Разрешающая способность колонки
Иногда удается провести разделение на обращенной фазе таким образом, что основные компоненты образца элюируются со временем, близким к t0, а микропримеси удерживаются на колонке, что облегчает их количественное определение. Оценка содержания микропримеси наиболее надежна, когда ее пик регистрируется до пика преобладающего в образце компонента. Элюирование пика микропримеси на хвосте преобладающего компонента сильно ухудшает ее количественное определение. Любое хроматографическое разделение на колонке приводит к разбавлению образца. При анализе микропримесей возникает проблема разделения при минимальном разбавлении. Степень разбавления введенного образца может быть выражена уравнением
С макс/С0 = VsN0,5/[Vr(2π)0,5],
где Смакс – Концентрация, соответствующая максимуму пика; С0 – исходная концентрация в образце; Vs– вводимый объем; N– число теоретических тарелок для данной колонки; Vr– удерживаемый объем микропримеси.
Из уравнения видно, что снижения степени разбавления. а значит, увеличения чувствительности определения микропримеси можно достигнуть за счет увеличения вводимого объема, ^использования колонки с большим числом теоретических тарелок или за счет снижения объема удерживания микропримеси. К увеличению N ведет применение эффективных колонок, заполненных частицами с размером менее 10 мкм. При анализе микропримесей желательно применение коротких колонок (5–10 см) с размером частиц 3–5 мкм.
Большое влияние при анализе микропримесей оказывает изменение селективности системы и повышение коэффициента разделения а, что достигается изменением состава подвижной фазы и выбором оптимального хроматографического режима. Кроме того, как видно из уравнения
Cмакc/С0 =(α–1)/α
изменение селективности может значительно снизить степень разбавления пика.
Детекторы
При анализе микропримесей работают с селективными детекторами, чувствительными к интересующему веществу. Предельная чувствительность детектора зависит от отношения сигнала к шуму самого детектора и от его способности реагировать на микропримеси в образце. Перед выполнением анализа необходимо эти микропримеси идентифицировать. Наиболее часто при анализе микропримесей применяют высокочувствительные фотометрические детекторы, работающие в УФ-области, и спектрофотометры. УФ-фотометры, имеющие чувствительность более 0,002 е.о.п. на всю шкалу при шуме 1%, позволяют обнаруживать нанограммовые количества веществ, умеренно поглощающих в УФ-области, а флуориметры – даже пикограммовые. Для достижения максимальной чувствительности желательно работать при длине волны, соответствующей максимуму поглощения в УФ-спектре вещества. Получение соответствующих производных после колонки повышает селективность анализа и позволяет проводить его при максимальной предварительной очистке образца.
Примеси, способные к окислению или восстановлению в электролите, наиболее целесообразно определять чувствительными электрохимическими детекторами.
Калибровочные графики
При количественном анализе микропримесей не так важна высокая точность измерений, как их надежность, что достигается получением зон, свободных от посторонних соединений. Так как точность около 10% считается вполне удовлетворительной, пики можно оценивать по их высоте, меньше зависящей от четкости отделения микропримеси от соседних зон, пики которых могут накладываться на пики анализируемых микропримесей. Хотя оценка по площадям пиков более точна, калибровка по высоте пиков удобнее.
В ВЭЖХ калибровочные графики микропримесей обычно линейны и проходят через начало координат. Чтобы избежать возможных частичных потерь образца, проводят калибровку методом внутреннего стандарта (по соотношению высот пиков), причем внутренний стандарт известной концентрации добавляют до предварительной обработки образца. В этом случае потери учитывают за счет эквивалентного изменения концентрации внутреннего стандарта и образца. Стандартный образец, близкий по свойствам микропримеси, добавляют, когда трудно выделить анализируемое вещество в чистом виде, чтобы построить калибровочный график. Подробнее калибровка по методу внутреннего стандарта рассмотрена в гл. 10.
При анализе сложных смесей, в частности в тех случаях, когда наблюдаются эффекты влияния матрицы или когда получение в чистом виде исходного образца, для которого строится калибровочный график, затруднительно, применяют метод добавления стандарта. Наличие других компонентов в образце может влиять на степень удерживания и (или) высоту пика интересующего вещества. Метод добавления стандарта состоит в следующем. Образец разделяют в хроматографе и измеряют высоту hx интересующего нас пика. После этого добавляют известное весовое количество Wx вещества Х и повторяют разделение, определяя высоту пика h'x вещества X. Для вещества Х строят калибровочный график и, определив калибровочный коэффициент Sx=(h'x–hx)/Wx, вычисляют количество вещества Х в исходном образце как hx/Sx. Для проверки линейности графика берут несколько значений Wx. Метод добавления стандарта не обеспечивает поправки на нестабильность базовой линии, на помехи со стороны других компонентов и т.д. Эти помехи должны быть выявлены до добавления стандарта.
Методом, альтернативным методу добавления стандарта, является получение образца без анализируемого вещества и использование этого образца как матрицы для подготовки стандартов при обычной калибровке.
При определении микропримесей нужно придерживаться следующих рекомендаций.
1. Проводить предварительное концентрирование образца, а в ряде случаев и предварительную его очистку.
2. Использовать большие объемы образца и короткие эффективные колонки, заполненные частицами сорбента менее 10 мкм, особенно микроколонки.
3. Применять наиболее чувствительные детекторы с высоким отношением сигнала к шуму.
4. Применять хроматографические системы, обеспечивающие высокую разрешающую способность для микропримесей (α>1,2) при относительно низких значениях к' (0,5–1,5).
Если это возможно, то разделение следует проводить в обращенно-фазном варианте, когда основной компонент выходит в зоне to. 5. Калибровку проводить по высоте пиков.
Литература
1. Kucera P./J. Chromatogr, 1980, v. 198, p. 93–109.
2. Bowermaster J., McNair Я./J. Chromatogr, 1983, v. 279, p. 431–438.
3. Scott R.P.F./Adv. Chromatogr., 1983, v. 22, p. 247–294.
4. Van der Berg J.H.M., Horsels H.W.M., Groenen R.J. Af./Chromatographia, 1984, v. 18, No. 10, p. 574–578.
5. Freebairn K.W., Knox J. Я./Chromafographia, 1984, v. 19, No. 1, p. 37–47.
6. Schoenmakers P. /, Billiet H.A.H., DeGalan L./J. Chromatogr, 1981, v. 205, p. 13–30.
7. Jandera P., Churacek J./J. Chromatogr, 1980, v. 192, No. 1, p. 19–36.
8. Lawrence J.F., Frel R.W. Chemical Derivatisation in Liquid Chromatography. Amsterdam, Elsevier, 1976. 277 p.
9. Morris C. /., Morris P. Separation Methods in Biochemistry. N. Y, J. Wiley, 1976. 267 p.
10.Blau K., King G.S. Handbook of Derivatives for Chromatography London, Heyden, 1977. 784 p.
11.Kissinger P.T. e. a./J. Chromatogr. Sci, 1979, v. 17, p. 137.
12.Lawrence J.F. Organic Trace Analysis by Liquid Chrcpiafography. N.Y., Acad. Press, 1981. 288 p.
13.Roos R.W./J. Chromatogr. Sci, 1976, v. 14, p. 505.
14.Nachtmann P., Budna K.W./J. Chromatogr, 1977, v. 136, p. 279.
15.Clark C.R., Wells M.M./J. Chromatogr. Sci, 1978, v. 16, p. 332.