Жидкостный хроматограф

 

Изобретение относится к анализу с помощью жидкостной ионной хромотаграфии, может быть использовано в анализе сложных электролитов, при разделении изотопов. Целью изобретения является улучшение разделения ионных смесей. Жидкостный хроматограф включает последовательно соединенные насос, дозатор с накопителеями, колонки, усилительную ячейку и детектор с дифференциальным усилителем. С помощью усилительной ячейки в виде проточного выпаривателя с нагревателем, включенного параллельно разделительной колонке, большую часть пробы с аэлюентом концентрируют и многократно разделяют, что улучшает разделение компонентов. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) щ)g С 01 И 30/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4345635/3 1-25 (22) 17.12.87 (46) 15.05.90. Бюл. N- 18 (71) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского (72) А.M.Äoëãoíoñoâ (53) 543.544 (088.8) (56) Cjerde D. et al. Anion Chromatography with low — conductive cluent. J Chromatogr. 1980, v. 187, р.35.

Успехи химии, 1985, И - 11 В.П.Чижков и др.

Техническое описание и инструкция хроматографа. Цвет-3006. Иошкар-Ола, 1987. (54) ЖИДКОСТНЫИ ХРОМАТОГРАФ

Изобретение относится к анализу методом жидкостной хроматографии (ИХ) и наиболее эффективно может быть использовано при анализе ионного состава сложных электролитов, в разделении изотопон.

Целью изобретения является улучшение разделения ионных смесей.

На фиг, 1 представлена схема предлагаемого жидкостного хроматографа; на фиг. 2 — усилительная ячейка, разрез; на фиг. 3 — хроматограмма раз,деления модельной смеси бромида и нитрата.

Хроматограф состоит из емкости 1 с элюентом, соединенной с входным патрубком насоса 2 высокого давления, обеспечивающего непрерывную подачу элюента с расходом 0,1-10,0 мл/мин

2 (57) Изобретение относится к анализу с помощью жидкостной ионной хроматографии, может быть использовано н анализе сложных электродов при разделении изотопов, Целью изобретения является улучшение разделения ионных смесей. Жидкостный хроматограф включает последовательно соединенные насос, дозатор с накопителями, колонки, усилительную ячейку и детектор с дифференциальным усилителем. С помощью усилительной ячейки в виде проточного ныпаривателя с нагревателем, включенного параллельно разделительной колонке, большую часть пробы с элюентом концентрируют и многократно разделяют, что улучшает разделение компонентов. 3 ил ° и давлением 0-15 МПа через трехходо-, >ам вой переключатель 3 на дозатор 4 про- ф бы или блок петленых накопителей 5.

Дозатор пробы 4 соответствует анало- р гичным устройствам в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭМЖ),, Блок петлевых накопителей 5 содер- азу» жит (N — 1) петлевых накопителей, представляющих собой катушки с тефлоновыми или другими капиллярами объемом 1-20 мл, диаметром канала не более 2 мл. Дозатор через трехходовой переключатель 6, имеющий измеритель 7 объема жидкости, подключен и к разделяющей колонке 8, где происходит ионообменное разделение смесей ионов.

Выход разделяющей колонки 8 соединен с входным патрубком Ieëèòeëÿ 9

1564530

Схема хроматографа работает следующим образом.

Насосом 2 элюент из емкости 1 подается через трехходовой переключатель 3 (с переключателем в крайнем левом положении) на дозатор 4, где

35 смывает находившуюся там пробу (смесь ионов) и через переключатель 6 (с переключателем в крайнем положении) поступает в разделяющую колонку 8, где смесь ионов разделяется за счет различной сорбционной способности сорбента к компонентам смеси. Далее, в общем случае, частично разделенную смесь вместе с потоком элюента в делителе 9 делят на два потока — контрольный поток, направленный на подавительную колонку 10; составляющий 150

