авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

«ORGANIC TRACE ANALYSIS Klaus Beyermann Institute of Inorganic and Analytical Chemistry Mainz University Translated from the German: Organische Spurenanalyse Published by ...»

-- [ Страница 6 ] --

Таблица 5.7. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения следовых количеств фар мацевтических препаратов в биологических образцах Относитель Лите Концентрация или ко- ное стан Метод опреде- Выход, Определяемое соединение ратура личество ления дартное от- % клонение, % [222] 1—120 нг/мл Адриамицин ФМ [223] 4-Аминопиридин 2—490 нг/мл УФ 2,9 [224] Амиодарон 23 млрд-' УФ [225] Амитриптилин, нортриптилин и продукты их 5—500 нг УФ в г /-\щ т\ ^^S\ TTTXO ТкЯ О метаоолизма [ 2—250 нг/мл УФ Амитриптилин и метаболиты 8,8 [ Амфетамин 0—2,3 мкг/мл ФМ [ 0, 5 млрд- Анаболические средства тех [ Антиконвульсанты 16—160 нг/л УФ 4,5 [ Аспирин и продукты его метаболизма 1—200 мкг/мл УФ Бензодиазепины (15 соединений) 1 0 нг/мл 3,8-8,6 91—97 Бензодиазепины и продукты их метаболизма 5—10 нг/мл УФ 233] 11-Бромвинкамин 20—500 нг/мл УФ 80—90 234] Каннабиноиды 200 нг 235] Каптоприл 1 пмоль эх Целипролол 1 0 нг/мл УФ 88 Хлордиазепоксид и продукты его метаболизма 2 0 нг УФ [238] Хлорохин 25—200 нг/мл ФМ Хлорохин 2 0 нг/мл УФ 80— Хлорохин и продукты его метаболизма 1 нг/мл ФМ 2 Хлорохин и продукты его метаболизма 5—200 нг/мл УФ Хлорпромазин 1—30 нг/мл УФ 4,6 Циметидин 25—1000 нг/мл УФ 3 Циметидин 0,1—4 мкг/мл УФ 1—11 Клобазам и продукты его метаболизма 50—500 нг/мл УФ 88— 8,4 245] Циннаризин 20—100 нг/мл УФ 247] Кломифен 0,4—45 нг/мл ФМ 248] Кокаин и продукты его метаболизма 1—100 мкг/мл УФ Кодеин 10—100 мкг/л ФМ Кортйкостеройды 70— аи—iuu нг УФ или МС Дантролен и продукты его метаболизма 0,03—1 мкг/мл УФ Диазепам и продукты его метаболизма 2—1000 нг/мл УФ Диазепам и продукты его метаболизма нг УФ Дигоксин и продукты его метаболизма пг/мл УФ (РХ) Дипиридамол 0,01—2 мкг/мл 4,8 97± УФ Эллиптицин 20—500 нг/мл ФМ Эргоалкалоиды 1 0 0 пг/мл ФМ Этаверин 5—50 нг/мл 2- УФ 5-Фтор-1-(гексилкарбамоил)урацил и продук- 2 0 нг/мл ты его метаболизма 5-Фтор-1-(гексилкарбамоил)урацил и продук 1—50 нг/мл УФ 82- ты его метаболизма Фторурацил 0,1—1 мкг/мл УФ Героин, кокаин 3 нг УФ 2-Гидроксидезипрамин 10—100 нг 2- УФ Индапамид и продукты его метаболизма 25—125 нг/мл УФ Индометащш 0,5—10 мкг/мл УФ Индометацин 1—30 нг/мл 4, ФМ Индометащш 10 нг/мл УФ Лабеталол 12—250 нг/мл ФМ 95± Лабеталол 10—3000 нг УФ Лоразепам 2—100 нг/мл УФ 8 Мептазинол 3 нг/мл ФМ Метапрамин 2—300 нг/мл ФМ Метаквалон 1—10* нг/мл УФ Метотрексат и продукты его метаболизма 0,1—10 мкг/мл УФ Метотрексат 4 нг УФ 9, Метоксален 12—1000 нг/мл УФ 1— Метоксален 10—1000 нг/мл УФ Метопролол и продукты его метаболизма 3—200 нг/мл ФМ Метопролол 10—300 нг/мл ФМ 2- Мидазолам и продукты его метаболизма 15—750 нг/мл УФ Мизонидазол и продукты его метаболизма 2—25 мкг/л УФ 97—99, Митомицин С 1—1500 нг/мл УФ Морфин 1 0 нг ФМ Морфин 20—100 нг/мл УФ Продолжение табл. 5. оо 0о Относитель ное стан- Выход, Лите Концентрация или ко- Метод опреде дартное от- ратура Определяемое соединение личество ления % клонение, % 1—40 нг/мл 285] Морфин ЭХ 5, 286] Морфин 25—250 нг/мл эх 5- 287] Морфин 2—50 нг эх 288] Неостигмин 5—400 нг/мл УФ 1, D -Норпсевдоэфедрин 3 0 0 нг/мл ФМ 289] 98—107 290] Папаверин 2—50 нг/мл УФ 92 291] Папаверин 10—600 нг/мл УФ 7,5 84 292] Папаверин 50—1000 нг/мл УФ 100 293] Парацетамол и продукты его метаболизма 1 нг ЭХ или УФ 2— Парацетамол и продукты его метаболизма 294] 0, 4 нг ЭХ 1- 9QK Парацетамол с?л Пенбутолол и продукты его метаболизма 5—1000 нг/мл [ ФМ 7 Фенотиазин и 20 нейролептических препаратов 0, 1 нг/мл ЭХ или УФ 6 Фенилпропаноламин 5—200 нг ФМ Физостигмин 100 нг/г УФ 90±7 Пипотиазин 0, 3 нг/мл ФМ Подофиллотоксины 50—1000 нг/мл УФ 3 1—8 Празозин 1—164 нг/мл УФ или ФМ Преднизолон 25—400 нг/мл УФ 54 Преднизон и продукты его метаболизма 4 нг/мл УФ 3 93 Преднизолон 20—1000 нг/мл УФ Пробенецид 1—50 мкг/мл УФ 3 Прометазин 1—250 нг/мл УФ 3 Прометазин 0,2—8 нг/мл эх Прометазин и продукты его метаболизма 1—250 нг/мл УФ Пропафенон 5—500 нг/мл УФ •ю з 3— Пропафенон 6—270 нг/мл УФ Пропафенон 20—250 нг/мл Пропранолол ФМ 2 нг/мл [ 2—220 нг/мл Пропранолол ФМ [ 2—150 нг/мл ФМ Пропранолол и продукты его метаболизма 5—300 нг/мл ФМ Пропранолол и продукты его метаболизма 5—250 нг/мл ФМ Пропранолол и продукты его метаболизма 318] 2 0 0 пг/мл ФМ Пропранолол и продукты его метаболизма 319] 1 нг/мл 8— 9 12 Четвертичные соли аммония УФ 5—5000 нг/мл Ранитидин и продукты его метаболизма УФ 0,3—5 мкг/мл 3— ФМ Соталол 2 нг/мл эх Сульфиналол 50 нг — 40 мкг/мл Суль )апиридин УФ 5 0 нг/мл Суды асалазин и продукты его метаболизма ФМ или УФ 1 0 млрд" ЭХ Сульфамидные препараты 1 нг/мл ФМ Тетрабеназин и продукты его метаболизма 0,2—25 млн-' УФ з Тиогуанин [ 50—2000 нг/мл Тиоридазин и продукты его метаболизма УФ [ 20—1000 нг/мл УФ Тиоридазин и продукты его метаболизма [ 10—800 нг/мл Тофизопам УФ [ 9— 40—240 нг/мл УФ Триамтерен 2-9 [ 2 5 нг/мл УФ Трициклические антидепрессанты и продукты их метаболизма 333] УФ Трициклические антидепрессанты 10—800 нг/мл 8— УФ — Триметопоим 0,1—1 млн- УФ D-Тубокурарин 25—500 нг/мл Верапамил ФМ 1—200 нг/мл Верапамил 1—250 нг/мл ФМ Сокращения. ФМ—флуориметрия;

УФ — ультрафиолетовая спектроскопия;

1СХ — тонкослойная хроматография;

ЭХ — электрохимиче ские методы, МС — масс-спектрометрия;

РХ — радиохимические методы.

