Cтраница 4
В этой главе мы обсудим современные процедуры, цель которых - реальная оптимизация селективности. Ясно, что для оптимизации селективности в газовой хроматографии вовсе не требуется знания параметров, существенных, например, для ион-парной хроматографии. Более того, существуют оптимизационные процедуры, для которых не нужны никакие знания об оптимизируемых параметрах или знания о том, как они влияют на хро-матографическую селективность. Однако хроматографист должен четко представлять себе, какой параметр и с какой целью он оптимизирует, а также где находятся разумные верхняя и нижняя границы значений этого параметра. В принципе и это требование можно обойти, создав базу знаний ( экспертную систему) в хроматографическом приборе ( см. разд. Хотя в этой области и наблюдается некоторая активность, однако трудно себе представить, чтобы достаточно скоро определенное понимание хроматографии могло оказаться излишним для тех, кто вовлечен в разработку новых хроматографических методов. [46]
Истинный механизм процесса продолжает оставаться предметом спора. Некоторые исследователи считают, что противоион сильно адсорбируется на органической фазе, причем увеличение удерживания обусловлено в большей степени последовательным удерживанием заряженных ионов образца по ионообменному механизму, нежели удерживанием ионной пары. Экспериментальные исследования [113] свидетельствуют о том, что небольшие по размерам противоионы не адсорбируются; в таком случае уравнение ( 63) применимо. Однако для значительно более крупных противоионов ( ионы детергента в хроматографии поверхностно-активных веществ) удерживание происходит, и протекающий процесс, по существу, сходен с ионообменной хроматографией. Теоретическая дискуссия по вопросу механизма ион-парной хроматографии вылилась в пустословие, самое крупное в истории хроматографии за последнее время. [47]
Менее полярные соединения - ароматические углеводороды и многие производные с одной функциональной группой - настолько слабо удерживаются на силикагеле с привитыми цианогруппами, что добиться удовлетворительного разделения весьма сложно или даже невозможно. Однако для разделения высокополярных соединений ( при их анализе на силикагеле или оксиде алюминия возникают трудности) должны быть пригодны менее сильные адсорбенты. Эти модифицированные гидрофильными группами слои смачиваются любыми растворителями в любых соотношениях, включая воду. NHi-SiOz может действовать как слабоосновный ионообменник. Силикагель с привитыми цианогруппами используется для анализа кислотных соединений в ион-парной хроматографии. [48]
К числу наиболее важных в практическом отношении приложений динамического модифицирования относится ион-парная хроматография. Особое значение этого метода определяется осложнениями, которыми зачастую сопровождается хроматография ионогенных соединений. Так, даже самые современные ионообменные колонки по эффективности существенно уступают колонкам, заполненным силикагелем и алкилсиликагелями. С другой стороны, ионогенные соединения в режиме обращенно-фа-зовой хроматографии обычно дают асимметрические пики. К тому же наиболее гидрофильные органические кислоты и основания вообще слабо удерживаются неполярными сорбентами. Ион-парная хроматография во многих случаях совмещает в себе достоинства обращенно-фазовой и ионообменной хроматографии. [49]
ТСХ-пластины для распределительной ТСХ с химически связанными фазами имеют преимущества перед импрегнирован-ными: не требуется насыщения элюента неподвижной фазой, разделяемые вещества не загрязняются неподвижной фазой, характеризуются более воспроизводимыми величинами Rf, меньше влияют на результаты остаточные силанольные группы. Пластины для ТСХ с диольной химически связанной фазой по хроматографи-ческим свойствам близки к пластинам с немодифицированным силикагелем. Элюенты для ТСХ на диольных и обычных силикагелевых пластинах близки по составу. Пластины для ТСХ с нитриль-ными группами в зависимости от используемых элюентов могут быть применены как для прямофазной, так и для обращенно-фазовой с разным порядком элюирования разделяемых соединений. Эти сорбенты могут также применяться для ион-парной хроматографии. ТСХ-пластины с аминогруппами являются слабоосновным ионообменником. [50]
По практическим соображениям большинство разделений в ТСХ проводят на силикагеле. Использование силикагеля позволяет анализировать большие пробы. Пластины силикагеля выпускаются в широком ассортименте. В публикациях чаще всего ссылаются на использование силикагеля. Силикагель является слабо кислым ( рН5), а оксид алюминия - основным ( рН12), поэтому силикагель обычно более надежен в ЖАХ. Обычно при разделении на оксиде алюминия чувствительных к щелочной среде соединений ( такая ситуация встречается сравнительно часто) возникают определенные трудности. Напротив, на силикагеле реакции, катализируемые кислотой, протекают весьма редко. На силикагеле из-за его кислотности нельзя разделять катионные соединения или вещества, содержащие основные группы; в этих случаях прибегают к ион-парной хроматографии. [51]
Ионизированные группы в составе хроматографируемого вещества, например на поверхности белка, хорошо гидратируются, что препятствует гидрофобному взаимодействию с сорбентом. Ионизацию стараются подавить соответствующим выбором рГ1 элюента. Однако следует помнить, что сам силикагель устойчив только в интервале рН 2 - 7 5; при щелочных значениях рН он постепенно растворяется водой. Поэтому при наличии в веществе кислых ионоген-ных групп в состав элюента вводят нейтрализующие их контрионы. Нередко в качестве таковых выбирают относительно крупные малоподвижные заряженные группы. В процессе хроматографии они остаются в непосредственной близости к ионогеиным группам вещества, образуя с ними ионные пары. Выбор химической природы тяжелых контрионов позволяет управлять силой гидрофобного взаимодействия вещества с сорбентом. Если контрионы несут в своей структуре гидрофобные функции, то они могут усиливать это взаимодействие, если же контрионы гидрофильны, то с их помощью гидрофобное взаимодействие вещества с сорбентом можно контролируемым ( иногда избирательным) образом ослабить. Хроматографию, использующую этот прием, называют иногда ион-парной гидрофобной хроматографией, а чаще - просто ион-парной хроматографией. Хотя в последнем наименовании гидрофобность выпала, следует помнить, что оно обозначает лишь определенную модификацию основного процесса обратнофазовой гидрофобной хроматографии. [52]