Způsob nanášení vysocepolární stacionární fáze vnitřní povrch kapiláry chromatografické kolony

Číslo patentu: 267860

Dátum: 12.02.1990

Autori: Mistrjukov Elektron, Rozprávka Jaroslav, Moskva

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

FEDERÁLNÍ ÚŘAD PRO VYNÁLEZYZpůsob nanâšení vysocepolární stacíonární fáze na vnitřní povrch kapíláry Chromatografické kolonyÚkolem je vytvoření snadného a opa kovatelného zpúsobu nanášení vysokopolární kapalinové kyanosílikonové stacionärní fáze na vnitřní povrch flexibilní křemenné, nebo skleněné kapíláry. Jako rozpouštědlo stacionární kapalínové fáze byl použít àkrylonitril. Produkty polymerizace akrylonitrilu jsou současně modífíkátorem vnítřníhc povrchu kapiláry pri vytvorených podmínkách vypařování. Nanesením vrstvy stacíonární ka palinové fáze je provedeno v jedíném kroku s modífikací vnítřníhu povrchu a odstraněním části rozpouštědla modifikátoru pri současném axiálním kmitavém pohybu kapiláry vpřed rychlostí 10 ažv pŕedehřívací zoně při tep lotě 350 až A 00 OC po dobu 2 až 5 s a dalším temperováním zony při teplotěvynález patří do oblasti chromatografie, především plynové a konkrétněji do oblastí mgdĺíikace způsobu výroby sklenených a křemenných kapilárních chromatograíických kolon s vysókg pblární stacionární kapalinovou fázLSeparační schopnost kapilární chromatografické kolony a její soecífíka separace závisí na chemické struktura kapalinové stacionární fáze a kvalitě jejího nanesení. Pro separaci polárních látek, která se vyskytují nejćastěji ve formě alkoholů kyselín, se používají kyanosilikonové kaućuky různého stupně polymerace a obsahu kyanidových skupín. Daná stacionární kapalinóvá fáze nesmáčí vnitřní povrch skleněné nebo kŕemenné kapiláry, protože z jejího povrchu jsou odstraněny částečně nebo úplně silně polární komponenty - íonty kovů při předběžném bpracování povrchu, za účelom odstranění ireverzibilních center adsorbce a vytvoření homogenní kvality po celé ploše hranice rozdělení fáze.Daný problém se řeší prostřednictvím vytvoření mezivrstvy na hranici rozdelení kapalné a tekuté fáze, která mění povrchovou aktivitu, zvyšuje povrchovou energii steny kapiláry a tímumožní smáčení stěny silně polární kapalinovou fází.Je znám způsob nanášení vysokopolární kyanosilikonové stacionární kapalinové fáze na kapilární chromatografické kolony (Kozuharov S. J., J. Chromatogr., 1980, vol. 198, p. 153), při kterém se kapilára plní dynamickým způsobem předem připravenou suspenzí kremičité zeminy, s částicemi o velikosti S až 30 mm v acetonu, která byla předem pripravena ve vodní lázni. V uvedené suspenzí byla zároveň rozpouštěna vysokopolární kyanosilikonová stacionární kapalinová fáze. Po naplnění kolony suspenzí, rozpouštědlo se vyfoukâ proudem inertního plynu během 3 až 4 hodin. Kapilární kolona se temperuje zahříváním s rychlostí 0,2 až 0,3 GC min 1 do195 °E, při rychlosti proudu ínertního plynu 1 až 2 ml mínyvysokopolární kapilární kolony s kyanosílíkonovou stacionární kapalinovou íází, vyrobene uvedeným způsobem, mají nanesenou vrstvu stacionární fáze s rozdílnou strukturou a tlouštkou, což značné snižuje efektivnost práce kolony.Jiný způsob (Markides K. a kol., J. Chromatogr., 1983, vol. 267, p. 29.), sestává ze zpracování vnitřního povrchu kapiláry 5 roztokem kyseliny chlorovodíkové ve vodním skle,kterým se naplní 10 vnitřního objemu kapiláry, naćež se kplona na koncích zataví a tak hermeticky uzavřena se zahríva při teplotě 100 až 150 DC po dobu 2 hodin. Po ochlazení se kapilára promyje zředěnou kyselinou chlorovodíkovou (pH 3) a pote metanolem. Vnitřní povrch se pak profoukàvá vodíkem při 260 °C po dobu S hodin a po ochlazení se kolona plní 20 roztokem cyklického kyanosilikonu v metylenchloridu, rychlostí 20 ml sl. Rozpouštědlo se odpařuje volně v průběhu 6 hodin a pote se vnitřní objem vakuuje, zataví se oba konce kapiláry, která se pak nahřívá rychlostí 5 OC min 1 až do teploty 395 OC, pri které se temperuje 0,7 hodiny. Po ochlazení kapiláry se vnitřní objem promyje metylenchloridem a proíouká proudem suchého dusíku. Na takto pripravený vnitřní