Способ получения хроматографического спектра и устройство для его осуществления

 

Использование: для идентификации индивидуальных соединений или отдельных компонентов сложных смесей в различных отраслях народного хозяйства: химической, нефтяной, газовой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, металлургии, медицине, биологии, экологии и др. Сущность изобретения: исследуемое вещество одновременно дозируют в две или более параллельно соединенные хроматографические колонки с различными по молекулярной структуре и характеру взаимодейсткия с анализируемыми веществами неподвижными жидкими фазами, регистрируют сигналы детектора, на одной хроматограмме в виде спектра пиков анализируемого вещества, сдвинутых во времени пропорционально величинам удерживания на каждой колонке. Дозатор снабжен рядом доз различного, фиксированного объема, а вход каждой из колонок соединен с фиксированной дозой и линией газа-носителя через запорные элементы дозатора. По абсолютной величине хроматографического сигнала детектора на выходе колонок судят о принадлежности каждого пика спектра соостветвующей колонке. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к хроматографии и может быть использовано для идентификации индивидуальных соединений или отдельных компонентов сложных смесей в различных отраслях народного хозяйства: химической, нефтяной, газовой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, металлургии, медицине, биологии, экологии и др.

Известны способ и устройство для получения хроматографических спектров индивидуальных соединений или отдельных компонентов сложных смесей на последовательно соединенных колонках, заполненных различными по молекулярной структуре и характеру взаимодействия с анализируемым веществом неподвижными жидкими фазами [1], при которых регистрируют сигналы детектора каждой колонки на одной хроматограмме в виде спектра пиков сорбата. При этом проба анализируемого вещества вводится на вход первой колонки, а выход каждой колонки соединен с детектором через капилляры разного сечения для подачи в детектор незначительной части потока с каждой колонки.

Однако известные способ и устройство не обеспечивают необходимой воспроизводимости при получении хроматографических спектров, так как отсутствует возможность с достаточной точностью определять расход и давление газа-носителя в каждой колонке.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ получения хроматографических спектров, по которому идентифицируемое вещество дозируют в поток газа-носителя и направляют для хроматографирования одновременно в несколько параллельно соединенных колонок с различными неподвижными жидкими фазами, а сигналы детектора регистрируют на одной хроматограмме в виде спектра пиков сорбата, сдвинутых во времени пропорционально их величинам удерживания на каждой колонке [2]. Устройство для осуществления известного способа содержит источник газа-носителя, дозатор, две или более параллельно соединенные хроматографические колонки, детектор, регистратор, причем входы и выходы колонок соединены капиллярами разного сечения соответственно с выходом дозатора и входом детектора [2].

Недостатки известных способа и устройства: невысокая воспроизводимость при получении хроматографических спектров из-за низкой точности определения и установки расхода газа-носителя в каждой колонке, отсутствие возможности представления хроматографических спектров в виде совокупности универсальных индексов удерживания, частичная потеря информации за счет перекрывания хроматографических зон, элюируемых из различных колонок, и возможные ошибки, связанные с определением принадлежности каждого пика спектра соответствующей колонке.

Задачей изобретения является повышение воспроизводимости и надежности расшифровки при получении хроматографических спектров исследуемых веществ.

Эта задача решается за счет того, что по способу получения хроматографического спектра, по которому идентифицируемое вещество одновременно пропускают по крайней мере через две хроматографические колонки, заполненные различными неподвижными жидкими фазами, регистрируют сигналы детектора на одной хроматограмме в виде спектра пиков анализируемого вещества, а идентифицируемое вещество дозируют в каждую хроматографическую колонку при различных количествах вводимой пробы и по абсолютной величине хроматографического сигнала детектора на выходе колонок судят о принадлежности каждого пика спектра соответствующей колонке.

Эта задача решается также за счет того, что устройство для получения хроматографического спектра, содержащее последовательно соединенные источник газа-носителя, первую линию газа-носителя, дозатор, по крайней мере две параллельно соединенные хроматографические колонки, детектор и регистратор, дополнительно содержит по крайней мере одну линию газа-носителя, причем дополнительные линии включены параллельно друг другу и первой линии газа-носителя, дозатор снабжен рядом дозирующих объемов различной величины, а вход каждой из колонок соединен с одним из дозирующих объемов и одной из линий газа-носителя через запорные элементы дозатора.

На фиг. 1 представлены хроматографические спектры: а - этанола, б - бензола; на фиг. 2 схематически изображено устройство для получения хроматографического спектра.

Пример конкретного выполнения способа и устройства для его осуществления.