Таблица 5 8. Примеры использования высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения следовых кили честв органических веществ в образцах из окружающей среды и в пищевых продуктах Подготовка образца, пред Концентрация Лите Метод обнару Определяемое соединение Матрица или количество шествующая ВЭЖХ ратуре жения э/хип Абсцизовая, фазеиновая, индо- Листья сорго УФ [338] 1 НГ лил-3-уксусная кислота 0,01 млн- 1 [339] Афлатоксины Ткани свиньи э 0,1—1 млн- 1 [340] Афлатоксины Молоко, молочные про- э/х дукты э 0, 2 млрд- Афлатоксины ФМ 341] Специи, пряности 0,01 млрд- 1 Афлатоксин Mi Сухое молоко ФМ 0,1—1 млрд- 1 Афлатоксин Mi Молочные продукты ФМ э/х 0,01 млн- 1 Альдегиды, кетоны Выхлопные газы дизель- Улавливание раствором УФ ного двигателя 2,4-динитрофенилгид pdJHila Алкилбензолсульфонаты УФ [345] Вода 5—200 нг жэ 0,01 млн- 1 [ Аминотриазол Картофель, свекла во Э/ППР/Х 0,02 млн- 1 [ Анилазин Картофель, томаты УФ э/жэ/х [348] Анионные поверхностно-актив- Вода 1—5 нг Х/обогащение ФМ ные вещества [ Ароматические амины Вода, почва 25 пг — 5 нг/мл Э эх [ Р-Азарон Алкогольные напитки 1 мкг/л Д/ЖЭ УФ Метилазинфос Питьевая вода, морская 1 2 млрд-' Х/обогащение УФ [ вода УФ Беномил Листва яблони 0, 2 млн- [ Э 2 млрд- Бензидин, 3,3'-дихлорбензидин Сточные воды Без подготовки [ эх [ Бензо[а]пирен Природное и синтетиче- 20 нг —500 X ФМ ское сырье мкг/г [ Бензо[а]пирен Пылевые частицы возду- 50 п г — 100 нг Экстракция фильтра ФМ ха ПП УФ Бифенил, 2-фенилфенол Цитрусы Карбаматные пестициды Вода 4 0 пг эх Карбарил, нафтол-1 Вода 0,1—0,5 млрд- Х/обогащение УФ 1 млрд- 1 Карбофуран и продукты его Вода Без подготовки УФ метаболизма Хлорированные дибензодиок- Деревянные стружки, пе- 25 пг/г УФ и МС э/жэ/х сины и дибензофураны чень э/х Хлорированные дифениловые 0,25 млрд- Ткани цыпленка УФ эфиры Хлорфенолы нг Моча МС Х/обогащение 2-Хлорфенол Сыворотка 50 нг ЖЭ УФ Хлорсульферон Почва 2 0 0 пг Э/ЖЭ ФПР Клопидол Ткани цыпленка, яйца 0,1—0,5 млн- 1 Э/Х УФ Родентициды (производные ку- Печень, содержимое же- нг — мкг УФ э/х марина) лудка Куркумин 0,2—4 мкг Плазма, моча УФ жэ Циануровая кислота 0,1 мкг/мл Моча, вода бассейнов УФ 2,4-Дихлорфеноксиуксусная Вода 0,5—50 млн-' УФ Х/обогащение кислота, дихлобенил Без подготовки 2—50 млрд- Дифензокват Вода УФ Х/обогащение 1,1 -Диметилгидразин 2—10 нг Плазма, моча УФ и МС Без подготовки 20 млрд- 1 Этилентиомочевина Пиво УФ X 0,05 млн Флуридон Семена хлопка УФ Э/ЖЭ 0,1—20 нг/мл Формальдегид Чистый воздух УФ Улавливание раствором 2,4-динитрофенилгид разина 0,03 млрд- Формальдегид Чистый воздух УФ Улавливание раствором 2,4-щинитрофенилгид разина 0,02—0,5 млн- Форметанат Свежие фрукты УФ Э/ЖЭ 1 нг/мл Фуразолидин Плазма свиньи УФ или ЭХ ЖЭ 0, 5 млрд Фуразолидин Ткани индейки Э/ЖЭ УФ 0,05 мг/кг Фуразолидин Печень свиньи, почки Э УФ 0, 2 нг Глифосфат и продукты его Солома Э/ППР ФМ метаболизма Галогенуглеводороды 1 млн- Вода ППР УФ жэ/х Индолил-3-уксусная кислота 0,1—5 нг Овощи ФМ Изоцианаты 1—10 1 мкг/м Воздух ФМ Улавливание/ППР Изоцианаты трлн" Воздух УФ Улавливание/ППР Метомил 0,01—1 млн- Фрукты, вода УФ Э/ЖЭ ^ 4,4'-Метиленбис(2-хлоранилин) Воздух 2 0 пг ЭХ или УФ Улавливание (тенакс) Продолжение табл. S.S to Концентрация Подготовка образца, пред- Метод обнару- Лите Матрица Определяемое соединение или количество шествующая ВЭЖХ жения ратура Нафталин и продукты его ме- Желчь форели, мыши 1 0 0 НГ [387| ФМ м л &Г\ I f T T Q % f О TaUUwIUoMa 10—200 пг/м нитроугле- Аэрозоли Полициклические ГЖХ или МС [388] V 4 ^ Ч VT * ^ * % ^ Ч lit V водороды взрывча- Следы ружейного выст- 0,5 пмоль Экстрагирование ватного ЭХ [389] Нитроароматические тые вещества рела тампона Нитрозамины Сырье для изготовления [390] млрд- X УФ косметических средств N-Нитрозамины Пищевые продукты, на- [391] мкг/кг X питки N-Нитрозодиэтаноламин Косметические средства э/х [392] млрд- МС Оксфендазол Молоко [393] э/жэ 50 нг/г УФ Пентахлорфенол Мышцы, яйца, жиры [394] э/х 5 млрд-' Пентахлорфенол Грибы пп/жэ [395] 0,5 мкг/кг УФ Бактерицидные фенолы Сыворотка жэ [396] 40—500 нг/мл УФ Фенолы Выхлопные автомобиль- Улавливание/ППР/ЖЭ [397] млрд- ные газы, табачный дым 1—10 млн-1 Улавливание/ЖЭ/Х Фенолы УФ [398] Выхлопные автомобиль ные газы Вода жэ Фенолы 1—50 нг УФ [399] Полихлорбифенилы Силиконовые жидкости 0,1 млн-1 Э УФ [400] Полициклические ароматиче- Масла [401] 100—800 нг X УФ ские углеводороды Полициклические ароматиче- Пылевые частицы воз- э/тсх [402] УФ скис углсиидорцды духа 25 млрд- Омыление/ЖЭ/Х ФМ [403] Полициклические ароматиче- Устрицы, морские водо ские углеводороды росли Полициклические ароматиче- Питьевая вода жэ 7 нг/л УФ [404] ские углеводороды Полициклические ароматиче- Сточные воды Без подготовки [405] 4 нг УФ ские углеводороды j° Полициклические ароматиче- Пиво 0, 5 млрд- 1 ЖЭ/Х УФ или ФМ ]о ские углеводороды J* Пиразон 2 млрд- — Вода Х/обогащение УФ 1 млн- 2 0 0 млрд- Зерновые культуры Сатратоксины Э/ЖЭ/Х УФ Несколько Моча, сыворотка Стильбэстрол ЖЭ ФМ млрд- 0,1—2 мг/л Стирол Вино Без подготовки УФ 0,02 млн Сульфаметазин Ткани быка Э/ЖЭ УФ 1 млн- Тетрациклины Мед Э УФ Вода (из пластиковых 50 нг/л Толуолдиамины ЖЭ УФ пакетов для хранения и разогревания пищевых продуктов) Гербициды, производные 1,3,5- Культуры бактерий 3 0 пмоль Центрифугирование УФ триазина 2,4,7-Тринитрофлуоренон-9 Воздух производствен- 2 0 нг/мл Улавлипание/Э УФ ных помещений 2 млрд- Вода Фильтрование Мочевая кислота УФ 9 млн- Корм для животных Витамин Е УФ Э/ЖЭ/Х Груши, персики 5 нг Зеатин УФ Э/Х/ТСХ дп/жэ Зеараленон Кровь цыпленка 50—200 нг/мл УФ Зеараленон Моча, печень 2 нг УФ Э/ЖЭ/Х Зеараленон, вомитоксин Пищевые продукты, кор- 2 5 млрд-' Э/Х ФМ Сокращения. ВЭЖХ — высокоэффективная жидкостная хроматография;

Э — экстрагирование из твердой фазы;

УФ — ультрафиолетовая спектроскопия;

X — хроматографические методы;

ФМ —флуориметрия;

ЖЭ — жидкостная экстракция;

ППР — превращение в производные;

ВО — спектрофотометрия в видимой области;

Д — дистилляция;

ЭХ — электрохимические методы;

ПП — перегонка с паром;

МС — масс-спект рометрия;

ФПР— фотопроводимость;

ГЖХ — газо-жидкостная хроматография;

ТСХ — тонкослойная хроматография;

ДП — депротеинизация;

J2 ХИП — хроматография ион-парная.

3 Таблица 5.9. Примеры применения высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения следовых количеств *" природных соединений в биологических пробах Лите Методы опреде Концентрация или Определяемое соединение Матрица Методы разделения ратура количество ления [ N-Ацетилцистеин Моча 5 0 фмоль ФМ Х/ППР [ N-Ацетилдофамин Ткани таракана 0, 1 пмоль э/х эх [ Аминокислоты 5 фмоль ФМ ППР [ Ароматические аминокислоты Сыворотка УФ 1 нг дп [ Желчные кислоты Сыворотка 1 0 нг Х/обогащение/ Ферм.

иил [427] Биогенные амины (гистамин, Кровь ФМ 1 0 0 пг ДП/ППР/ЖЭ норадреналин, серотонин, до фамин, тирамин) [ Кортизол Плазма УФ жэ 5 нг/мл [ Кортизол Плазма 1—40 нг УФ жэ [ 7-Дегидрохолестерин Кожа крысы, печень 1 мкг УФ X [ 24,25-Дигидроксивитамин Dj Плазма 0, 5 нг/мл УФ жэ/х [432] Дигидроксифенилаланин, Ткани мозга 5 0 0 пг ЭХ жэ 5-гидрокситриптофан [433] Дигидроксифенилаланин, Нервные волокна 150 пг ЭХ э/х дофамин, гомованилиновая кислота, 5-гидроксииндолил-З уксусная кислота [434] Дофамин,5-гидрокситриптамин Сыворотка 0,1—1 нг дп УФ или ФМ [435] Дофамин, 5-гидрокситриптамин Мозг крысы 1 нг ЭХ э [436] Дофамин Плазма 2 5 пг/мл Адсорбция на ок- ЭХ сиде алюминия Дофамин (липофильные ана- [437] Мозг 4 0 пг Э/Х ЭХ логи) эх Дофамин, гомованилиновая [438] Гомогенаты мозговой 5 0 фмоль Э кислота ткани [439] Эвгенол Клетки древесной ко- Механическое от- УФ ры деление капелек масла от клеток с помощью микро манипулятора [440] Сложные биологиче- ППР Жирные кислоты ФМ 0,2—5 нг ские образцы Жир млекопитающих [ ППР ФМ Жирные кислоты 20—50 пг Биологические пробы [442] ППР ФМ Жирные кислоты 4 нг Полисахариды водо- [443] Ь-Фукоза,о-ксилоза ППР УФ 2 нг рослей 444] Семена растений Э/Х 1 0 нг УФ Гиббереллины 445] Сыворотка 1 пмоль ФМ Производные гуанидина 446] Ткани 1 пмоль Э/ППР ФМ Гистамин 447] Моча 2 мг/л УФ 5-Гидроксииндолил-З-уксусная жз кислота Моча 1 пмоль [448, ФМ дп 5-Гидроксииндолил-З-уксусная [449] кислота Цереброспинальная 5 0 пг ЭХ [450] 4-Гидрокси-З-метоксифенил жидкость этандиол и другие соединения эх ЖЭ Цереброспинальная 4 0 пг [451] 4-Гидрокси-З-метоксифенил жидкость уксусная кислота э 1—50 нг Мозг ЭХ или ФМ [452] Продукты метаболизма моно аминов Э/Х Плазма 1 0 0 нг УФ [453,454] 25-Гидроксивитамин D Жидкость из рубца 1 нг [455] Х/обогащение ФМ Индолы Пинеальная ткань [456] 1 0 нг Э ФМ Индолы иох Моча 5—30 нг [457] ФМ Метанефрины 15 нг/г [458] Мозг Э/адсорбция на ЭХ Метокситирамин оксиде алюминия 1 0 нг УФ Моча 459] Никотинамид Фильтрование ЖЭ 1 0 нг Моча Эстриол эх ЖЭ 5 нг Моча Эстриол 0, 5 пмоль Патока, моча Олигосахариды ППР УФ 5 0 нг/мл 17-Оксостероиды Патока, моча ЖЭ/ППР ФМ 1 5 0 пг Филлохинон Сыворотка ДП/Х ФМ 1 нг Полиамины Моча, сыворотка Гидролиз ФМ нг УФ Синтетическая смесь Простагландины 466, 467] ел Продолжение табл. 5. Концентрация Лите Матрица Определяемое соединение Методы разделения Методы определения или количество ратура дп/жэ Сыворотка Ретиноевая кислота [ 1—10 нг/мл X ФМ Рибофлавин Гемодиализат 2—20 нг/мл [469] ФМ Мозг, легкие Серотонин 1 0 0 пг Э/адсорбция на [470— оксиде алюминия 472] дп эх Мозг, плазма Серотонин 1 0 пг [473— 476] Таурин Моча, цереброспи- ДП/ИОХ 0, 2 нмоль ФМ [477] нальная жидкость дп/жэ Тиамин Плазма 3—500 нг/мл ФМ [478] эх дп/жэ/х Тироксин Сыворотка 2—100 нг/мл [479] нг Гормоны щитовидной железы Сыворотка ППР ФМ [480] дп Токоферолы ФМ Плазма 3—16 нг [481] жэ/х Витамин D и метаболиты 2 фмоль Связывание белком Сыворотка [482] шемо депро жидкостная экстракция 5. Методы разделения и концентрирования Имеется несколько типов насосов высокого давления, при годных для прокачивания растворителя через высокоэффектив ную хроматографическую колонку. Следует иметь в виду, что при работе насосов любого типа давление периодически изме няется. В целях обеспечения главным образом эффективного функционирования системы детектирования такие колебания давления следует тем или иным образом устранять. В прода же имеются специальные устройства для выравнивания давле ния.

