хроматографија, позната и као "хроматографска анализа", "хроматографија", је метода раздвајања и анализе, која има веома широк спектар примена у аналитичкој хемији, органској хемији, биохемији и другим областима.
Оснивач хроматографије је руски ботаничар М.Тсветтер.Руски ботаничар Зветтер је 1906. објавио резултате свог експеримента: Да би одвојио биљне пигменте, сипао је екстракт петролетра који садржи биљне пигменте у стаклену епрувету која садржи прах калцијум карбоната и елуирао петролетером од врха до дна.Пошто различити пигменти имају различите капацитете адсорпције на површини честица калцијум карбоната, са процесом лужења, различити пигменти се крећу различитим брзинама, формирајући тако траке различитих боја.Компоненте пигмента су одвојене.Он је ову методу раздвајања назвао хроматографија.
Шематски приказ експеримента одвајања пигмента листова биљке
Континуираним развојем метода раздвајања, све више безбојних супстанци постају предмет раздвајања, хроматографија је такође постепено губила значење „боје“, али је назив и данас у употреби.
Хроматографска класификација
Суштина хроматографије је процес у коме се молекули који се одвајају деле и балансирају између стационарне и мобилне фазе.Различите супстанце су другачије подељене између две фазе, због чега се крећу различитим брзинама са мобилном фазом.Са кретањем мобилне фазе, различите компоненте у смеши се одвајају једна од друге на стационарној фази.У зависности од механизма, може се поделити у различите категорије.
1, према двофазној класификацији физичког стања
Мобилна фаза: гасна хроматографија, течна хроматографија, суперкритична течна хроматографија
Стационарна фаза: гас-чврсто стање, гас-течност;Течност-чврсто, течно-течно
2, према обрасцу класификације стационарних фаза
Кроматографија на колони: хроматографија на пакованој колони, хроматографија на капиларној колони, хроматографија на микропакованој колони, препаративна хроматографија
Равна хроматографија: папирна хроматографија, танкослојна хроматографија, хроматографија на полимерној мембрани
3, класификована према механизму раздвајања
Адсорпциона хроматографија: Различите компоненте се одвајају према њиховом адсорпционом и десорпционом капацитету на адсорбентима
Партициона хроматографија: Различите компоненте су раздвојене према њиховој растворљивости у растварачу
Молекуларна ексклузиона хроматографија: према величини молекуларне величине одвајања у хроматографији за измену јона: различите компоненте афинитета за одвајање смоле јоноизмењивачке
Афинитетна хроматографија: Одвајање коришћењем присуства специфичног афинитета између биолошких макромолекула
Капиларна електрофореза: компоненте су раздвојене према разликама у покретљивости и/или понашању поделе
Хирална хроматографија се користи за одвајање и анализу хиралних лекова, који се могу поделити у три категорије: метода хиралне дериватизације реагенса;Метода адитива хиралне мобилне фазе;Метода резолуције хиралне стационарне фазе
Основна терминологија за хроматографију
Криве добијене исцртавањем сигнала одговора компоненти након детекције хроматографског раздвајања у односу на време називају се хроматограми.
Основна линија:Под одређеним хроматографским условима, крива сигнала који се генерише када само мобилна фаза пролази кроз детекторски систем назива се базна линија, као што је приказано на от линији.Када је експериментално стање било стабилно, основна линија је била линија паралелна са хоризонталном осом.Основна линија одражава шум инструмента, углавном детектора, током времена.
Висина врха:вертикално растојање између тачке хроматографског врха и основне линије, означено са х, као што је приказано на АБ 'линији.
Ширина региона:Ширина региона хроматографског пика је директно повезана са ефикасношћу раздвајања.Постоје три методе за описивање ширине хроматографског пика: стандардна девијација σ, ширина пика В и ФВХМ В1/2.
