СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ

Страница создана Павел Жуков
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
оборудование и материалы                                                                     4/2012(5)

СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ
ФЛеШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
Часть 1
А.Аболин, к.х.н, "ГалаХим"
abolin@galachem.ru
Пьер-Франсуа Икар, Interchim, Франция

                С
                      татья посвящена современному методу препаративной жидкостной хрома-
                      тографии – флеш-хроматографии. Представлено оборудование компании
                      Interchim (Франция) для классической флеш-хроматографии и ультра-произ-
                 водительной флеш-очистки, а также самые современные приборы, так называемые
                 флеш-кроссоверы – хроматографы, позволяющие работать с флеш-картриджами,
                 препаративными и аналитическими ВЭЖХ-колонками.

В 20 веке произошла настоящая революция в                В 1978 году профессор Колумбийского уни-
инструментальных методах анализа вещества.          верситета У.Кларк Стилл опубликовал вместе с
Это УФ- и ИК-спектроскопия, ЯМР- и ЭПР- спек-       двумя соавторами статью "Rapid Chromatographic
троскопия, масс-спектрометрия, рентгенострук-       Technique for Preparative Separations with Moderate
турный и рентгенофлуоресцентный анализы,            Resolution" [Journal of. Organic. Chemistry.,
атомно-адсорбционная спектроскопия, калори-         1978, 43(14)], в которой ввел термин "флеш-
метрические и другие методы физико-химиче-          хроматография" (flash chromatography), а на
ского анализа. Но вот уже и 21 век, а что же        семинаре химического департамента продемон-
мы имеем в нашем распоряжении, чтобы предо-         стрировал своим коллегам, что разделение на
ставить аналитикам максимально чистое веще-         отдельные компоненты черной пасты из шари-
ство? Кристаллизация, дистилляция, субли-           ковой авторучки по предложенной им мето-
мация, жидкофазная экстракция – вот методы,         дике происходит быстрее, чем на пластине для
пришедшие к нам еще из средневековья. 20 век        тонкослойной хроматографии. Установка для
добавил препаративную жидкостную хромато-           флеш-хроматографии, описанная в этой статье,
графию, сверхкритическую флюидную хромато-          представляла собой обычную стеклянную 45-сан-
графию и твердофазную экстракцию (мы говорим        тиметровую хроматографическую колонку с кра-
об инструментальном оформлении анализа, а не        ном, на верхний конец которой надевался про-
о теоретических основах метода). Вот, пожалуй,      стейший игольчатый кран для регулирования
и все.                                              скорости потока элюента, а сорбент (силикагель
   Конечно, никто не собирается отменять старые     60) уплотнялся продувкой воздухом. Мы пола-
добрые методы: если можно получить идеально         гаем, что нет необходимости подробно переска-
чистое вещество путем простой перекристаллиза-      зывать методику 34-летней давности, желающие
ции из водного раствора, то так и надо поступать.   могут обратиться к тексту упомянутой выше ста-
Но что делать, если речь идет о сложной много-      тьи. Достаточно примитивная методика давала
компонентной смеси? Скорее всего, вы обратитесь     удовлетворительные результаты для соединений,
к жидкостной хроматографии – на сегодняшний         имеющих ΔRf ≥ 0,15 (и даже меньше) в течение
день это самый универсальный метод и разделе-       5–10 мин. В дальнейшем эта установка была суще-
ния, и препаративного выделения. Тем более, что     ственно изменена (рис.1) и представляла собой
в своем простейшем варианте это еще и один из       ту же стеклянную хроматографическую колонку,
самых дешевых методов, ведь все, что нам нужно –    в которую вставлялась стеклянная воронка с
это стеклянная колонка и силикагель 40/60 мкм.      запаянным носиком, над ним по всему пери-
Этой технологии уже много лет, но она до сих пор    метру были проделаны отверстия, из которых
используется в самых разных лабораториях.           элюент попадал на стенки колонки. Сверху на

Cr   24                                                                               www.j-analytics.ru
СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
оборудование и материалы                                                                    4/2012(5)