Опять-таки в целях обеспечения более четкой работы си стем детектирования все растворители, применяемые в высоко эффективной жидкостной хроматографии, должны быть дега зированы.

Обнаружение анализируемых веществ может осуществлять ся как одновременно с их элюированием, так и независимо от процесса хроматографирования. При проведении обнаружения одновременно с хроматографированием чаще всего используют ся системы, основанные на измерении поглощения в ультрафио летовой области, флуоресценции или электрохимических харак теристик. Соответствующие примеры даны в табл. 5.7—5.9„ Возможно также непосредственное сочетание жидкостного хроматографа с масс-спектрометром;

в таких комбинированных системах растворитель обычно упаривают после высокоэффек тивной жидкостной хроматографии и перед введением образца в ионный источник масс-спектрометра. Для обнаружения ве ществ методом газожидкостной хроматографии элюат может быть введен непосредственно в нагретую систему ввода пробы, где растворитель испаряется, а следовые компоненты после разделения определяют детектором электронного захвата [221].

Приблизительно в половине всех примеров, приведенных в табл. 5.7, следовые компоненты определяли с помощью внут ренних стандартов. В качестве последних лишь в единичных случаях применяли меченные изотопами соединения [254, 312], а в подавляющем большинстве примеров их роль выполняли структурно родственные (но не идентичные) вещества. К числу пар определяемое соединение/внутренний стандарт относятся^ 4-аминопиридин/2-аминопиридин [223], амитриптилин/локсапин [225], амитриптилин/пропранолол [226]1, амфетамин/анилин [227], каннабиноиды/5-фенил-5-л-толилгидантоин [234], хлор диазепоксиды/диазепам [237], хлорпромазин/мезоридазин [2421, циннаризин/хлорбеноксамин [245], клобазам/диазепам [246], кокаин/лигнокаин i[248], кодеин/изопропилкодеин [249], дан тролен/бензанилид [251], диазепам/празепам [253], дипирида мол/лигнокаин [255], эллиптицин/11-дезметилэллиптицин [256], эрготамин/эргокристин [257], фторурацил/5-бромурацил [261], 2-гидроксидезипрамин/2-гидроксиимипрамин [263], индомета 198 5. Методы разделения и концентрирования цин/глутетимид [265], индометацин/диметиламид индометацина [267], лабеталол/хлорохин )[268], лабеталол/перициазин [269], лоразепам/диазепам [270], метапрамин/мапротилин ([272], ме тотрексат/аминоптерин [275], 8-метоксипсорален/5-метоксипсо рален i[276], метопролол/4-метилпропранолол [279], мор фин/налорфин [283, 285], морфин/хинолинол-5 [286], мор фин/3,4-дигидроксибензиламин [287], норпсевдоэфедрин/5-гид рокситриптамин [289], папаверин/дифенилгидрамин [290], папаверин/мепирамин [291], папаверин/лауданозин [292], пи потиазин/7-метоксипипотиазин [300], празозин/карбамазепин [-302], прометазин/хлорпромазин [307], пропранолол/лабеталол [-131], пропранолол/4-метилпропранолол [316], пропранолол/де зипрамин [317], тиоридазин/7-метоксихлорпромазин [328], тио ридазин/2-ацетилфенотиазин [329].

В ряде приведенных в табл. 5.7 примеров образцы предва рительно депротеинизировали с помощью хлорной кислоты [229, 231, 321], трихлоруксусной кислоты [275] или ацетонитри ла [267, 274, 302, 306, 314, 317, 324, 334]. Во всех других пере численных работах необходимости в депротеинизации не воз никало.

Очень часто наилучшим методом предварительного отделе ния определяемого вещества (или веществ) была жидкостная экстракция органическим растворителем (не смешивающимся с водой) непосредственно из проб сыворотки или мочи. В дру гих случаях перед высокоэффективной жидкостной хроматогра фией пробу подвергали обогащению адсорбцией на обращенно фазовых носителях с последующим элюированием [232, 267, 284, 305]. Приблизительно в десятой части всех методик содер жание следовых компонентов определяли непосредственно в разбавленных подвижной фазой пробах [229, 230, 235, 262, 264, 273, 275, 281, 293, 294, 302, 314, 324, 327, 334].

Анализируемые вещества чаще всего определяли количе ственно путем измерения поглощения в ультрафиолетовой об ласти, интенсивности флуоресценции или электрохимических свойств. Необходимость получения производных или иных хи мических превращений анализируемых веществ до хромато графии или до их определения возникала менее чем в 5% всех приведенных в таблице случаев. К немногочисленным примерам такого типа, когда следовые компоненты определяли не непо средственно по их молекулярным свойствам, относятся получе ние производных путем взаимодействия с альдегидом о-фтале вой кислоты [227] или дансилхлоридом [272], а также реакции окисления [283, 326], термического разложения [266] или фо толиза [247].

Приведенные выше данные наглядно демонстрируют боль шие возможности метода высокоэффективной жидкостной хро 5. Методы разделения и концентрирования матографии при определении следовых количеств лекарствен ных препаратов в фармакологии. Здесь этот метод почти всегда применим сразу после извлечения определяемого соединения из сыворотки или мочи с помощью жидкостной экстракции, после которой органическая фаза непосредственно (или после кон центрирования упариванием) вводится в хроматографическую колонку. Необходимость в получении производных возникает крайне редко, поскольку определение следовых компонентов по их молекулярным свойствам обычно не вызывает проблем.

Очень часто метаболиты удается определять теми же способа ми, что и исходное вещество. Поскольку многие терапевтические лекарственные препараты обладают низкой летучестью и в той или иной степени растворимы в воде (что связано с их значи тельной полярностью), для их разделения в общем случае не целесообразно применять требующую высоких температур газо жидкостную хроматографию;

поэтому последняя все в большей мере уступает свои позиции высокоэффективной жидкостной хроматографии, работающей при комнатной температуре. Дей ствительно, высокоэффективная жидкостная хроматография находит все более широкое применение в аналитической химии следовых количеств органических веществ, о чем свидетель ствует, в частности, и тот факт, что все приведенные в табл. 5.7—5.9 работы были опубликованы за период с 1980 по 1982 гг.

Другой важной областью применения высокоэффективной жидкостной хроматографии является химия окружающей сре ды, а также определение следовых количеств органических веществ в пищевых продуктах и кормах. Некоторые примеры подобного типа приведены в табл. 5.8.

Приведенные примеры показывают, что в этих областях применяется значительно больше стадий разделения, чем в анализе лекарственных веществ. Обычно следовый компонент экстрагируют из твердой матрицы и экстракт затем упари* вают (или следовый компонент переводят в другой раствори»

тель). Операции разделения и обогащения включают, как пра вило, также жидкостную экстракцию и очистку хроматографи ческими методами;

только после этого образец подвергают вы сокоэффективной жидкостной хроматографии с целью опреде ления содержания анализируемого вещества. Прямой анализ проб методом высокоэффективной жидкостной хроматографии возможен только в редких случаях, когда анализу подлежат пробы воды [353, 359, 369, 371, 405, 4101.

Высокоэффективная жидкостная хроматография широко применяется также для определения следовых количеств при родных органических соединений в матрицах биологического происхождения (табл. 5 9).

200 5 Методы разделения и концентрирования В некоторых из приведенных в табл. 5.9 примеров опреде ляемые соединения превращали в производные до хромато графирования. Сюда относятся реакции ацетилцистеина с Ы-пиренил-1-малеимидом {422], аминокислот с 4-фтор-7-нитро бензофуразаном [424], биогенных аминов с фталевым альдеги дом [427], жирных кислот с 9-антрилдиазометаном /[440], пре вращение жирных кислот в n-бромфенациловые эфиры [441], взаимодействие жирных кислот (после их превращения в хлор ангидриды обработкой SOCU) с 1-нафтиламином 1[442];

пре вращение Сахаров в пербензоильные производные соответствую щих бензилоксимов [443], реакции гистамина с фталевым аль дегидом [446]1, олигосахаридов с бензоилхлоридом [462], оксостероидов с дансилгидразином [463], таурина с флуорес камином [477], а также превращение тиамина в тиохром обра боткой CNBr [478]. Примеры получения производных опреде ляемых веществ после хроматографирования сравнительно не многочисленны;

они включают взаимодействие производных гуанидина с нингидрином [445] и биогенных аминов с фтале вым альдегидом [465].

