Лекция ВЭЖХ+ИХ

1. Жидкостная хроматография

Составитель:
Саяхов Р.И.
Казань 2021

2.

Жидкостная хроматография (ЖХ) - метод разделения и анализа сложных
смесей веществ, в котором подвижной фазой является жидкость.
Подвижная фаза в жидкостной хроматографии выполняет функции:
1) обеспечивает перенос десорбированных молекул по колонке (подобно
подвижной фазе в газовой хроматографии);
2) регулирует константы равновесия, а, следовательно, и удерживание в
результате взаимодействия с неподвижной фазой и с молекулами разделяемых
веществ.
Важные термины и определения:
Элюция – процесс прохождения веществ через колонку с потоком подвижной
фазы
Элюат – выходящий из колонки поток подвижной фазы с компонентами
разделяемой смеси
Элюент – растворитель (или смесь), использующийся в качестве подвижной
фазы
Элюирующая сила – способность подвижной фазы (смеси растворителей)
десорбировать и вымывать компоненты пробы с сорбента данного типа

3.

Жидкостная хроматография подразделяется на варианты в соответствии с
характером основных проявляющихся межмолекулярных взаимодействий:
в ситовой хроматографии разделение компонентов осуществляется за счет
разницы в растворимости молекул при их прохождении (фильтрации) через
слой сорбента (гель-проникающая хроматография);
в адсорбционной хроматографии – за счет разницы в адсорбируемости
молекул, проходящих через слой частиц сорбента, покрытых неподвижной
фазой в виде тонкого слоя или поверхностнопривитых радикальных групп
(ВЭЖХ, УВЭЖХ);
в ионообменной и ионной хроматографии – за счет разницы в способности
к обмену ионами с ионообменниками (катионная и анионная хроматография);

4.

Высокоэффективная жидкостная хроматография
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ, англ. HPLC,
High performance liquid chromatography) — один из современных методов
разделения сложных смесей веществ, широко применяемый в аналитической
химии.
Отличительной особенностью ВЭЖХ является использование высокого
давления (до 400 бар) и мелкозернистых сорбентов (обычно 3—5 мкм). Это
позволяет разделять сложные смеси веществ быстро и полно (среднее время
анализа от 3 до 30 мин).
Ультра высокоэффективная жидкостная хроматография (УВЭЖХ) —
один из подвидов ВЭЖХ, использующий те же принципы. Отличительными
особенностями являются использование более высокого рабочего давления –
до 1300 бар, сокращенное время анализа (до 5-10 минут) и тонкозернистых
сорбентов (около 2 мкм).

5. Основные области применения ВЭЖХ

Нефтехимия и
химическая
промышленность
Контроль состояния
окружающей среды
Фармацевтика и
клинические
анализы
Основные области
применения ВЭЖХ
Анализ пищевых
продуктов
Научные
исследования

6.

Характерные особенности
Высокая разделительная способность
Универсальность
Экспрессность
Малый размер пробы
Высокая точность анализа
Возможности метода
разделение и анализ смесей нелетучих соединений
разделение и анализ термически нестабильных соединений
разделение и анализ соединений, способных к диссоциации в
анализируемых растворах (ионная хроматография)

7.

Основные виды ВЭЖХ
Нормально-фазовая
Обращенно-фазовая
Неподвижная фаза – полярная,
Подвижная фаза – неполярная
Неподвижная фаза – неполярная,
Подвижная фаза – полярная
Элюенты: углеводороды с
небольшими добавками эфиров,
спиртов и пр.
Элюенты: спирты, нитрилы, вода
и пр.

8.