 слой силикагеля, как и в первоначальном вари-      весьма дорогостоящим методом препаратив-
 анте, помещался небольшой слой чистого песка.      ной ВЭЖХ. Ситуация была достаточно очевид-
 Такое сочетание подачи растворителя на стенки      ной и несколько компаний в разных странах
 колонки и демпфирующая подушка из слоя песка       (Biotage в Швеции, Buchi в Швейцарии, Grace в
 уменьшают размытие фронта элюента. Сам про-        США и др.) начали выпуск флеш-хроматографов,
 фессор К.Стилл так определял свою методику:        в которых с разной степенью успеха были устра-
"Флеш-хроматография – простой процесс препа-        нены недостатки, присущие классической
 ративного хроматографического разделения на        флеш-хроматографии. В 2009 году французская
 прямой фазе средней эффективности". Метод          компания Interchim SA (основной производи-
 флеш-хроматографии ускорял процесс разделе-        тель материалов для хроматографии и твердо-
 ния даже относительно сложных смесей, но имел      фазной экстракции во Франции) начала выпуск
 и ряд недостатков. Вот только некоторые из них:    хроматографов серии puriFlash, которые имеют
 самостоятельная набивка колонок, ухудшающая        ряд особенностей, выгодно отличающих их от
 воспроизводимость результатов; переупаковка        аналогичного оборудования других произво-
 колонки для каждого нового процесса; проблема      дителей. Идеология этих приборов основана на
 ввода в колонку труднорастворимых образцов;        современной концепции Ultra-Performance Flash
 контроль разделения веществ, не поглощающих в      Purification (UPFP), т.е. "Ультрапроизводитель-
 видимой области спектра; ручной сбор фракций.      ной флеш-очистки". Концепция UPFP, созданная
    Большинство из перечисленных выше про-          и успешно воплощаемая компанией Interchim,
 блем еще в конце 1970-х годов успешно решались     сокращает время и затраты на очистку образца
 классической высокоэффективной препаратив-         с одновременным увеличением производитель-
 ной хроматографией, хотя для повышения эффек-      ности всего процесса. UPFP отличается от тра-
 тивности получения чистых соединений химики        диционной флеш-хроматографии применением
 вынуждены балансировать между чистотой веще-       хроматографических фаз со сферическими части-
 ства, затратами времени и экологическими сооб-     цами малого размера, что максимально сближает
 ражениями, поэтому очистка материалов с помо-      такие материалы с сорбентами аналитического
 щью жидкостной хроматографии – это всегда и        качества. Замена стеклянных колонок пласти-
 вызов, и компромисс для получения желаемой         ковыми картриджами дает выигрыш в скорости
 чистоты вещества, объемов загрузки и производи-    потока элюента и давления в системе. Картриджи
 тельности хроматографической системы. У пре-
 паративной ВЭЖХ есть свои недостатки, напри-
                                                                               Воронка
 мер, высокая стоимость колонок. Кроме того,
 колонки большого объема, как правило, постав-                             Растворитель

 ляются производителями в неупакованном виде,
 так что процесс набивки колонки остается за
                                                                           Запаянное дно
 конечным пользователем, что, как и в случае
                                                                           Песок
 с "классической" флеш-хроматографией, при-
 водит к проблеме воспроизводимости резуль-                                Силикагель

 татов. Кроме высокой цены колонок для пре-
 паративной ВЭЖХ следует учитывать еще и
 стоимость сорбента, применяемого для напол-
 нения колонки, особенно если речь идет об
 обращенно-фазных сорбентах. Да и не всегда вы
 вольны в выборе самого хроматографического
 сорбента: достаточно обычна ситуация, когда
 можно купить необходимую уже наполненную                                  Колба
                                                                           Эрленмейера
 аналитическую или препаративную колонку,
 но нельзя отдельно приобрести фазу, которой
 заполнена эта колонка.
    К концу 1990-х годов образовался разрыв между
 не дорогим, но не самым эффективным мето-          Рис.1. Схема установки для флеш-хроматографии,
 дом флеш-хроматографии, и эффективным, но          предложенная проф. У.Кларком Стиллом

www.j-analytics.ru                                                                             25 Mn
СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
оборудование и материалы                                                                      4/2012(5)

