Медицина будущего

В ближайшем будущем диагностировать болезнь можно будет с помощью мобильных приложений. А первые «здоровые» приложения для Android и iOS появляются уже сегодня.

От диагноза по интернету до микросхем в таблетках...

Теоретические основы, основные термины хроматографии
Материалы / Оптимизация условия очистки вакцины против вируса клещевого энфевалита / Теоретические основы, основные термины хроматографии

Основная кинетическая характеристика процесса – высота, эквивалентная теоретической тарелке (В.Э.Т.Т)-H.Она соответствует слою сорбента (высоте слоя) при прохождении через который акт сорбции-десорбции успевает совершиться в среднем один раз. H отражает качество сорбента , качество заполнения колонки и правильность выбора режима хроматографирования.

Зачастую удобнее использовать не Н ,а число теоретических тарелок в

колонке –N=L/H, где L-длина колонки.N служит мерой эффективности колонки ,ее рассчитывают как функцию времени удерживания и ширины пика на хромотограмме:

N = 5.54*(tR/W0.5)2 = 16*(tR/WS)2 = 4*(tR/W2S)2 , где

WS -- ширина пика у основания.

W0.5 –ширина пика на половине его высоты

W2S – ширина пика на 0.607 его высоты.

До сих пор мы лишь обсуждали методы хроматографии , обратимся теперь к некоторым теоретическим основам метода. Прежде всего нужно сказать ,что аналитическим сигналом в хроматографическом анализе хроматограмма. Она представляет собой кривую зависимости концентрации, выходящих с потоком подвижной фазы из колонки ,от времени с начала разделения. Однако ,следует заметить, что в детекторах , используемых в хроматографии редко измеряется непосредственно концентрация ,а часто это пропорциональная ей величина(коэффициент преломления, поглощения, и т.п.) .Хроматограмма состоит из базовой линии и пиков .Базовая линия соответствует тем моментам времени , когда из колонки вытекает чистый растворитель; пик соответствует появлению одного из разделяемых веществ в вытекающем растворителе. В идеале форма пика стремится к кривой Гауссовского распределения. Время появления максимума пика называется временем удерживания –tR.. При постоянных условиях работы и составе фаз tR является индивидуальным для каждого вещества. Иногда в начальной части хроматограммы появляется маленький пик ,он соответствует времени удерживания несорбированного вещества t0 и свободный объем системы. Своим появлением этот пик обязан кратковременному нарушению равновесия в колонке при вводе пробы .

Свободный объем системы (V0C) – объем подвижной фазы от устройства для ввода до детектора. Часть его находится внутри колонки (Vm)-свободный объем колонки. В идеале свободный объем системы не должен превышать свободный объем ,в этом случае t0 в первом приближении соответствует свободному объему колонки. Также важен объем объём неподвижной фазы – VS .Отношение VS к Vm – фазовое отношение колонки. Фазовое отношение позволяет связать хроматографический процесс с термодинамическими характеристиками системы. Если F- скорость подачи подвижной фазы в колонку (в первом приближении не влияет на распределение) ;удерживаемый объем выражают как : VR=tR*F.VR- постоянная величина для данного вещества на колонке данных размеров ,но на колонке с другими геометрическими характеристиками VR будет другим , однако пропорционально ему меняется и t0 ,и чтобы избавиться от зависимости от параметров системы вводят величину k` - коэффициент емкости

k`=(tR-t0)/t0. k` является величиной связанной с термодинамическими характеристиками сорбции -- DG сорбции. Так как в выражение для к` входит фазовое отношение, которое в свою очередь зависит от объема сорбента , а следовательно и от плотности упаковки , то была предпринята попытка заменить к` на индекс удерживания , однако в В.Э.Ж.Х индексы удерживания широкого применения не нашли. Однако в реальных случаях разделения приходиться иметь дело с несколькими разделяемыми компонентами, поэтому вводят такую величину как селективность --aij=(tRi-t0)/(tRj-t0). Селективность является сравнительной термодинамической характеристикой двух разделяемых соединений.

