Системы термостатирования
Температура хроматографической колонки является очень важным контролируемым параметром в хроматографии. Большинство разделений в ВЭЖХ осуществляются при температуре окружающей среды. В ряде случаев этого вполне достаточно, но если к точности и воспроизводимости анализа предъявляются высокие требования, то колебания температуры в лаборатории (нередко составляющие 5 градусов и более) могут доставить аналитику немало проблем. Использование повышенных температур в изотермическом режиме анализа изменяет селективность разделения, способствует снижению вязкости растворителя (снижая тем самым рабочее давление в хроматографической системе), позволяет увеличить эффективность колонки. Стабилизация температуры также повышает точность количественных определений, поэтому использование термостатов желательно, а иногда обязательно. Влияние температуры на времена удерживания можно грубо охарактеризовать следующим правилом: время удерживания отдельно взятого компонента пробы будет уменьшаться на 1-3% с увеличением температуры колонки на 1 градус. К сожалению, разделение одной пары пиков может улучшаться при повышении рабочей температуры колонки, тогда как селективность разделения соседних пиков может ухудшаться. Тем не менее контроль температуры разделительной колонки является мощным инструментом в руках аналитика при разделении сложных многокомпонентных смесей. Соответствует действительности также и другое положение: если температура аналитической колонки не контролируется, то есть опасность испортить даже самым тщательным образом разработанный метод разделения.
В ВЭЖХ чаще всего применяют воздушные термостаты с интенсивной циркуляцией воздуха, в которых расположены теплообменник для подогрева растворителя, дозатор и колонки. Для обеспечения безопасности работы термостат продувают азотом и часто устанавливают в нем датчики, реагирующие на появление паров органических растворителей и включающие световую или звуковую сигнализацию, предусмотрена защита от перегрева. Используют также термостаты без циркуляции воздуха, жидкостное термостатирование колонки с циркуляцией теплоносителя от термостатируемого источника, пассивное термостатирование металлического блока или специального термостата (рубашки), в котором расположены хроматографические колонки (термостаты последних двух типов также называют твердотельными). Размер рубашек должен строго соответствовать размеру и числу колонок и предколонок.
Широко применяются в настоящее время термостаты колонок на основе элементов Пельтье. Принцип действия термостатов данного типа основывается на так называемом эффекте Пельтье: при прохождении электрического тока через термопару (две пластины, выполненные из различных проводниковых материалов и соединённые в двух точках), одна точка термопары разогревается, а температура другой падает. Большим преимуществом термостатов с использованием технологии Пельтье является возможность работать в режимах нагрева и охлаждения (охлаждение колонки улучшает разделение изомеров и энантиомеров и повышает чувствительность флуоресцентного детектирования), а также в режиме градиента температуры.
Для проведения большинства работ в ВЭЖХ вполне достаточным является диапазон термостатирования до 100°С с точностью поддержания температуры ±0.1-0.5°С. В отдельных случаях, в частности в эксклюзионной хроматографии некоторых синтетических полимеров, необходимо термостатирование до 150 °С. Обычный диапазон температур в ЖХ составляет от 35-90° С. В современных приборах температурный контроль полностью автоматизирован и осуществляется с помощью микропроцессора.