Стандардна девијација (σ):σ је полураздаљина између две тачке прегиба на кривој нормалне дистрибуције, а вредност σ указује на степен дисперзије компоненти даље од стуба.Што је већа вредност σ, то су компоненте ефлуента диспергованије, а ефекат сепарације је лошији.Супротно томе, компоненте ефлуента су концентрисане и ефекат раздвајања је добар.
Ширина врха В:Тачке пресека на обе стране хроматографског пика се користе као тангенте, а пресек на основној линији се назива ширина пика или ширина основне линије, која се такође може изразити као В, као што је приказано на слици ИЈ.Према принципу нормалне дистрибуције, може се доказати да је однос између ширине пика и стандардне девијације В=4σ.
В1/2:Ширина врха на половини висине врха назива се ФВХМ, као што је приказано за растојање од ГХ.В1/2=2,355σ, В=1,699В1/2.
В1/2, В су оба изведена из σ и користе се за израчунавање површина пикова поред мерења ефекта колоне.ФВХМ мерење је погодније и најчешће се користи.
Кратак резиме
Из хроматографске вршне излазне криве, могу се постићи следећи циљеви:
а, Квалитативна анализа је извршена на основу ретенционе вредности хроматографских пикова
б, квантитативна анализа на основу површине или врха хроматографског пика
Ц. Ефикасност раздвајања колоне је процењена према вредности задржавања и ширини пика хроматографског пика
Формула за израчунавање укључена у хроматографију
1. Вредност задржавања
Ретенциона вредност је параметар који се користи да опише степен до којег је компонента узорка задржана у колони и користи се као индикатор хроматографске карактеризације.Његов начин представљања је следећи:
Време задржавања тР
Време смртиtM
Подесите време задржавања тР'=тР-тМ
(Укупно време проведено у стационарној фази)
Обим задржавања
ВР=тР*Ф. (независно од брзине мобилне фазе)
Мртва запремина
VM=tM*Fc
(Простор који не заузима стационарна фаза на путу протока од ињектора до детектора)
Подесите запремину задржавања ВР'=т'Р*Фц
2. Релативна вредност задржавања
Релативна вредност задржавања, такође позната као фактор раздвајања, однос коефицијента расподеле или фактор релативног капацитета, је однос прилагођеног времена задржавања (запремине) тестиране компоненте према прилагођеном времену задржавања (запремини) стандарда под одређеним хроматографским условима.
Релативне вредности задржавања су коришћене да би се елиминисао утицај одређених радних услова, као што су брзина протока и губитак фиксатора, на вредности задржавања.Стандард у вредности релативног задржавања може бити компонента у тестираном узорку или једињење додато вештачки.
3. Индекс задржавања
Индекс задржавања је индекс задржавања супстанце и која се испитује у фиксираном раствору Кс. Два н-алана су одабрана као референтне супстанце, од којих један има Н број угљеника, а други Н+н.Њихово прилагођено време задржавања је т 'р (Н) и т 'р (Н+н), респективно, тако да је прилагођено време задржавања т 'р (и) супстанце и која се тестира тачно између њих, тј. т 'р (Н).
Индекс задржавања може се израчунати на следећи начин.
4. Фактор капацитета (к)
У равнотежи, однос масе компоненте у стационарној фази (с) према мобилној фази (м), који се назива фактор капацитета.Формула је следећа:
5、Коефицијент расподеле (К) У равнотежи, однос концентрације компоненте у стационарној фази (с) према мобилној фази (м), назван коефицијент расподеле.Формула је следећа
Однос између К и к:
Одражава значајна својства структуре типа стуба и његовог чвора
Кратак резиме
Однос између вредности задржавања и фактора капацитета и коефицијента поделе:
Хроматографско раздвајање се заснива на разлици у способности адсорпције или растварања сваке компоненте у фиксном релативном узорку, која се може квантитативно изразити величином вредности коефицијента расподеле К (или фактора капацитета к).
Компоненте са јаком способношћу адсорпције или растварања имају велики коефицијент расподеле (или фактор капацитета) и дуго време задржавања.Насупрот томе, компоненте са слабом адсорпцијом или растворљивошћу имају мали коефицијент расподеле и кратко време задржавања.
