Způsob imobilizace stacionární fáze u ohebných křemenných kapilárních kolon

Číslo patentu: 262253

Dátum: 14.03.1989

Autori: Vodička Luděk, Tříska Jan, Knobloch Pavel

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

rrr PD PIS VYNÁLEZU 26225(40) zveřejněno 16 os as Mnmwmuv (45) Vydáno 15 os ss(75) Auwrvynáhzu TŘISKA JAN ing. csc., KNOBLOCH PAVEL Run. csc.,VODIČKA LUDĚK doc. ing. csc., PRAHA(54) piůsob Imobillzaco staclonúml fáze u ohobných křemonných kapilámích o onŘešení se týká způsobu imobilizace stacionární fáze u ohebných křemenných 3 4 kapi 1 árníchko 1 nn. 0 hebnákřemenná kapilára se nejdříve deaktivuje a poté se na její vnitřní povrch nanáši vrstva stacionární fáze s přídavkem organického peroxidu nebo azoíniciátoru a to převíjením křemenné kapiláry na jednom konci uzavřené a naplněné roztokem stacionárni fáze spřidavkem organického peroxidu nebo azoiniciátoru do termostatu vyhřátého na konstantní teplotu v rozmezí 70 až 120 OC. Před vstupem do termostatu prochází naplněná kolena vyhřívanou 2 komůrkcu vyhřátou na konstantnl teplotu v rozmezí 150 až 220 °C.vynález se týká způsobu imobilizace stacionární fáze V ohebných křemenných kapilárních kolonách.V plynové chromatografii se stále více používají skleněné kapílární kolony a v poslední době zejména ohebné křemenně kapilární kolony vzhledem k vysoké účinnosti dělení, které lze na nich dosáhnout. Pro přípravu vysoce účinných kapilárních kolon je třeba dosáhnout inertnosti vnitřního povrchu kapiláry a dokonalého pokrytí vnítřního povrchu kapiláry stejnosměrným filmem stacionární fáze dlouhodobě stabilním, a to i za vysokých teplot a bez ohledu na polaritu stacionární fáze. zejména homogenita tlouštky filmu stacionární fáze a jeho stabilita určuje separační účinnost kolony a její trvanlivost. Některé stscionární fáze,zejména polární jsou náchylné ke tvorbě povlaků s rozdílnou tlouščkou v různých místech kolony a v některých případech dokonce ke shlukování stacionární fáze do kapiček, což vede ke snížení separační účinnosti a znehcdnocení kolon.Tyto problémy odstraňuje imobilizace stacionární fáze. což znamená vytvoření prostorověstahilního filmu stacionární fáze, který by se neporušoval ani účinkem vyšších teplotani účinkem rozpouštědel. Imobilizace je možno dosáhnout vytvořením příčných vazeb mezi lineárními makromolekulami stacionární fáze nebo vytvořením chemické vazby mezi makromolekulami stacionární fáze a povrchem kapiláry. Imobilizace přináší řadu výhod, například vytvoření prostcrově stabilního a homogenního filmu stacionární fáze, stálého i za vysokých teplot,možnost promytí kolony orqanickými rozpouštědly a možnost nástřiku vzorku přímo do kolony.Je známo, že imobilizace stacionárních fází, zejména polysiloxanů probíhá působením organických peroxidů nebo azoiniciátorů tak, že se deaktivovaná kapilára nejdříve pokryje staticky neho dynamicky příslušnou stacionární fází s přídavkem organického peroxidu azoiniciátoru. Po odstranění rozpouštědel se kapilární kolena zahřívá bud zatavená nebo za průchodu inertního plynu na teplotu, při které dochází k rozpadu iniciátorů na radikály.Tento způsob je nejpoužívanější, ale také časově nejnáročnější.Je známo, že imobilizace stacionárních fázích probíhá rovněž polykondenzací alfa,ömega-hydroxyprepolymerů siloxanů s tri- ą tetrachlorsilany, dále působením gamma-záření a u některých vysokomolekulárních polyglykolů kopolymerace s penta(metylvinyl)cyklopentasiloxanem nebo (gamma-glycidyloxy)propyltrlmethoxysilanem.Nevýhody známých postupů imobilizace spočívají zejména v tom, že kapiláry je nutno nejdříve staticky nebo dynamicky smočit roztokem stacionární fáze s přídavkem organického peroxidu nebo azoiníciátoru a poté provést vlastní imobilizaci při zvýšené teplctě. Ve většině případů se používá programované teploty a kapilára se