Способ изготовления поликапиллярной хроматографической колонки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХРЕСПУБЛИК(5)5 6 01 Й 30/02 ГОСУДАРСТВЕН.(ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Авторское свидетельство СССРМ 787983, кл. 6 01 й 31/08, 1978,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИКАПИЛЛЯРНОЙ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙКОЛОНКИ(57) Изобретение относится к хроматограИзобретение относится к хроматографии, а именно к способам изготовления хроматографических колонок, и может быть использовано для изготовления высококоэффективных хроматографических колонок для газовой и для жидкостной хроматографии.Цель изобретения - повышение однородности проходных сечений каналов колонки.На фиг. 1 изображен фрагмент торца пучка многогранных трубок, иллюстрирующий их типовую укладку; на фиг, 2 - схема изготовления многогранной трубки: а - сборка пучка стержней, подготовленная для размягчения и перетягивания с отсосом воздуха со стороны невытягиваемого конца пучка; б - заготовка. - многогранная трубка, заполненная внутри технологическимвеществом и вытравленным нэ месте пазов; на фии. в частности к изготовлению поликапиллярных хроматографических колонок, Целью изобретения является повышение однородности проходных сечений каналов колонки, Поликапиллярную колонку изготовляют путем укладывания трубок в пучок, их нагрева и вытягивания. При этом трубки заполняют технологическим веществом, пластичным при температуре размягчения трубок. Укладку проводят так, чтобы образовалась гексагональная структура в сечении, При вытягивании отсасывают воздух со стороны невытягиваемого вещества из трубок На одной из граней трубок выполняют паз, сопряженный с пазом на другой трубке. Сечение трубок может быть многогранным(например, шестиугольным), 7 з,п,ф-лы, 5 ил,фиг. 3 - схема перетяжки пучка многогранных трубок в поликапиллярную колонку и перетяжки технологических и основных стержней в многогранную трубку, заполненную технологическим веществом; на фиг. 4 - фрагмент торца поликапиллярной трубки. в которой все каналы группами (в каждом ряду) последовательно соединены между собой щелями; на фиг. 5 - а - хроматограмма, полученная на колонке, в которой все каналы работают отдельно, т.е. не соединены между собой щелями; б - хроматограмма, полученная на колонке, в которой каналы соединены между собой щелями попарно; в - хроматограмма, в которой каналы каждого ряда соединены между собой щелями.На фиг. 1 - 4 приняты следующие обозначения: 1 - многогранные стержни, употребляемые для формирования оболочки; 2 - технологическое вещество. 3 - продольныещели, Образо)эН 1.; л сз/1 ь;е с 1 е.НИя ПаЗОВ На ГраняХ СОСЕдц:ГХ лнц ОГрацц,с трубок; 4 - многогрэнныо ср5 - крс)с ШтЕйНЫ-ЛОжЕМЕЦтЫ, ЦСЦОс ЗУЕМып ДЛЛ сборк 11 пусскэ; 8 - о) епжци 1;с с.с) ",ссго сэ тврИЭЛЭ; 7 - С ЕрОИ сэ с;.Х 1;О )Г 11;С, ОГО МаТЕрИЭЛЭ; 8 - ЕГ)ВЯН 1)й ц)З 11 :,11 ццсЬ механизм для подачи цу:к,) .,;э)цссс; цро- СтрЭНСТВО Г 1 ЕЧИ; 9 - ц.,) . Гс)Но; с 1,ц .С 1 НЕй, 10 - ГнтяжцОИ лсСС 1 Н.СЗМ, 1поликэциллярнэя загг Госс;, ил11 Г сгрэцная трубка, 12 - терссог 1 ечь для размягчения пучка; 13 - приводнэ му,тз .,1 .т; 14 оболочка колонки; с 5 - э 1,: лс с ссолсзцссПоликапиллярной с;слонс) Голсот Г;ссг ПРИДаНа ЦРаКТИЧЕСКИ 1)ба; сС); Э и ВИДЕ шестигоэсНика фи,-, 4) лсч;, 1. д; .)эдр та, ТРЕУГОЛЬНИК."1 ГОРЭ 1)г.ОГР: 11,1 ЛИ ОД- нослойной лент."Нглос 1) 1 г цДля сборки с;с полл.эци слл) .Го пу: -ка, так и г 1 Учкэ стсспейс дцл НЗГс)сЗЭЛС.НсМногогр Э Н НОСТЗуб Хц Г)Е КС 1 Г=цдсуОТС, ИОпользовать еднсыс ) нифици;,;оцэн, ыскронштейны-ложементы, Гэс)нослеро рэспределяемые вдоль пучка и сьНцлнс 1,ны сВОЗМОжНОСтЫО СЬЕМЭ ЦО . ЕРЕ ГсЛГИЦЭ 1 ИЯ.На фиг 3 изобрэкена с.е лэ, сслл ос 1;)1 сзу,", -щая функциональцу э р, л"с)осей,1:ложементов 5, По меГ. сОГ 1жаровое пространство с .; .Ггцс, епоследовэтелыосцимэгсц 1,."; гс,обеспечивается восгролассоо",:пучка и сохранение форс:нии,П р И М Е 1) 1. с СОО) 1)С 1 С. ,1 ц, О цсс;., ГЭЕМЫМ СПОСОбОМ В КрОНШО Н С; Лс:,:1 тах 5 в шестигранный цусофг 2 .1 уложено с образованием регулл оно)ссэ гональной стру; уры 2000 сте, лясньх ц 1; - линдрических стержней,линой 1 м диаметром 0,8 мм иэ тех, ологиче-.