Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №3 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Линейная зависимость между k' и концентрацией детергента при разделении ароматических соединений показана на рис. 75.
Рис. 75. Линейная зависимость между k' и концентрацией детергента. Капилляр 75 мкм, 50/57 см, буфер ДДСН в 50 мМ борате, pH 8.5, напряжение 20 кВ.
Влияние соотношения фаз на разрешение показано на рис. 76.
Рис. 76. Влияние соотношения фаз на разрешение пиков.
Рост соотношения фаз приводит сначала к улучшению разрешающей способности, которая однако при дальнейшем увеличении соотношения фаз ухудшается. В представленных хроматограммах речь идет о расчетных величинах, которые делают этот эффект более наглядным. Вследствие того, что повышение концентрации детергента влияет также на ЭОП, вязкость и ионную силу буфера, на практике хроматограммы выглядят иначе.
Интервал времен миграции молекул пробы дается величинами to и tMC. Чем меньше отношение времен миграции to/tMC, тем больше интервал времен миграции и, тем самым, разрешение. Влияние ЭОП на интервал времен элюирования показан на рис. 77.
Рис. 77. Влияние ЭОП на разделение.
Уменьшение ЭОП приводит к росту интервала времен элюирования и, тем самым, к росту разрешения пиков. Недостатком, однако, является то, что при уменьшении ЭОП резко возрастает время анализа. На практике уменьшение ЭОП достигается добавлением некоторых органических растворителей, например, метанола или изопропанола (<20 %). Другая возможность уменьшения ЭОП состоит в снижении pH буфера.
Изменение поверхности капилляра, например при нанесении покрытия, представляет собой еще одну возможность влияния на ЭОП. Некоторые добавки, такие как производные метилцеллюлозы или этиленгликоль, применяются в КЭ для увеличения вязкости буфера. Увеличение вязкости приводит не только к уменьшению ЭОП, но влияет в одинаковой степени и на электрофоретическую подвижность.
Следовательно, увеличением вязкости невозможно улучшить разрешающую способность.
Увеличение электрофоретической подвижности также может приводить к увеличению интервала времен миграции. Однако этот метод не имеет большого практического значения, т. к. выбором другого детергента можно влиять на селективность. Небольшие изменения селективности могут, особенно при малых а, вызвать большие изменения разрешающей способности. Это, в свою очередь, может свести к нулю и даже обратить эффект повышения разрешения за счет увеличения электрофорети ческой подвижности мицелл.
Ниже более подробно будут рассмотрены факторы, влияющие на селективность. Рост температуры приводит к уменьшению времени миграции, поскольку как коэффициент распределения, так и вязкость при этом уменьшаются. Вследствие того, что температурные зависимости коэффициентов распределения для каждого компонента пробы различаются, селективность изменяется. Несмотря на то, что изменение температуры не очень сильно влияет на селективность, для воспроизводимости анализов и из-за колебаний времени миграции температура должна поддерживаться постоянной. Условий разделения, вызывающих большие потоки, следует избегать, поскольку большие потоки приводят к нагреванию буфера и капилляра. Поэтому выгодно эффективно охлаждать капилляр.
Молекула детергента состоит из гидрофильной и гидрофобной частей. Вследствие того, что молекулы пробы взаимодействуют с поверхностью мицеллы, гидрофильная группировка (ионная часть) оказывает большее влияние на селективность мицелл. Так, например, ДДСН и тетрадецилсульфат натрия имеют аналогичные свойства, в то время как селективность при переходе от ДДСН к натрий-М-лаурил-М-метилтаурату (HЛMT) резко изменяется. Предположительно здесь речь идет о полярных веществах пробы. Изменения селективности могут быть легко достигнуты добавками других детергентов. Несмотря на то, что МЭКХ обычно применяется для разделения нейтральных соединений, этим методом можно разделять также ионные соединения. В случае ионных соединений МЭКХ в основном применяют там, где разделение не может быть проведено методом КЗЭ. Так как мицеллы заряжены снаружи, на молекулы пробы с тем же знаком заряда, что и мицеллы, будут действовать более сильные силы отталкивания, чем на молекулы пробы с противоположным зарядом. Следовательно, в случае ионных молекул пробы гидрофобность и эффекты заряженности оказывают влияние на коэффициент распределения.
Изменение селективности можно вызвать не только полной заменой детергента, но и модифицированием мицелл. При добавлении второго детергента образуется смешанная мицелла. Мицелла, состоящая из одного ионного и одного неионного детергента, имеет меньший эффективный заряд и больше по размерам. Тем самым оказывается влияние не только на коэффициент распределения — смешанная мицелла имеет меньшую подвижность, чем мицелла, состоящая только из ионного детергента.
Добавление нейтральных веществ к водной фазе также является очень эффективным средством влияния на селективность. Добавки циклодекстринов (ЦД) повышают вероятность нахождения вещества пробы в подвижной фазе, поскольку молекулы пробы могут диффундировать в полости ЦД. Если добавлять к подвижной фазе вещества-образователи ионных пар, можно очень сильно влиять на селективность, особенно по ионным соединениям. Если, например, к раствору ДДСН добавить тетраалкиламмонийную соль, вследствие образования ионных пар увеличивается время миграции анионных молекул пробы. Кроме того, уменьшается электростатическое отталкивание от мицелл. Напротив, времена миграции катионных компонентов пробы уменьшаются, т. к. образователь ионных пар проявляет себя как конкурент во взаимодействии с мицеллами. Высокие концентрации мочевины могут увеличить растворимость гидрофобных веществ пробы в воде.
В МЭКХ можно добавлением мочевины влиять на коэффициент распределения и, как следствие, на селективность. Аналогичные эффекты можно получить добавлением органических модификаторов к водной фазе. Речь идет об органических растворителях, смешиваемых с соответствующим буфером. Однако добавками модификаторов можно влиять не только на полярность подвижной фазы. Это приводит также к изменениям ЭОП и свойств мицелл. Влияние органических модификаторов в МЭКХ представлено на рис. 78.
Рис. 78. Влияние органических модификаторов в МЭКХ.
Селективность можно также улучшить добавлением солей и образованием, тем самым, комплексных соединений.
На примере разделения смеси производных аминокислот флуоренилметилоксикарбонилов (ФМОК) можно показать возможности оптимизирования в методе МЭКХ. На рис. 79 показано разделение 11 ФМОК-аминокислот.
Рис. 79. Разделение смеси 11 ФМОК-аминокислот методом КЗЭ.
Капилляр: 50мкм х 50/75 см, буфер: бора г 50 мМ, pH 9.5: УФ-детектирование 200 нм; поле 330 В/см.
Из-за относительно большого и одинакового для всех проб вклада нейтральных производных электрофоретическая подвижность производных очень схожа и поэтому их полное разделение вряд ли возможно.
Добавлением ДДСН к буферу при прочих равных условиях, как показано на рис. 80, достигается лучшее разделение.
Рис. 80. Разделение 16 ФМОК-аминокислот методом МЭКХ.
Идентификация пиков — в буквенном коде для аминокислот. Буфер: 50 мМ борат, 50 мМДДСН, pH 9.5.
Добавлением органических компонентов к буферу можно еще лучше оптимизировать разделение. На рис. 81 показано разделение проб при идентичных условиях за исключением того, что в данном случае к буферу добавлен метанол. Эта добавка влияет на равновесное
