Исследования М. С. Цвета проведенные в 1903 году привели к появлению одного из важнейших химических методов – хроматографическому анализу. Процесс проводился в капиллярах или в тонком слое сорбента. Русский ученый наблюдал различия во время поглощения сорбентами близких по составу веществ. Он наполнял емкость сорбентом, при этом, во время фильтрационной фазы, смеси веществ в ней располагались слоями.
Очищать растворы с помощью колонки хроматографической стали в тридцатые годы, когда ученый Кун смог разделить а- и р-каротины, одновременно очистив их от примесей. Немного позже стали применять мембранную фильтрацию для повышения точности результатов.

ДДанный метод используют для разделения очень сложных органических соединений: пуриновых и пиримидиновых оснований, белков, углеводов, эфирных масел, циклических веществ, а также для установления состава и структуры множества биологических сред.

При хроматографическом анализе особое значение имеет чистота растворов и растворителей. Для получения точного результата допускается использование только особо чистых веществ. Обеспечить правильное и безопасное проведение анализа может пробоподготовка с применением специальных фильтров.

Химические методы анализа

Одним из способов разделения веществ основан на адсорбционной, распределительной или обменной хроматографии является метод тонкослойной хроматографии. В качестве адсорбента используют гидроокись алюминия (слой 2-3 мм).
Высокоэффективная жидкостная хроматография применяется для разделения смеси между несмешивающимися жидкостями. В качестве материала могут использоваться вода и бензол. Метод основан на различии в распределении веществ.
Методы газовой хроматографии очень эффективны для разделения многих тканей, а также липидов, аминокислот, углеводов, эфирных масел и атмосферных газов. Неподвижной фазой выступают органические нелетучие жидкости: глицерин, полиэтиленгликоль, ланолин и другие, которой пропитывают твердый адсорбент, находящийся в порошкообразном состоянии. Фильтр может быть из активированного угля, целита или специального огнеупорного кирпича. Таким адсорбентом равномерно заполняют колонку – стеклянную или медную трубку d около 0,5 см и длиной до 20 см. Подвижная фаза представлена водородом, гелием аргоном или каким-нибудь другим газом, в которую подается смесь, находящаяся в газо- или парообразном состоянии. Полученная смесь компонентов подается в колонку под определенным давлением или при низкой температуре. К концу колонки последовательно поступают разделенные компоненты анализируемого вещества.
Новым чрезвычайно перспективным способом хроматографического разделения смеси является гельфильтрация. Через специальный гелеобразный материал – сафадекс продвигаются молекулы с различной скоростью. Предварительно сафадекс подвергают химической обработке, до тех пор, пока не образуются пористые гарнулы, в которые затем смогут проникать вещества.

Типы фильтров для очистки раствора перед хроматографией

Результат фильтрации во многом зависит от правильного подбора фильтра: конфигурации, размера , химического состава, а также площадью фильтрации.

Хроматографические методы анализа допускают установку следующих мембранных материалов при очистке веществ:

  • целлюлозный ацетат;
  • нейлон (особенно — для очистки водных растворов);
  • тефлон (для фильтрации агрессивных растворов и органики);
  • регенерированная целлюлоза;
  • нитроцеллюлоза;
  • полиэфирсульфон.

В некоторых видах анализа применимы угольные сорбенты, фарфор, стекло и множество других.
Особое значение имеет пористость материалов для фильтрации. Чаще всего используются поры размером 0.20, 0.45 и 0.80 мкм. Размер поры подбирается в зависимости от вязкости пробы и задач исследования: для фильтрования вязких растворов или проб с крупными частицами подойдет размер 0.45 мкм, а для очистки газов – 0.20 мкм. Диаметр также различается: используются фильтры размером 13, 25 и 47 мм. Первые 2 типа устанавливаются на шпиц (фильтродержатель). Фильтр с диаметром 47 мм применяется для очистки подвижной фазы элюента (растворителя). Существует взаимозависимость между d и объемом исследуемого образца. Более крупный фильтр применяется для анализа больших объемов раствора (на 100 мл подойдет очиститель в 28 мм, а на 2 мл – 4 мм).
Среди мембранных фильтров распространены образцы марок Сарториус (выпускает оборудование для вакуумной фильтрации), Миллипор (производят эфирные фильтры для высокой скорости очистки), Доминик Хантер (реализуют структуры для очищения газов). Однако все эти производители изготавливают достаточно широкий ассортимент продуктов.

Популярные современные марки хроматографов

Новейшие хроматографы (установки для проведения какого-либо из типов хроматографии) с высокой степенью чувствительности и точности выпускаются следующими компаниями:

  • Hewlett-Packard;
  • Аgilent;
  • Тhermo;
  • Yokogawa Electric
  • Shimadzu.

Колонки для ВЭЖХ выпускает марка Диасфер. Непосредственно жидкостные хроматографы реализуют компании Lichrosorb, Hamilton, Superspher.

К чему приводит отсутствие мембранного фильтра?

Мембранную фильтрацию требуется проводить, если в пробе для хроматографии содержится взвесь нерастворенного вещества, которая способна забить колонку. Грязная проба способствует повышению давления в системе (при ВЭЖХ), а в особо сложных ситуациях может стать причиной поломки хроматографа, каналы и детекторы которого забиваются. Отсутствие мембраны снижает качество анализа. Иногда без очистки невозможно добиться эффективности результатов, при этом срок эксплуатации оборудования достигает 2-4 лет.
Чтобы хроматографический анализ был точным и безопасным, использование фильтров обязательно. Важно также правильно подобрать параметры очистителя (пористость, диаметр и материал), чтобы избежать искажения итогов исследования проб и выхода из строя очищающего и хроматографического оборудования.