196915. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés oldatban lévő egy vagy több komponens elkülönítésére kromatográfiás úton
1 196 915 2 A találmány űj kromatográfiás eljárás és berendezés a „mozgó-oszlopos folyadékkromatográfiás” eljárás keretén belül egy vagy több komponens elkülönítésére. A találmány tárgyát új eljárás képezi oldatban lévő egy vagy több vegyület elkülönítésére, mozgóágyas kromatográfiás rendszert használva. A találmány tárgyához tartozik továbbá az eljárás végrehajtására alkalmas berendezés is. Mint ismeretes, a kromatográfia kifejezés nagyszámú fizikai eljárást foglal magába, amelyeket kémiai vegyületek keverékeinek a szétválasztására és azonosítására a kémiában és biológiában használnak. Valamennyi kromatográfiás eljárás elve az, hogy kémiai vegyületek elegyét folyadékkal ismételten extrahálják vagy szilárd felületen adszorbeálják. Az elegyet fizikai úton mozgatják álló fázison (ágy vagy oszlop) át, ez lehet szilárd anyag vagy folyadék; utóbbit az ágyban vagy oszlopban elhelyezett szilárd anyag pórusaiban rögzítik. . A kémiai vegyületek kromatográfiás szétválasztására — az adott kromatográfiás rendszertől függően —egy vagy több alábbi fizikai-kémiai hatás alkalmazható: a) különbségek a porózus anyagon, az úgynevezett adszorbensen való adszorpcióban; b) különbség az incrs közeget (álló fázist) bevonó folyadék és a porózus oszlopon átszivárgó folyadék, az úgynevezett mozgó fázis relatív oldhatósága között a porózus oszlopon való perkolálásnál; c) különbségek a szorbensen lezajló ioncserében; d) különbségek a molekulaméretben, amikor az oldat egy igen kis pórusméretű gélen átszivárog. A kromatográfia lehet preparatív kromatográfia is, ha egy frakciót elegyéből további felhasználáshoz, így például spektroszkópiához, azonosításhoz, vagy kutatási vagy kereskedelmi célokra szolgáló szintézishez való elkülönítésre alkalmazzák. Eredetileg a kromatográfia az oszlopba töltött incrs anyagon való adszorpciós különbségeken alapszik. A komponensek szétválasztása — ami megoszlásos kromatográfia néven is ismert — a komponenseknek az oszlopon áthaladó folyadékban való relatív oldhatóságán alapszik. Ennél a módszernél a kapott eredmény függ a mozgó fázis, azaz a folyadék pH-értékétől és polaritásától; a komponenseknek a két fázisban való oldhatósági viszonyaitól; a különböző anyagok megfelelő oldószerrel eluálhatók, és a folyékony frakciók egy sor kémcsőben felfoghatók, majd kémiai és fizikai módszerekkel analizálhatók. A vékonyréteg-kromatográfia és a papírkromatográfia a komponenseknek a közömbös közegen való relatív adszorpciójában mutatkozó különbségeken alapszik. A vékonyréteg-kromatográfiában az álló fázis finomeloszlásü anyag, amelyet lemezre vagy műanyaggal bevont lapra vagy üveglemezre visznek fel. Általánosan használt és a keresekedelemben kész lemezek formájában kapható szorbensek: az alumínium-oxid, a kovasavgél és a cellulóz. A papírkromatográfiás eljárásban a mozgó fázis a kapilláris hatás következtében felfelé is mozoghat — ez az úgynevezett felszálló kromatográfia — vagy a nehézségi erő hatására lefelé mozog — ez az úgynevezett leszálló kromatográfia. Az ioncserés kromatográfiában a molekulák szétválasztása az iontöltésük különbségén alapszik. A szorbens vagy álló fázis polimerekből áll, amelyek kovalens kötésű ionokat tartalmaznak. A kationcserélő gyantákban a vázba szorosan megkötött ionok negatív töltésűek és ezekhez elektrosztatikus erőkkel csak lazán kapcsolódnak a pozitív ionok. Az elegyből elkülönítendő pozitív töltésű ionokat szorbens adszorbeálja, miközben a gyantában eredetileg jelenlévő kationokat leadja, azaz ioncsere következik be az álló és a mozgó fázis között. Az oldatot olyan pH-értékre pufferolják, amely az adott ion kötődését megkönnyíti. Ezután ugyanezzel a puffernd eluálják a gyantát, és így a nem kötődő részeit az oldatnak eltávolítják. Az an ioncserélők ugyanilyen módon működnek, azzal az eltéréssel, hogy kovalens kötésű ionjaik ellenkező — azaz pozitív — töltésűek, s így az oldatból az anionokat kötik meg. A molekulák méretének különbségén alapuló elválasztást gélszűréssel vagy más szóval molekulaszítás kromatográfiával végzik. Ezzel az eljárással a molekulákat nagyságuk szerint választják szét, de a gélszűrést bizonyos mértékig a molekulák alakja is befolyásolja. A gélek ágyakban vannak elhelyezve, maga a gél pórusos anyag hálózata, a pórusokban a kisebb molekulák megrekednek. Az óriási iapri érdeklődést — ami általában a kromatográfia és főképpen a preparatív folyadékkromatográfia iránt megmutatkozik — bizonyítja a közlemények nagy száma, amelyekben különböző mikroszemcsés oszloptölteteket és előre töltött oszlopokat javasolnak, jobb elválasztást ígérve, mint ami az ezen a téren használatos ismert adszorbensekkel elérhető. A 31 26 926 számú német szövetségi köztársasági nyilvánosságrahozatali iratban olyan kromatográfiás berendezést ismertetnek, amelynek tartálya, oszlopa, tömftő körgyűrűje és egyetlen tartóeleme van. Arra törekedtünk, hogy olyan kromatográfiás eljárást és berendezést dolgozzunk ki, amelyben ismert adszorbenseket használunk, de az elválasztás igen gyors és igen könnyen keresztülvihető. A találmány szerinti új kromatográfiás eljárás azon alapszik, hogy mozgó oszlopokat használunk, amelyekben az adszorbens ágy mozog, ellentétben a hagyományos kromatográfiás technikákkal, amelyeknél az adszorbens anyag nyugalomban van. A találmány tárgya tehát — a célkitűzésnek megfelelően — új típusú kromatográfiás eljárás, az úgynevezett mozgó-oszlopos folyadékkromatográfiás eljárás oldatban jelenlévő egy vagy több vegyület elkülönítésére, amelynek lényege, hogy — az oldat szétválasztandó komponenseit legalább egy szilárd adszorbensággyal töltött, ellentétes végein be-, illetve kivezető nyílással ellátott, mozgatható kromatografáló oszlopon adszorbeáltatjuk; — az oszlopot bevezető nyílásának irányában adott mennyiségű eluenssel töltött, csőszerűén kialakított, az oszloppal alakosan illeszkedő és azt befogadó tartályba helyezzük; — az oszlopot a csőben lévő eluensen keresztül elmozgatjuk, oly módon, hogy a csőben létrejövő belső nyomással az eluenst az adszorbenságyon keresztül kényszerítjük és az oszlopról eluált, legalább egy elválasztott komponenst az oszlop kivezető nyílásán elvezetjük. A célkitűzésnek megfelelően a találmány tárgyához tartozik az eluenst befogadó tartályból és a tartályban elmozgatható, alsó végén határolóelemmel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