В современной исследовательской работе большое значение имеют катехоламины;

в этой связи не удивительно, что часто возникает необходимость в определении этих соединений в концентрациях порядка нескольких десятых долей нанограмма в 1 мл крови. Такая задача успешно решается методом высоко эффективной жидкостной хроматографии, который позволяет как отделить катехоламины от других веществ, так и разделить их смесь на отдельные компоненты;

последующее определение с очень высокой чувствительностью осуществляется электрохи мическими методами [483—498]. Почти во всех этих работах предел определения катехоламинов составляет несколько пико грамм, что достаточно для определения этих гормонов в тканях мозга и плазме. Катехоламины можно определять также флуо риметрическим методом [499—503]. Результаты, полученные этими двумя методами, хорошо согласуются [504]. Сообщалось, что при флуориметрическом методе предел определения кате холаминов составляет несколько десятых долей нанограмма.

Аналитическая схема определения катехоламинов (и других родственных соединений) почти всегда включает стадии экс трагирования гормонов из матрицы растворителями, последую щую адсорбцию на оксиде алюминия и элюирование, а затем высокоэффективную жидкостную хроматографию.

Высокоэффективная жидкостная хроматография очень час то применяется также для определения близких катехоламинам биогенных аминов, особенно тех из них, которые поглощают в ультрафиолетовой области или обладают электрохимической активностью, что позволяет эффективно объединить операции 5. Методы разделения и концентрирования 20!

разделения и обнаружения. Третью группу природных веществ, успешно определяемых методом высокоэффективной жидкост ной хроматографии, составляют стероиды. Опубликован литера турный обзор по методам анализа стероидов с помощью высо коэффективной жидкостной хроматографии, в котором приведе но 430 ссылок [505].

5.4.13. Тонкослойная хроматография Приблизительно в десятой части всех работ по выделению следовых количеств органических соединений описывается применение этого простого, недорогого, хорошо известного и быстрого метода.

В тонкослойной хроматографии на эффективность разделе ния и предел обнаружения влияет способ нанесения пробы на пластинку. Основным фактором при этом является размер пят на, которое должно быть по возможности минимальным.

Для нанесения пятен минимального диаметра обычно приме няют микрошприцы или капилляры, но гораздо лучшие резуль таты получаются при использовании специальных аппликаторов типа CAMAG, которые наносят раствор на адсорбент таким образом, что получается четко ограниченное пятно диаметром 1—2 мм. Аппликаторы работают в автоматическом режиме, обеспечивая нанесение на пластинку нескольких микролитров раствора практически без участия оператора, что облегчает последующее элюирование пятна и гарантирует повышенную точность количественных определений.

Необходимое качество нанесения пробы на пластинку обес печивают также так называемые концентрирующие пластинки [506], отличающиеся наличием в зоне нанесения узкого слоя инертного пористого силикагеля (с довольно большим диамет ром частиц и средним размером пор), отделенного от хрома тографического слоя промежуточной зоной. Нанесенная на по ристый слой проба элюируется растворителем и концентри руется в промежуточной зоне в виде чрезвычайно узкой поло сы, являющейся оптимальным «стартом» для хроматографиро вания.

Тонкослойную хроматографию можно сочетать практически с любыми другими методами разделения и идентификации.

При этом операцию переноса пробы выполняют обычно путем отделения той части адсорбента, которая содержит пятно опре деляемого соединения, и последнее элюируют подходящим раст ворителем. Для отделения раствора от частиц адсорбента при меняют микрофильтрование с легким отсасыванием. Описано устройство для фильтрования нескольких микролитров раство ра [507]. Определение анализируемого вещества методом ин 202 5. Методы разделения и концентрирования фракрасной микроспектроскопии возможно сразу же после фильтрования [508]. Инфракрасная спектроскопия отражения позволяет определять разделенные в тонком слое силикагеля соединения даже без их переноса путем обработки всей пла стинки парами плавиковой кислоты [509];

при этом силикагель улетучивается в виде H2SiF6, а пятна органических веществ остаются на алюминиевой пластинке, служившей подложкой для адсорбента, и могут непосредственно изучаться методами ИК-спектроскопии отражения. Таким путем удается обнаружить микрограммовые количества веществ.

Предлагалось сочетать тонкослойную хроматографию с вы сокоэффективной жидкостной хроматографией [510]. Для этой цели сначала пробу разделяют в тонком слое адсорбента, за тем пятно, содержащее определяемое соединение, переносят (вместе с адсорбентом) в установку для высокоэффективной жидкостной хроматографии. Преимуществами такого 'комбини рованного метода являются отсутствие потерь при тонкослой ной хроматографии (хотя за счет неполного элюирования опре деляемое вещество может частично теряться на колонке), а также возможность одновременного разделения на пластинке нескольких проб, что позволяет выполнить за то же время боль ший объем работ. Предварительное разделение пробы более универсальным методом тонкослойной хроматографии облег чает выбор системы последующей высокоэффективной жидко стной хроматографии. Наконец, селективность такого комбини рованного метода повышается за счет того, что на каждом из его этапов действуют различные механизмы разделения.

Тонкослойная хроматография применялась для определения нанограммовых количеств или концентраций порядка млрд" более 60 лекарственных препаратов в моче борзых собак [511], продуктов метаболизма марихуаны (в моче человека, который выкурил одну сигарету, содержавшую 16 мг тетрагидроканна бинола) [512], а также каннабиноидов [513]. Методом тонко слойной хроматографии, кроме того, определяли афлатоксины в молочных продуктах и кукурузе [514—518], а также зеара ленон [519], Т2-токсин [520, 521], токсины из Fusarium [522, 523], микотоксины трихотеценового типа [524, 525] и охраток син А [526].

Этот метод полезен при определении таких же ма лых количеств фенилмочевины и фенилкарбамата [527], три азиновых гербицидов [528, 529], метилпаратиона [530] и по давляющих фотосинтез гербицидов [531]. В последнем случае гербициды обнаруживали опрыскиванием сухой ТС-пластинки раствором смеси хлоропластов шпината и дихлорфенолиндофе нола. В качестве примеров применения тонкослойной хромато графии для анализа пищевых продуктов можно привести иден тификацию тренболона в телятине [532], фуразолидина в тка 5. Методы разделения и концентрирования нях цыплят, свиньи или быка [533]1, анилина и анилидов жир ных кислот в денатурированном оливковом масле [534].

Разновидностью тонкослойной хроматографии является хро матография на так называемых хромародах (Chromarod) — силикагелевых стержнях, на которые нанесен адсорбирующий слой силикагеля. Они применяются главным образом в анализе липидов в сочетании с анализатором типа Iatroscan [535—538], По окончании хроматографирования стержень сканируют с по мощью этого анализатора, снабженного пламенно-ионизацион ным детектором. Таким путем было определено 0,5—32 мкг сум марных липидов, выделенных экстракцией из тканей рыб [539], и 20 мкг фосфолипидов, экстрагированных из митохондрий [540].

5.4.14. Ионообменная хроматография Ионообменная хроматография позволяет разделять:

1) катионы от анионов;

2) ионные вещества от неионных;

3) одноименно заряженные ионные вещества, различающиесй ионным радиусом или величиной заряда.

Ионный обмен чаще всего осуществляют в водных раство рах, поскольку многие соединения, представляющие интерес для биохимии, обладают высокой полярностью и поэтому лучше ра створяются в полярных диссоциирующих растворителях. В по следнее время для разделения методом ионного обмена все чаще применяют водные метанол, уксусную кислоту или дру гие растворители [541], однако при использовании высокочув ствительных методов детектирования заметная растворимость ионообменных смол в неводных растворителях может быть при чиной появления интенсивных фоновых сигналов. Ионообмен ные смолы могут также адсорбировать следовые компоненты;

этот эффект лежит в основе ионно-эксклюзионной хроматогра фии [542].

Для эффективного разделения близких соединений необхо димы специальные смолы с чрезвычайно малым размером ча стиц [543]. С помощью таких смол было определено содержа ние нескольких сотен различных соединений в жидкостях орга низма человека. Этот вид анализа рекомендовалось использо вать в программах по всеобщей диспансеризации населения.

В качестве примеров применения ионообменных смол мож но привести успешное выделение следовых количеств (вплоть до 12 нг) гистамина из гомогенатов мозга крысы [544], путрес цина или кадаверина в концентрациях порядка 50 млрд" из гомогенатов рыбы или сыра [545], катехоламинов из моч,и (предел обнаружения 1—15 нг) [546], N-нитрозодиэтанолами 204 5. Методы разделения и концентрирования на в концентрации 0,1—0,5 мли" 1 из косметических средств [547], поверхностно-активных веществ в концентрациях 20 млрд" 1 из воды [548] и эндогенных гормонов растений, например индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот [549].

5.4.15. Схема выбора метода жидкостной хроматографии Ниже приведена схема, облегчающая выбор адекватного хроматографического метода для решения данной проблемы "аналитической химии следовых количеств органических ве ществ.

Схема выбора хроматографического метода (воспроизведено с разрешения из работы: Varian Information Sheet VEO//INS2391 (1979), p. 6).

Определяемое соединение Мол масса Водорастворимые Растворимые в органических Водораство Растворимые растворителях в органических римые растворителях Неэлектро Гексан литы Электролиты Метанол Гель Гель-хромато Обычная Обычная Обычная Ионообменная графия фильтрация или или или. хромато графия обращенно обращенно- обраш,енно фазовая фазовая фазовая хромато хромато- хромато графия графая графия 5.5. Газо-жидкостная хроматография 5.5.1. Общие положения Газо-жидкостная хроматография представляет собой де тально разработанный и давно используемый метод. Прибли зительно в 37% всех опубликованных работ по выделению следовых количеств органических веществ описано применение этого метода. Имеется несколько статей обзорного характера (табл. 5.10), а также монографий, посвященных принципам [559—564] и применению [565—571] газо-жидкостной хромато графии.

5.5.2. Типы колонок, применяемых в газо-жидкостной хроматографии ' В газо-жидкостной хроматографии применяются колонки двух тидов: насадочные и открытые (типа Голея). Насадочные колонки заполняют инертным носителем, покрытым соответ 5. Методы разделения и концентрирования Таблица 5.10. Литературные обзоры, посвященные проблемам газо-жидкост ной хроматографии Количество лите Тема статьи и соответствующая сноска ратурных ссылок Газо-жидкостная хроматография [550] Успехи газо-жидкостной хроматографии [551] Применение стеклянных капиллярных колонок [552] Выбор детекторов в анализе пестицидов [553J Выбор колонок в анализе пестицидов [554] Определение углеводородов в атмосфере [555] Газо-жидкостная хроматография соединений, меченных Н и 14С [556] Анализ остаточных количеств пестицидов [557] Анализ лекарственных препаратов в биологических об разцах [558] ствующей жидкой фазой (табл. 5.11). В качестве носителей чаще всего используют газохром Q и хромосорб W, каждый из которых упоминается приблизительно в 40% работ по газо-жид костной хроматографии. Жидкая фаза должна быть термиче ски устойчивой до 300°С. Основой разделения является разли чие в температурах кипения разделяемых следовых компонен тов (в случае жидких фаз типа SE30) или в их полярности (в случае полиэтиленгликоля). Колонки изготовляют из нержа веющей стали, стекла или кварца.

