1intclub (1intclub) wrote,
1intclub
1intclub

Что такое хроматография, или как определяют красители

На самом деле методом хроматографии определяют, конечно же, не только красители, но и многие другие органические и даже некоторые неорганические вещества. В чем, если в двух словах, смысл хроматографии? Во всех реальных объектах содержится не одно, а много веществ, и часто присутствие одних мешает определению других. Представьте, что Вы смешали несколько разных красителей (в самом простом варианте - чернила с зеленкой), капнули одну каплю такой смеси на пористую бумагу, обмакнули край этой бумаги в воду и оставили на некоторое время. Что мы увидим через время? Вода (в общем случае это называется подвижная фаза) под действием капиллярных сил поднимется на некоторую высоту. Но самое главное - что с ней будут подниматься и красители из пятна, но... с разной скоростью! Это означает, что из одного пятна непонятно какого цвета Вы получите два отдельно стоящих пятна, одно будет синим, другое - зеленым. Красители разделились!
Понятно, что это ОЧЕНЬ упрощенная схема, и надо ли объяснять, что пользуясь этим свойством, в настоящее время сконструированы удивительно сложные и точные приборы по определению всевозможных веществ. Их возможности разные, все зависит от типа колонки (на которой происходит разделение), от состава подвижной фазы, от детектора и т.д.
Я покажу в картинках, как происходит определение с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) со спектрофотометрическим детектором.
Итак, прежде всего нам понадобится сам прибор - высокоэффективный жидкостный хроматограф. Вот так он выглядит целиком:
Когда Вы взяли пробу, взвесили ее растворили, разбавили... В общем, провели все необходимые процедуры пробоподготовки, из конечного раствор необходимо удалить растворенные пузырьки газов. Для этого помещаем на некоторое время (до 20 минут) колбу с готовым раствором в ультразвуковую ванну. Под действием ультразвука пузырьки активно выходят на поверхность.
После этого мы готовы к проведению анализа. Но нам понадобится подвижная фаза, причем в этом случае ей будет служить уже не вода, а более сложные системы. Подвижная фаза хранится в емкостях относительно большого объема:
Но подвижную фазу мало только иметь, нужно, чтобы ее что-то "двигало"! Поэтому нужен специальный насос, который прокачивает подвижную фазу через всю систему с постоянной скоростью, да еще и такой, какая нам нужна. Обычно это от 0,1 до 1 мл/мин. В нашем хроматографе насос - это блок, стоящий слева. Если открыть дверцы, то вот, что увидим:
Далее в подвижную фазу необходимо вводить пробу. Делается это при помощи специального хроматографического шприца с тупой иглой. Обратите внимание, что весь объем шприца всего 100 мкл, или 0,1 мл.
Шприцем проба вкалывается в инжектор.
Изнутри инжектор выглядит в виде вот такой петли:
Интересная особенность. Объем петли 20 мкл. И если шприцем вкалывать не 20 мкл, а больше, то далее в систему будет все равно попадать 20 мкл, а остальное - выливаться в специальный слив. Очень удобно.
Далее проба вместе с подвижной фазой попадает в колонку, где компоненты пробы разделяются. Колонка - это "сердце" хроматографа.
Колонка помещается в специальный термостат, чтобы разделение все время происходило при одной температуре. Обычно в жидкостной хроматографии это 30-40 градусов цельсия, а в газовой - несколько сотен градусов. Термостат изнутри визуально похож на аппарат, в котором жарят шаурму )) На первой фотографии термостат - это правый нижний блок хроматографа.
Наконец, когда компоненты на колонке разделились, мы должны каким-то образом зафиксировать их. Для этого нужен детектор. Детекторы в хроматографии бывают самые-самые разные, основаны на совершенно разных принципах и т.д. У нас наиболее простой вариант - основан на поглощении УФ и видимого света молекулами определяемых веществ. Детектор - это правый верхний блок на первом фото.
Наконец, когда детектор "уловил" наличие компонента, нам необходимо иметь возможность как-то об этом узнать, получить наглядную качественную и количественную информацию. Для этого предусмотрен вывод на компьютер. На хроматограмме компоненты обычно видны в виде вот таких пиков
Время появления пика указывает на то, какой именно этот компонент, а площадь под кривой - на его концентрацию. Чем пик больше, тем больше концентрация компонента.
Наш детектор позволяет определять красители, стероиды, полициклические ароматические углеводороды, витамины... В общем, все те вещества, молекулы которых поглощают свет в видимой или ультрафиолетовой областях. Другие детекторы позволяют определять гораздо больший набор веществ, но и стоят значительно дороже. Самый дорогой детектор - времяпролетный масс-спектрометрический, стоит в районе 300 тысяч евро. Понятно, что мы им не обладаем ))
Tags: химия
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 25 comments