Капиллярная газовая хроматография
Капиллярная газовая хроматография (КГХ) - один из наиболее молодых хроматографических методов, открытый в 1956-58 гг. швейцарским химиком Голеем [10, 11]. В результате активного развития царским химиком Голеем [10, 11]. В течение последующих десятилетий в результате активного своего развития данный метод в значительной мере потеснил традиционную газовую хроматографию на на - садочных колонках и является в настоящее время основным: более 70% публикаций по газовой хроматографии в зарубежных журналах
посвящено КГХ [12, 13].
Важным этапом в развитии КГХ явился переход от стеклянных колонок к кварцевым, что сущесгвенно упростило экспериментальную технику и расширило области использования метода, поскольку кварцевая поверхность более инертна по сравнению со стеклянной.
Бурное развитие капиллярной хроматографии объясняется рядом ее преимуществ по сравнению с традиционным методом, основным из которых является более высокая разделительная способность. Степень разделения R как количественная характеристика процесса разделения в хроматографии выражается следующим образом:
R = ESC; Е = 0,25 №’5; S = (а-1)/а; С = к/(к+1)> где Е - показатель эффективности колонки; S - показатель селективности колонки; С - показатель емкости колонки; N - число теоретических тарелок колонки; а - относительное удерживание двух компонентов, образующих критическую для разделения пару; к - коэффициент емкости разделяемого компонента.
Таким образом, продуктивность процесса разделения определяется тремя параметрами колонки: селективностью, эффективностью и емкостью. Во-первых, капиллярные колонки по эффективности в 3-5 раз превосходят насадочные; благодаря их большой длине различие в общей эффективности достигает 25-100 тысяч теоретических тарелок. Селективность разделения также выше у капиллярных колонок.
Во-вторых, капиллярные колонки позволяют разделять более широкий круг тяжелых (высококипящих) и термически нестабильных соединений. Это объясняется прежде всего меньшим количеством неподвижной жидкой фазы, а следовательно, пониженной величиной удерживания разделяемых компонентов.
В-третьих, на капиллярных колонках значительно выше скорость разделения. Это обусловлено возможностью быстрого массооб - мена хроматографируемых соединений между потоком подвижной газовой фазы и тонкой пленкой неподвижной жидкой фазы, а также более высокой скоростью газа-носителя.
В-четвертых, миниатюризация колонок обеспечивает более воспроизводимый температурный режим разделения, обусловленный
меньшей тепловой инерцией колонок. Кроме того, тонкие капиллярные колонки позволяют уменьшить габариты аппаратуры, улучшить термостатирование, снизить расход сорбентов и газов-носителей.
К ограничениям КГХ относятся: необходимость изменения системы ввода проб и применения высокочувствительных детекторов с небольшим внутренним объемом; повышенные требования к инертности внутренней поверхности колонок и аппаратуры; сложные методы получения капилляров и методы нанесения пленки неподвижной фазы и ее иммобилизации, приводящие к удорожанию аппаратуры.
Капиллярная газовая хроматография применяется для определения свободной энергии, энтальпии и энтропии сорбции, давления насыщенных паров и коэффициентов активности соединений, а также для оценки липофильности летучих веществ и исследования свойств полимеров и жидких кристаллов [14]. Интересным примером служит использование этого метода при определении подлинности меда [15]. Для этого с помощью капиллярной газовой хроматографии определяют триметилсилильные производные олигосахаридов; настоящий мед содержит мало олигосахаридов, а инвертированные сиропы - много.