В газо-жидкостной хроматографии следовые количества определяемого соединения контактируют с граммовыми коли чествами носителя и неподвижной фазы, имеющими очень большую удельную поверхность. В этой связи не удивительно, что разделение очень малых количеств веществ обычно сопро вождается их потерей за счет адсорбции на носителе, причем Таблица 5.11. Статистические данные (из литературного обзора [595]) о при менении некоторых неподвижных фаз в газо-жидкостной хроматографии Относительное ко- Относительное ко личество (%) пуб- личество (%) пуб ликаций, в которых ликаций, в которых Неподвижная фаза Неподвижная фаза упоминалось приме- упоминалось приме нение данной непо- нение данной непо движной фазы движной фазы Карбовакс 20 М QFl OV SE30 OV OV17 ХЕ DC 200 Другие OV101 OVl 206 5. Методы разделения и концентрирования эти потери тем выше, чем полярнее определяемое соединение.

Адсорбционные эффекты являются причиной уширения и де формации пиков, а также повышения предела обнаружения.

Специальная обработка неподвижной фазы с целью дезактива ции адсорбционных центров может на несколько порядков улучшить предел обнаружения.

Колонка с насабкоп, Зм/2мм, 0V Стеклянная капиллярная колонка, 35м/0,г8мм, 0V 170°С 25°С Рис. 511. Сравнение разрешающей способности колонки с насадкой и капил лярной колонки. (Воспроизведено с разрешения из работы [575]. © Preston Publications Inc.) Обработка носителя бензоилхлоридом до нанесения непо движной фазы (SE52) позволяет определять нанограммовые количества лекарственных препаратов [572]. Сообщалось так же, что еженедельная двукратная обработка хроматографиче ского сорбента, состоящего из инертного носителя супелько порт AW DMCS с 3% неподвижной фазы дексил 300, 5 мкл гептафтормасляной кислоты дезактивирует колонку в такой степени, что становится возможным определение 50 млрд" хлорамфеникола в молоке [573].

Капиллярные колонки открытого типа были предложены около 25 лет назад [574]. Обычно применяют капиллярные колонки внутренним диаметром около 0,25 мм, изготовленные из нержавеющей стали, стекла или плавленого кварца, внут ренняя поверхность которых покрыта тонким слоем неподвиж ной фазы. Чрезвычайно благоприятные условия для обмена 5. Методы разделения и концентрирования между подвижной и неподвижной фазами и отсутствие турбу лентных потоков являются причинами очень высокой эффек тивности капилллярных колонок, обеспечивающих разделение даже очень сложных смесей. Недостатком капиллярных коло нок является их малая емкость, не позволяющая анализиро вать пробы массой более нескольких микрограммов. Анализ столь малых проб требует применения очень чувствительных детекторов;

впрочем, современные методы обнаружения обес печивают необходимый уровень чувствительности. Для сравне ния эффективности колонок с насадкой и капиллярных колонок можно привести пример анализа экстракта пробы воды (рис. 5.11). Как в первом, так и во втором случае применялась неподвижная фаза типа OV 1. На колонке с насадкой удалось идентифицировать 118 пиков, в то время как с помощью от крытой капиллярной колонки было установлено наличие в смеси 490 различных веществ [575]. Этот пример достаточно убедительно показывает, что «в разделении сложных проб из объектов окружающей среды методом газо-жидкостной хрома тографии будущее принадлежит капиллярным колонкам» [575].

Точно так же капиллярные колонки оказались более эффектив ными и при определении хлорсодержащих органических соеди нений [576].

Можно использовать как имеющиеся в продаже, так и са модельные колонки открытого типа. Эффективность капилляр ной колонки определяется состоянием ее внутренней поверх ности. Предпочтительно применяемые в настоящее время стек лянные и кварцевые колонки должны иметь шероховатую внутреннюю поверхность, что облегчает адгезию пленки жидкой неподвижной фазы. Необходимое состояние внутренней поверх ности капиллярных колонок может быть достигнуто различны ми методами. Капилляры, изготовленные из мягких сортов стекла, рекомендовалось, например, обрабатывать, пропуская через них ток газообразного хлористого водорода, способ ствующего образованию на стенках капилляра мельчайших кристаллов хлористого натрия;

последние выполняют роль до полнительного носителя [577]. Предлагалось также осаждать на внутренних стенках капиллярных колонок тонкий слой кар боната бария обработкой раствором гидроксида бария и затем газообразным диоксидом углерода [578].

Для предотвращения чрезмерной адсорбционной активности капиллярные колонки, как и колонки с насадкой, подвергают дезактивации. Последнее осуществляют обработкой 10%-ной соляной кислотой при 100 °С [579] или парами «фона» колонки предварительного разделения, в которой жидкой фазой служит полиэтиленгликоль [580]. Рекомендовалось также обрабаты вать капиллярные колонки гексаметилдисилазаном [581].

208 5. Методы разделения и концентрирования В последние годы вместо стеклянных капилляров все чаще применяют капиллярные колонки, изготовленные из плавлено го кварца, который представляет собой в высшей степени инерт ный материал, также, однако, нуждающийся в специальной об работке в целях предотвращения уширения пиков и улучше ния (худшей, чем у стекла) смачиваемости поверхности непо движными фазами [582—587]. Газо-жидкостная хроматогра фия на кварцевых капиллярных колонках использовалась для определения 190 различных полициклических ароматических углеводородов с молекулярными массами 300—400 [588], пе стицидов [589], термически неустойчивых гербицидов ряда фенилмочевины [590], обычных производных гормона щитовид ной железы (предел обнаружения 30 фг!) [591], лекарственных препаратов [592] и различных загрязняющих веществ [593, 594].

5.5.3. Неподвижные фазы в газо-жидкостной хроматографии Обзор литературных данных [595] показывает, что широкое применение в газо-жидкостной хроматографии находит очень ограниченное число стационарных фаз, а большинство исполь зуется только в редких случаях (табл. 5.11). В другой обзор ной статье [596] приведены величины времен удерживания на неподвижных фазах SE30 или OV1 1318 веществ, представ ляющих интерес для токсикологов;

это опять-таки свидетель ствует о том, что некоторые неподвижные фазы применяются значительно чаще, чем другие.

Приведенные в табл. 5.11 данные говорят о том, что в ана лизе пестицидов около 82% всех задач было решено с помощью всего лишь 10 неподвижных фаз. Если в распоряжении химика аналитика имеются, например, колонки с жидкими фазами QF 1, SE30, OV17 и DC 200, то вероятность решения любой конкретной задачи в анализе пестицидов с помощью только этих колонок составляет около 50%. Аналогичная картина на блюдается и в анализе лекарственных препаратов;

здесь также очень часто применяется крайне ограниченное число неподвиж ных фаз — в первую очередь QF I, SE30 и OV 17. В то же время в особых ситуациях может возникнуть необходимость в специальных, редко используемых жидких фазах.

Во всех случаях рекомендуется применять по меньшей мере две колонки, функционирование которых базируется на раз личных принципах. Таким путем достигается более надежная идентификация определяемых соединений. Отсюда следует, что в аналитической лаборатории должно иметься достаточное количество хроматографических колонок различных типов.

5 Методы разделения и концентрирования 5.5.4. Особые варианты газо-жидкостной хроматографии Предложено много специальных вариантов колонок дл»

газо-жидкостной хроматографии. Так, для отделения мешаю щего определению вещества (или группы веществ) или раст ворителя часто используется предварительное разделение сме си на других колонках. В установках с переключением колонок выходящая из первой колонки фракция сразу же вводится во вторую колонку, где осуществляется более тщательное разде ление смеси.

Для предварительного разделения обычно применяют ко лонки с насадкой, обладающие более высокой емкостью, что позволяет избежать перегрузки капиллярных колонок, исполь^ зующихся — в силу их более высокой разрешающей способ ности— на второй стадии процесса хроматографического раз деления. Переключение колонок осуществляется с помощью клапанов, установленных между колонками, а также на входе и на выходе каждой колонки. Таким образом удалось, напри мер, отделить мешавший ходу анализа растворитель при опре делении эфиров фосфорной кислоты в пробе пшеничной муки Другим примером использования комбинации нескольких ко лонок может служить выделение нужной фракции из сложной смеси, в частности отделение метиловых зфиров олеиновой, линолевой и линоленовой кислот от смеси метиловых зфиров насыщенных жирных кислот [597—600].

Предварительное разделение смеси на колонках с насадкой может также служить для выделения одной из фракций смеси с последующим ее переводом в реактор, где ее подвергают тем* или иным химическим превращениям (фотолизу, каталитическо му восстановительному дегалогенированию и т. д.). Продукты превращений (вместе с непрореагировавшими исходными соеди нениями) затем вводят во вторую колонку для дальнейшего разделения и идентификации [601—603]. В таком комбиниро ванном методе определения известные трудности могут быть обусловлены фоновым сигналом неподвижной фазы первой колонки [604].

Имеются литературные обзоры по применению установок с переключением колонок для анализа сложных смесей, напри мер пестицидов и полихлорбифенилов [605—607].

Две или более неподвижных фаз могут быть объединены и в одной колонке, в которой различные фазы располагают изолированно одна от другой (послойно) или распределяют в виде однородной смеси по всей длине колонки [608].

14- 5. Методы разделения и концентрирования 5.5.5. Фоновые сигналы, обусловленные мембранами и колонками «Опубликовано очень мало данных об общих проблемах старения хроматографических колонок» [608, 609]. Разрушение неподвижных фаз и обусловленное этим появление фоновых сигналов нарушают нормальное функционирование нескольких типов детекторов и накладывают жесткие ограничения на ис пользование в качестве детекторов масс-спектрометров. Этот •фактор влияет также на эффективность колонки, а следова тельно, и на ее чувствительность и время удерживания веществ [610—612]. Опубликованы сведения о фоновых сигналах таких неподвижных фаз, как апиезон L, карбовакс 20М и OV [613]. Для сочетания газо-жидкостной хроматографии с масс •спектрометрией рекомендуется применять неподвижные фазы, в наименьшей мере склонные к образованию фоновых сигналов:

диметилсиликоны (например, OV101, SP2100), фенилме тил (50 : 50) силиконы (например, OV 17, SP2250), 3-цианпро пилфенилметил(50:50)силиконы (например, силар 5СР, SP2300) [614].

