DE2743249A1

DE2743249A1 - Liq. chromatography eluant changing system - uses neutral gas as flushing medium

Info

Publication number: DE2743249A1
Application number: DE19772743249
Authority: DE
Inventors: Ernst H Dipl Chem Dr Rer Ecker; J F K Prof Dr Huber
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1979-03-29

Abstract

Method for changing the eluant in the on-line operation of a liq. chromatography column uses, after the column has been cut off from the first eluant, a gas which is neutral relative to the eluant and to the sample material. The gas is passed at a raised temp. through the column until the first eluant has been displaced or evaporated. The column is then switched over to the second eluant. The eluant can be changed on line without having to take sample components from the chromatograph and having to treat them in a separate analytic operation.

Description

Verfahren für die Flüssigkeitschromatographie zum Wechsel desProcedure for liquid chromatography to change the

Eluenten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wechsel des «luenten im on-line-Betrieb einer in der Flüssigkeitschromatographie eingesetzten Trennsäule. Bei chromatographischen Trennungen sollen häufig nur wenige Bestandteile einer Probe bestimmt werden. Um den Zeitaufwand kleinzuhalten, werden mehrere Trennsäulen nach dem bekannten Verfahren mit Säulenumschaltung verwendet. Für einige analytische Aufgaben ist es außerdem erforderlich, bei der Überführung eines Ausschnitts der aufgetrennten Probenkomponenten in eine weitere Trennsäule den Eluent ten zu wechseln, um z. B. eine weitere Auftrennung von sich überlappenden Peaks einzelner Komponenten zu erhalten. Hierzu wird der vorhandene Eluent abgedampft und die Probe im zweiten Eluenten neu aufgenommen.Eluents The invention relates to a method for changing des «luenten in the on-line operation of one used in liquid chromatography Separation column. In the case of chromatographic separations, only a few components are often required a sample can be determined. In order to keep the expenditure of time small, several separation columns are used used according to the known method with column switching. For some analytical It is also necessary to carry out tasks when transferring a section of the to change the eluent of the separated sample components in a further separation column, to z. B. a further separation of overlapping peaks of individual components to obtain. For this purpose, the existing eluent is evaporated and the sample in the second New eluents added.

Ein bekanntes Beispiel für die Anwendung einer solchen Trennsäulenumschaltung mit Eluentenwechsel ist die flUssigkeitschromatographische Trennung eines komplexen Gemisches von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Dieses Trennproblem ist in der Umweltanalytik bei der Untersuchung von Verunreinigungen in Luft und Wasser von Bedeutung. Untersuchungen der Selektivität von Phasensystemen haben gezeigt, daß sich eine Gruppe dieser Verbindungen flüssigkeitschromatographisch nur an hydrophilen Oberflächen (Kieselgel oder Aluminiumoxyd) trennen lassen, während eine andere Gruppe nur an hydrophoben Oberflächen (alkyliertes Kieselgel mit C8- oder C18-Alkylketten) getrennt werden kann. Mit beiden Arten von Trennsäulenmaterialien müssen verschiedene Eluenten, z. B. Mischungen von Heptan, Dichlormethan und Wasser für hydrophile Säulenoberflächen bzw.A well-known example of the use of such a separation column switchover With a change of eluent, the liquid chromatographic separation of a complex Mixture of polycyclic aromatic hydrocarbons. This separation problem is used in environmental analysis to investigate contaminants in the air and Water matters. Studies of the selectivity of phase systems have shown that a group of these compounds is liquid chromatographically only hydrophilic Let surfaces (silica gel or aluminum oxide) separate while another group only on hydrophobic surfaces (alkylated silica gel with C8 or C18 alkyl chains) separated can be. With both types of separation column materials, different eluents, z. B. Mixtures of heptane, dichloromethane and water for hydrophilic column surfaces respectively.

eine Mischung von Wasser und Methanol für hydrophobe SSulenoberflächen, verwendet werden.a mixture of water and methanol for hydrophobic column surfaces, be used.

Beispielsweise kann eine vollständige Auftrennung komplexer Gemische von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen nur bei gleichzeitigem Einsatz beider Säulentypen erreicht werden.For example, a complete separation of complex mixtures of polycyclic aromatic hydrocarbons only when used at the same time both types of columns can be achieved.

