3 курс / Фармакология / Сверхкритическая_флюидная_хроматография

1.6. СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ ФЛЮИДНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ

(ОФС 42-0098-09)

Cверхкритическим флюидом (или просто флюидом) называется вещество при значениях температуры и давления выше критических (Т_С и Р_С, соответственно). В этом состоянии (сверхкритическом флюидном) свойства вещества являются промежуточными между свойствами газа и жидкости. Хроматографический процесс, в котором в качестве подвижной фазы используется флюид, называется сверхкритической флюидной хроматографией (СФХ)

С точки зрения применения флюида в качестве подвижной фазы в хроматографии важны его плотность, коэффициент самодиффузии и вязкость. Плотность основных флюидов, используемых в хроматографии, примерно на 2–3 порядка больше плотности газов и в несколько раз меньше плотности соответствующих жидкостей. Вязкость флюидов примерно на порядок выше вязкости газов и примерно во столько же раз меньше вязкости жидкостей. Это же соотношение справедливо и для коэффициентов самодиффузии. На этом различии свойств основаны преимущества СФХ по сравнению с ВЭЖХ:

– скорости разделения в СФХ значительно выше, чем в ВЭЖХ;

– размывание пиков в СФХ меньше, чем в ВЭЖХ (хотя и больше, чем в ГХ).

Значения Р_С для используемых в СФХ флюидов лежат в интервале от примерно 42 (пропан) до примерно 80 (метанол) атм. Соответствующие значения Т_С составляют 96,8 и 239,6 °С. Эти значения находятся в пределах, обычных для газовой хроматографии (ГХ) и ВЭЖХ. Следовательно, хроматограф для СФХ может состоять из блоков, используемых в ГХ и ВЭЖХ. хроматографическая колонка должна быть термостатирована и в ней должно поддерживаться определенное давление, а на выходе из колонки флюид должен переходить в газообразное состояние. Для этого используются специальные устройства – рестрикторы. Поскольку плотность флюида зависит от давления, повышение давления приводит к увеличению элюирующей силы ПФ и сокращению времен удерживания. Поэтому в СФХ можно использовать программирование давления в форме градиента, аналогично программированию температуры в ГХ и состава ПФ в ВЭЖХ.

Подвижные фазы. В качестве ПФ в СФХ могут использоваться различные флюиды, однако чаще всего используется углерода диоксид. Это объясняется его дешевизной, нетоксичностью, отсутствием запаха, прозрачностью в УФ и видимой областях спектра. Критические параметры СО₂ (Т_С = = 31,1 °С; Р_С = 72,8 атм.) позволяют варьировать условия проведения эксперимента в относительно широких пределах с использованием оборудования, аналогичного оборудованию для ВЭЖХ. Для улучшения растворимости в углерода диоксиде высокомолекулярных, ионных или полярных анализируемых веществ используют добавки модификаторов. Обычно это органические растворители, смешивающиеся с СО₂ (спирты, циклические эфиры). Однако в качестве модификатора может быть использована почти любая жидкость, например, вода.

В качестве других ПФ применяют закись азота, аммиак, метанол, н-бутан, диэтиловый эфир, дифтордихлорметан.

Колонки. В СФХ используются набивные и капиллярные колонки. Набивные колонки аналогичны применяемым в ВЭЖХ. Их внутренний диаметр может меняться в диапазоне от 0,5 до 4,6 мм, а длина достигать 25 см. В качестве сорбентов применяют те же сорбенты, что и для ВЭЖХ, например, октадецил- или аминопропилсилан с диаметром частиц 3–10 мкм.

характеристики капиллярных колонок: длина 10–20 м, внутренний диаметр 0,05 – 1 мм, толщина слоя неподвижной фазы 0,05–1 мкм. В качестве неподвижной фазы используют жидкие или химически привитые на внутренних стенках силоксаны.

Детекторы. В СФХ могут применяться детекторы как для ВЭЖХ, так и для ГХ: спектрофотометрические (в УФ и видимой областях спектра), пламенно-фотометрические, электронозахватные, масс-спектрометрические, флуоресцентные, ИК-детекторы, катарометры и др. Причем флюидная форма анализируемой пробы обуславливает благоприятные условия для применения масс-спектрометрического детектора.

При использовании в качестве флюидов СО₂, NH₃ или N₂O анализ выходящего из рестриктора газа может быть выполнен с помощью обычного пламенно-ионизационного детектора, так как в этом случае ПФ создает очень низкий фоновый сигнал.