                                                                       Сухой ввод
                                                   Одна из проблем, с которой сталкивается флеш-
                                                   хроматография – ввод в колонку труднорастворимых
                                                   образцов. Например, в нормально-фазовом режиме
                                                   использование полярных элюентов для растворения
                                                   образца приводит к неутешительным результатам раз-
                                                   деления смеси продуктов. В этом случае применяют
                                                   метод сухого ввода (dry load). Образец растворяют в
                                                   любом подходящем растворителе (желательно подби-
                                                   рать легколетучие), полученный раствор смешивают
                                                   с инертным, сухим и чистым адсорбентом, например,
                                                   силикагелем, окисью алюминия, целлитом и т.п. Затем
                                                   растворитель упаривают, и сухой образец, адсорби-
                                                   рованный на носителе, помещают в пустой картридж
                                                   и ставят его в качестве своеобразной "предколонки"
                                                   перед картриджем, предназначенным для очистки или
                                                   разделения смесевого продукта. Далее начинают про-
                                                   цесс в градиентном режиме с концентрацией полярного
                                                   (как правило) растворителя, чуть выше, чем подобран-
Рис.2. Препаративный флеш-хроматограф pF-210       ный оптимальный состав смеси элюентов, постепенно
                                                   выходя на предварительно найденный оптимум. Для
заполняются производителем по собственной          удобства пользователя компания Interchim выпускает
запатентованной системе, близкой к методике        как пустые картриджи емкостью от 4 до 300 г, так и
                                                   предварительно наполненные (на 50 или на 80%) кар-
наполнения металлических HPLC-колонок, а
                                                   триджи, в которые уже помещены в качестве адсор-
это означает повышение эффективности разде-        бента сферический силикагель, модифицированный
ления, увеличение максимальной нагрузки на         силикагель С18 или цеолит.
колонку (картридж) и обеспечивает воспроизво-
димость процесса при смене картриджа. Кроме
того, увеличение давления потока растворителя        Сегодня компания Interchim предлагает
(до 250 бар!) позволяет многим моделям серии      линейку модульных хроматографов, состоящих
puriFlash работать не только с пластиковыми       из отдельных однотипных блоков, что позволяет
флеш-картриджами, но и с металлическими           использовать не только стандартные конфигура-
HPLC-колонками.                                   ции, предлагаемые изготовителем, но и подби-
   Мы считаем, что флеш-хроматография, а точ-     рать комплектацию под свои конкретные задачи.
нее UPFP-технологии, в первую очередь могут           В табл.1 представлены основные характери-
быть полезны в следующих областях:                стики хроматографов серий 200, 400 и 800.
•   органический синтез, особенно многостадий-        Младшая модель pF-210 (рис.2) – классиче-
    ные процессы, при которых примеси могут       ский флэш-хроматограф с относительно неболь-
    накапливаться от стадии к стадии;             шой максимальной скоростью подачи элюента
•   биотехнологические процессы: очистка и вы-    (150 мл/мин) и скромным максимальным рабо-
    деление пептидов, олигонуклеотидов, олиго-    чим давлением в 10 бар. В своей базовой конфигу-
    сахаридов и исходных продуктов;               рации работает в бинарном градиентном режиме
•   очистка экстрактов из растительного сырья,    и оснащена рутинным УФ-детектором с фикси-
    особенно в производстве БАДов;                рованной длиной волны 254 нм. Фильтры, обе-
•   любые технологические процессы, где требу-    спечивающие измерение поглощения на других
    ется осветление конечных растворов с помо-    длинах волн, являются опцией, также опционно
    щью патронов, наполненных активирован-        pF-210 может быть оснащен диодно-матричным
    ным углем;                                    детектором с диапазоном от 190 до 840 нм.
•   фарминдустрия: очистка исходного сырья,           Если    придерживаться      к лассификации
    очистка промежуточных и конечных продук-      самой компании Interchim, то следующая
    тов. Список европейских фармацевтических      флеш-модель – хроматограф pF-800, хотя этот при-
    предприятий, где используются хроматогра-     бор и отличается радикально от 210-й модели.
    фы puriFlash весьма внушительный (см. врез-   Прежде всего, это огромная для настольной ком-
    ку).                                          пактной модели (габариты pF-800 такие же, как и