Основна теорија хроматографије
1. Теорија тацне
(1) Изнети -- термодинамичку теорију
Почело је са моделом плоче торња који су предложили Мартин и Синџ.
Фракциона колона: у тацни за неколико пута равнотеже гас-течност, према тачки кључања различитог одвајања.
Колона: Компоненте су уравнотежене вишеструким партицијама између две фазе и раздвојене према различитим коефицијентима поделе.
(2) Хипотеза
(1) Постоји много тацни у колони, а компоненте могу брзо да достигну равнотежу дистрибуције унутар интервала лежишта (то јест, висина тацне).
(2) Мобилна фаза улази у колону, не континуирано већ пулсирајуће, односно сваки пролаз је запремина колоне.
(3) Када се узорак дода на сваку плочу колоне, дифузија узорка дуж осе колоне се може занемарити.
(4) Коефицијент поделе је једнак на свим тацнама, независно од количине компоненти.То јест, коефицијент партиције је константан на сваком табану.
(3) Принцип
Шематски дијаграм теорије лежишта
Ако се компонента јединичне масе, односно м=1 (на пример, 1мг или 1μг), дода у тацну бр. 0, а након равнотеже расподеле, јер је к=1, односно нс=нм, нм=нс=0,5.
Када запремина плоче (лΔВ) носећег гаса уђе у плочу 0 у облику пулсирања, носећи гас који садржи нм компоненту у гасној фази гура се на плочу 1. У овом тренутку, нс компонента у течној фази плоче 0 а нм компонента у гасној фази плоче 1 ће се редистрибуирати између две фазе.Према томе, укупна количина компоненти садржаних у плочи 0 је 0,5, у којој су гасне и течне фазе свака по 0,25, а укупна количина садржана у плочи 1 је такође 0,5.Гасне и течне фазе су такође биле 0,25.
Овај процес се понавља сваки пут када се нови гас носилац запремине плоче пулсира у колону (погледајте табелу испод).
(4) Једначина хроматографске криве отицања
σ је стандардна девијација, време задржавања, Ц је концентрација у било ком тренутку,
Ц, је концентрација убризгавања, односно укупна количина компоненти (површина врха А).
(5) параметри ефикасности колоне
При константном тР, што је мањи В или в 1/2 (то јест, ужи врх), већи је број теоретских плоча н, мања је теоријска висина плоче и већа је ефикасност одвајања колоне.Исто важи и за ефективну теорију нефф.Стога је теоретски број тацни индекс за процену ефикасности колона.
(5) Карактеристике и недостаци
> Предности
Теорија посуде је полу-емпиријска и објашњава облик криве изливања
Илустровани су процеси раздвајања и раздвајања компоненти
Предлаже се индекс за процену ефикасности колоне
> Ограничења
Компоненте не могу заиста да достигну равнотежу дистрибуције у две фазе:
Уздужна дифузија компоненти у колони се не може занемарити:
Утицај различитих кинетичких фактора на процес преноса масе није разматран.
Веза између ефекта колоне и брзине протока мобилне фазе не може се објаснити:
Није јасно који главни фактори утичу на ефекат колоне
Ови проблеми су на задовољавајући начин решени у теорији стопа.
2. Теорија стопа
Године 1956. холандски научник ВанДеемтер ет ал.апсорбовао концепт теорије тацне, и комбиновао кинетичке факторе који утичу на висину посуде, изнео кинетичку теорију хроматографског процеса - теорију брзине и извео ВанДеемтерову једначину.Он посматра хроматографски процес као динамички неравнотежни процес и проучава утицај кинетичких фактора на ширење врха (тј. ефекат колоне).
Касније, Гидингс и Снајдер и др.предложио једначину брзине течне хроматографије (наиме Гидингсова једначина) на основу ВанДеемтерове једначине (касније назване једначина брзине гасне хроматографије) и према разлици својстава између течности и гаса.