Источником фоновых сигналов и появления ложных пиков могут являться и мембраны системы ввода пробы в хромато граф [615—617]. Испытания десяти различных типов мембран показали, что наименьший фон обеспечивают фторопластовые каучуки, в то время как любые типы силиконовых каучуков оказались менее устойчивыми [618].

5.5.6. Методы ввода проб в колонку газо-жидкостного хроматографа Чаще всего пробу вводят в колонку в виде раствора с по мощью микрошприца. Для этой цели можно применять также дозирующую петлю. Проба может быть введена в колонку и в твердом виде. Поскольку операция ввода проб может определяющим образом влиять на эффективность разделения, были предложены специальные приемы и методы ее выпол нения.

В капиллярной газо-жидкостной хроматографии высокого разрешения для предотвращения перегрузки капиллярных ко лонок, обусловленной введением чрезмерно большой пробы, используется принцип деления потока. Этот принцип, однако, обладает существенным недостатком: при делении потока те ряется значительная часть пробы, на выделение и очистку ко торой часто затрачивается много сил и времени. Кроме того, деление потока обязательно влечет за собой снижение чувстви тельности. Для преодоления этих недостатков предлагались 5. Методы разделения и концентрирования 21Ь различные экспериментальные приемы, в том числе методы без разделения потока [619, 620] и устройство для испарения ра створа пробы током газа-носителя на подвижной стеклянной или кварцевой игле, которую затем вводят в зону испарения^ пробы [621]. Оба приема позволяют вводить до 5 мкл раство ра. Другой метод дает возможность ввести в колонку пробу объемом до 0,25 мл [622];

в этом методе систему ввода 'на гревают чуть выше температуры кипения растворителя, в те чение 40 с вводят пробу и затем открывают клапан, позволяю щий удалить избыток растворителя с помощью делителя пото ка в отношении 600:1. Через несколько секунд клапан закры вают;

изучаемые следовые компоненты остаются в стеклянной части системы ввода, которую затем нагревают до их испаре ния, а образующиеся пары направляют в колонку. Необходимо подчеркнуть, однако, что этот метод ввода образца пригоден только для определения соединений, не отгоняющихся совместно»

с растворителем.

5.5.7. Получение производных непосредственно в колонках Вещества, не обладающие достаточной для газо-жидкостной хроматографии летучестью, превращают в более летучие произ водные. Производные можно получать как в ходе отдельной стадии до ввода пробы в колонку, так и непосредственно в хроматографической колонке путем одновременного ввода ра створов пробы и соответствующего реагента. Метод с получе нием производных нашел широкое применение в анализе слож ных смесей (например, при определении наркотических средств) благодаря снижению адсорбции определяемых веществ, сокра щению времени удерживания и, как следствие, повышению разрешающей способности колонки. При этом сокращается время хроматографирования и, таким образом, снижается стои мость всего анализа [623—625]. С целью преодоления ряда препаративных и организационных трудностей метод получения производных непосредственно на колонке предлагался для ана лиза наркотических средств [626, 627]. Для этого в микро шприц отбирали 1 мкл раствора силилирующего агента, затем 1 мкл раствора наркотических веществ (250 нг) в этил ацетате и смесь вводили в газо-жидкостной хроматограф. Результаты анализа смеси наркотиков показаны на рис. 5.12.

5.5.8. Пиролиз Сочетание пиролиза и газо-жидкостной хроматографии час то применяют для изучения полимерных матриц, при нагрева нии которых выделяются различные летучие вещества, иденти 14' S12 5 Методы разделения и концентрирования ULJ 60 80 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 2 0 2 0 a, С 0 2 4 6 8 0 2 4f 5 10 15 20 25 35 А В е ям к О рм, и Рис. 5.12. Результаты разделения смеси производных, полученных непосредст -венно в колонке газо-жидкостного хроматографа путем ввода 1 мкл силили рующего агента бис(триметилсилил)ацетамида и 1 мкл этилацетатного раство ра, содержащего по 250 нг каждого из следующих соединений: 96 — амфета мин;


108— эфедрин;

113 — фенметразин;

137 — гексадекан;

148 — метилфени дат;

150 — петидин;

163—• кофеин, 180 — эйкозан;

192 — метадон;

198 — ко каин;

220 — кодеин;

223 — этилморфин;

227—морфин;

236 — героин. Темпера тура колонки в момент ввода пробы 50 °С, затем программированное повыше ние температуры со скоростью 5°С/мин. (Воспроизведено с разрешения из ра боты [626]. © Elsevier Science Publishing Co, Amsterdam.) фицируемые методом газо-жидкостной хроматографии. Таким способом обычно определяют содержание следовых количеств мономеров в полимерах [628, 629]. Пиролиз применялся также для газо-хроматографического определения триптофана в бел ках [630], сахарина в пищевых продуктах [631], параквата в речной воде [632], а также для характеристики плесеней [633].

В продуктах пиролиза биологических материалов масс-спектро метрическим методом был идентифицирован капроилхлорид 5. Методы разделения и концентрирования [634]. Сочетание пиролиза и газо-жидкостной хроматографии использовалось, кроме того, для идентификации бактерий и клеток высших организмов [635].

5.5.9. Отбор фракций После разделения следовые компоненты или определяют не посредственно (в проточной кювете), или сначала отбирают фракции и затем их анализируют независимо от процесса хро матографирования. Отбор фракций после газо-жидкостной хро матографии значительно более проблематичен, чем после жид ч Жийкип азот Пластинка Зля ТСХ Рис. 5.13. Микропрепаративная система отбора фракций и ее применение. / — выход газо-жидкостного хроматографа;

2 — металлический капилляр, заплав ленный в стеклянный капилляр 3;

4 — силиконовая трубка. (Воспроизведено с разрешения из книги: Ancillary Techniques of Gas Chromatography, Ettre L. S., McFadden W. H. (eds.). © Wiley-Interscience.) костной хроматографии;

тем не менее существуют несколько подходов к решению этой задачи, основанных на 1) улавли вании всего объема фракции;

2) улавливании следового ком понента в конденсированном виде путем: а) замораживания;

6) пропускания фракции через поглощающий раствор;

в) ад сорбции на активированном угле, молекулярных ситах и т. д.;

г) совместной конденсации.

Простейший способ отбора фракции после газо-жидкостной -хроматографии состоит в ее элюировании в вакуумированный •сосуд. Подобный периодический способ' отбора, однако, далек 214 5. Методы разделения и концентрирования от оптимального варианта, поскольку при этом, во-первых, не обходимо иметь большое число сосудов, во-вторых, для предот вращения частичной конденсации элюата эти сосуды необхо димо предварительно нагревать и, в-третьих, на период смены сосудов между фракциями процесс хроматографического раз деления приходится прекращать.

Обычно, если это только возможно, следовые компоненты улавливают путем конденсации. Эффективность улавливания Элюат НШ7. Колба с растворителем Рис. 5.14. Прибор для отбора фракций в газо-жидкостной хроматографии ме тодом «совместной» конденсации. [Воспроизведено с разрешения из работы:

Веуегтапп К., Z. Anal. Chem., 230, 414 (1967). © Springer Verlag.] замораживанием снижается по мере уменьшения массы опре деляемого соединения. Расчетным методом было показано, что 100 мкг бензола могут быть сконденсированы практически ко личественно при —78 °С, в то время как 1 мкг бензола в таких же условиях вообще не улавливается [636]. Более того, многие следовые компоненты при охлаждении образуют аэрозоли, за трудняющие процесс конденсации. Этот эффект усиливается при резком охлаждении вследствие возникновения большого количества центров конденсации в очень короткое время;

в ре зультате образуются столь малые частицы аэрозоля, что их отделение от потока газа становится еще более затруднитель ным.

Чтобы исключить такого рода осложнения, предлагались различные дополнительные устройства с использованием, в ча стности, фильтрующих прокладок или охлажденных жидкостей, поглощающих следовый компонент. В качестве примера на рис. 5.13 приведена схема устройства, в котором элюат из газо жидкостного хроматографа пропускают через капилляр, содер жащий в качестве улавливающего средства 2 мкл четыреххло ристого углерода. По окончании хроматографирования раствор 5 Методы разделения и концентрирования следового компонента в четыреххлористом углероде переносят на пластинку для анализа методом тонкослойной хроматогра фии.

Для конденсации следовых количеств (10 мкг) веществ, ко торые предполагается изучать далее методом инфракрасной спектроскопии, можно использовать порошкообразный бромид калия или охлаждаемую пластинку, изготовленную из того же материала [637].

то Г 0,5.

С Н а С 1 г, МЛ /MUH Рис. 5 15. Эффективность улавливания следовых количеств веществ с помощью прибора, изображенного на рис. 5.14. (Воспроизведено с разрешения из рабо ты [81]. © Springer Verlag) / — 0,4 мкг антрацена;

2 — 0,1 мкг бензпирена.

Сообщалось, что даже нанограммовые количества веществ можно эффективно улавливать на охлаждаемой второй микро колонке, установленной на выходе основной колонки и напол ненной той же насадкой, что и основная колонка [638]. Скон денсированные таким образом следовые компоненты выделяют затем элюированием или нагреванием и вводят в другую си стему газо-жидкостной хроматографии для дальнейшего изу чения.

Достаточно эффективен также метод совместной конденса ции. В наиболее изящном варианте совместной конденсации в качестве газа-носителя используют аргон, а ловушку охлаж дают жидким азотом, так что в ней конденсируется аргон, а вместе с капельками жидкого аргона «соосаждаются» и лю бые следовые компоненты. При последующем нагревании аргон испаряется, а большая часть следовых компонентов остается 216 5. Методы разделения и концентрирования в ловушке в пригодном для дальнейших аналитических опера ций виде [639].

В другом варианте совместной конденсации ток газа-носи теля после выхода из колонки подпитывают парами раствори теля [81]. При охлаждении смеси конденсирующийся раство ритель захватывает 80—90% следовых компонентов, способ ных к конденсации в данных условиях (рис. 5.14 и 5.15). В ка честве растворителей для этой цели рекомендовались вода, ацетон и дихлорметан.

