Chromatografia w układach faz normalnych

NP
WPROWADZENIE
- wstępnie uzupełnione -
M. Kamiński
PG-WCh-Gdańsk
2014
Układy faz normalnych – NP-HPLC / NP-TLC
gdy :
• Względnie polarna faza stacjonarna, względnie nisko polarny
eluent, warunki bezwodne; Wzrost retencji eluowanych składników
rozdzielanej mieszaniny ze wzrostem ich polarności „trasera”.
Silne zmiany retencji ze zmianą zawartości wody w
eluencie!; Także bardzo znaczne - przy zmianie udziału w
eluencie innych, wysoko polarnych składników !!!
• Ze wzrostem polarności eluentu rośnie jego siła elucyjna.
• Zmiana jednego składnika organicznego eluentu na inny wpływa na retencje, ale
dla tej samej siły elucyjnej może mieć wpływ na selektywność rozdzielania
• Dla przewidywania retencji i selektywności ma znaczenie elektrodonorowość i
elektroakceptorowość, polarność i polaryzowalność oraz wiązania wodorowe
-
„Naturalne” sorbenty – SiO2, Al2O3, MgSiO3, Hydroksy-apatyt, ZrO2, TiO2, …
Związane chemicznie fazy stacjonarne za pośrednictwem grupy alkilowej /
arylowej / innego typy): CN (nitryl), DIOL, NH2, Amid, NO2, SCX, SAX, Ag+, KH2PO4
Cu(NH3/H2O)x , „Asfalteny”, …
Schemat struktury żelu krzemionkowego i rodzaje
grup OH na powierzchni sorpcyjnej
(na powierzchni porów wewnątrz-ziarnowych / ziaren)
Up to 8 μmol/m2 Si-OH
Protonated at pH 2-3
Fazy stacjonarne typu NP-HPLC / NP-TLC
-- „naturalne” (w istocie - syntetyczne) adsorbenty -1. żel krzemionkowy;
2. tlenek glinu;
3. di-tlenek tytanu;
4. di-tlenek cyrkonu;
5. hydroksy-apatyt;
6. krzemian magnezu (Fluorisil)
7. inne
Fazy stacjonarne związane typu NP-HPLC
/ NP-TLC
1. Aminowa (NH2)
2. Nitrowa (NO2)
3. Typu DIOL
4. Typu CN (nitryl)
5. Amidowa; Nitrowa; di-Nitrowa
6. SCX / SAX (także w warunkach bezwodnych)
7. Wszelkie inne modyfikacje powierzchni sorpcyjnej,
szczególnie żelu krzemionkowego, ale też SCX,
jonami metali (szczególnie Ag+, solami
nieorganicznymi, amoniakiem, aminami, amidami itp.
Fazy ruchome w NP
-- Przy wyborze składników eluentu w adsorpcyjnych
układach faz normalnych należy brać pod uwagę „siłę
elucyjną” oraz „selektywność”.
-- L.R. Snyder uporządkował „rozpuszczalniki”
(składniki eluentów), stosowane w chromatografii
adsorpcyjnej w kolejności siły elucyjnej, przypisując im
określoną wartość, wyrażaną parametrem ε0. Wartość
tego parametru charakteryzuje energię oddziaływań
odpowiedniego składnika fazy ruchomej z powierzchnią
adsorbentu. Pierwotnie - dla powszechnie wówczas
stosowanego - tlenku glinu, potem dla żelu
krzemionkowego. Obecnie można znaleźć dane także dla
sorbentów chemicznie modyfikowanych.
Wartości siły elucyjnej dla żelu krzemionkowego najczęściej stosowanych
rozpuszczalników w układzie faz normalnych
Wartości dla tlenku glinu; Podobne wartości i kolejność wzrostu (dla wody wartość znacznie wyższa), także dla
żelu krzemionkowego; Dla DIOL’u kolejność podobna do żelu krzemionkowego, ale wartości niższe)
NP-HPLC - kolejność wzrostu siły elucji
(energii oddziaływań adsorpcyjnych):
Fluoroalkany, izo-alkany, n-alkany, węglowodory
aromatyczne, etery, chloro-alkany, estry, etery
cykliczne, ketony, acetonitryl, kwas octowy,
alkohole alifatyczne, aminy alifatyczne, ….,
woda
Najczęściej HPLC
Widok pasm rozdzielania kilku składników
ekstraktu acetonowego trawy - przez
szklaną ścianę kolumny HPLC typu CN (faza
stacjonarna alkilonitryl związany na powierzchni
porów wewnątrz ziaren żelu krzemionkowego,
eluent – heksan – MTBE - THF; kolejność
pasm - od dołu: caroteny, produkt rozkładu
chlorofilu, chlorofil A, carotenoidy-I,
chlorofil B, carotenoidy-II
Tu – NP HPLC – warunki
bezwodne !
kierunek
carotenoidy II
chlorofil B
carotenoidy I
przepływu
eluentu
chlorofil A
Warunki rozdzielania
– Kolumna 150x3mm, Separon CN 5 um ,eluent:
heksan:MTBE:THF=55:8:6,4 (v/v/v), próbka 30 uL
ekstraktu acetonowego z trawy, temperatura pokojowa
Natężenie przepływu eluentu w=0.8 mL/min
produkt utleniania
chlorofili
Chromatogram UVUV-DAD powstały podczas rozdzielania ekstraktu
izolowanego z trawy za pomocą acetonu. Warunki rozdzielania:
Kolumna Eurospher CN, 7um; eluent heksan:MTBE:THF=55:8:6,4
(v/v
(v/
v/v)