(1) Ван Деемтерова једначина
Где: Х: је висина даске
А: коефицијент термина вртложне дифузије
Б: коефицијент молекуларне дифузије
Ц: коефицијент члана отпора преноса масе
(2) Гидингсова једначина
Квантитативна и квалитативна анализа
(1) Квалитативна анализа
Квалитативна хроматографска анализа је да одреди једињења представљена сваким хроматографским пиком.Пошто различите супстанце имају одређене ретенционе вредности под одређеним хроматографским условима, ретенциона вредност се може користити као квалитативни индекс.Различите хроматографске квалитативне методе тренутно се заснивају на вредностима задржавања.
Међутим, различите супстанце могу имати сличне или идентичне ретенционе вредности под истим хроматографским условима, односно ретенционе вредности нису искључиве.Стога је тешко окарактерисати потпуно непознат узорак само на основу вредности задржавања.Ако се на основу разумевања извора, природе и намене узорка може донети прелиминарни суд о саставу узорка, а следеће методе се могу користити за одређивање једињења представљеног хроматографским пиком.
1. Квалитативна контрола коришћењем чистих супстанци
Под одређеним хроматографским условима, непознато има само дефинисано време задржавања.Према томе, непознато се може квалитативно идентификовати упоређивањем времена задржавања познате чисте супстанце под истим хроматографским условима са временом задржавања непознате супстанце.Ако су та два иста, непозната супстанца може бити позната чиста супстанца;Иначе, непознато није чиста супстанца.
Метода контроле чисте супстанце је применљива само на непознату супстанцу чији је састав познат, чији је састав релативно једноставан и чија је чиста супстанца позната.
2. Метода релативне вредности задржавања
Релативна вредност задржавања α се односи на прилагођавање између компоненте и и референтних материјала Однос вредности задржавања:
Мења се само са променом температуре фиксатора и колоне и нема никакве везе са другим радним условима.
На одређеној стационарној фази и температури колоне, мере се прилагођене ретенционе вредности компоненте и и референтне супстанце с, а затим се израчунавају према горњој формули.Добијене релативне вредности задржавања могу се квалитативно упоредити са одговарајућим вредностима у литератури.
3, додавањем познатих супстанци за повећање методе висине врха
Када у непознатом узорку има много компоненти, добијени хроматографски пикови су превише густи да би се лако идентификовали горњом методом, или када се непознати узорак користи само за анализу одређене ставке.
„Прво се прави хроматограм непознатог узорка, а затим се добија даљи хроматограм додавањем познате супстанце непознатом узорку.Компоненте са повећаном висином врха могу бити познате по таквим супстанцама.
4. Задржати квалитативну методу индекса
Индекс задржавања представља ретенционо понашање супстанци на фиксативима и тренутно је најшире коришћени и међународно признати квалитативни индекс у ГЦ.Има предности добре поновљивости, уједначеног стандарда и малог температурног коефицијента.
Индекс задржавања се односи само на својства стационарне фазе и температуру колоне, али не и на друге експерименталне услове.Његова тачност и поновљивост су одличне.Све док је температура колоне иста као и у стационарној фази, вредност из литературе се може применити за идентификацију, и није неопходно користити чисти материјал за поређење.
(2) Квантитативна анализа
Основа за хроматографску квантификацију:
Задатак квантитативне анализе је да пронађе стотину компоненти у мешовитом узорку
Фракциони садржај.Хроматографска квантификација се заснивала на следећем: када су услови рада били доследни, био је
Маса (или концентрација) мерене компоненте је одређена сигналом одговора који даје детектор
То је пропорционално.Наиме:
Основа за хроматографску квантификацију:
Задатак квантитативне анализе је да пронађе стотину компоненти у мешовитом узорку
Фракциони садржај.Хроматографска квантификација се заснивала на следећем: када су услови рада били доследни, био је
Маса (или концентрација) мерене компоненте је одређена сигналом одговора који даје детектор
То је пропорционално.Наиме:
1. Метода мерења површине врха
Површина пика је основни квантитативни податак који даје хроматограм, а тачност мерења површине пика директно утиче на квантитативне резултате.Коришћене су различите методе мерења за хроматографске пикове са различитим облицима пикова.