zahřívá buä zatavená nebo otevřená za průchodu inertního plynu. Tento postup je časově velmi náročný. Další nevýhodou u uvedených způsobů je nutnost přípravy prepolymeru. Při provádění imobilizace gamma-zářením je nevýhodou možná ztráta flexibility křemenné kapiláry způsobená účinky gamma-záření na vnější polymerní vrstvu.Uvedené nedostatky odstraňuje způsob imobilizace stacionární fáze podle vynálezu.Jeho podstata spočívá v tom, že se nanáší vrstva stacionární fáze na vnitřní povrch kapílárya současně probíhá její imobilizace. Provádí se navíjením kapiláry s jedním uzavřeným koncem do termostatu vyhřátého na konstantní teplotu v rozmezí teplot 70 až 120 °C. přičemž před vstupem do termostatu prochází naplněná kapilára předehřívací komůrkou, která je vyhřátana konstantní teplotu V rozmezí teplot 150 až 220 OC. Kapilára je naplněna roztokem stacionární fáze s přídavkem organického peroxidu, například dicumylperoxidu nebo s přídavkem azoiniciátoru, například azo-ter-butanu.Základní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že nanášení vrstvy stacionární fáze s přídavkem organického peroxidu nebo azoiniciátoru je mnohem rychlejší než nanášení užívané při použití statické metody a poskytuje definovanější tlouštky filmů než u dynamickéhozpůsobu nanášeni. Další výhodou je časová úspora daná spojením nanášení vrstvy stacionární fáze s přidavkem orqanického peroxidu nebo azoiniciátoru a vlastní imobilizační reakce dojednoho stupně. Výhodou je rovněž použití předehřivací komúrky, ve které dochází k rychlému vypařeni rozpouštědla umožňující pravidelné nanášení staoionární fáze na stěny kapiláry.Způsob podle vynálezu je podrobněji popsán na několika příkladech provedení a zařízení k nanášeni stacionární fáze 5 přidavkem organického peroxidu nebo azoinicíátoru je blĺže vysvětleno na přípojeném výkresu, na němž obr 1 značí schematický nárys zařízení a obr. 2 bokorys.Křemenná kapilára Q o délce 25 m a vnitřním průměru 0,2 mm, pokrytá na vnějším povrchu polyamidimidovým polymerem, byla navinuta na horní cívku 5 o průměru 150 mm. Horní cívka A 5 křemennou kapilárou Ž byla umístěna do termostatu ł, kde byla poneohána 2 hodiny při teplotě 300 °C za stálého průchodu dusíku v množství 6 ml/min. Po vychladnutí byla křemenná kapilára § promyta 3 ml metanolu a byla umístěna do termostatu l a znovu profukována 1 hodinu dusikem při 300 °C. Po vyhladnutí byla křemenná kapilára § smočena dynamickým způsobem 2 ml 2,0 roztoku dimetylpolysiloxanu v dichlormetanu. Po odstranění rozpouštědla profukováním dusíkem při laboratorní teplotě po dobu 1 hodiny byla křemenná kapilára Ž zatavena a umistěna na 15 hodin do termostatu l vyhřátého na teplotu 330 °C. Po vychladnutí byla křemenná kapilára 5 promyta 2 ml pentanu a vysušena dusíkem. Takto připravená křemenná kapilára 2 byla naplněna 0.6 dichlormethonovým roztokom polysiloxanu o molekulové hmotnosti 500 000, obsahující v molekule metylové a vinylové skupiny. Použitý polysiloxan obsahoval cca 0,17 vinylových skupin. K roztoku polysiloxanu bylo přidáno 4 3 hmot. dicumylperoxidu, vztaženo na váhu polymeru. Křemenná kapilára 5, naplněná tímto roztokem, byla na jednom konci zatavena a otevřeným koncem byla protažena vyhřivanou komůrkou Q do termostatu ł a zachycena na dolní civce g, viz obr. 1. Poté byl termostat l vyhřát na teplotu 70 OC a vyhřívaná komůrka É na teplotu 140 OC a křemenná kapilára Q byla převijena do termostatu 1 konstantní rychlostí2,8 mm/sec pomoci motoru 3. Po převinutí celé křemenné kapiláry § byla teplota termostatu ł zvýšena na 160 °C a křemenná kapilára Q ponechána v termostatu l po dobu 2 hodin. Po této době byl zatavený konec takto připravené kolony odříznut a kolona byla profukována 6 hodin proudem dusiku V množství cca 2 ml/min. při teplotě 200 OC. Po takto prevedené stabilizaci byla kolona