Практическое применение

Распределительная хроматография находит применение практически во всех областях, так или иначе связанных с определением органических веществ: в фармацевтике, биохимии, токсикологии, медицине, различных отраслях промышленности. Обычно методом распределительной жидкостной хроматографии определяют незаряженные вещества с молярной массой до 3000.

Наибольшее распространение получил обращенно-фазовый вариант распределительной хроматографии, на долю которого приходится около 70% всех хроматографических анализов. Его используют для определения широкого круга веществ различной полярности от сильнополярных до малополярных. Обращенно-фазовую хроматографию применяют для анализа продуктов питания, лекарственных средств, загрязнителей окружающей среды. Ее возможности существенно расширяются при использовании метода ион-парной хроматографии, который позволяет определять ионизированные вещества. Последние, как правило, плохо удерживаются неполярной поверхностью силикагеля, содержащей связанные алкильные группы, из-за высокой растворимости в полярной подвижной фазе, быстро элюируются и поэтому плохо разделяются. Для увеличения взаимодействий ионогенных соединений с неподвижной фазой в состав элюента вводят небольшие количества (10^-3 – 10^-2 М) вещества, называемого ион-парным реагентом. В качестве ион-парных реагентов при разделении катионов обычно используют алкилсульфаты или алкилсульфонаты, а при разделении анионов – ионы тетраалкиламмония.

Принято считать, что разделение и удерживание веществ в ион-парной хроматографии обусловлено двумя механизмами:

Œ Ион-парный реагент сорбируется на неподвижной фазе за счет неспецифических взаимодействий, превращая ее в ионообменник, который в зависимости от природы ион-парного реагента можно рассматривать как катионо- или анионообменник. В качестве примера на рисунке 8 показана жидкостная хроматограмма этанольного извлечения из корня барбариса, содержащая смесь алкалоидов, протобербериновой группы (пик, отмеченный значком *, соответствует берберину), полученная с помощью микроколоночного жидкостного хроматографа «Миллихром-4». Колонка длиной 64 мм и диаметром 2 мм. Неподвижная фаза – Separon SGX C₁₈ (диаметр частиц сорбента 5 мкм). Подвижная фаза – смесь ацетонитрила и водного 5×10^{-2 М} KH₂PO₄ (40:60) c добавлением 2×10^{-3 М додецилсульфата натрия. Детектор – спектрофотометрический (260 нм).}

Рис. 8 Хроматограмма этанольного извлечения из корня барбариса

 Ион-парный реагент образует с разделяемыми соединениями ионную пару в растворе, которая затем сорбируется на неподвижной фазе. Примером может служить разделение ароматических кислот HAr. В подвижную фазу, состоящую на 95% из воды и 5% изопропанола, вводят 2·10^-3 М хлорида тетрабутиламмония Bu₄N⁺Cl^-. Это приводит к образованию ионных пар в подвижной фазе: Bu₄N⁺ + HAr = [Bu₄N⁺Ar^-] + H⁺. Эти пары значительно лучше удерживаются поверхностью силикагеля.

Нормально-фазовую распределительную хроматографию используют для определения малополярных и неполярных веществ. Основными областями ее применения является разделение алкилпроизводных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), многие из которых обладают канцерогенными и мутагенными свойствами и являются опасными загрязнителями воздуха, воды, почвы; а также групповое разделение алканов, липидов, стероидов и жирорастворимых витаминов.

3.3. Ионообменная хроматография как классический

и высокоэффективный метод

В основе ионообменной хроматографии лежит динамический процесс замещения ионов, связанных с неподвижной фазой, на ионы элюента, попадающие в колонку. Основная цель этого вида хроматографии – разделение неорганических и органических ионов с зарядом одного и того же знака.

3.3.1. Классическая ионообменная хроматография