Выход веществ с разной полярностью на
разных неподвижных фазах
Нормальная фаза
Обращенная фаза
Слабополярный элюент
Сильнополярный элюент
Среднеполярный элюент
Среднеполярный элюент
Полярность веществ: A > B > C

9. Типовая схема высокоэффективного жидкостного хроматографа

10. Основные типы детекторов ВЭЖХ

1. Спектрофотометрический детектор
2. Флуорсцентный детектор
Область применения:
анализ фармпрепаратов (аминокислоты с модификацией, медикаменты-люминоры)
анализ объектов окружающей среды (ПАУ, карбаматы)
пищевая промышленность (микотоксины, витамины)
3. Рефрактометрический детектор
Область применения:
пищевая промышленность (спирты, сахара, сахариды, жирные кислоты);
для анализа полимеров методом гельпроникающей хроматографии(GPC);
анализ ПАУ в дизельном топливе.
4. Масс-спектрометрический детектор

11.

1.
2.
3.
4.

12.

13. Ионообменная хроматография

14.

Ионообменная хроматография основана на способности
компонентов анализируемой смеси вступать в обменные реакции с
подвижными ионами адсорбента. В этом случае анализируемый раствор
пропускают через хроматографическую колонку, заполненную мелкими
зернами ионообменного вещества (ионитом) - катионитом или
анионитом.
Ионная хроматография (ИХ) – это вариант жидкостной
хроматографии, включающий ионообменное разделение ионов и
кондуктометрическое определение концентрации хроматографически
разделенных ионов. Этот вариант хроматографии классифицируется на
два типа — катионную и анионную ионообменную хроматографию:
Катионная ионообменная хроматография
Анионная ионообменная хроматография

15.

Достоинства ионной хроматографии
• возможность определять большое число как неорганических, так и
органических ионов, одновременно определять катионы и анионы;
• высокая чувствительность определения;
• высокая селективность и экспрессность;
• малый объем анализируемой пробы, требуется не более 2 мл образца;
• широкий диапазон определяемых концентраций;
• при анализе водных проб в большинстве случаев пробоподготовка
проста или же ее вообще не требуется.

16. Области применение ионной хроматографии

Ионную хроматографию широко применяют в
в медицине, биологии, биохимии
для контроля окружающей среды
при анализе содержания лекарств и их метаболитов в
крови и моче
ядохимикатов в пищевом сырье

17. Двухколоночная ионная хроматография

Разделительная колонка для анализа анионов заполнена анионообменником низкой
обменной емкости, подвижные противоионы которого способны обмениваться на
анализируемые анионы.
Подавительная колонка заполнена катионообменником (сульфокатионитом) большой
емкости в Н+-форме. В подавительной колонке идет ряд реакций:
1. Подавление фона элюента:
R- SO3¯ H+ + Na+HCO3¯ → R-SO3¯ Na+ + H2CO3
2. Перевод анализируемых ионов в единую высокоэлектропроводящую форму:
R-SO3¯ H+ + Na+Cl¯ → R-SO3¯Na+ + H+Cl¯
В результате этих процессов элюент переводят в малодиссоциированную кислоту, имеющую
низкую электропроводность, а определяемые анионы – в сильную кислоту, имеющую
высокую электропроводность, что увеличивает их детектируемость и исключает
необходимость индивидуальных калибровочных графиков для каждой комбинации анионкатион в анализируемом растворе.

18. Схема двухколоночного ионного хроматографа

1 – емкость с элюентом
2 – насос
3 – дозирующий кран
4 – защитная колонка (предколонка)
5 – разделительная колонка
6 – подавительная колонка
7 – кондуктометрический детектор
8 – сливная емкость
9 – персональный компьютер
10 – принтер

19. Ионная хроматография

Весьма эффективный метод определения любых ионов.
Лучший метод определения неорганических анионов.
Чувствительность - 1-10 нг/мл (без дополнительного
концентрирования.
Cl
Анионообменник Силасорб-S
с нанесенным 6,10-ионеном.
Колонка: 50x3 мм.
SO 4
N O3
C l O4
SC N
Элюент: 0.3 мМ гидрофталат
калия. Расход 1.0 мл/мин.
I
УФ-детектор (λ=254 нм).
0
5
10
15
20

20.

Благодарим за внимание!