Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Жидкостная хроматография высокого разрешения, или высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), является компьютеризированным методом, позволяющим определить активные вещества и их соотношение с точностью до миллионных долей.
Большое влияние на удерживание и селективность разделения в ВЭЖХ оказывает природа элюента. Для каждой разделяемой смеси помимо адсорбента надо выбрать определенный по природе и составу элюент, чтобы достигнуть оптимальной степени разделения: полного разделения за возможно короткое время.
Для выбранного сорбента (по геометрии зерен, пор и химии поверхности) от природы и состава элюента зависят все основные величины, определяющие степень разделения: селективность системы, адсорбент, элюент, факторы емкости анализируемых веществ, эффективность колонки. Природа элюента влияет на работу детектирую-
щих систем.
Элюент для ВЭЖХ должен обеспечить достаточно высокую селективность за приемлемое время; быть маловязким, чтобы обеспечить небольшое сопротивление потоку и высокую эффективность; растворять анализируемые вещества; быть дешевым, доступным и безопасным в работе.
Элюент не должен химически реагировать ни с анализируемыми веществами, ни с адсорбентом, содержать сильносорбирующихся примесей, в частности, воду и другие полярные вещества при разделении на полярных адсорбентах, регистрироваться детектором.
В качестве элюентов применяют н-алканы (пентан, гексан, гептан) как в чистом виде, так и с добавками различных полярных веществ (метанол, этанол, изопропанол, простые и сложные эфиры, хлороформ и другие полярные вещества). Также используют водоспиртовые смеси, в некоторых случаях применяют и неводные смеси на основе ацетонитрила и тетрагидрофурана. В качестве элюентов в ВЭЖХ с ИК-спектрофотометром с Фурье-преобразованием применяют дейтерированные соединения (CD₃CN, D₂O).
В ВЭЖХ применяют адсорбенты разной геометрической структуры (с разной удельной поверхностью, разным диаметром пор, объемом пор и разным распределением пор по эффективным диаметрам). Для жидкостной адсорбционной хроматографии важна общая поверхность адсорбента. Однако как в газовой хроматографии, так и в жидкостной селективность при одной и той же удельной поверхности может зависеть от размеров пор адсорбента.
Для ВЭЖХ разработан и выпускается достаточно широкий ассортимент адсорбентов, более 50 фирм производят около 200 наименований. В качестве адсорбентов чаще всего используются силикагели – 75%, полимеры (полиметакрилаты, полистиролдивинилбензолы, полиэтиленгликоли, целлюлозы и др.) – 20%, пористые углеродные адсорбенты на основе графитированной сажи, оксид циркония, гидроапатиты – 4%, оксид алюминия – 1%, а также ионообменники, бентоны, адсорбенты со слоем жидких кристаллов и др.
Полимерные сорбенты применяются для разделения и определения сахаров в пище и напитках. Для аналитических и препаративных разделений пептидов и белков применяются такие гидрофильные полимерные материалы, как полидекстрины. В эксклюзионной хроматографии используют пористые полимеры с широкими порами. Эксклюзионная хроматография с органическими элюентами называется гель-проникающей хроматографией и применяется для разделения полимеров. Эксклюзионная хроматография с водными элюентами (гель-фильтрационная хроматография) используется для разделения биомолекул.
Современный жидкостный хроматограф включает в себя следующие системы и устройства: систему подготовки и подачи элюента, в которую входит резервуар для элюента и насос, систему ввода пробы, хроматографические колонки, термостаты колонок и детекторов, детекторы и сборники фракций. Кроме того, к нему может быть присоединен интегратор или ЭВМ.
В ВЭЖХ применяются десятки типов детектирующих систем как универсальных, так и селективных, которые должны обладать низким пределом детектирования, определяемым отношением уровня шума к чувствительности, широким линейным диапазоном, стабильностью показаний, малой инерционностью (постоянной во времени).
В аналитической практике наибольшее распространение имеют фотометрический, спектрофотометрический, флуоресцентный, рефракто-
метрический, электрохимический, масс-спектрометрический детекторы. Выбор модели хроматографа определяется аналитической задачей. Выпускаются следующие жидкостные хроматографы: простые, универсальные, автоматизированные, препаративные, специальные для молекулярно-ситовой хроматографии, для ионной хроматографии, микроколоночные и капиллярные, хроматографы на чипах.
Разновидностью жидкостной хроматографии, основанной на обмене ионов раствора на ионы твердой фазы, является ионообменная хроматография с кондуктометрическим детектированием. Метод ши-
роко используется для решения биохимических проблем в научных исследованиях. В практических целях ионообменную хроматографию применяют для анализа аминокислот. В настоящее время с этой целью используются автоматический аминокислотный анализатор, который позволяет проводить анализ смеси аминокислот белковых гидролизатов.