5.5.10. Метод «углеродного скелета»

В этом методе перед газо-жидкостной хроматографией ком поненты смеси подвергают каталитическому гидрированию на специальной предколонке, где водород выполняет функции восстанавливающего агента и одновременно газа-носителя, а платина или палладий на носителе служат катализаторами 25»

-I Cmapm Старт JL_ Время Время Рис 5.16. Капиллярная газо-жидкостная хроматография 1 мкл раствора смеси следовых 1 количеств арохлора 1248 (10 млн- ), полихлорнафталина D 1 (10 млн- ), альдрина (4,75 млн- ), диэльдрина1 (5 млн- ), гептахлора (5,25 млн-'),ДДТ (4,25 млн- ), и,и'-ДДЭ (4,75 млн" ) и л,ге'-ТДЭ (4,50 млн-') до каталитического гидрирования (Л) и после него (5). Пики после гидриро вания отвечают нафталину (/), бифенилу (2), дифенилэтану (3). (Воспроиз ведено с разрешения из работы [646]. © Elsevier Science Publishing Co., Amsterdam.) гидрирования. В результате гидрирования хроматограммы час то в существенной степени упрощаются, поскольку многие со единения, имеющие различные функциональные группы, но оди наковый углеродный скелет, превращаются в один и тот же углеводород [640—648]. В продаже имеется выпускаемая се рийно специальная аппаратура для анализа методом «углерод ного скелета». Этот метод оказался полезным в анализе ряда сложных смесей, например арохлора (рис. 5.16) [646].

К Эетектору Рис. 5. 17. Установка для каталитического гидрирования (дехлорирования) непосредственно в хроматографической колонке, в которой нагреватель систе мы ввода проб одновременно обогревает и зону реакции. (Воспроизведено с разрешения из работы [646]. © Elsevier Science Publishing Co., Amsterdam.) 1— система ввода проб;

2— стенка термостата хроматографа;

3— нагреватель системы ввода;

4 — стекловата;

5 — катализатор;

6 — насадка колонки.

Н, К детектору Рис. 5.18. Система ввода проб с двумя независимыми нагревателями для опре деления углеводородов (в частности, производных нафталина и бифенила) до и после каталитического гидрирования. (Воспроизведено с разрешения из ра боты [6461. © Elsevier Science Publishing Co., Amsterdam.) 1 — стенка термостата газо-жидкостного хроматографа;

2 — стекловата;

3— насадка колонки;

4— система ввода проб;

5 — катализатор;

6 — нагреватель системы ввода проб.

218 5. Методы разделения и концентрирования В работе по исследованию ВаоЭ пробы арохлора использовалось не сколько различных подходов [646]. В одном из них катали затор помещали в верхней ча сти хроматографической ко лонки в системе ввода проб (рис. 5.17). В другом подходе для анализа смесей хлориро ванных и дехлорированных со единений на одной и той же 10 см колонке применяли специально разработанную для этой цели двойную систему ввода, снаб женную двумя независимыми обогревателями (рис. 5.18).

Осуществление процесса ка талитического гидрирования непосредственно в хроматогра - фической колонке обусловли -н, вает необходимость примене ния водорода в качестве газа носителя. Если более эффекти вен другой газ-носитель или если водород не желателен из за его склонности к образова нию взрывоопасных смесей, то восстановительное дехлориро вание может осуществляться Рис. 519. Каталитический реактор и независимо от газо-жидкостной устройство для улавливания проб объемом около 50 мкл с целью их по- хроматографии в специальной следующего анализа методом капил- установке (рис. 5.19), где про лярной газо-жидкостной хроматогра дукты гидрирования улавлива фии. (Воспроизведено с разрешения ют и затем переносят в хрома из работы [646]. © Elsevier Science Publishing Co, Amsterdam.) тограф.


/ — обогревательный блок каталити ческого реактора;

2 — стекловата;

3 — 5.6. Зонная плавка нагревающий элемент обогревательно го блока;

4 — катализатор;

5—стек-В основе зонной плавки ле ловата;

6 — соединение на стеклянных жат свойства расплава веще шлифах;

7 — охлаждаемая ловушка;

ства, находящегося в контакте 8 — проба после каталитического гид рирования. с кристаллической фазой того же вещества при температуре его плавления. В этих условиях следовые количества примесей распределяются между жидкой и твердой фазами в соответст вии со специфическим коэффициентом распределения. В небла гоприятных случаях, когда последний равен единице, концент 5. Методы разделения и концентрирования рация следового компонента одинакова в обеих фазах. Если же коэффициент распределения существенно отличен от единицы, то несколько плавок и кристаллизации в специальной аппара туре для зонной плавки приводят к обогащению одной из фаз следовым компонентом и к очистке другой фазы (что часто яв ляется основной задачей зонной плавки). Метод зонной плавки выгодно отличается применением закрытой аппаратуры и от сутствием необходимости в добавлении каких бы то ни было реагентов, в результате чего сводится к минимуму опасность внесения загрязнений.

Разработаны устройства для зонной плавки микроколичеств веществ [649—651]. Метод успешно применялся для концент рирования следовых количеств хинонов и альдегидов из раз бавленных растворов;

таким путем удалось с 95%-ным выходом выделить из фенантрена антрацен при концентрации последне го 0,05 млн" 1 [652].

5.7. Осаждение и соосаждение В силу обычно довольно высокой растворимости органиче ских соединений методы осаждения и соосаждения применяют ся в органическом анализе довольно редко. Впрочем, иногда соосаждение является полезным альтернативным способом раз деления и в анализе следовых количеств органических веществ.

Так, нанограммовые количества аминов могут быть эффектив но соосаждены вместе с тетрафенилборатом креатинина из 100 мл раствора [653], а барбитураты соосаждаются с барби туратом ртути [654, 655].

5.8. Разделение с помощью мембран Принципиальной основой диализа является способность ве ществ проникать через мембраны в зависимости от их молеку лярной массы. Описана аппаратура для одностадийного и мно гостадийного диализа;

последний вариант основан на принципе противотока [656]. Диализ очень часто является основным методом разделения в автоанализаторе.

Примеры использования диализа в аналитической химии следовых количеств органических веществ немногочисленны, хотя потенциальные возможности метода позволяют применять его достаточно широко и в этой области. Так, с помощью мем бран из корма для скота были выделены микотоксины в кон центрациях порядка 3—4000 млрд~* [657]. Путем фермента тивного гидролиза образца тканей печени свиньи и одновре 220 5. Методы разделения и концентрирования менного диализа водно-метанольного раствора продуктов гид ролиза было установлено, что концентрация охратоксина А в этом образце составляет 1 мкг/кг [658]. Предлагалось также использовать диализ (наряду с жидкостной экстракцией и хро матографией) для выделения продуктов метаболизма и конъю гатов новых лекарственных препаратов и последующего уста новления строения метаболитов методом масс-спектрометрии [659].

Диализ представляет собой один из лучших методов отде ления связанных с белками веществ от низкомолекулярных соединений, как, например, в случае определения в крови ле карственных препаратов, имеющих тенденцию к связыванию белками. Несвязанные с белками соединения можно также выделять методами ультрафильтрации или гель-фильтрации.

Опубликована работа, посвященная сравнительному изучению эффективности этих методов на примере определения дизопи рамида в концентрации 300 нг/мл [660].

Подобные методы разделения различных состояний одного и того же вещества в настоящее время приобретают все боль шее значение, поскольку несвязанные соединения резко отли чаются от их конъюгатов биодоступностью, фармакологической и токсикологической активностями. Очевидно, возникнет необ ходимость в отделении несвязанных веществ от конъюгатов и на уровне следовых количеств.

Свойства ионообменных смол и полупроницаемых мембран сочетаются в ионообменных мембранах. Ионообменные мем браны позволяют отделять катионы от анионов или заряжен ные частицы от незаряженных молекул. Ионообменные мембра ны значительно толще диализационных, поэтому скорость диф фузии через них невысока и достигает значительных величин только в случае ионов небольшого размера. Такого типа мем браны имеют определенные преимущества в процессах обессо ливания растворов. Под действием постоянного тока скорость диффузии ионов через мембрану значительно возрастает. Ионо обменные мембраны выгодно отличаются от ионообменных смол значительно меньшей поверхностью и, следовательно, меньшей склонностью к адсорбции неэлектролитов. Ионообмен ные мембраны оказались полезными при удалении неорганиче ских ионов из воды плавательного бассейна, после чего удалось определить содержание мочевины (в концентрации несколько млн-1) методом инфракрасной спектроскопии отражения [661].

Тот же принцип использовался для обессоливания морской воды и последующего определения моносахаридов в количестве нескольких пикограммов [662].

В методе «испарения через мембрану» водный раствор от деляют мембраной от вакуумированного пространства. Некото 5. Методы разделения и концентрирования 22t рые летучие органические соединения диффундируют через мембрану в это пространство, непосредственно соединенное с ионным источником масс-спектрометра [663].

5.9. Диазолиз Диазолизом называется комбинированный метод, сочетаю щий принципы жидкостной экстракции и диализа. В этом ме тоде две несмешивающиеся жидкие фазы разделяют мембра ной, проницаемой только для одного из находящихся в растворе веществ [664]. Для диазолиза рекомендовалось применять си ликоновые мембраны [665], набухающие при обработке соот ветствующими органическими растворителями и в таком виде непроницаемые для соединений с большой молекулярной мас сой. Если применяющийся для набухания растворитель неполя рен, то мембрана становится непроницаемой и для любых по лярных веществ, нерастворимых в этом растворителе. Диазолиз полезен в тех случаях, когда жидкостная экстракция встряхи ванием приводит к образованию устойчивых эмульсий. При диа золизе нет необходимости во встряхивании;

обычно экстраги рующий растворитель медленно прокачивают через трубку,, изготовленную из силиконовой резины и погруженную во вто рую жидкую фазу. Несмотря на большую толщину (0,5 мм), стенки этой трубки являются эффективной мембраной. Таким' путем из 1 л воды несколькими миллилитрами толуола было выделено 50 нг ДДТ с выходом 85%. Диазолиз применялся, также для выделения других пестицидов из суспензии шпина та, к которой были добавлены соединения, меченные радио активными изотопами.

5.10 Метод адсорбции на пузырьках газа и метод «отделения под слоем растворителя»

Под методами адсорбции на пузырьках газа (в англоязыч ной литературе иногда называемые adsubble methods — аббре виатура выражения adsorptive bubble methods) подразумева ются различные приемы отделения растворенных или суспен дированных веществ посредством их адсорбции или механиче ского захвата поверхностью пузырьков газа, поднимающихся через слой жидкой фазы, которая содержит подлежащие разде лению компоненты [666].