Fe   26                                                                                www.j-analytics.ru
СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
оборудование и материалы                                                                                      4/2012(5)

Таблица 1. Флеш (рF-210 и рF-800) и UPFP (рF-430 и рF-450) хроматографы

         Основные характеристики                     рF-210               рF-800             рF-430          рF-450

                                                         Насос
 Расход, мл/мин                                        150                 800                200             250
 Максимальное давление, бар                                      10                            30             50
 Двойной градиент                                                Да                            –               –
 Четверной градиент                                            Опция                                    Да
 Продувка                                            Опция                 Нет               Опция            Да
                                                       Детектор
                                                     254 по                                 200–600
 Спектральный диапазон, нм                        умолчанию
                                                    (другие
                                                   фильтры –                       Детекция по двум волнам
                                                     опция)
 Проточная кювета,
                                                                                     0,3
 длина оптического пути, мм
 Канал второго датчика                                                               Да
                                                    Ввод образца
 Прямой ввод (стационарный держатель)                Опция                                    Да
 6-портовый электрический клапан                                          Опция                               Да
 Сухой ввод*                                                                         Да
 Ввод большого объема внешним
                                                                                     Да
 опционным насосом
                                                    Опция с                                  Опция с
 4-ходовой ручной клапан                          держателем               Нет             держателем         Нет
                                                    колонки                                  колонки
                                                 Держатель колонки
 Встроенный                                          Опция                                    Да
 Отдельный, с 4-ходовым ручным клапаном              Опция                 Нет               Опция            Нет
 Дополнительный держатель колонок                                         Опция                               Да
 Удлинитель для больших колонок                      Опция                 Да                Опция            Да
                                                  Блок управления
 Сенсорный цветной ЖК-монитор 10,5"                                                  Да
 Операционная система                                                            Windows XP
 USB-порт                                               2                                      4
 RJ45/RJ11                                                                           Да
 Гибкая клавиатура                                   Опция                                    Да
                                                 Коллектор фракций

 Штативы                                                      4 стандартных штатива на 44 виалы каждый

 Поддон для растворителей                            Опция                                    Да

* См. врезку.

www.j-analytics.ru                                                                                                 27 Co
СОВРЕМЕННАЯ ПРЕПАРАТИВНАЯ ФЛЕШ-ХРОМАТОГРАФИЯ
оборудование и материалы                                                                                   4/2012(5)

                                                           Насос:
                                                           Поток: 250 мл/мин-макс.
                                                           Давление: до 100 бар
     Блок управления                                       Четверной градиент+Air Purge
     сенсорный дисплей                                     Промывка клапанов
     10,5 дюйма                                                               Камера смешения
     4 порта USB                                                              переменного объема

     Программа                                                      Детектор:
     управления                                                     UV: 200-600 нм двухволновое сканирование
     INTERHIM                                                       Проточная кювета: длина оптического пути 0,3 мм
     Версия 5.0                                                     2-й канал для подключения внешнего детектора

                                                                      Автоматический кран-дозатор
                                                                      с петлей для ввода жидких образцов
                                                                      или для твердофазного ввода
                                                                      с уравновешиванием колонки
        Коллектор фракций                                             Инжектор
        4 подставки,                                                  6-портовый кран-переключатель
        172 стандартные                                               с петлёй. Функции ввода: жидкость/сухой ввод
        пробирки 18х150 мм                                            Ввод больших объемов образца внешним
                                                                      насосом

                                                                 Флеш-колонки
                                                                 до 1,6 кг
                                                                 ВЭЖХ-препаративные колонки
                                                                 внутр. диам. до 80 мм, сорбент 10 мкм,
                                                                 включен набор приспособлений для
                                                                 подсоединения препаративных ВЭЖХ-колонок

                                                          Интегрированный
                                  Держатель предколонок   держатель колонок

