АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Хроматография является важным методом идентификации и определения веществ. Современными хроматографическими методами можно определять газообразные, жидкие и твердые вещества с молекулярной массой от единиц до 10⁶. Хроматографические методы определения обладают высокой чувствительностью (до 10^–8 %) и точностью (до 0,5 %).

В зависимости от агрегатного состояния фаз различают:

• газовую хроматографию (подвижная фаза – газ или пар),
• жидкостную хроматографию (подвижная фаза – жидкость).

Достоинства газовой хроматографии:

• возможность идентификации и количественного определения индивидуальных компонентов сложных смесей;
• возможность изучения различных свойств веществ и физико-химических взаимодействий в газах, жидкостях и на поверхности твёрдых тел;
• высокая чёткость разделения и быстрота процесса;
• возможность исследования микропроб и автоматической записи результатов;
• возможность анализа широкого круга объектов – от лёгких газов до высокомолекулярных органических соединений;
• возможность выделения чистых веществ в препаративном и промышленном масштабе.

Газовый хроматограф – специальное устройство, разработанное для аналитического исследования сложнокомпонентных газовых веществ через разделение на односоставные элементы.

В чистом виде вещества изучаются по качественным и количественным параметрам.

Для проведения анализа допускается применение возможных методов химического или физического влияния.Чтобы вещество можно было проанализировать с применением газового хроматографа, оно должно обладать такими свойствами как летучесть, стойкость к термическим воздействиям, инертность. Молекулярная масса не должна превышать показатель в 400 единиц. Условия несложные, так как наличие данных характеристик свойственно большинству газовых веществ органического происхождения. Кроме того, данный метод исследования может применяться по отношению к смесям с неорганической природой.

Колонки представлены двумя разновидностями:

• Насадочные (набивные). Это трубки диаметром приблизительно до 2 мм. Они заранее наполняются адсорбентом. Изделия несложные, можно изготовить собственными усилиями.
• Капиллярные. Комбинируются из трубок мини-диаметра от 0,1 до 0,53 мм. Мелкие емкости значительно снижают размытие пиков, которое происходит под воздействием диффузии. Дифференцирование газовых смесей происходит с большей эффективностью. Это отражается на скорости процесса и повышении качества аналитического процесса вследствие улучшенного деления газов на компоненты.

Достоинства жидкостной хроматографии:

• более гибкие методы (многообразие вариаций подвижной и неподвижной фаз, механизмов разделения);
• лучше воспроизводимость (жидкости легче поддаются стандартизации);
• подходит для разделения полярных и неполярных веществ, а также высококипящих и термонеустойчивых соединений;
• высокая чувствительность и более высокая точность.

Жидкостной хроматограф – специальное устройство, разработанное для аналитического исследования сложнокомпонентных веществ. Благодаря точности и экспрессности, чувствительности и сочетанию с прочими исследовательскими способами, приборы стали применяться в разных сферах и отраслях. В настоящее время они являются незаменимыми при различных исследовательских процессах, а также в нефтехимии.

С их помощью выполняются исследования бензинов, масел и прочих компонентов, содержащих огромное количество соединений. Приборы также применяются в фармацевтике, чтобы анализировать различные препараты, используются в сельском хозяйстве и других направлениях.

Колонки для жидкостной хроматографии подразделяются на аналитические, микропрепаративные, препаративные и промышленные. Помимо этого, в жидкостной хроматографии получили распространение защитные колонки (для предохранения основной колонки от загрязнения) и предколонки, используемые для предварительной очистки анализируемых проб перед их инжекцией.
В качестве твердой фазы в колонках используют широкое разнообразие сорбентов, в т. ч.: дисперсные и монолитные силикагели, поперечно-сшитые на основе агарозы и декстрана, полимерные синтетические, изготовленные из оксидов алюминия и циркона. По своей структуре они бывают непористыми, поверхностно-пористыми и полно-пористыми. Их также классифицируют по форме (сферическая и нерегулярная) и размеру частиц.

Достоинства высокоэффективной жидкостной хроматографии:

• высокая разделительная способность, дающая хорошее разделение многокомпонентной смеси;
• высокая скорость движения хроматографической зоны, позволяющая проводить анализ в небольшой промежуток времени;
• проведение хроматографического процесса в мягких условиях, обычно при комнатной температуре.

Высокоэффективный жидкостной хроматограф (ВЭЖХ) – наиболее перспективный аналитический вариант классической колоночной хроматографии в современном приборном исполнении.

ВЭЖХ позволяет проводить одновременное разделение сложных проб на составляющие их компоненты, детектирование большинства компонентов, измерение концентрации одного или нескольких соединений (в зависимости от конкретных аналитических задач и наличия стандартных образцов). Метод ВЭЖХ широко применяется для целей количественного химического анализа в экологии, санитарно-гигиенических и ветеринарных исследованиях, при контроле качества и сертификации пищевой и сельскохозяйственной продукции, в медицине, фармацевтике, нефтехимии, криминалистике и пр.

Существует несколько видов колонок для ВЭЖХ:

• Обратнофазные колонки: Используются для разделения соединений на основе их гидрофобности и взаимодействия с гидрофобной стационарной фазой;
• Обменные колонки: Применяются для разделения соединений на основе их заряда и взаимодействия с ионообменной стационарной фазой;
• Гелийные колонки: Используются для разделения биомолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты;
• Хиральные колонки: Применяются для разделения оптически активных соединений на их оптические изомеры.

Достоинства тонкослойной хроматографии:

• простая пробоподготовка с использованием одноразовых пластин;
• прямая визуализация результатов с помощью УФ-излучения или дериватизации;
• возможность проведения одновременного анализа большого количества образцов в одинаковых условиях;
• возможность проведения двумерной ТСХ;
• применимость для решения разнообразных задач, таких как скрининг, быстрая идентификация при синтезе лекарственных средств и мониторинг реакции, с возможностью масштабирования пробы для дальнейшего использования в флеши препаративной хроматографии, а также для количественного анализа;
• cовместимость с масс-спектрометрическими или биологическими методами количественного анализа.

Современная тонкослойная хроматография – это метод качественного и полуколичественного анализа органических и неорганических веществ, выполняемый на тонких пластинках, покрытых слоем сорбента, с применением специального оборудования.

Современный набор для ТСХ может включать в себя:

• аппликатор механический;
• нагревательное устройство для сушки пластин;
• облучатель;
• прибор для обработки пластин проявляющей жидкостью;
• устройство конвективного нагрева пластин (электрофен);
• пластины для ТСХ;
• камера хроматографическая стеклянная под пластины;
• камера для опрыскивания пластин проявляющим реагентом.

1. Хроматографические методы анализа: руководство к лаборатор. практикуму: [учеб.-метод. пособие]/ [А. Е. Соколовский, Н. А. Коваленко, Г. Н. Супиченко, Е. В. Радион]; БГТУ — Минск: Изд-во БГТУ, 2002. — 35 с.
2. Лабораторные технологии: офиц. сайт. URL: https://labtechno.ru/product/nasadochnye-kolonki/(дата обращения: 30.08.2024)
3. СовЛаб: офиц. сайт. URL: https://sov-lab.ru(дата обращения: 31.08.2024).