В анализе следовых количеств поверхностно-активных ве ществ применяется один из вариантов этого метода, называе мый методом «отделения под слоем растворителя» (solvent sublation) и заключающийся в пропускании тока воздуха че 222 5. Методы разделения и концентрирования Эгтшлацетат' Проба воды -" Стеклянная пористая пластинка GI iPuc. 5.20. Прибор для выделения веществ методом «отделения под слоем рас творителя». (Воспроизведено из работы: Tenside-Detergents, 8 (1971), р. 61, Hanser Publishers, Munich.) рез двухфазную систему этилацетат — вода [667]. При этом по верхностно-активные вещества концентрируются на границе раздела фаз и могут быть отделены вместе с органической фа зой (рис. 5.20). Выделенные таким путем детергенты могут •быть затем идентифицированы методами тонкослойной хрома тографии и инфракрасной микроспектроскопии в концентрациях до 0,2 млрд" [668]. В литературе описаны и другие примеры применения подобных экспериментальных приемов [669— •671].

5.11 Электрофорез При электрофоретических способах разделения заряженные частицы или молекулы разделяют о электрическом поле бла годаря различиям в их подвижностях. Электрофорез оказался •очень полезным при разделении ионизированных макромолекул и даже интактных клеток.

Изотахофорез представляет собой такой вариант электрофо реза, при котором компоненты смеси разделяют в соответствии с различиями в их результирующей подвижности. При колоноч яом изотахофорезе в качестве носителя обычно применяют 5. Методы разделения и концентрирования 22$ полиакриламидный гель. К анализируемой пробе добавляют ионы-маркеры, смесь растворяют в замыкающем электролите, а колонку с полиакриламидным гелем заполняют ведущим электролитом. При последующем приложении электрического* поля происходит разделение компонентов смеси посредством их миграции между замыкаю щим и ведущим электролита ми. По окончании процесса разделения образовавшиеся от дельные зоны компонентов сме си и ионов-маркеров переме щаются с одинаковой скоро стью в камеру для элюирова ния, где они и детектируются.

Для изотахофореза характерен л э концентрирующий эффект и, * мин к а к с л е д с т в и е в ы с о к а я р а з р е - Рис 52] ИЗОтахофоретиче.

Пример шающая способность. В про- ского разделения кислот цитратного Цессе разделения ПРОИСХОДИТ цикла. Содержание каждой из кислот формирование резких границ составляет 2—4 нмоль. Изображена чпн нтп ППРЛПТППЯТПЯРТ ИУ зависимость интенсивности сигнала А зон^ что Предотвращает их о т в р е м е н и (Воспроизведено с раз диффузионное размывание решения из работы [678]. © Vogel [672—677] (рис. 5.21). Verlag, Wflrzburg.) До настоящего времени опи- 1 — хлорид;

2 — оксальацетат;

3 — сано лишь несколько случаев ацетоксалат;

4 — фумарат;

5 —кето применения электрофореза в ^^-i^^'w-^^^ анализе следовых количеств // — ацетат (замыкающий электро органических веществ. Так, из лит).

5 мкл фильтрата сыворотки были выделены аспарагиновая кислота, аспарагин, глутамино вая кислота и глутамин [679];

с помощью электрофореза опре делены также вальпроевая кислота (в количестве 50 нг) [680], ЭДТА (с пределом обнаружения 10 млн~') [681] и гистамин (в концентрации 50 млн" ) [682]. Изотахофорез применялся для отделения параквата и диквата от других компонентов растительных экстрактов перед их определением масс-спектро метрическим методом [683].

5.12 Плазменный электрофорез (электрофорез в газовой фазе) Плазменный электрофорез, или электрофорез в газовой фа зе [684], был впервые описан в 1970 г. [685]. Основой метода является взаимодействие между определяемым соединением и ионом-реагентом, например (Н2О)2Н+ или (Н 2 О) 2 О~, генерге 224 5. Методы разделения и концентрирования руемым в газовой фазе при атмосферном давлении путем пря мой ионизации газа-реагента (в данном случае Н2О) р-излуче нием, источником которого является 6 3 Ni. Образующиеся ион молекулярные комплексы мигрируют в систему разделения, имеющую два пластинчатых электрода, к которым приложено постоянное напряжение. Подвижность ион-молекулярных ком плексов в электрическом поле определяется несколькими фак торами. Так, время миграции возрастает с увеличением массы ионов [686, 687], но в то же время зависит от их размера и формы [688, 689]. Далее ион-молекулярные комплексы опреде ляют спектральным детектором, регистрирующим так называе мую плазмограмму. В продаже имеется специальное оборудо вание для плазменного электрофореза [690]. Предлагалось со четать плазменный электрофорез с газо-жидкостной хромато графией. Метод плазменного электрофореза был применен для определения органических веществ, выделяемых эпоксидными смолами [691].

5.13. Контроль эффективности операций разделения радиохимическими методами Соединения, меченные радиоактивными изотопами, незаме нимы при контроле эффективности операций разделения. Спе цифическая удельная активность соединений, меченных 1 4 С, по зволяет определять их в количестве нескольких нанограммов, причем изучение поведения меченых соединений как на стадиях разделения, так и при выполнении других аналитических опе раций не представляет затруднений.

Любое продажное меченое соединение перед употреблением необходимо проверять, поскольку во время хранения может -происходить его разложение за счет радиолиза или по каким то другим причинам. Отсутствие такой проверки и соответствую щей критической оценки результатов анализа может привести к неправильной их интерпретации. Наилучшим методом про верки степени чистоты меченых соединений является тонкослой ная хроматография смеси меченого соединения с аутентичным лемеченным веществом;

при этом вся радиоактивность должна •быть сосредоточена в пятне аутентичного вещества.

Для определения потерь изучаемых веществ в ходе выпол нения операций разделения чрезвычайно полезен метод изотоп ного разбавления, при котором к анализируемой смеси добав ляют небольшое количество (несколько нанограммов) аналога определяемого соединения, меченного радиоактивным изотопом.

Затем, как обычно,, выполняют операцию разделения. Посколь ку меченое соединение по своему поведению не отличается от.немеченого определяемого вещества, то выход последнего мо 5. Методы разделения и концентрирования жет быть определен путем сравнения степени радиоактивности до и после разделения, что позволяет легко внести соответствую щие поправки на потери в ходе разделения Необходимо, чтобы меченое соединение гомогенно распределялось в образце сразу после его введения, что в случае многофазных систем, напри мер образцов почвы или биологических тканей, может быть связано с известными трудностями. В таких случаях однород ность распределения меченого соединения становится фактором, определяющим успех всей контрольной операции.

Метод изотопного разбавления требует выполнения двух заключительных измерений 1) определения радиоактивности, что позволяет оценить выход определяемого соединения, 2) определения массы выделенной смеси меченого и немеченого соединений.

Второе измерение не всегда может быть выполнено с доста точной точностью В таких случаях можно попытаться приме нить метод двойной метки, (который успешно используется в анализе стероидов (и в анализе целого ряда других веществ).

Для этой цели пробу сыворотки ацетилируют уксусным ангид ридом, меченным 1 4 С. Понятно, что в этих условиях ацетилиро ванию подвергаются не только стероиды, но и многие другие содержащиеся в сыворотке соединения Последние необходимо отделить от стероидов, в ходе выполнения этой операции воз можны потери, для оценки которых к смеси добавляют аце тильное производное стероида, меченное тритием. По заверше нии разделения измеряют удельную активность образца, об условленную наличием 3 Н и 1 4 С;

определенное таким образом содержание трития позволяет найти выход изучаемого стерои да, а содержание 1 4 С — его количество. Такой прием обеспечи вает очень высокую чувствительность определения.

5.14. Обработка проб с целью изменения их поведения в процессах разделения 5.14.1. Общие положения Для изменения поведения отдельных компонентов проб в процессах разделения рекомендовались различные способы хи мической модификации. Можно, например, изменить летучесть определяемого соединения;

обычно стремятся повысить его ле тучесть, что способствует улучшению разрешающей способ ности в газо-жидкостной хроматографии. Можно изменить ра створимость вещества, что скажется на его поведении при жид костной экстракции и в адсорбционных процессах.

В общем случае изменение физико-химических свойств дан ного определяемого соединения базируется на изменении I) его 15- 226 5 Методы разделения и концентрирования полярности;

2) ионной природы (или на превращении ионных соединений в неионные);

3) молекулярной массы и размеров молекул;

4) формы молекул.

Изменение молекулярной массы, размеров и формы моле кул связано с рядом трудностей. В принципе эти задачи ре шаются или путем фрагментации исходного соединения (что связано с потерей его индивидуальных характеристик), или путем присоединения к нему тех или иных группировок, при водящих к образованию больших молекул. Однако если к мо лекулам всех определяемых веществ будет присоединена одна и та же группировка, то относительная разница в их молекуляр ных массах уменьшится, что приведет к сближению их хрома тографических характеристик и, следовательно, только затруд нит разделение. С другой стороны, увеличение размеров моле кул может сопровождаться изменением растворимости или по движности веществ, что создаст условия для иного подхода к разделению смеси на группы веществ.

В большинстве случаев в химических модификациях изме няют полярность или ионную природу веществ. Если молекулы вещества имеют ионизированные группы, то изменение ионной природы достигается простым повышением или понижением рН. Этот принцип давно и успешно используется в очень эф фективных схемах разделения методами жидкостной экстрак ции, ионообменной хроматографии и т. д.

Изменить полярность вещества труднее. Для этой цели в большинстве случаев маскируют полярные группы определяе мых соединений путем их превращения в менее полярные про изводные. Приблизительно в 16% всех опубликованных в 1975—1980 гг. работ по аналитической химии следовых коли честв органических веществ сообщалось о получении таких производных;

этот факт свидетельствует о важности химических модификаций подобного типа. Целью 10% упомянутых работ было повышение летучести следовых компонентов, с тем чтобы их можно было изучать методом газо-жидкостной хроматогра фии. В других случаях производные получали для введения хромофорных групп (особенно групп, поглощающих в ультра фиолетовой области) или электрофорных группировок для по следующего определения электрохимическими методами Методы получения производных и соответствующие реаген ты рассмотрены в ряде учебных пособий [692—697].

5.14.2. Методы получения производных в ходе разделения смесей и независимо от процесса разделения В принципе химическая модификация определяемого соеди нения может осуществляться на различных стадиях аналитиче ской схемы:

5. Методы разделения и концентрирования 1) до выделения следового компонента;

в этом случае пробу можно модифицировать или в проточном реакторе (являю щемся, например, частью хроматографической системы на одной из первых стадий анализа), или в отдельной стадии независимо от процесса хроматографирования;

2) в процессе выделения следового компонента, например, не посредственно на хроматографической колонке (см. разд.

5.5.7);

3) после выделения следового компонента;

здесь опять-таки модификация может осуществляться как в проточном реак торе, включенном в схему хроматографа, так и после хрома тографирования в каждой из фракций отдельно.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.