Хроматографические спектры получают на двух колонках, выполненных из нержавеющих стальных трубок (длина 1 м, внутренний диаметр 3 мм). В качестве сорбента одной из колонок используют апиезон L, нанесенный в количестве 15 мас.% на хроматон N-AW зернением 0,16-0,2 мм. Вторую колонку заполняют 15 мас.% этиленгликольадипината на хроматоне N-AW зернением также 0,16-0,2 мм. Расход газа-носителя - азота в каждой колонке устанавливают одинаковым, равным 30 см³/мин. Давление газа-носителя на входе в колонки составляет 0,8 кг/см². Объем дозы для хроматографирования идентифицируемого вещества на первой колонке устанавливают 0,12 мкл, на второй - 0,18 мкл, т. е. в 1,5 раза больше, чем на первой колонке. Температура термостата колонок 120^оС. Выход каждой колонки соединен с помощью тройника с пламенно-ионизационным детектором. Сигналы детектора регистрируют электронным потенциометром в виде хроматограммы. Идентифицируемое вещество с фиксированными объемами пробы одновременно дозируют соответственно в каждую колонку и по абсолютной величине пиков хроматографического спектра на хроматограмме определяют принадлежность каждого пика соответствующей колонке. Меньшее значение величины пика хроматографического спектра (фиг.1) соответствует колонке 1 с апиезоном L при объеме дозы 0,12 мкл, а большее - колонке 2 с этиленгликольадипинатом, объем дозы 0,18 мкл. Значение вычисленных универсальных индексов удерживания составляет соответственно для колонки 1: этанол - 281, бензол - 571; для колонки 2: этанол - 457, бензол - 499. Полученные значения индексов удерживания хорошо согласуются с имеющимися литературными данными по удержанию этанола и бензола на выбранных неподвижных жидких фазах. Ошибка в определении при пересчете с индексов Ковача не превышает 1,0-1,5 е.и. для бензола и 2,0-2,5 е.и. для этанола.

Устройство для получения хроматографического спектра содержит (фиг.2) соединенные источник 1 газа-носителя, два регулятора 2 расхода, два манометра 3 по одному на соответствующую линию А, Б газа-носителя, параллельные между собой, дозатор 4 с двумя дозами 5 различного фиксированного объема, двумя каналами 6 для подачи газа-носителя при наборе пробы и двумя запорными элементами 7, две параллельно соединенные хроматографические колонки 8 с различными неподвижными жидкими фазами, причем входы каждой колонки соединены с одной из фиксированных доз 5 и линиями А, Б газа-носителя через запорные элементы 7 дозатора 4, детектор 9, регистратор 10, линию 11 анализируемого вещества.

Устройство работает следующим образом.

Идентифицируемое вещество подают по линии 11 для заполнения двух доз 5 в положении II дозатора 4, когда шток с дозами 5 выдвинут вправо (на фиг.2 показано пунктиром). При этом газ-носитель от источника 1 по двум линиям А, Б, на каждой из которых установлены регулятор 2 расхода и манометр 3, поступает в соответствующие колонки 8 через запорные элементы 7 и каналы 6 дозатора 4. По завершении цикла набора пробы в дозы 5 дозатор 4 переключают в положение I, показанное на фиг.2 сплошными линиями, а входы каждой из колонок 8 одновременно соединяются с соответствующей фиксированной дозой 5 и линией А, Б газа-носителя через запорные элементы 7 дозатора 4. Проба идентифицируемого вещества вымывается потоком газа-носителя из доз 5 в колонки 8 и в соответствии с величинами удерживания элюируется из колонок 8, поступая в детектор 9 и регистратор 10. Сигналы детектора регистрируются на одной хроматограмме в виде спектра пиков идентифицируемого вещества и по абсолютной величине хроматографического пика, пропорциональной объему дозы, определяют принадлежность каждого пика спектра соответствующей колонке.

Использование предлагаемых способа получения хроматографического спектра и устройства для его осуществления позволяет повысить воспроизводимость и надежность расшифровки хроматографических спектров индивидуальных соединений при их получении на производственных объектах потребителей за счет стабилизации параметров хроматографического процесса (постоянство и равенство значений расхода при определенном давлении газа-носителя в разделительных колонках), а также за счет одновременного дозирования в каждую колонку различных, фиксированных количеств проб вещества, качественно определять принадлежность исследуемых веществ к группам соединений определенной молекулярной структуры, сравнивая полученные хроматографические спектры с атласом спектров индивидуальных соединений, определять хроматографические величины удерживания исследуемых веществ на основе измеренных универсальных индексов удерживания.

Формула изобретения

1. Способ получения хроматографического спектра, при котором идентифицируемое вещество одновременно пропускают по крайней мере через две хроматографические колонки, заполненные различными неподвижными жидкими фазами, регистрируют сигналы детектора на одной хроматограмме в виде спектра пиков анализируемого вещества, отличающийся тем, что идентифицируемое вещество дозируют в каждую хроматографическую колонку при различных количествах вводимой пробы, а по абсолютной величине хроматографического сигнала детектора на выходе колонок судят о принадлежности каждого пика спектра соответствующей колонке.

2. Устройство для получения хроматографического спектра, содержащее последовательно соединенные источник газа-носителя, первую линию газа-носителя, дозатор, по крайней мере две параллельно соединенные хроматографические колонки, детектор и регистратор, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно по крайней мере одну линию газа-носителя, причем дополнительные линии газа-носителя включены параллельно одна другой и первой линии газа-носителя, дозатор снабжен рядом дозирующих объемов различной величины, а вход каждой из колонок соединен с одним из дозирующих объемов и одной из линий газа-носителя через запорные элементы дозатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2