Виды жидкостной хроматографии

Адсорбционная хроматография. В адсорбционном варианте жидкостной хроматографии в зависимости от полярности неподвижной и подвижной фаз различают нормально-фазовую (НФХ) и обращенно-фазовую (ОФХ) хроматографии. В НФХ используют полярный адсорбент и неполярные подвижные фазы, в ОФХ - неполярный адсорбент и полярные подвижные фазы. В обоих случаях выбор подвижной фазы часто важнее, чем выбор неподвижной.

Рис. 3.5.1. Блок-схема жидкостного хроматографа высокого давления:

1 - сосуд для элюента; 2 - насос; 3 - система ввода образца (дозатор); 4 - колонка; 5 - термостат; 6 - детектор; 7 - регистратор (самописец)

Неподвижная фаза должна содержать разделяемые вещества. Подвижная фаза, то есть растворитель, должна обеспечить различную емкость колонки и эффективное разделение за приемлемое время.

Распределительная хроматография. Метод распределительной, или жидкость-жидкостной, хроматографии основан на распределении вещества между двумя несмешивающимися жидкостями, подобно тому, как это происходит в многократной ступенчатой ​​экстракции. Жидкую неподвижную фазу наносят на пористый достаточно инертный сорбент, как в газожидкостной хроматографии, и заполняют им разделительную колонку. При пропускании жидкой подвижной фазы через колонку смесь разделяется на компоненты главным образом за счет их различной растворимости в жидкой неподвижной фазе и по тем же механизмами, что и в газожидкостной хроматографии. Обычно растворимость компонентов пробы в подвижной и неподвижной жидких фазах, имеющих разную полярность, очень различается. Если растворимость пробы выше в неподвижной фазе, время удерживания компонентов значительно возрастает, если растворимость выше в подвижной фазе, то время удерживания может быть близким ко времени удерживания несорбирующегося компонента. Чтобы достичь разделения, в подвижную фазу, насыщенную неподвижной, включают третий компонент, который снижает различие в полярности подвижной и неподвижной фаз, например к смеси из неполярного (гексан) и полярного (вода) растворителей добавляют спирт. Только в этом случае удается подобрать оптимальные условия для разделения компонентов смеси.

Обычно полярный растворитель (вода, спирт) зафиксирован на твердом носителе - силикагель, диатомит, целлюлоза, оксид алюминия. Подвижной фазой в этом случае служат неполярные растворители - изооктан, бензол и др. Такие системы используют в нормально-фазовой распределительной хроматографии.

Если неполярный растворитель зафиксировать на носителе, а в качестве подвижной фазы использовать полярные растворители (вода, спирт, буферные растворы, сильные кислоты), то такой вариант называют обращенно-фазовой распределительной хроматографией.

Ионообменная, ионная, ион-парная хроматографии. В основе методов ионообменной, ионной и ион-парной хроматографии лежит динамический процесс замещения ионов, связанных с неподвижной фазой, ионами элюента, поступающих в колонку. Основная цель хроматографического процесса - разделение органических или неорганических ионов с зарядом одного и того же знака. Содержание в этих видах хроматографии определяется изменением свободной энергии реакции ионного обмена. Соотношение концентраций ионов, которые обмениваются, в растворе и в фазе сорбента определяется ионообменным равновесием. Ионный обмен заключается в том, что некоторые вещества (ионообменники) при погружении в раствор электролита поглощают из него катионы или анионы, выделяя в раствор эквивалентное число других ионов с зарядом того же знака. Подробно процесс ионообменного обмена рассмотрен в разделе 3.2.

Эксклюзионная хроматография. Эксклюзионная хроматография - это разновидность жидкостной хроматографии, в которой разделение компонентов основано на распределении молекул в соответствии с их размерами между растворителем, который находится в порах сорбента, и растворителем, протекающим между его частицами. В процессе разделения небольшие молекулы попадают в сетку полимера, в порах которой растворитель служит неподвижной фазой, и содержатся там, большие молекулы не могут проникнуть в полимерную сетку и вымыватся из колонки подвижной фазой. Сначала элюируются крупные, затем средние и затем небольшие молекулы. Поэтому эксклюзионную хроматографию называют также молекулярно-ситовой. Эксклюзионная хроматография делится на гель-проникающую и гель-фильтрационную. В гель-проникающей хроматографии разделение осуществляется на полимерах, набухающих в органических растворителях; если же полимеры набухают в воде, то обычно говорят о гель-фильтрационном варианте.

Применение ВЭЖХ. Интерес к ВЭЖХ обусловлен такими преимуществами метода, как универсальность, возможность автоматизации разделения и анализа сложных смесей органических и неорганических веществ, экспрессность, эффективность и высокая чувствительность. Интенсивно развиваются все варианты ВЭЖХ, сферы применения их разнообразны. Метод адсорбционной ВЭЖХ, как и газовая хроматография - это серийный метод определения органических соединений многих классов, его широко используют при анализе смесей аминокислот, белков, лекарственных препаратов.