сог;, (стекло Х) и основного сто. ю С);лс териалов, Уклад,а прослзвгд=;э;э,. чго сердцевину образуют стержн 1 7.з тг)хне 1 сгического материала, а .о церис 1 сГ);и уложено нэ двух верхних и цротинополо.сных двух ниясних гранях три слоя ст-,рясной ". из основного материала, э цэ бс,с)1"-1; двух ПрОтИВОПОЛОжНЫХ Грацял ПО Одссц Су СЛГЛО стержней 6 из основного 1 лэ)ериэлэ, Кроме того, нэ этих грэсях (Гс )лсстэх Гудуших г;азов) десять сторкцей из оновцого млгериаЛа ЗаМЕНЕНЬ; НЭ Двгятн Ц, КЭ.,11 У 1 Г Ран) стержней 7 из техноло лсесОго .)эте)лзлэ, Затем пучок, собранный 1 скопленный в кронштейнэх-ложементлх гэ. Г)ы) герметиНО ВСтаВЛЕН В МУфтУ-З" Х 1)эт " цПс)МОЬс) МЕХаНИЗМЭ 8 цОдЭЧ:1 )ЛСЛЛО со )1,1).сассС 11 р,скэс,эс)ое пространство термопечи 12. Вытя, нвшие производилось с помощью вцтяжсого механизма 10, По мере погружения вэровое прост)анство термопечи 12 крон шейны-ложеме 1 ты 5 снимались. Во время;ссо црсцессэ вытясивания через муфтусахс;эт 13 с помощью форвакуумного насоса гГоюводипся отсос воздуха из межстерж; вых цоомежутков пуска, Полученные за готовки шестигранных трубок с поперечным;чзмеро 1 мм нарезались на метровые отрезки, после чего технологическое вещество Э 1 лЕСтаХ Паэое РаСтВОРЯЛОСЬ ПУТЕМ КРатКО,;ременного (5 мин) погружения отрезков в сэцну с 0.2 нормальным раствором соляной,лспо) ы Г 1 ри 40" С, Контроль за процессом )эствореция производился визуально, В реул,тате оыли получены многогранные трубки. зэполнанные технологическим вес ."естсо двумя пазали на противополож)снях (флг 2 б), Аналогичным образомьыи изго 1 овлены и шестигранные стержни1 для образования оболочки 14 колонки, Для . Гно -экое же количсство стержней из ос- "5 н счого мэтериэлэ ссгекло С - 87) было улокецо в те же,сроншсейны-ложементы 5 и пеГ)с)яьс с отсосом в шестигранные стер.;и с, ке размеров, что и трубки, Трубкиысыси рядэ 1 ли (фиг, 1) были уложе;г; н; игранный поликапиллярный пучок:сГ., гсэзы соседних трубок в ряду со,)сс)с;с,1, друг с другом, образуя сквозные;)огн 1 е щели 3, По периферии всего, с;.Э у, .дЫСЭОСЬ дВЭ СЛОЯ ШЕСтИГраННЫХ ,1 с)эс;ссй 1 из основного материала, не;Гходи",1 с:,с для образования оболочки 14.,.сГГ 11 сци таким образом пучок закрепо -,я и муфте-зэхват 13 и с выключеннымтгосом церегягивался в исходную полика:,с 11 ляр 1;уо зэготовку с размером по двойсой эпофеме, равным 2,2 мм, Заготовкиврезались длиной 1 м и из каналов (сквозьо,)рэзовэнные щели) удалялось технологискоо вещество путем прокачивания поддо элен ем 0,2 нормального раствора в тече ъ. 80 мин при 40 С. В итоге была изготов; ,з цоликапиллярная колонка длиной 1 м и 1 )трснним диэмегром каналов, равным5 мкм, в которой все каналы каждого ряда 50 опрягэлись мскду собой щелями ширинойб мкм (фиг 4), В колонку нанесена фаза 0-101 и разделена смесь нормальных углеводородов С:-Сц, Температура разделения 100 С, гэз-носигель - аргон, скорость газа цосигсля - 45 см /мин., детектор - пламенно-ионизационный, Время ввода пробы, равно 3 мс. Запись хроматограммы производилэсь в память ЦВМ, а затем воспроизводилэсь на графопостроителе, На фиг. 5 в о родГ,т валена полученная хроматограмма.Эффективность колонки составила и РОООО теоретических тарелок.П р и м е р 2, Аналогично колонке в примере 1 была изготовлена колонка, я которой каналы сопрягались между собои .целями попарно, Для этого паз нэ шестигранной трубке выполнялся тех же размеров, но только на одной из граней, Трубки в поликапиллярном пучке собирались попарно, т,е. пазами друг к другу, Хроматограмма, полученная на зтои колонке, представлена на фиг. 5 б, В отличие от параметров разделения первого примера время ввода пробы здесь составляло 7 мс, а скорость газа-носителя 120 см /мин. Эфзфективность колонки составила и .