10Х от суммарного потока, и рабочии поток, составляющий, соответственно

99-90Х ° Контрольный поток поступает в подавительную колонку 10, где происходит ионообменная компенсация эле55 ктропроводности элюента, а компонент смеси не подвергается изменению, после чего элюент поступает в ячейку детектора 11, который обеспечивает потока, представляющего собой тройник с двумя запорными кранами,,манометром и/или расходомерами. Один из выходных патрубков соединен с входом подавительной колонки 10, выход которой соединен с проточной ячейкой детектора 11, выполненного в виде кондуктометра. Другой выходной патрубок делителя 9 потока соединен с балласт- 1О ной колонкой 12, которая представляет собой колонку для ВЭЖХ, наполненную инертным по отношению к ионным смесям материалам в виде частиц диаметром до 50 мкм. Выход балластной колонки 12 подключен к усилительной ячейке 13, которая соединена через трехходовой переключатель 3 с петлевыми накопителями 5. Усилительная ячейка i 1 представляет собой выпари- < ватель малого объема с нагревателем

14, где поступающий раствор концентрируется за счет интенсивного нагреsa стенок ячейки, а выделяющиеся пары стравливаются через воздушный кла-25 пан 15 (фиг. 2) .

Детектор 11 соединен с регистратором (самописец, интегратор и т,п.) и с дифференцирующим усилителем 16, выходной сигнал которого управляет работой нагревательного элемента уси лительной ячейки 13. пропорциональность электрического сигнала электропроводности протекающего раствора. Выходной сигнал детектора 11 поступает на регистратор, где фиксируется информация о смеси контрольного потока, и в дифференцирующий усилитель 16, где сигнал подвергается дифференцированию по времени. По достижении величины производной выше порогового значения срабатывает пороговое реле, которое включает нагревательный элемент 14 усилительной ячейки 13, а при снижении величины производной ниже порогового значения отключает нагреватель 14, Рабочий поток поступает в балластную колонку 12, на прохождение межзернового пространства которой поток затрачивает время, равное времени прохождения контрольным потоком подавительной колонки. В балластной колонке 12 в силу инертности загрузки компоненты смеси не претерпевают изменений. Затем рабочий поток поступает в усилительную ячейку 13. В усилительной ячейке 13 с рабочим потоком происходят следующие изменения: выпаривание воды; возгонка или осаждение избытков элюента, возникающих при упаривании; стравливание образующихся паров через воздушный клапан

15, Указанные изменения происходят во время работы нагревателя 14 который управляется по сигналам дифференцирующего,усилителя 16 посредством порогового реле.

Обратная связь усилителя 16 с усилительной ячейкой 13 устроена таким образом, что ячейка 13 "видит" только наклонные участки кривой хроматографического пика и соответственно только тогда работает нагреватель

14. Горизонтальные участки кривой остаются без изменения. В результате действия уcIIJIHTPJIBHoI; ячейки 13 на. раствор первоначальная форма кривой изменяется — пик становится более крутым и высоким, а разделяющие их горизонтальные участки не изменяются. Если при помощи усилительной ячейки 13 ширину пикон такой кривой. уменьшить с нескольких мл JTO десятков мкл, то такой раствор можно снова вводить в разделяющую колонку 8 в порядке возрастания времени удери1вания компонентов, Для улучшения различительной способности хро1лтографнческого разделения ввопимая проба должна

64530 6

45 (5 t5 представлять собой узкий пик. Поэтому раствор, подготовленный описанным способом, вполне подходит для ввода на следующий цикл и продолжения эффективного хроматографического разделения. Поскольку зоны компонентов такого раствора пространственно разделены в порядке возрастания времени удерживания, то дальнейшее пропускание через разделяющую колонку 8 еще более усилит разделение компонентов. Преобразованный таким образом усилительной ячейкой 13 рабочий поток поступает в петлевые накопители

5 (вначале в крайне левый накопитель)

Полное заполнение накопителя фиксируется па показаниям измерителя объема 7, после чего краны 3 и 6 переключают в следующее слева положение, вводя таким образом раствор из накопителя 5 в поток элюента для повторного разделения частично разделенной, контрастированной в усилительной ячейке 13 смеси ионов на разделяющей колонке 8 хроматаграфа.

