СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТОДОМ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
METHOD FOR SEPARATION BY THIN-LAYER CHROMATOGRAPHY

Предложенный способ относится к одному из наиболее простых, эффективных и экономичных вариантов жидкостной хроматографии - тонкослойной хроматографии (ТСХ) (Тонкослойная хроматография. Теоретические основы и практическое применение. Изд-во Саратовск. ун-та, 2006). Этот метод аналитики России и за рубежом продолжают активно развивать в направлении улучшения его основных хроматографических и аналитических характеристик.
Известно применение для тонкослойной хроматографии разделения в сэндвич-камерах, в том числе сэндвич-камерах с контр-пластинкой (S(CP)-камерах), однако следует отметить, что метод ТСХ с контр-пластинкой, развитию которого посвящено данное изобретение, практически не изучен. В литературе имеются только две небольшие публикации по данному методу [Chromatographia, 18 (1980) 441; F.Geiss. Fundamentals of thin layer chromatography (planar chromatography), Heildelberg, Huethig, 1987].
Целью предлагаемого нового способа разделения методом ТСХ с контр-пластинкой является повышение разрешающей способности и других основных характеристик обсуждаемого хроматографического метода.
В S(CP)-камере [F. Geiss. Fundamentals of thin layer chromatography (planar chromatography), Heildelberg, Huethig, 1987] использовали идентичные пластинки (разделяющую и контр-пластинку), причем расстояние между адсорбционными слоями разделяющей и контр-пластинки составляло 2 мм. Наиболее близким к изобретению является способ разделения с контрпластинкой, описанный в работе [Chromatographia, 18 (1980) 441], где показано успешное применение TCX с контр-пластинкой при реализации хроматографического процесса в камере особого типа - S-камеры с контрпластинкой или S(CP)-камеры. Разделяющая и контр-пластинки были идентичными и располагались параллельно, а слои обеих пластинок были обращены друг к другу.
Применение контр-пластинки в S(CP)-камере дает заметный положительный эффект при их использовании в TCX по сравнению с сэндвич-камерой без контр-пластинки, однако к недостатку прототипа следует отнести то, что улучшение хроматографических характеристик недостаточно, и неизвестны пути их улучшения.
Проведение подробного анализа метода и его закономерностей позволило выявить, что аналитические характеристики метода можно улучшить, если повысить удельную адсорбционную емкость используемой контр-пластинки TCX. Следует отметить, что во всех известных работах в качестве разделяющей и контр-пластинки авторы использовали только идентичные хроматографические пластинки.
С целью улучшения основных характеристик метода нами было предложено использовать контр-пластинки с увеличенной сорбционной емкостью (по отношению к разделяющей).
Цель изобретения - увеличение величин подвижностей и эффективности разделения компонентов анализируемых смесей.
Для достижения этой цели в области TCX предложен способ разделения исследуемой смеси, включающий нанесение исследуемой смеси на разделяющую хроматографическую пластинку и ее последующее разделение на отдельные компоненты, которое проводят в сэндвич-камере, включающей разделяющую хроматографическую пластинку и сухую контр-пластинку, которая не касается подвижной фазы, в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, сорбционный слой которой характеризуется большей сорбционной емкостью по сравнению с разделяющей пластинкой.
Большей сорбционной емкости сорбционного слоя контр-пластинки достигают одним из двух способов: например, в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, идентичный сорбенту разделяющей пластинки, но характеризующийся большей толщиной сорбционного слоя, или же в качестве контр-пластинки используют хроматографическую пластинку, содержащую сорбент, отличный от сорбента разделяющей пластинки и характеризующийся большей удельной емкостью.
В качестве иллюстрации ниже приведено несколько примеров для обоснования практического применения предложенного нового способа (т.е. реализации метода ТСХ с контр-пластинкой, характеризующейся более высокой адсорбционной емкостью по сравнению с разделяющей пластинкой).
Описание реализации способа.
254
Эксперимент проводили в S-камере (сэндвич-камере) с сухой контрпластинкой, схема которой приведена на фиг.1. В качестве пластинки для разделения использовали стеклянные пластинки Silica gel F (Merck, Germany) размером 10×10 см с толщиной адсорбционного слоя 0,10 мм, а в качестве контр-пластинки использовали пластинки того же типа на стеклянной подложке с толщиной адсорбционного слоя 0,25, 0,50 и 1,0 мм, а также пластинку с адсорбентом RP 18 (Merck, Germany).
В качестве объекта разделения использовали широко известную стандартную смесь красителей Test dye mixture (II) (Camag, Швейцария), а в качестве подвижных фаз применяли толуол (вязкость ç=0,56 сПз, давление насыщенных паров 29,6 мм рт.ст. при 20°C) и бензол (вязкость ç=0,б52 сПз, давление насыщенных паров 1,33 мм рт.ст. при 20°C).