Рис.3. Препаративный флеш-хроматограф pF-4100-250

у модели pF-210) производительность насоса: 800        тели по производительности потока (200 мл/мин)
мл/мин. Во-вторых, pF-800 в базовой комплекта-         и максимальному давлению (30 бар), pF-430 можно
ции оснащается детектором с диодно-матричной           использовать не только со стандартными кар-
решеткой (спектральный диапазон 200–600 нм,            триджами для флеш-хроматографии, но и с полу-
но, как и для любых моделей, может быть расши-         препаративными ВЭЖХ-колонками небольшого
рен до 190–840 нм). Еще одно отличие: вы можете        размера. Главное – не превышать ограничение по
выбирать как бинарный, так и четверной гра-            максимальному рабочему давлению.
диент. Все эти характеристики делают pF-800               Более универсальной моделью, настоящей
абсолютно уникальной компактной настольной            "рабочей лошадкой", можно считать pF-450. Этот
пилотной установкой для очистки килограммо-            хроматограф отличается от 430-й модели и ско-
вых количеств.                                         ростью подачи элюента (250 мл/мин), и макси-
   Следующие три модели попадают по класси-            мальным рабочим давлением (50 бар), но главное
фикации Interchim в группу Ultra Performance           отличие состоит в комплектации этой модели
Flash Purification, т.е. приборы, работающие           шестипортовым электрическим краном-дозато-
при более высоком давлении, чем традицион-             ром с заменяемыми петлями различного объема
ные флеш-хроматографы. К этой группе можно             (от 100 мкл до 40 мл; в стандартной комплекта-
отнести три модели: pF-430, pF-450 и совершенно        ции поставляется с петлей объемом 2 мл), а также
новый хроматограф pF-4100-250.                         наличием дополнительного второго держателя
   pF-430 – добротная бюджетная модель для лабо-       колонок. Это позволяет работать с картриджами
раторий, где не требуется работа с большими            максимального размера (2500 г) на основном дер-
количествами веществ, а ввод пробы осуществля-         жателе колонок и колонками среднего размера,
ется или вручную, или используя один из четы-          устанавливая их в дополнительный держатель.
рех имеющихся каналов, поскольку pF-430 имеет          Благодаря мощному насосу pF-450 способен рабо-
четверной градиент. В качестве детектора исполь-       тать с металлическими ВЭЖХ-колонками с диа-
зуется диодно-матричная решетка, но прибор             метром частиц сорбента до 15 мкм. Большое коли-
может работать и с рефрактометрическим, и с            чество опций, возможность сконфигурировать
ELSD-детекторами. Несмотря на средние показа-          прибор и без шестипортового крана делает pF-450

Ni   28                                                                                         www.j-analytics.ru
оборудование и материалы                                                                   4/2012(5)

