Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии

Жидкостная хроматография представляет собой хроматографический метод, в котором подвижной фазой является жидкость. В анализе используют следующие виды жидкостной хроматографии: планарная (тонкослойная), бумажная и колоночная. Последняя дополнительно подразделяется по своим конструктивным особенностям на отрытые и замкнутые системы.

Под отрытыми системами чаще всего подразумевают стеклянные трубки или колонки, заполненные сорбентом с диаметром частиц более 30 мкм, через который самотеком или под действием пониженного давления после колонки пропускается жидкая фаза.

Закрытая система. Значительного увеличения эффективности добиваются уменьшением диаметра зерен неподвижной фаза до 10 мкм и менее. При этом возрастает сопротивление колонки, что требует подключения к оборудованию специальных насосов для формирования потока подвижной фазы. Описанная закрытая система дала название методу: жидкостная хроматография высокого давления, или высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).

В отличие от газовой хроматографии в ВЭЖХ селективность метода определяется взаимодействием вещества не только с неподвижной фазой, но и в значительной степени с подвижной фазой. Кроме того, при сравнении этих методов необходимо учитывать, что газовая хроматография используется для разделения и определения веществ, которые можно без значительных и воспроизводимых потерь перевести в парообразное состояние при температуре до 400 ºС. Аналитические возможности ВЭЖХ ограничиваются растворимостью вещества в подвижной фазе. В связи с этим, по оценке некоторых ученых, только около 20% всех представляющих интерес проб можно анализировать методом газовой хроматографии. Однако в большинстве случаев эффективность газовой хроматографии на капиллярных колонках много выше эффективности ВЭЖХ. Таким образом, газовая хроматография и ВЭЖХ дополняют друг друга и расширяют возможности анализа.

Эффективность разделения в жидкостной хроматографии, так же как и в газовой, оценивается уравнением Ван-Деемтера (см. выше). Коэффициенты диффузии веществ в жидкой фазе значительно ниже, чем в газовой, поэтому чем меньше коэффициент массопереноса (С), тем лучшими разделительными свойствами обладает колонка для ВЭЖХ. Низкие коэффициенты диффузии, кроме того, снижают по сравнению с газовой хроматографией значимость для эффективности разделения коэффициента В того же уравнения, который уменьшается с увеличением линейной скорости потока подвижной фазы. Коэффициент А уравнения Ван-Деемтера зависит не от скорости подвижной фазы, а от размера частиц неподвижной фазы, который в жидкостной хроматографии и особенно в ВЭЖХ имеет важное значение. Чем меньше эти размеры, тем меньше ВЭТТ или больше число ТТ используемой колонки. Как раз затруднения в изготовлении малых частиц неподвижных фаз, обладающих воспроизводимыми свойствами, сдерживало развитие ВЭЖХ до середины 70-х гг. ХХ в. Наименьшее из доступных в настоящее время зернение для сорбентов в ВЭЖХ имеют носители с диаметром зерен 1,5 мкм, а общепринятыми считаются сорбенты с зернами диаметром 3, 5, 7 и 10 мкм. Колонки с зернами менее 3 мкм обладают высоким сопротивлением потоку подвижной фазы и рядом других недостатков, однако все больше становятся популярными короткие колонки длиной до 2 см с зернами неподвижной фазы диаметром 1,5 мкм. Они обладают высокой эффективностью, малым временем анализа и очень малым расходом растворителей, составляющих подвижную фазу.

Внутренний диаметр колонки, связанный с величиной зерен сорбента, лежит в основе часто употребляемой в научной и методической литературе классификации типов колонок, которая приведена в таблице

Характеристики колонок для ВЭЖХ