In die erste Trennsäule mit der Mischung Heptan, Dichlormethan, Wasser als Eluent wird z. B. eine isomere Benzpyrene enthaltende Probe von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen aufgegeben. Die Anteile der'Probenkomponenten, die bereits ausreichend getrennt sind, werden auf den Detektor geleitet, die Anteile mit unvollständig getrennten Komponenten werden aufgefangen und der Eluent abgedampft. Die restliche Probe wird dann in die zweite Trennsäule mit der Mischung von Wasser und Methanol als Eluent aufgenommen, und hier erfolgt die Auftrennung der isomeren Benzpyrene.In the first separation column with the mixture of heptane, dichloromethane, water as eluent z. B. a sample of polycyclic isomeric benzpyrenes abandoned aromatic hydrocarbons. The proportions of the sample components which are already sufficiently separated are directed to the detector, the components with incompletely separated components are collected and the eluent is evaporated. The remaining sample is then put into the second separation column with the mixture of water and methanol was added as eluent, and the isomers are separated here Benzpyrene.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, wonach der Eluentenwechsel on-line durchgeführt werden kann, d. h., ohne daß Probenkomponenten aus dem Chromatographen entnommen und in einem besonderen Analysenschritt behandelt werden müssen.The invention is based on the object of specifying a method after which the eluent can be changed on-line, d. i.e., without sample components taken from the chromatograph and treated in a special analytical step Need to become.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß nach Absperrung der Trennsäule vom ersten Eluenten ein Gas, das sich zum Eluenten und zur Probensubstanz neutral verhält, mit erhöhter Temperatur durch die Trennsäule geleitet wird, bis der erste Eluent verdrängt bzw. verdampft ist, und daß dann die Trennsäule auf den zweiten Eluenten umgeschaltet wird. Geeignete Gase für die Verdrängung bzw. Verdampfung des ersten Eluenten sind Edelgase, z. B. Argon, Helium, oder Stickstoff.According to the invention this is achieved in that after shut-off the separation column from the first eluent a gas that becomes the eluent and the sample substance behaves neutrally, is passed through the separation column at an elevated temperature until the first eluent is displaced or evaporated, and that then the separation column on the second eluent is switched. Suitable gases for displacement or evaporation of the first eluent are noble gases, e.g. B. argon, helium, or nitrogen.

Je nach dem anstehenden Analysenproblem kann auch gereinigte Luft oder Kohlendioxyd geeignet sein. Kohlendioxyd bietet noch den Vorteil eines großen Wärmeinhalts für die Verdampfung des Eluenten Anhand der schematischen Darstellung der Zeichnung soll das Verfahren der Erfindung kurz erläutert werden.Depending on the analysis problem at hand, purified air can also be used or carbon dioxide may be suitable. Carbon dioxide still offers the benefit of a great one Heat content for evaporation of the eluent Using the schematic Representation of the drawing, the method of the invention is to be briefly explained.

Aus einem Eluensvorrat E1 wird über die Pumpe V1 der erste eluent über uie Trennsäule T1 gefördert. Bei D wird die z. B.The first eluent is obtained from an eluent supply E1 via the pump V1 promoted via uie separating column T1. At D the z. B.

polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe enthaltende Probe aufgegeben. Hinter der ersten Trennsäule liegt das Umschaltventil SV1. Parallel zu diesem Zweig wird aus dem Eluensvorrat E2 über die Pumpe V2 der zweite Eluent zum Umschaltventil SV2 gefördert.Abandoned sample containing polycyclic aromatic hydrocarbons. The switching valve SV1 is located behind the first separation column. In parallel with this branch the second eluent to the switching valve is converted from the eluent supply E2 via the pump V2 SV2 promoted.

da-s Umschaltventil SV2 ist eine Leitung zu einem Gasvorrat G angeschlossen, die iiber eine heizung Hz gefiihrt is-t. Das Umschaltventil SV1 besitzt Anschlüsse zu einen Abfallbehälter A, zum Detektor DT und zu einer Trcnnsäule T2, die als Lösungsmittel-Wechselsäule verwendet ist. Hinter der Trennsäule T2 lieGt ein weiteres Umschaltventil SV3, das mit Anschlüssen zum Abfallbehälter und zu einer weiteren Trennsäule T3 versehen ist. a line to a gas supply G is connected to the switching valve SV2, which is fed via a heater Hz. The switching valve SV1 has connections to a waste container A, to the detector DT and to a transfer column T2, which acts as a solvent exchange column is used. Behind the separation column T2 there is another switchover valve SV3, which provided with connections to the waste container and to a further separation column T3 is.

Uber T3 gelangt die Probe dann zum Detektor DT. Auch das Umschaltventil SV2 ist mit der Trennsäule T2 verbunden.The sample then reaches the detector DT via T3. Also the switching valve SV2 is connected to the separation column T2.

Das Verfahren läuft in folgender gleise ab: Mit dem ersten Eluenten wird in der Probenaufgabe D die Probe eluiert und auf die Trennsäule T1 gegeben. Teile der am Trennsäulenausgang auftretenden Probenkomponenten können direkt in den Detektor DT oder, falls sie nicht interessieren, in den Abfall A überführ-t werden.The process proceeds in the following way: With the first eluent the sample is eluted in sample application D and applied to the separation column T1. Parts of the sample components occurring at the separation column outlet can be fed directly into the detector DT or, if they are not of interest, transferred to waste A will.