                                                    Рис.5. Двухплунжерный насос

                                                    для того, чтобы и для таких больших значений
                                                    давления поддерживать высокую точность гради-
                                                    ента. В остальном новый pF-4100-250 аналогичен
                                                    модели pF-450. Мы уверены, что этот прибор зай-
                                                    мет свое достойное место в ряду самых продавае-
Рис.4. Препаративный флеш-хроматограф серии         мых хроматографов компании Interchim. В табл.2
pF-4250                                             представлены основные характеристики флеш-
                                                    кроссоверов серии 4000.
самым востребованным и продаваемым хромато-            Обе модели серии 4250 (рис.4) во многом схожи
графом из всего модельного ряда приборов компа-     с хроматографом 4100: та же камера предвари-
нии Interchim.                                      тельного смешения растворителей с изменяемым
   В 2012 году начато производство трех новых       объемом; от pF-450 к этим моделям перешли боль-
моделей: пограничный прибор pF-4100-250 и две       шой и малый держатели колонок, оба прибора в
модели совершенно нового поколения, так называ-     базе оснащаются шестипортовым программно-
емые флеш-кроссоверы – хроматографы Premium         управляемым краном-переключателем с воз-
класса pF-4250-040 и pF-4250-250. Из названия       можностью петлевого ввода. Обе модели пред-
моделей понятно, что это хроматографы с четвер-     назначены для работы как со стандартными
ным градиентом и максимальным рабочим дав-          флеш-картриджами, так и с препаративными
лением 250 бар. На рис.3 показан pF-4100-250. C     ВЭЖХ-колонками с размером частиц сорбента до
одной стороны, это модификация модели pF-450.       5 мкм. Отличие, по сути, одно: модель pF-4250-
Тот же шестипортовый кран, та же максималь-         040 оснащена насосом с максимальным расходом
ная скорость подачи растворителей – 250 мл/мин,     элюента до 40 мл/мин и рассматривается произ-
габариты такие же, как и у всех вышеописанных       водителем как прибор, предназначенный в пер-
моделей. С другой стороны, применение совер-        вую очередь для отработки методик и очистки
шенно нового насоса с максимальным рабочим          сравнительно небольших количеств вещества на
давлением до 100 бар, во-первых окончательно        пятнадцатмикронных флеш-картриджах разме-
выводит этот прибор из числа устройств для "клас-   ром до 800 г (или для работы с пятимикронными
сической" флеш-хроматографии. Во-вторых, и это      ВЭЖХ-колонками диаметром до 30 мм). "Старший"
самое главное, такой насос позволяет использо-      на сегодняшний день кроссовер pF-4250-250 – абсо-
вать не только флеш-картриджи любых размеров,       лютно уникальная модель с широчайшими воз-
но и полупрепаративные и препаративные ВЭЖХ-        можностями работы с флеш-картриджами любого
колонки диаметром до 80 мм и размером частиц        объема и препаративными пятимикронными
до 10 мкм. Еще одна деталь, отличающая новый        ВЭЖХ-колонками диаметром до 80 мм!
Premium класс от предыдущих моделей: камера            Таким образом, серия 4000 хроматографов дей-
предварительного смешения растворителей с           ствительно представляет собой линейку приборов,
переменным объемом. Это новшество введено           одинаково приспособленных как для классиче-

www.j-analytics.ru                                                                            29 Cu
оборудование и материалы                                                                           4/2012(5)

Таблица 2. Флеш-кроссоверы серии 4000

                 Основные характеристики                      pF-4100-250    pF-4250-40         pF-4250-250

                                                  Насос

Расход, мл/мин                                                   250             40                250

Максимальное давление, бар                                       100                      250

Четверной градиент                                                               Да

Продувка                                                                         Да

                                                Детектор

UV-Vis                                                                       200–600 нм

                                                                       Детекция по двум волнам

Проточная кювета, длина оптического пути, мм                                     0,3

Канал второго датчика                                                            Да

                                               Ввод образца

Прямой ввод (стационарный держатель)                                             Да

6-портовый электрический клапан                                                  Да

Сухой ввод                                                                       Да

Ввод большого объема внешним опционным насосом                                   Да

                                           Держатель колонки

Встроенный                                                                       Да

Дополнительный держатель колонок                                                 Да

                                            Блок управления

Сенсорный цветной ЖК-монитор 10,5"                                               Да

Операционная система                                                         Windows XP

USB-порт                                                                          4

RJ45/RJ11                                                                        Да

Гибкая клавиатура                                                                Да

                                        Программное обеспечение

puriFlash Soft, версия 5.1 или старше                                            Да

                                           Коллектор фракций

Штативы                                                       4 стандартных штатива на 44 виалы каждый

Поддон для растворителей                                                         Да

ской флеш-хроматографии, так и для классиче-          скаемые компанией Interchim, производятся во
ской препаративной ВЭЖХ, а пришедший совсем           Франции и управляются электроникой концерна
из других областей термин "кроссовер" абсолютно       Hitachi, выпускаемой на заводах Hitachi в Япо-
оправдано применяется компанией Interchim ко          нии. "Сердце" любой модели – высокопроизводи-
всему 4000 ряду приборов. Все модели, выпу-           тельный классический двухплунжерный насос

Zn 30
                                                                                           www.j-analytics.ru
оборудование и материалы                                                                                              4/2012(5)