Примеры 1-3.
min
f
s
Увеличение толщины адсорбционного слоя контр-пластинки способствует дополнительному увеличению разрешающей способности метода ТСХ для соединений, максимально удерживаемых используемой хроматографической системой при реализации разделения в S-камере с контр-пластинкой. Слой контр-пластинки имеет толщину 0,25 (пример №1), 0,5 (пример №2) и 1,0 мм (пример №3). Расстояние между пластинками d=0,1 мм. Были определены основные хроматографические характеристики: подвижность (R); высота, эквивалентная теоретической тарелке, (H, мкм); разрешение пиков (R) и продолжительность смачивания разделяющей пластинки подвижной фазой ПФ (Δt, мин). Результаты приведены в табл.1.
Таблица 1.
Результаты хроматографического разделения в Smin-камере с контр-пластинками с различной толщиной слоя сорбента (подвижная фаза ПФ-толуол, Т=20°C)
Наименование соединений
Характеристики хроматографического процесса
R<sub>f</sub>
H
R<sub>s</sub>
Δt
Толщина адсорбционного слоя сухой контр-пластинки, мм
0,25
0,50
1,0
0,25
0,50
1,0
Разделяемые соединения
0,25
0,50
1,0
0,25
0,50
1,0
1
Сиба-Ф II
0,05
0,07
0,09
17
15
14
(1-2)
4,0
7,9
8,9
29
32
74
2
Индофенол
0,16
0,19
0,23
10
6,0
6,0
3
Ариабел красный
0,35
0,40
0,42
16
14
12
(2-3)
5,3
11
11
4
Судан синий
0,46
0,56
0,58
15
9,0
9,0
(3-4)
4,0
4,4
4,5
5
Судан II
0,61
0,75
0,78
8,0
5,0
5,0
(4-5)
6,0
7,6
7,5
6
Диметил-аминоазобензол
0,84
0,94
0,98
6,0
4,0
4,0
(5-6)
5,8
9,9
9,5
Средние характеристики
0,41
0,49
0,51
12
8,8
8,3
5,02
8,16
8,28
min
Приведенные в табл.1 данные показывают, что использование контрпластинки с повышенной толщиной сорбционного слоя позволяет значительно улучшить разделение соединений, максимально удерживаемых используемой хроматографической системой. Так, например, использование контр-пластинки со слоем сорбента толщиной 0,5 мм позволяет увеличить величины подвижности в 1,4 раза, а степень разделения в 2 раза; при использовании контр-пластинки с толщиной слоя 1,0 мм величины подвижности для максимально удерживаемых соединений увеличиваются в 1,8 раз, а степень разделения в 2,2 раза (по сравнению с разделением в S-камере с контр-пластинкой с толщиной слоя 0,25 мм). При увеличении толщины слоя контр-пластинки также увеличивается время проведения эксперимента.
Примеры 4-5.
В табл.2 продемонстрировано увеличение разрешающей способности TCX при использовании в S-камере контр-пластинки, содержащей сорбент, отличный от сорбента на разделяющей пластинке и характеризующийся большей адсорбционной емкостью.
Таблица 2.
Хроматографические характеристики разделяемой смеси с использованием контр-пластинок с различными сорбентами (силикагелем SUG - пример №4 и силикагелем с обращенной фазой RP 18 - пример №5). Разделяющая пластинка - Silica gel F<sub>254</sub>, Т=18°C, ПФ - бензол. Продолжительность эксперимента: Silica gel F<sub>254</sub> (SilG) - 29 мин, RP 18-67 мин
Исследуемые соединения
R<sub>f</sub>
H
Разделяемые соединения
R<sub>s</sub>
SilG
RP18
SilG
RP18
1-2
F<sub>254</sub>
RP 18
1. Сиба-ФП
0,08
0,09
17
12
4.0
5.6
2. Индофенол
0,23
0,31
12
10
3. Ариабел красный
0,36
0,42
17
14
2-3
4.2
4.8
4. Судан синий
0,47
0,58
15
12
3-4
3.5
4.5
5. Судан II
0,59
0,74
8.0
8.0
4-5
5.0
5.6
6. Диметил-аминоазобензол
0,74
0,89
6.0
5.0
5-6
4.0
4.5
Средние характеристики
0,41
0,51
10,2
8,0
4,1
5,0
Приведенные в табл.2 экспериментальные данные показывают, что в результате использования контр-пластинки, содержащей сорбент, отличный по своим свойствам от сорбента на разделяющей пластинке, существенно повышается разрешающая способность метода TCX. Так, например, использование контр-пластинки с обращенной фазой (SilRP-18), содержащей модифицированный силикагель (RP-18), позволяет увеличить подвижность исследуемых соединений (по сравнению с использованием контр-пластинки со слоем нормального силикагеля), в среднем на 20%. Отметим, что в этом эксперименте заметно улучшаются и другие хроматографические характеристики.
Техническим результатом изобретения является существенное увеличение величин подвижностей, эффективности разделения и других хроматографических характеристик.
Для реализации заявленного способа могут применять сэндвич-камеру минимального объема, в том числе изображенную на фиг.1, но это не является обязательным для достижения технического результата.
Экспериментальные данные из табл.1 и 2 свидетельствуют о целесообразности широкого использования нового варианта TCX с контрпластинкой в аналитической практике.