Разделение веществ методом адсорбционной жидкостной хроматографии осуществляется в результате их взаимодействия с адсорбентами, имеющими на поверхности активные центры. Достигаемое разделение зон компонентов зависит от взаимодействия как с адсорбентом, так и растворителем.
В ЖАХ удерживание определяется специфическими (диполь-дипольные, ион-дипольные, водородные связи, образование комплексов с переносом заряда и т.д., вплоть до хемосорбции) и/или неспецифическими взаимодействиями как на поверхности сорбента, так и в объеме подвижной фазы. В отличие от газовой хроматографии, в жидкостной можно создать такие условия, когда адсорбент не будет влиять на разделение, т.е. возможно групповое разделение (без разделения индивидуальных гомологов).
Молекулы подвижной фазы конкурируют с молекулами определяемого вещества за поверхность адсорбента.
Достигаемое разделение зон компонентов зависит от взаимодействия как с адсорбентом, так и с подвижной фазой. В основе сорбции – взаимодействие между активными центрами сорбента и полярными группами аналита. К таким взаимодействиям относятся: диполь-дипольные, ион-дипольные, иногда – хемосорбция.
Изотермы адсорбции аналитов могут иметь линейную (хроматографический пик соединения симметричен, а параметры удерживания не зависят от размера пробы), выпуклую (асимметрия пика и размытый задний фронт) или вогнутую (асимметрия пика и размытый «старт») формы.
Рис2
Адсорбенты.
Требования к адсорбентам в ВЭЖХ
Эти требования отличаются от ГХ. В ВЭЖХ элюент всегда адсорбируется, поэтому требования к однородности поверхности адсорбента снижаются по сравнению с газо-адсорбционной хроматографией. Массообмен в жидкости происходит медленнее, чем в газовой фазе, поэтому мало пригодны тонкопористые адсорбенты: замедленный массообмен; из-за использования высоких давлений адсорбент должен обладать повышенной механической прочностью, а форма зерен по возможности должна быть сферической.
Для жидкостной адсорбционной хроматографии важна общая поверхность адсорбента в колонке.
Более 50 фирм производят около 200 различных адсорбентов.
Наиболее распространенный адсорбент – силикагель, что обусловлено более широким выбором силикагелей по пористости, поверхности и диаметру пор. Удельная поверхность ~ 300 м2/г. средний диаметр пор 10 нм; удельный объем пор 1 мл/Г. Силанольные группы силикагеля действуют как доноры водородов. Адсорбционная активность силикагелей заметно зависит от его термической обработки (300 – 9000 С), снижающей концентрацию поверхностных гидроксильных групп.
Силикагель, не имеющий на поверхности адсорбированной воды, является эффективным осушителем и отнимает воду от растворителя, меняя свою активность.
Удерживание в адсорбционной хроматографии на силикагеле определяется характером функциональных групп аналитов и степенью пространственной затрудненности при их сближении с активными центрами адсорбента. Разделение же гомологов бывает удовлетворительным лишь для первых членов ряда.
Следующий по распространенности – оксид алюминия.
Полярные группы, обусловливающие адсорбцию и находящиеся на поверхности силикагеля и оксида алюминия, по свойствам близки. При этом есть и характерные для каждого из этих сорбентов особенности: оксид алюминия обеспечивает большую избирательность при разделении полициклических ароматических углеводородов, обладает высокой каталитической активностью.
Различают объемно-пористые и поверхностно-пористые сорбенты.
Адсорбент покрыт тонким (1-2 мкм) адсорбирующим слоем. Пелликулярные, или поверхностно-пористые сорбенты (стеклянные шарики, диаметром 50 – 100 мкм). Эти слои могут быть также сформированы путем прилипания к поверхности непористых стеклянных сфер размером 1-2 мкм или травлением поверхности стекла подходящими кислыми или щелочными агентами.
Однако эти адсорбенты обладают очень незначительной адсорбционной емкостью (поскольку в колонке работает лишь 2-10% от полного объема слоя адсорбента), что влечет за собой повышенные требования к чувствительности детектирующей системы.
Более распространены объемно-пористые сорбенты (сами частицы имеют малые размеры: 10,5 и даже 3 мкм и сферическую форму).