182697. lajstromszámú szabadalom • Eljárás teljes hosszában inert, azonos felületkémiai és elválasztástechnikai tuladonságú kapilláris oszlopok előállítására
3 182697 4 A találmány tárgya eljárás teljes hosszában inert azonos felületkémiai és elválasztás-technikai tulajdonságú kapilláris oszlopok előállítására. Illékony, vagy illékonnyá tehető vegyületek egymástól való elválasztását gyakran gázkromatográfiás módszerrel végzik. Az elválasztás töltött, vagy üres kapilláris oszlopban - kolonnákban - történik. Egymáshoz igen hasonló szerkezetű vegyületek vagy sok alkotót tartalmazó elegyek komponenseinek egymástól való elválasztására egyre inkább az ürescső, illetve kapilláris oszlopokat, kolonnákat alkalmazzák. Az ürescső oszlopok leggyakrabban saválló acélból, esetleg más fémből, üvegből és kvarcból készülnek. Legelteijedtebbek az üvegkapilláris oszlopok. Az üvegkapilláris oszlopokkal szemben támasztott alapkövetelmények egyike az, hogy sem az elválasztani kívánt vegyületek, sem a kapüláris oszlopban lévő állófázis szerkezete ne szenvedjen irreverzibilis változást. Fontos az a követelmény is, hogy az üveg felületen ne következzen be az elválasztani kívánt komponensek kemiszorpciója, vagy szelektív adszorpciója. E követelmények biztosítása érdekében az üvegkapillárisok belső felületét kezelik, például sósavgázzal magas hőmérsékleten maratják, az üvegfelületből magasabb hőmérsékleten sósavval kioldják a fémoxidokat és azon báriumkarbonát, vagy szilikagél bevonatot alakítanak ki, a reakcióképes hidroxil csoportokat különböző reagensekkel kevésbé aktív csoportokká alakítják (például szililezik) stb. Ez ideig ezeket a felületkezelő, felületi tulajdonságokat módosító lépéseket általában spirál alakban tekert üvegkapillárisokkal végzik, majd a felületét kezelt kapilláris oszlopot, kolonnát megfelelő méretűre vágják. Ez után a spirál végeit hőkezeléssel (lánggal vagy elektromos kemencében) kiegyenesítve kialakítják az oszlop végcsatlakozást. Az elkészített egyenes végcsatlakozókat dezaktiválják és ezzel az oszlop borításra kész. Mivel az egyenes végcsatlakozók kialakítása az üveg lágyuláspontja közelébe eső hőmérsékleten történik, az oszlopban lévő szerves anyag elbomlik, elég és így a dezaktiválás hatása utólag kiegyenesített végcsatlakozókon megszűnik, tehát az oszlop inertsége elvész. Utólagos dezaktiválással ez az inertség azonban csak részben állítható vissza, az utólagos dezaktiválás sohasem biztosít az eredeti kezeléssel azonos tulajdonságú kezelt felületet. Ez az utólagos végcsatlakozó kialakítással járó dezaktiválásvesztés vezetett a jóval nehezebb és drágábban előállítható, de rugalmas tiszta kvarc kapillárisok használatára. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amellyel teljes hosszában inert, azonos tulajdonságokkal és hatékonysággal rendelkező kapilláris oszlop állítható elő, bármilyen utólagos dezaktiválási eljárás alkalmazása nélkül. A találmány tehát eljárás teljes hosszában inert, azonos felületkémiai és elválasztás-technikai tulajdonságú kapilláris oszlop előállítására, amelynek során a nyers kapilláris oszlopot tisztítjuk, maratjuk, fémoxidmentesítjük, felületmódosító réteggel és állófázisfilmmel, valamint kívánt geometriával és végcsatlakozókkal látjuk el. A találmány lényege abban van, hogy a nyers kapillárisból egy egységként kialakítjuk a kívánt kapilláris oszlop geometriát együtt a hozzá tartozó végcsatlakozókkal, valamint a végcsatlakozókon túlnyúló segédszakaszokkal, majd az így kiképzett geometriájú kapilláris oszlopot alávetjük az ismert tisztítási, maratási, fémoxidmentesítési, felületmódosító rétegleválasztás’ és állófázisfilm kialakítási lépéseknek, végezetül pedig a kezelés után a végcsatlakozókon túlnyúló és most már feleslegessé vált segédszakaszokat eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárás tehát minden más hasonló eljárástól eltérően előbb két végén segédszakaszokat tartalmazó végcsatlakozókkal ellátott, a kívánt geometriának megfelelő kapilláris oszlopot képezünk ki. A teljesen készre alakított oszlopot ismert módon kezeljük, majd a kezelés befejezése után a most már felesleges segédszakaszokat ismert módon, például letöréssel eltávolítjuk. Nagy előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy a kezelés kényelmes körülmények között végezhető, elmarad a végcsatlakozók utólagos hőkezeléssel való kialakításából adódó újbóli utólagos felületi kezelés, amely a gyakorlatban soha sem egyenértékű a teljes kezeléssel. A találmány szerinti eljárásnak további előnye az egyszerű kialakíthatóság és az eljárás gyorsasága mellett főleg gazdaságosságából adódik, mert kiváltja a drága kvarc csöveket az olcsó üveg kapilláris csövek alkalmazhatóságával. A találmányt részletesen kiviteli példán ismertetjük. A példa szerint egy 30 m végső hosszúságú kapilláris oszlop, kolonna készítéséhez 33 m hosszú, 0,9 mm külső, 0,27 mm belső átmérőjű nyers hőálló üveg kapillárist veszünk, majd a kapilláris oszlop belsejében 30 m hosszú, egybefüggő szakaszt kiválasztva lánggal kialakítjuk a kolonna kívánt végső geometriáját, beleértve a kívánt hosszúságú és alakú végcsatlakozóit, amelyeket úgy képezünk ki, hogy ezeken túlnyúlóan, minden végcsatlakozónál egy-egy 1,5—1,5 m-nyi segédszakaszt a nyers kapillárisból meghagyunk. A kívánt geometriával végcsatlakozókkal és ezekhez tartozó segédszakaszokkal kiképzett nyers kapilláris oszlopot kezelésnek vetjük alá. Ennek során ismert módon 3 : 2 sósav : víz eleggyel töltjük fel a kapilláris oszlopot, majd nitrogén gázzal annyi sósavat nyomatunk ki belőle, hogy a vákuum alatt lezárt kapillárisban lévő oldat 220°C-on a hőtágulás következtében éppen kitöltse a teljes kapillárist. Ezután vákuumban leforrasztjuk a kapillárist és 12 órán át 220°C-on tartjuk. Utána a kapilláris végeit feltöriük és 5-5 oszloptérfogatnyi 1 mól/liter és 10'1 mól/liter koncentrációjú vizes sósavval, majd 5 oszloptérfogatnyi desztillált vízzel mossuk. A vizet nitrogénnel kifúvatjuk az oszlopból, majd a nitrogénáramlást fenntartva az oszlop hőmérsékletét 120°C-ra emeljük és 1 órán keresztül ezen az értéken tartjuk. A száraz oszlopba az ún. Grob-féle eljárásnak megfelelően (K. Grob, G. Grob, K. Grob Jr.: The Barium Carbonate Procedure for the Preparation of Glass Capillary Columns: Futher Information and Developments. Chromatographia 10 /4/ 181, 1977) 10 menetnyi 0,1 mól/1 HQ-t, majd 20 menetnyi telített Ba(OH)2-oldatot szívunk és az oldatdugót C02 gázzal végighajtjuk az oszlopon. 80 °C-os nitro-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