testována roztokem nonanu, dekanu, undekanu a dodekanu v roztoku hexanu a po teetováni promyta 2 ml acetonu a 2 ml pentanu a opět testována. Ze změny kapacitního poměru k bylo vypočítáno procento imobilizace stacionárni fáze. Hotová kolona byla dále testována polárnimi látkami, například oktanolem, 2,6-dimetylfenolem, 2,6-dimetylanilinem, cyklohexyl aminem, metylestery kyseliny kaprinové, undekancvé a laurové rozpuštěnými V hexanu. P či k 1 a d 2Křemenná kapilára Q o délce 20 m a vnitřním průměru 0.2 mm, pokrytá na vnějším povrchu polyamidimidovým lakem, byla navinuta na horní cívku A o průměru 150 mm. Horní cívka 3 s křemennou kapilárou § byla umístěna do termostatu ł, kde byla křemenná kapilára § profukována 2 hodiny proudem žárovkového dusiku v množství cca 4 až 6 ml/min. při teplotě 300 až 310 °C. Po vychladnutí byla křemenná kapilára g promyta 1 ml 0,22 roztoku polyetylenglykolu o mol hmotnosti 4 000 000 v dichlormetanu a byla profukována dusíkem cca 30 min. při laboratorní teplotě a pak 1 hodinu při 330 °C. Po vychladnuti byla křemenná kapilára § znovu promyta 0.2 roztokom polyetylenqlykolu o mol hmotnosti 4 000 000 a znovu profukována 1 hodinu při teplotě 330 °C. Takto připravená křemenná kapilára Q hyla naplněna roztokem polyetylenglykolu o mol hmotnosti 20 000 v dichlormetanu o koncentraci 4 mg polyetylenglykolu na 1 ml dichkmmetanu s přídavkem 4 8 dicumylperoxidu, vztaženo na polymer a 2 pl/ml qlycidyloxypropyltrimetnoxysilanu (GPTMS). Těsně před plněnim kapiláry timto roztokem byla křemenná kapilára § promyta 0,5 ml 5 roztokom GPTMS v metanolu. Naplněná křemenná kapilára § byla na jednom konci zatavena a otevřeným koncem byla protažena vyhřivanou komůrkou 5 do termostatu ł a zachycena na dolní civku 3 obr. 1. Termostat ł byl vyhřát na teplotu 70 °C a vyhřívanákomůrka É na teplotu 160 DC. Poté byla křemenná kapiláxa 3 převijena do termostatu ł knnstantní rychlostí 2,8 mm/sec. pomocí motoru Ě. Po převinuti byla křemenná kapilára § ponechánacca 30 min. v termostatu ł, poté byl uříznut zatavěný konec křemenné kapiláry Q a byl připojen na přívod dusíku. Teplota termostatu ł byla zvýšena na 160 °C a kolona byla při této teplotě profukována cca 6 hodin proudem dusiku v množství cca 1 ml/min. Poté byla teplota zvýšenana 200 OC a kapilára byla profukována dusíkem po dobu 12 hodin. Takto připravená kolonabyla testována roztokem nonanu, dekanu, undekanu a dodekanu v hexanu a po testováni promyta2 ml acetonu a 2 ml pentanu a opět testována. ze změny kapacitniho poměru 5 bylo vypočítáno procento imobílizace stacionárni fáze. Hotová kolena byla dále testována kromě uhlovodíků řadou polárních látek například oktanol, 2,6-dimetylfenol, 2,6 ~dimetylanilin, cyklohexylamin, metylestery kyseliny kaprinové, undekanavé a laurové.způsob imobilizace stacionárni fáze u ohebných křemenných kapilárních kolon, vyznačujicí se tim, že nanášeni vrstvy stacionární fáze s přídavkem crganického peroxidu nebo azoiniciátoru a současně její lmobilizace na vnitřním povrchu kapiláry se provádí navíjením křemenné kapiláry naplněné roztokem stacionární fáze s přídavkem orqanického peroxidu například dicumylperoxidu nebo azoiniciatoru například azo-ter-butanu s jedním uzavřeným koncem do termostatu vyhřátého na konstantní teplotu v rozmezí teplot 70 až 120 OC po předchozim průchodu předehřivanou komůrkou, která je vyhřáta na konstantnĺ teplotu v rozmezĺ teplot 150 až 220 °c.

MPK / Značky

MPK: G01N 30/50

Značky: kolon, fáze, imobilizace, křemenných, způsob, stacionární, ohebných, kapilárních

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-262253-zpusob-imobilizace-stacionarni-faze-u-ohebnych-kremennych-kapilarnich-kolon.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob imobilizace stacionární fáze u ohebných křemenných kapilárních kolon</a>

Podobne patenty