Жидкостная хроматография при высоких давлениях - Энгельгардт Х.
Скачать (прямая ссылка):
рактеристики носителя функциональных групп. Для ионообменников с чисто органической матрицей наряду с составом матрицы, например полистирол, полиметилакрилат и т. д., всегда указывают степень сшивки матрицы, например процент добавки дивинилбензола в по-лисгирольные смолы, поскольку от этой характеристики зависит устойчивость к давлению и доступность функциональных групп. Чисто органические смолы деляг на микропористые и макропористые, в которых подход к микропорам облегчен из-за того, что зерна пронизаны макропорами. Методика получения макропористых смол разработана относительно недавно. Свойства ионообменников на основе ППМ зависят от того, каким образом нанесен слой, адсорбированы ли органические функциональные группы физически или связаны химически, а также от типа этой группы.
Важна также обменная емкость. Чем больше обменная емкость, тем больше максимально допускаемая нагрузка. Кроме того, при более высокой обменной емкости концентрация солей в элюенте может превышать 0,01 м, так как к' также растет с увеличением обменной емкости. Если обменная емкость мала, приходится работать с низки-
Ионообменная хроматография
193
ми концентрациями ионов, воспроизводимость результатов при этом ухудшается.
Если в пробе содержатся соли, то возможно полное вытеснение.
Обменную емкость ионообменников определяют обычными методами (см. [2, 5]). Очень быстрый способ — прямое титрование основанием или кислотой соответственно кислотных или основных форм ионообменников. Степень кислотности или основности функциональных групп ионообменника устанавливают по конечной точке титрования. Только у сильнокислотных и сильно основных обменников конечная точка титрования лежит при pH 7. Титрование следует повторять после нескольких циклов заряжения и регенерирования, емкость при этом не должна меняться.
На рис. VIII. 1 показана кривая титрования сильнокислотного ка-таоНообменника типа «щетки» (кривая 1) (привитая к силикагелю бу-тилсульфокислота). Для сравнения приведена кривая титрования слабокислотного катионообменника силикагеля (кривая 2).
Г. Оптимизация разделения
Как известно, ионообменное равновесие можно описать законом действующих масс. Если на разделение не оказывается дополнительное воздействие со стороны матрицы, то можно предсказать селективность и последовательность элюирования исходя из равновесных данных
В ионообменной хроматографии успех или неуспех разделения зависит также от свойств элюента. Поскольку в качестве элюента почти исключительно используют воду, то на разделение можно воздействовать, меняя величину pH, род буфера (вид противоионов) и ионную силу. Кроме того, селективность можно изменить, добавляя комплексообразующие соединения и органические компоненты.
1. Влияние pH на удерживание
Удерживание слабых кислот или оснований зависит от pH элюента, так как в зависимости от величины pH они могут либо находиться в диссоциированном состоянии и разделяться в результате ионного обмена, либо проходить через колонку в виде недиссоцииро-ванных молекул. Наблюдаемое иногда незначительное удерживание обусловлено другими причинами.
Зависимость удерживания (величина к1) от pH показана на рис. VIII. 2 на примере некоторых пуриновых и пиримидиновых оснований. В качестве ионообменника использовали привитую к силикагелю н-бутилсульфокислоту [12], в качестве элюента — 0,1 м буферный раствор фосфата натрия с pH 2,5 - 7,5. В области pH > 6 зна-
13 Заказ 825
194
Глава VIII
Рис. VIII. 2. Влияние pH на значения к' (пуриновые и пиримидиновые
основания) [12].
Иоиообмениик: н-бутилсульфо кислота иа мерокосорбе Si 100, 250 мкэкв./г; подвижная фаза: 0,1 м буферный раствор фосфата натрия.
Проба: 1 - урацил; 2 - гуаиии; 3 - цитозии; 4 — аденин.
чения к' для всех оснований лежат между 1 — 1,8. При указанных величинах pH обменник уже полностью находится в Na +-форме, свободные основания не могут конкурировать с ионами натрия. При снижении pH значения к' оснований увеличиваются. При низких pH к' опять почти не зависит от pH. В этой области pH основания уже полностью протонированы и не могут вступать во взаимодействие с ионообменником. Точка перегиба кривых с хорошим приближением соотиетствует значениям рКа оснований, при которых основания находятся в равновесии с их солью в соотношении 1:1.
Аналогичная зависимость к’ от pH найдена для морфиновых оснований на частицах ППМ, покрытых катионообменником (Zipax SCX) для pH 9,1—9,8. Для этой относительно узкой области наблюдается линейная зависимость lgfc'=/(pH) [13]. Удерживание в той области величин pH, где к' не зависит от pH, можно объяснить влиянием матрицы. Урацил, который при указанных значениях pH не находится в ионогенном состоянии, удерживается только благодаря влиянию матрицы.
Ионообменная хроматография
195
2. Влияние ионной силы элюента на удерживание
Ионная сила элюента влияет на удерживание намного сильнее, чем изменение pH. Это известно еще из классической ионообменной хроматографии (см., например, рис. VIII.3). Если емкость ионообменника относительно невелика, сильнее всего к' уменьшается с увеличением концентрации фосфата от 0,01 до 0,05 м. У обменников с более высокой емкостью эта область сдвинута к более высоким концентрациям ионов. Влияние концентрации ионов в элюенте на к' объясняется смещением ионообменного равновесия. Значения к' компонентов пробы обратно пропорциональны концентрациям ионов. Если, используя значения к1, приведенные на рис. VIII.3, построить зависимость к' от обратной концентрации, то получим прямую, которая не проходит через нуль, а пересекает ось при к', равном 0,1 —0,8. Таким образом можно определить влияние матрицы на удерживание, поскольку в системе с обращенной фазой на сорбцию на поверхности матрицы почти не влияет концентрация неорганических ионов.