                                                    ная скорость потока элюента ограничена 4–5 мл/
                                                    мин, что исключает их прямое применение в
                                                    препаративных системах. Компания Interchim
                                                    в сотрудничестве с французским производите-
                                                    лем ELSD-детекторов SEDERE модифицировали
                                                    стандартный анализатор так, что он работает
                                                    при рекордной скорости потока в препаративной
                                                    системе до 160 мл/мин. Принцип работы ELSD-
                                                    детектора основан на том, что раствор исследу-
                                                    емой смеси, пройдя через хроматографическую
                                                    колонку, распыляется и смешивается с азотом
                                                    или воздухом и образует жидко-капельную дис-
                                                    персию. Этот аэрозольный поток проходит через
                                                    нагретую трубку, в которой происходит испаре-
                                                    ние подвижной фазы. Образующаяся дисперсия
                                                    частиц анализируемого вещества проходит через
                                                    лазерный луч, приводя к рассеянию потока фото-
Рис.6. Спектрофотометрический детектор с диодной    нов. Изменение параметров лазерного луча обра-
матрицей                                            батывается и выводится на экран в виде обычной
                                                    хроматограммы. ELSD-детекторы обнаруживают
(рис.5), обеспечивающий прецизионную подачу         любое соединение при условии, что температура
растворителей с точностью градиента в преде-        перехода в газообразное состояние этого веще-
лах 1%. Все насосы изготовлены из специальной       ства больше, чем у подвижной фазы, при этом
нержавеющей стали и обеспечивают долговре-          определение вещества происходит в изократи-
менную работу узла с любыми растворителями и        ческих или градиентных условиях независимо
буферными растворами. Различные модели снаб-        от поглощения, флуоресценции или электроак-
жаются разными насосами, имеющими произво-          тивности исследуемых веществ. На рис.7 сопо-
дительность 50, 150, 200, 250 и 800 мл/мин. Мак-    ставлены анализы смеси продуктов спектрофо-
симальное давление, с которым могут работать        тометрическим и ELSD-детекторами. Из этого
разные модели насосов, варьируется от 50 до 250     рисунка хорошо видно, что детектор по светорас-
бар (см. табл.1 и 2)                                сеянию позволяет определять не поглощающие в
   Все хроматографы в базовой комплектации
оснащаются спектрофтометрическим детектором
с диодной матрицей (за исключением модели                                                                              5
                                                      мВ
pF 210), позволяющим проводить измерения в                         1. Адипиновая кислота
                                                      400          2. Кофеин
диапазоне длин волн от 200 до 600 нм (рис.6). При                  3. Никотиновая кислота
желании этот диапазон может быть расширен до                       4. Никотинамид
                                                                   5. 2-Амино-1-бутанол
190–840 нм. Применение диодной матрицы позво-         300
                                                                                                            4
ляет реализовывать несколько режимов детекти-
рования: произвольно выбранная длина волны
и одновременное отслеживание всего спектраль-         200                                   1

ного диапазона или детектирование сигнала на                                                    2 3
двух произвольно выбранных длинах волн. Для
                                                      100
работы в изократическом режиме предназначен
                                                            ELSD
рефрактометрический детектор IOTA-2 француз-
ской компании Precision Instruments, специализи-
рующейся на производстве детекторов для ВЭЖХ.               УФ 254 нм

Особый интерес представляет комбинация спек-
                                                        0,0    1,5      2,0   2,5   3,0   3,5   4,0   4,5       5,0    5,5   мин
трофотометрического детектора и испаритель-
ного детектора светорассеяния (ELSD-детектора).
ELSD-детекторы уже достаточно широко приме-         Рис.7. Сравнение анализа смеси продуктов со
няются в аналитической ВЭЖХ, но максималь-          спектрофотометрическим детектором и ELSD

www.j-analytics.ru                                                                                                         31 Ga
оборудование и материалы                                                                     4/2012(5)

                                                   Европейские фармацевтические предприятия,
                                                   использующие хроматографы puriFlash. Составлено
                                                   департаментом продаж Interchim на 2011 год

