЭЖХ и UPC 2 с суб-2-мкм сорбентами. Как видно, и в СФХ, и в UPC 2 падение эффективности разделения (рост величины ВЭТТ) по мере повышения скорости потока происходит гораздо медленнее, что обуславливает возможность использования более высоких скоростей элюирования в данном методе по сравнению с ВЭЖХ и УВЭЖХ.
Распространение сверхкритической хроматографии происходило достаточно неравномерно. Первая работа по использованию сверхкритического флюида как подвижной фазы в хроматографии опубликована в 1962 году [3]. После первичного взлета интереса в 60–70-е годы 20 века развитие СФХ несколько замедлилось, что не в последнюю очередь связанно с неоправданно завышенными ожиданиями вариабельности полярности сверхкритического диоксида углерода. На ранних этапах становления метода предполагалось, что при достаточно высоких давлениях растворяющая способность СК-СО2 будет сравнима с таковой для изопропанола [4], а когда эти надежды не оправдались, наступило некоторое разочарование. Затем, на волне наступления "хиральной эры" в фармации и появления необходимости проводить энантиомерные разделения многих сотен кандидатов в фармпрепараты, интерес к сверхкритической хроматографии возродился вновь, но преимущественно был связан с препаративным вариантом техники СФХ как более быстрой и экономически привлекательной альтернативой хиральной препаративной ВЭЖХ. Аналитическая сверхкритическая хроматография при этом развивалась слабо, в основном ввиду отсутствия оборудования, соответствовавшего современным запросам хроматографистов-аналитиков. И лишь недавно с приходом в эту сферу гигантов индустрии хроматографического оборудования, прежде всего компании Waters, наступил перелом этой тенденции.
В 2012 году корпорация Waters выпустила на рынок новый прибор семейства Acquity – UPC 2 (Ultraperformance Convergence Chromatography) (рис.2). Это единственная в мире аналитическая хроматографическая система класса UPLC, специально созданная для работы со сверхкритическим диоксидом углерода в качестве основного компонента элюента. В данном приборе воплощены все достоинства оборудования для ультрапроизводительной хроматографии с суб-2-мкм сорбентами, разрабатываемого компанией Waters c 2004 года, и преимущества сверхкритической флюидной хроматографии.
Благодаря сочетанию преимуществ суб-2-мкм сорбентов и транспортных свойств сверхкритических флюидов в СФХ, можно добиться высоких значений эффективности за короткие времена удерживания. На рис.3 приведен пример разделения смеси эпимеров синтетического простагландина, в котором для некоторых компонентов смеси за 4 мин достигается эффективность разделения в 220000 теоретических тарелок.
Благодаря появлению оборудования для СФХ, отвечающего современным требованиям к аналитической хроматографии, в настоящий момент происходит ренессанс нормально-фазовой (НФ) хроматографии в аналитической практике. В отличие от традиционной НФ-ВЭЖХ, основанной на использовании углеводородных и хлоруглеводородных растворителей, для СФХ не характерны трудности с низкой воспроизводимостью методик и длительностью выхода хроматографической системы на равновесие при смене условий. СФХ успешно применяется для анализа как полярных низкомолекулярных субстанций, например, в фармации, так и липофильных соединений – триглицеридов, терпеноидов, жирорастворимых витаминов и многих других классов химических соединений. На рис.4 приведен пример анализа смеси жирорастворимых витаминов, в котором одновременно определены бета-каротин, витамины групп D, K и т.п.
Ввиду возможности использования различных типов сорбентов, обладающих специфической селективностью, а также благодаря управляемой растворяющей способности сверхкритического флюида СФХ отлично подходит для разделения смесей структурных изомеров – прежде всего энантиомеров, но также и позиционных изомеров ароматических соединений, Z/E-изомеров и т.д. Преимущества СФХ, связанные с большими линейными скоростями подвижной фазы, особо актуальны для таких разделений. Поскольку близкие по химической структуре вещества обладают похожими сорбционными свойствами, то набрать необходимую разницу в удерживании между ними сложно, и, как правило, такие разделения занимают много времени. На рис.5 приведено сравнение разделений энантиомеров бинола на одном и том же сорбенте в СФХ на UPC 2 и в ВЭЖХ по методике фармакопеи США.