Описанная .установка позволяет неоднократно (N-1) раз направлять рабочий поток на повторное разделение, в результате чего эффективность храматографическага разделения увеличи2 вается в N раз, а время анализа— не более чем в N(N+1) /2 раз.

Пример. Насос 2 из комплекта ионного храматаграфа осуществляет рав— номерную подачу водных растворов в.пределах 0,1 — 6,0 мл/мин пад давлением до 15 NIIa. Переключатели 3 и 6 пред— ставляют собой спаренные краны из комплекта "Цвет-3006", а дозатор 4 петлевай дозатор храматаграфа "Цвет3006" объемом 50 мкл. Петлевой накопитель 5 — трубка из нержавеющей стали внутренним диаметром 1 мм, длиной

1270 мм (объем 4,0 мл). Разделяющая колонка 8 имеет размеры: диаметр х х длина = 4 х 70 мм, сорбент САВ-300

1 зернением 25 мкм. Отношение потоков

1 в делителе 9: рабочий — 957 эталон ) ,ный 57. Запирающие краны из комплекта хроматаграфа "Цвет-304". Подавительная колонка 10 имеет размеры 2 х х 100 мм, сорбент КУ-2х8 зернением

50 мкм. Кандуктаметр 11 с ячейкой.

Балластная колонка 12 имеет размеры . бх200 мм, напалнитель. Сферон100.000 (ЧССР) зернением 25-40 мм.

Усилительнаяячейка (фиг.2) представляет собой протачныйвыпариватель из толстого термостойкого стекла объемам100 мклс правалачнымиагревателем

14 и воздушным кл" ïàíîì 15. Рабочая температура 140ОС, перепад давления в ячейке 13, 0,2-0.4 МПа, Пифферен- t

S цируюший усилитель 16 работает с пороговым реле для управления нагревателем усилительной ячейки 13.

Пример. В качестве примера рассмотрено разделение (2 цикла) смеси близких па свойствам анианав: брамида и нитрата. Модельная смесь содержала 10 мг/Вг и 10 мг/л NO

В качестве элюента использава.ш

, О мМ раствор (NH ) СОэ, который пропускали со скоростью 2,0 мп/мин.

В результате на самописце произведена запись двух разделений (пасле

I цикла и после II цикла) исходной смеси, Ha I цикл работы затрачено 11 мин; эффективность используемой разделительной колонки в 250 т.т.не позволяет разделить исходную смесь.

На ХХ цикл затрачена еще 13 мин, т.е

25 на весь опыт 24 мин причем эффективность разделения возросла в 4 раза и стала равной 1000 т.т. что позволила полностью разделить смесь бромида и нитрата (фиг. 3). о р м у л а и з а б р е т е н и я

30 Ж дкастный хроматаграф, содержащий последовательна соединенные насос для подачи элюента, дозатор с петлевым накогителем, разделительную, падавительную колонки, детектор с усилителем и регистраторам а T л ич а ю v; и и с я тем, чта, с цепью улучшения разделения ионных смесей, он снабжен тройником, балластной колонкой, усилительной ячейкой, вторым петлевым накопителем, а усилитель выполнен дифференциальным, причем между разделительной и подави тельной колонкой установлен тройник, 1 адин из выходов котарага соединен с балластной колонкой, к выходу которой последовательно подключены усилительная ячейка и второй петлевой накопитель, установленный парал лельна первому, усилительная ячейка

50 представляет собой проточный выпариватель с воздушным клапаном и нагревателем, соединенным обратной электрической связью с дифференциальным усилителем детектора, а оба пет;левых накопителя подключены к разде лительной колонке и сбросу, а также к насосу и усилительной ячейке через два синхронных соединенных переключателя.

1564530

1564530

Составитель В.Помаэанов

Корректор С.Шекмар

Редактор Т,Парфенова Техред Л.Сердюкова

Заказ 1156 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб, д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагар .на, И Н

Г га ина 101