У квантитативној анализи тешко је пронаћи тачну вредност зиме:
С једне стране због тешкоћа прецизног мерења апсолутне запремине убризгавања: с друге стране
Површина пика зависи од хроматографских услова, а хроматографску траку треба одржавати када се вредност мери
Нити је могуће нити згодно радити исто.Чак и ако можете то да урадите како треба
Тачна вредност, такође зато што не постоји јединствени стандард и не може се директно применити.
2.Квантитативни фактор корекције
Дефиниција квантитативног фактора корекције: количина компоненти које улазе у детектор (м)
Однос његове хроматографске површине врха (А) или висине врха () је константа пропорционалности (,
Константа пропорционалности назива се апсолутни фактор корекције за компоненту.
У квантитативној анализи тешко је пронаћи тачну вредност зиме:
С једне стране због тешкоћа прецизног мерења апсолутне запремине убризгавања: с друге стране
Површина пика зависи од хроматографских услова, а хроматографску траку треба одржавати када се вредност мери
Нити је могуће нити згодно радити исто.Чак и ако можете то да урадите како треба
Тачна вредност, такође зато што не постоји јединствени стандард и не може се директно применити.
То јест, релативни фактор корекције 'компоненте је компонента и референтни материјал с
Однос апсолутних фактора корекције.
Види се да је релативни фактор корекције када је квалитет компоненте наспрам стандарда.
Када је супстанца с једнака, површина врха референтног материјала је површина врха компоненте
Вишеструко.Ако нека компонента има масу м и површину врха А, онда је број ф'А
Вредности су једнаке површини врха референтног материјала са масом од.Другим речима,
Преко релативног фактора корекције, површине пикова сваке компоненте могу се одвојити
Прерачунато у површину врха референтног материјала једнаку његовој маси, затим однос
Стандард је унифициран.Дакле, ово је нормализовани метод да се утврди проценат сваке компоненте
Основа квантитета.
Метода добијања релативног корективног фактора: вредности релативног корективног фактора су упоређене само са биће
Мерење се односи на стандард и тип детектора, али на оперативну траку
Није битно.Стога се вредности могу преузети из референци у литератури.Ако текст
Ако не можете да пронађете жељену вредност у понуди, можете је и сами одредити.Начин утврђивања
Метода: Одређена количина мерене супстанце десет одабраних референтних материјала → претворена у одређену концентрацију
Измерене су хроматографске области пикова А и Ас две компоненте.
То је формула.
3. Метода квантитативног израчунавања
(1) Метода нормализације површине
Збир садржаја свих фракција без пикова израчунат је као 100% за квантификацију
Метода се зове нормализација.Његова формула за израчунавање је следећа:
Где је П,% процентуални садржај испитиваних компоненти;А1, А2... А н је компонента 1. Површина врха од 1~н;ф'1, ф'2... ф'н је релативни фактор корекције за компоненте 1 до н.
(2) екстерни стандардни метод
Метода квантитативног поређења између сигнала одговора компоненте која се испитује у узорку и чисте компоненте која се тестира као контрола.
(3) Метод интерног стандарда
Метода такозваног интерног стандарда је метода у којој се стандардном раствору испитиване супстанце и раствору узорка као интерном стандарду додаје одређена количина чисте супстанце, а затим анализира и одређује.
(3) стандардни метод сабирања
Стандардна метода сабирања, позната и као интерна метода додавања, је додавање одређене количине (△Ц)
Референтна испитивана супстанца је додата у раствор узорка који се тестира, а тест је додат у тест
Пик раствора узорка након супстанце био је већи од оног у оригиналном раствору узорка
Повећање површине (△А) је коришћено за израчунавање концентрације супстанце у раствору узорка
Садржај (Цк)
Где је Ак површина врха супстанце која се мери у оригиналном узорку.
Време поста: 27.03.2023