                                                   4SC AG, AB SCIENCE SA, ABBOTT + CO KG, ABBOTT
                                                   PRODUCTS, ACTIVATION SAS, ARGENTA, ARMGATE
                                                   SIA, ATLANCHIM PHARMA, BAYER SCHERING
                                                   PHARMA AG, BOEHRINGER INGELHEIM, CAPROTEC
                                                   BIOANALYTICS, CEPHALON, COLEY PHARMACEUTICAL
                                                   GMBH, FIRMENICH S.A., FOURNIER LABORATOIRES
                                                   SA, GALDERMA RESEARCH & DEV., GlaxoSmithKline,
                                                   GRAFFINITY PHARAMCEUTICAL, GREENPHARMA
                                                   S.A., HEXAL PHARMAFORSCHUNG, INSTITUT DE
                                                   RECHERCHE Pierre Fabre, INTERVET INNOVATION
                                                   GMBH, IPSEN INNOVATION, JANSSEN CILAG SA, JANSSEN
Рис.8. Программируемый коллектор фракций           PHARMACEUTICA NV (J&J), MERCK KGAA, Merckle
                                                   Recordati GmbH, NOVARTIS PHARMA AG, NOVEXEL,
УФ-области вещества (полимеры, аминокислоты,       NYCOMED GMBH, ORIL INDUSTRIE, PHARMALEADS,
углеводы, липиды, стероиды, терпены и т.д.).       RATIOPHARM GMBH, SANOFI AVENTIS, SERVIER
                                                   KUTATOINTEZET ZRT, SOLVAY PHARMACEUTICALS
При всех положительных качествах устройства
надо отметить его более высокую по сравнению
с традиционными спектрофотометрическими           т.е. нельзя использовать, например, какой-либо
детекторами стоимость, а также ту особенность,    из насосов серии puriFlash как самостоятельный
что ELSD-детектор – датчик разрушающего типа,     модуль. Это не всегда удобно, особенно в тех слу-
т.е. часть вещества, проходящего через ELSD,      чаях, когда в лаборатории уже имеется что-то из
теряется безвозвратно. Последнее, впрочем,        оборудования, необходимого для хроматографии:
компенсируется тем, что при препаративном         коллектор фракций, детектор и т.д. Именно для
использовании через ELSD-детектор проходит        таких случаев компания Interchim разработала
несоизмеримо малая по сравнению с основным        серию One, во всем аналогичную традиционным
потоком часть вещества.                           моделям, но в этой серии каждый из блоков (насос,
    После прохождения анализируемого образца      детектор, коллектор фракций) – абсолютно неза-
через колонку и детектор разделенные фрак-        висимый прибор, который может работать прак-
ции собираются в коллекторе фракций (рис.8),      тически с любым оборудованием других произ-
который стандартно поставляется с четырьмя        водителей. Каждый из блоков этой серии имеет
штативами из нержавеющей стали. Каждый            собственный сенсорный дисплей, а в программ-
штатив (в стандартной комплектации) рассчи-       ное обеспечение каждого модуля уже заложены
тан на 44 пробирки высотой до 180 мм и диаме-     управляющие коды для многих моделей хромато-
тром до 18 мм, но существуют держатели и под      графического оборудования других производите-
другие размеры пробирок, так что при полной       лей (Gilson, Knauer и т.п.). И, конечно, собранные
загрузке всех четырех штативов пробирками         вместе, все три модуля (насос, детектор и коллек-
18х180 мм общий объем коллектора фракций          тор фракций) прекрасно "понимают" друг друга
составляет 5 632 мл. Если вы работаете с колон-   и составляют мощный, компактный препаратив-
ками большого объема и с высокими скоро-          ный хроматограф для любых задач.
стями потока элюента, то вместо пробироч-             Последняя уникальная разработка компа-
ных штативов можно использовать вороночные        нии Interchim – система REVOLUTIon – первая в
штативы, при этом различные фракции соби-         мире препаративная флеш-хроматографическая
раются в ваши собственные емкости, соеди-         система puriFlash-MS. В октябре 2012 года специ-
ненные шлангами с воронками. Легко создать        алисты компании "ГалаХим" пройдут очередной
свой собственный вариант, используя емкости       ежегодный тренинг официальных дистрибьюте-
любого типа.                                      ров компании Interchim, где на практике позна-
   Следует обратить внимание, что любая из        комятся с этой действительно революционной
описанных выше моделей хроматографов, хотя и      разработкой.
является модульной конструкцией, но самосто-
ятельная работа любого из блоков невозможна,                                 Продолжение следует

Ge 32
                                                                                      www.j-analytics.ru
Вы также можете почитать