Все детекторы, используемые в ВЭЖХ, применимы и в сверхкритической хроматографии. Acquity UPC 2 может быть оснащен оптическим детектором, детектором светорассеяния, кроме того, данная система совместима со всей линейкой масс-спектрометров компании Waters от простых квадрупольных детекторов до тандемных масс-спектрометров, включая Xevo G2-S QTof и SYNAPT G2-S. Методы ионизации, применимые в СФХ, включают электроспрей, химическую и фотохимическую ионизацию.
Исторически в СФХ применяли те же сорбенты, что и в нормально-фазовой ВЭЖХ. В последнее время интенсивно развивается сфера cпециальных сорбентов для сверхкритической хроматографии [5]. В силу природы сверхкритического диоксида углерода и его смесей с низшими спиртами в СФХ, помимо собственно нормально-фазовых, возможно также осуществление и иных режимов разделения – неводных HILIC-подобных [6], ион-парных [7] и даже ионообменных [8]. Интенсивно развивающаяся область СФХ – использование методов динамического модифицирования для разделения смесей полярных и ионогенных компонентов – позволяет существенно расширить область применимости данной хроматографической техники. Компания Waters выпускает четыре специализированных типа сорбентов для аналитической сверхкритической хроматографии – чистый силикагель, изготавливаемый по технологии BEH (Bridged Ethylene Hybrid, гибридный органо-неорганический сорбент на основе силикагеля с этиленовыми мостиками [9]), силикагель с привитыми 2-этилпиридиновыми группами (BEH 2EP, один из самых популярных сорбентов в СФХ), сорбент на основе технологии CSH (Charged Surface Hybrid, гибридный сорбент с нанесенным зарядом) с привитыми перфторфенильными группами (CSH FP) и силикагель особой прочности с привитыми октадецильными группами (HSS C18). Такой набор различных по своей химической структуре сорбентов позволяет реализовывать большой спектр режимов разделения в СФХ и обеспечивает эффективность начальной оптимизации метода разделения смесей веществ неизвестной природы.
Acquity UPC 2 – это новое слово в аналитической хроматографии, это технология, в которой используются методы нормально-фазовой хроматографии на привычном современному аналитику уровне. Высочайший уровень данной разработки компании Waters подтвержден жюри выставки инструментов для химического анализа Pittcon 2012, на которой Acquity UPC 2 удостоился золотой медали (рис.6).
ЛИТЕРАТУРА
1. C.L.Phelps, N.G.Smart, C.M.Wai. Past, present, and possible future applications of supercritical fluid extraction technology. – Journal of Chemical Education, 1996, v.73, p.1163–1169.
2. G.Guiochon, A.Tarafder. Fundamental challenges and opportunities for preparative supercritical fluid chromatography. – Journal of Chromatography A, 2011, v.1218, №8, p.1037–1114.
3. E.Klesper, A.H.Corwin, D.A.Turner. High pressure gas chromatography above critical temperatures. – Journal of Organic Chemistry, 1962, v.27, №2, p.700.
4. J.C.Giddings, M.N.Myers, L.McLaren, R.A.Keller. High pressure gas chromatography of nonvolatile species. – Science, 1968, v.162, p.67–73.
5. C.F.Poole. Stationary phases for packed-column supercritical fluid chromatography. – Journal of Chromatography A, 2012, v.1250, p.157–171.
6. C.West, S.Khater, E.Lesellier. Characterization and use of hydrophilic interaction liquid chromatography type stationary phases in supercritical fluid chromatography. – Journal of Chromatography A, 2012, v.1250, p.182–195.
7. J.Zheng, L.T.Taylor, J.D.Pinkston. Elution of сationic species with/without ion pair reagents from polar stationary phases via SFC. – Chromatographia, 2006, v.63, p.267.
8. R.Pell, W.Lindner. Potential of chiral anion-exchangers operated in various subcritical fluid chromatography modes for resolution of chiral acids. – Journal of Chromatography A, 2012, v.1245, p.175–182.
9. K.D.Wyndham et al. Characterization and evaluation of C18 HPLC stationary phases based on ethyl-bridged hybrid organic/inorganic particles. – Analytical Chemistry, 2003, v.75, p.6781–6788.

Источник: www.j-analytics.ru

Источник: www.chem21.info


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.