povrch se nanese statícky, s použitím vodní lázně, vysokopolární kyanosilikonová stacionârní kapalínová fáze, která se polymeruje organickým peroxidem při zahřívání rychlostí 5 ° min 1 a temperování po dobu 0,7 hodiny pri 170 °C. Po ukon čení polymerace se rozpustná část odstraní dalším promytím metylenchlorídem.Tímto způsobem se dají vyrobit vysokopolární kapllární chromatografické kolony s průmérnou efektivností 3 200 ekvivalentních teoretických peter na metr (e.t.p.m 1), pomocí naftalenu. Uvedený způsob má však nedostatky ve vysokém koĺísání pracovních parametrů kapílárních kolon(125 ), vysoké časové náročnosti výroby, minimálně 20 hodin a ve vysokém podílu složitých aUvedené nedostatky odstraňuje způsob nanášení vysocepolární kyanosilikonově stacionární kapalinové fáze na vnitřní povrch skleněné nebo křemenné kapiláry chromatografické kolony,jejíž povrch je upraven dezaktivací silanem rozpuštěným v kyseline ch 1 orovodíkové,dá 1 e hydrogenací a odpařením rozpouštědla a vytvořením vrstvy vysocepolární kyanosílikonové stacionární kapalinové fáze včetně její polymerace, jehož podstata je, že jako rozpouštědla kapalinové stacionární fáze a zaroven modifikátoru vnitřníhp povrchu je použito akrylonítrilu a nanesení vrstvy stacionární kapalinové fáze je provedeno v jediném kroku s modííikací vnítřního povrchu a odstraněním částí rozpouštědla modifikátoru při současném axiálním kmítavém pohybu kapiláry vpred rychlostí 10 až 15 mm s 1 v předehřívací zóně při teplote 350 až A 00 °E po dobu 2 až 5 s a dalším temperováním zóny při teplote 150 až 200 OC.Cílem podaného vynâlezu je vytvorení méně slozitého zpüsobu nanášení vysokopolární kyanosilikonové stacionární kapalinové fáze a zvýšení pracovních parametrů kapilárních kolon a dosažení vyšší stabllnasti těchto pracovních parametrů.Vytyćený účinek je dosažen tím, že skleněné, nebo křemennä kapílára se nejprve pracuje silánem a kyselinou chlorovodíkovou, pak se povrch hydrogenuje, vytvorí se mezivrstva modifikátoru vnitřního povrchu, na kterou se nanese statíckým způsobem vrstva vysocepolární kapalinové stacionární fáze a provede se její polymeraoe. Jako rozpouštědlo stacionární kapalínové fáze a zároveň modífikátor vnitrního povrchu, je použit akrylonítril a naneseni vrstvy stacionární kapalné fáze a modifikace vnitrního povrchu probíhá ve stejném stadiu výroby, pri neúplnćm ndstrnnňnf rnzpnuštědla. Část rozpouštědla vytváří polymerní mikrostrukturu, která se také chemicky váže na vnitrní povrch kapiláry, vytvářejíc tím kompenzaćní mezivrstvu. Modifikace a nanášení probíhá pri axiálnä kmítavém pohybu před zónou předehřívâni, při teplotě 350 až 400 00 a temperování opracované zóny pri teplote 150 až 200 OC. .Dále uvedené příklady ilustrují předmět vynálezuPríklad 1 Křemenná kapilární trubka (syntetický křemen), jejíž vnější povrch je pokryt termostabilnim polybenzoimidním lakem, s vnitřním průměrem 250 um a délkou 20 m, se předem uvnitř upraví silanem v 50 2 kyselině chlorovodikové a pote se oba konce zataví a zahřívá po dobu 1 hodiny,při teplotě 130 až 150 °C a pote se promyje kyselinou chlorovodikovou (pH 3) a metanolem. Po použití metanolu se kapilára vysuší a postupně nahřívá v slabém proudu vodíku, pri teplote 260 DC po dobu 5 hodín, naćež se vnitřní objem naplní 0,25 2 roztokem vysoce-polární kyanosilikonové stacionární kapalinové ráze v akrylonitrilu. Poté se jeden konec zataví tak, aby zůstala část vnitrního objemu o délce 50 až 60 mm uvnitr prázdna. vytvorení vrstev se provádí při axiálním kmitavém pohybu vpřed v předehřívaci zóně rychlostí 15 mm sec 1, při teplote350 °C. Poté se kapilára temperuje v termostatu při 150 OC.Způsob dle vynálezu dovoluje vyrobit vysoceefektivní kapilárni kolony 5 prúmêrnou efektivností 3 A 00 ekvivalentních teoretických pater na metr (e.t.p.m 1), (pomocí naftalénu). Kolí- . sání v efektívnosti neprevýšilo 1 8 . Kolony vyrobené uvedeným způsobem maji vyšší průměrnou efektivnost a taká nižší odchylky pracovních parametrů, než je tomu u nejbližšiho známého zpúsobu.Skleněná kapilârní trubka a délce 50 m, 5 vnitřním průměrem 250 um, vyrobená