= 4000 теоретических тарелок,На фиг, 5 а дпя сравнения представлена хроматограмма, полученная на колонке тех же геометрических размеров и при тех же условиях, что и в примере 2, но в которой все канала изолированы. Эффективность такой колонки составляе всего п = 200 теоретических тарелок.Хроматографические свойства изготовленных колонок не имеют аналогов в традиционной хроматографии. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения 1. Способ изготовления поликапиллярной хроматографической колонки, включающий укладку трубок в пучок, герметизацию каналов, размягчение и вытягивание, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения однородности проходных сечений каналов колонки, герметизацию проводят путем плотного заполнения Каналов трубок на всю длину пластичным при температуре размягчения технологическим веществом, впоследствие удаляемым, отличающимся от материала трубок своими физико-химическими свойствами, укладку трубок производят плотными параллельными рядами с образованием регулярной преимущественно гексагональной структуры укладки трубок в пучке, при вытягивании отсасывают воздух со стороны невытягиваемого конца пучка, после чего технологическое вещество удаляют из каналов, используя отличия его физико-химических свойств от материала трубок.2. Способ пои. 1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности колонки, перед сборкой пучка по крайней мере на одной иэ граней трубок выполняют сквозной с возможностью заполнения технологическим веществом продольный паэ, а сборку трубок в пучок осуществляют так, чтобы пазы на контакти-;.рующих гранях соседних грубок сопрягались между собой, образуя продольнующель между каналами трубок, затем послеразмягчения и вытягивания технологическийматериал удаляют, используя отличия его физико-химических свойств от основного.3. Способ по и. 2, о т и и ч а ю щ и й с ятем, что все пазы на гранях трубок заполняют перед сборкой технологическим веществом, а при вытягивании отсасывают воздухсо стороны, противоположной вытягиваемому концу пучка.А, Способ по п. 2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что по крайней мере один паз в группесопрягаемых между собой щелями каналовтехнологически веществом не заполняют, апосле размягчения и вытягивания пучка тех.нологический материал удаляют иэ щелей иканалов колонки через образованные сквозные отверстия.5. Способ по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пучок собирают преимущественно из многогранных трубок с поперечным сечением в виде правильногошестиугольника, или правильного треугольника, или ромба с острым углом 60 О, илипрямоугольника,6. Способ по пп. 1-5, от л и ч а ю щи йс я тем, что для повышения прочности колонки по периметру пучка добавляют иокрайней мере один ряд многогранных стержней из того же материала и преимущест.венно той же формы и размеров. что итрубки,7, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что многогранные трубки изготавливают путем укладки в пучок одинаковых поисполнению стержней из технологическогои основного материалов. при этом по периферии пучка укладывают стержни из основного материала, образующего впоследствиестенки трубки и каналы, а в сердцевину и наместе продольных сквозных пазов укладывают стержни из технологического материала, затем пучок размягчают и вытягивают,а технологический материал из пазов принеобходимости удаляют, например, растворением в кислоте.8. Способ по п. 7, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что для изготовления многогранныхтрубок стержни из основного и технического материалов выполняют преимущественно в виде цилиндров, а при вытягиваниипроизводят отсос воздуха из промежутковмежду цилиндрическими стержнями со стороны, противоположной вытягиваемомуконцу пучка, 16351281635128 010 12 16 010 12 16 8 12 16 20 2 28 32 36 40 Фемя,с Составитель Ю. СултановичТехред М.Моргентал Корректор М.Демчик Редактор А.Ревин Производственно-издэтельскиИ комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 754 Тираж 394 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открнтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рэушскэя нэб., 4/5