Das Umschaltventil SV1 liegt dazu in der einen oder anderen Stellung. Nach Durchlaufen der getrennten, interessierenden Komponenten wird auf die Trennsäule T2 umgeschaltet. Nachdem die betreffenden noch ungetrennten, jedoch interessierenden Komponenten in die Trennsäule T2 überführt worden sind, wird über das Umschaltventil SV2 und die Heizung Hz erhitztes, neutrales Gas, beispielsweise Stickstoff, über die Trennsäule T2, das Umschaltventil CV3 in den Abfall A geführt. Der erste eluent wird aus der Trennsäule T2 verdrängt und verdampft, während die überführten Probenkomponenten zurückbleiben. Anschließend wird über das Umschaltventil SV2 und die Pumpe V2 der zweite Eluent über die Trennsäule T2 geführt. Der Umschalter SV3 leitet die austretenden Komponenten auf die Trennsäule T3, wo eine weitere Auftrennung vorgenommen wird.To this end, the switching valve SV1 is in one position or the other. After passing through the separated components of interest, it is placed on the separation column T2 switched. After the concerned still unseparated, however interesting Components have been transferred to the separation column T2, via the switching valve SV2 and the heater Hz heated, neutral gas, for example nitrogen, over the separation column T2, the changeover valve CV3 led to waste A. The first eluent is displaced from the separation column T2 and evaporated, while the transferred sample components lag behind. Subsequently, via the switching valve SV2 and the pump V2 the second eluent passed over the separation column T2. The switch SV3 directs the exiting Components on the separation column T3, where another Separation made will.

Die Anordnung nach der Zeichnung kann auch bei der Verdrängungschromatographie, z. B. für die Spurenanalyse in Verbindung mit einer Anreicherung der Spurenelemente, angewendet werden. Die in einem Lösungsmittel in stark verdünntem Zustand enthaltene Probe, z. B. Phenol in Wasser, durchläuft zunächst eine als Anreicherungssäule wirkende Trennsäule T1. In der Zeichnung ist die Dosierung D in diesem fall nicht vorhanden. ach Durclllaufen von z. B. einem Liter Wasser mit Probe wird die Verdrängungsflüssigkeit auf die Trennsäule T1 gegeben und die in der Säule T1 angereicherte Probe auf die Lösungsmittel-Wechselsäule T2 übertragen. Die Verdrängungsflüssigkeit wird daiin über das aus dem Gasvorrat G kommende neutrale Gas, aufgeheizt über die Heizung Hz, entfernt. Anschließend wird das Umschaltventil SV3 auf die Trennsäule T3 umgeschaltet und über das Umschaltventil SV2 ein Eluent zugeführt, so daß die Probe in der nachgeschalteten Trennsäule T3 weiter aufgetrennt wird.The arrangement according to the drawing can also be used for displacement chromatography, z. B. for trace analysis in connection with an enrichment of trace elements, be applied. Those contained in a solvent in a highly diluted state Sample, e.g. B. phenol in water, first passes through an enrichment column Separation column T1. In this case, dosage D is not shown in the drawing. after running through z. B. one liter of water with sample becomes the displacement liquid placed on the separation column T1 and the sample enriched in the column T1 on the Transfer solvent exchange column T2. The displacement fluid becomes there via the neutral gas coming from the gas supply G, heated via the heater Hz, removed. The switching valve SV3 is then switched to the separation column T3 and an eluent is supplied via the switching valve SV2 so that the sample is in the downstream Separating column T3 is further separated.

Die Gastemperatur, auf welche das ur Verdrängung und Verdampfung des Eluenten eingesetzte neutrale Gas aufgeheizt wird, ist von dem verwendeten Eluenten bzw. der zu entfernenden Verdrängungsflüssigkeit abhängig. Sie wird so gewählt, daß £ic Bluentenflüssigkeit einen Dampfdruck zwischen 100 und 300 Yorr anniinmt. Bei Methanol als Eluent wird ein Dampfdruck von 100 Torr bereits mit einer Temperatur des Gases von 45°C erreicht. Bei Wasser ist hierzu eine Temperatur von etwa 520C erforderlich L e e r s e i t eThe gas temperature to which the primordial displacement and evaporation of the The neutral gas used in the eluent is heated by the eluent used or the displacement liquid to be removed. She is chosen so that the fluid of flowers has a vapor pressure of between 100 and 300 yr. With methanol as the eluent, a vapor pressure of 100 Torr already has a temperature of the gas reaches 45 ° C. In the case of water, this is a temperature of around 520C necessary L e r s e i t e

Claims

Claims 1. A method for liquid chromatography for change of the eluent in on-line operation of a separation column, d u r c h g e k e It is not stated that after the separation column has been shut off from the first eluent Gas that is neutral to the eluent and the sample substance, with increased Temperature is passed through the separation column until the first eluent is displaced or is evaporated, and that then the separation column switched to the second Eleuten will.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a neutral Gas a noble gas, nitrogen, purified air or carbon dioxide is used

3. Method according to claim 1, characterized in that the temperature of the neutral Gas is chosen so that there is a vapor pressure in the eluent liquid between Sets 100 and 300 Torr.