z ooritáho skla (značky Pyre×) je předem zpracována uvnitř sílanem rozpustným v 50 kyselině chlorovodíkové, pri teplote 130 až 150 °C po dobu l hodiny V zatavené kapiláre. Potć se promyje zreděnou kyselinou chlorovodíkovou (pH 3) B metanolem. Po promytí se vysuší a zahrivá v pomalém proudu vodíku, pri teplotě 260 °C v průměru 5 hodín. Poté se kapilára naplní roztokem vysocepolárni kyanosilikonové stacionární kapalinové fáze (0,25 k hmot.) v akrylonitrilu, načež jeden konec se zataví tak, aby zůstala část vnitřního objemu o delce 50 až G 0 mm uvnitř volná. vytvorení vrstev se provádí při axiálním kmitavám pohybu vpred v zóně pŕednahrívací rychlosti IS mm sec 1 pri teplote 400 °C a poté temperovací teplotě v termostatu 200 °Ľ.Prúmerná efektivnost takových kolon J 280 e.t.p.m 1 (pomoci naftalénu) a kolísání v efektivnosti nepřevyšovalo 9 k. Uvedený způsob dovoluje vyrobit také vysoceefektivní kapilární kolony, s vyššími stredními pracovními parametry a nižším kolísáním pracovních parametrů ve srovnání s nejbližším známým způsobem.Príklad 3 Skleněná kapílárni trubka o dělce 50 m s vnitřním prúměrem 250 um, vyrobená 2 boritéhoskla značky Pyrex se předem naplní silánem v 50 kyselíně chlorovodíkove, oba konce kapiláryse zataví a zahřívá se po dobu 1 hodiny při teplote 100 až 150 °C. Poté se kapilára promyje zreděnou kyselinou chlorovodíkovou (pH 3) a metanolem. Po promytí kspílár se vysuší a nahrívá v slabém proudu vodíku při teplote 260 °C po dobu 5 hodin a poté se naplní 0,25 t roztokem vysocepolární kyanosilikonové stacionární kapalínové fáze v akrylonítrilu. Jeden konec se zataví tak, aby ve vnitřním objemu kapíláry zůstal volný prostor o délce 50 až 60 mm. Vytvoření vrstev se provádí pri axiálním kmitavém pohybu vpred pŕednahrívací zóně rychlostí 15 mm secl při teplote 370 °c a pote při teplotě temperovâní v termostatu 170 °c.V efektívnosti nepřevyšovalo 9 . Kolony, vyrobené tímto způsobem mají vyšší pracovní paramet 3 267860Průměrné efektivnost vyrobených kolon byla 3 260 e.t.p.ml pomoci naftalénu. Kolísáníry ve srovnání 5 nejblížšĺm známým způsobem. Způsob dle vynálezu má následující výhodyVyšší stabilnost pracovních parametrů kapílárnich kolon. Kolísání v efektívnosti nepřevy šuje 9 1.Vyšší průměrná efektivnost, při použití kremenných kapilár 3 A 00 e.t.p.mla pri použití skleněných kapilár 3 280 e.t.p.ml ve srovnání 5 nejblížšim způsobem při použití křemen ných kapilár 3 200 e.t.p.m 1Proces výroby je méně složítý a obsahuje méně ručních operací a je kratší (11 hodin), vesrovnání s nejbližším známým způsobem (20 hodin), protoze modiíikace probíhá v jediném ~kroku s nanesením kapalínové stacionární fáze a není třeba zdlouhavá operace dynamického nanášení modifíkátoru, odpařeni rozpouštědla, vakuování vnitřniho objemu kapíláry, opracování teplem, promyti a vysušení.Způsob nanášení vysocepolární stacíonární fáze na vnitřní povrch kapiláry chromatografickékolony, jejíž povrch je upraven dezaktivací sílanem rnzpuštěným v kyselině ch 1 orovodĺkové,dá le hydrogenací a odpařením rozpouštědla a vytvorením vrstvy vysocepolárni kyanosilikonové stacionární kapalinové fáze včetně její polymerace, vyznačené tím, že se jako rozpouštědlo kapalinové stacíonární fáze a zároveň modifikátor vnitřniho povrchu použije akrylonitríl a nanesení vrstvy stacionární kapalinové fáze se provede v jediném kroku s modifíkací vnitrního povrchu a odstraněním částí rozpouštědla modifikátoru pri současném axiálním kmítavém pohybu kapiláry vpred rychlostí 10 až 15 mm s 1 v předehřívací zóně pri teplotě 350 až ano OE po dobu 2 až 5 s a dalším temperováním zóny při teplotě 150 až 200 DC.

MPK / Značky

MPK: G01N 30/56

Značky: kapiláry, vnitřní, způsob, vysocepolární, fáze, stacionární, chromatografické, nanášení, kolony, povrch

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-267860-zpusob-nanaseni-vysocepolarni-stacionarni-faze-vnitrni-povrch-kapilary-chromatograficke-kolony.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob nanášení vysocepolární stacionární fáze vnitřní povrch kapiláry chromatografické kolony</a>

Podobne patenty