Все рассмотренные величины характеризуют термодинамические процессы в системе , однако процессы в хроматографической колонке определяются еще и кинетическими факторами, как и любой другой химический процесс .Так если aij=1, (термодинамическая характеристика),то вещества не разделить при любом устройстве колонки. Однако неравенство селективности единицы не гарантирует разделения веществ. Для хорошего разделения колонка должна обладать еще и достаточно высокими характеристиками кинетического характера, а именно акты сорбции-десорбции должны совершаться с большой скоростью, чтобы реализовать термодинамическую возможность разделения.

Для оценки разделения веществ всегда нужно учитывать 2 фактора – термодинамический и кинетический. В качестве численной меры , учитывающей кинетику и термодинамику используют критерий разделения:

RS=2*(tRi – tRj)/(WSi--WSj) .

RS связан с основными характеристиками системы следующим образом:

RS=0.25*((a-1)/a)*((k`/(1+k`))*N1/2 ,

k` -- здесь средний коэффициент удерживания .

Как уже отмечалось выше для хроматографического анализа и особенно разделения важна форма зон (пиков) на хроматограмме в идеале требуется , чтобы они были как можно более узкими и высокими и более удалены друг от друга, в этом случае легче будет провести анализ и он будет более точным. Ширина пиков (их форма) зависит от высоты теоретической тарелке, чем выше Н, тем хуже это отражается на виде хроматограммы. Н ,в частности, зависит от разного рода диффузионных процессов ,протекающих внутри колонки.

Эти процессы , обусловлены:

n вихревой диффузией, которая возникает из-за неоднородности твердой фазы- она пропорциональна размеру частиц сорбента;

n продольной молекулярной диффузии в подвижной фазе появление этой диффузии связано с затрудненностью перемещения между гранулами сорбента, эта диффузия обратно пропорциональна скорости подвижной фазы;

n продольной диффузии в неподвижной фазе – также обратно пропорциональна скорости потока , обычно вклад этого вида диффузии равен вкладу продольной диффузии в подвижной фазе;

n вклад в диффузию кинетики массопередачи в подвижной фазе, пропорционален скорости потока;

n вклад неравновестности процесса внутри застойных зон в частицах насадки ,также линейно зависит от скорости потока;

n вклад кинетики массопередачи в неподвижной фазе.

Как мы можем видеть многие составляющие диффузии (увеличивающие значение Н) линейно зависят от скорости потока, некоторые обратно пропорционально и в общем случае зависимость Н от скорости представляет собой гиперболу с некоторым минимальным значением Н и соответсвующему ему значению скорости Uопт. -- Оптимальная скорость потока. При более детальном анализе каждой составляющей диффузии можно видеть , что чем меньше частицы сорбента , тем меньше диффузия. Но уменьшение размеров частиц сорбента встречает ряд трудностей , и одна из них- необходимость создание высокого давления в системе , так как при уменьшении частиц сорбента сильно возрастает сопротивление потоку, и для сохранения прежней скорости потока необходимо повышать давление :

P=(r*u)/(d2*L); d-диаметр зерен ; видно ,что при уменьшении диаметра зерен в 2 раза ,нужно повысить давление в 4 раза для сохранения скорости разделения постоянной.

На практике для увеличения скорости разделения часто используют скорости потока , превышающие Uопт., при такой ситуации положительное влияние оказывает увеличение диффузии в подвижной фазе , и исходя из этого предпочитают брать подвижные фазы с возможно малым коэффициентом вязкости.

      Смотрите также

      Минимальная мозговая дисфункция
      Минимальная мозговая дисфункция (или гиперкинетический хронический мозговой синдром, или минимальное повреждение мозга, или легкая детская энцефалопатия, или легкая дисфункция мозга) относит ...

      Цифровые рентгенографические системы
      Преобразование традиционной рентгенограммы в цифровой массив с последующей возможностью обработки рентгенограмм методами вычислительной техники стало распространенным процессом. Такие анало ...

      Эпидемиологическая характеристика органных неврозов у пациентов общемедицинской сети
      По современным эпидемиологическим оценкам соматоформные расстройства характеризуются высокими показателями распространенности. В частности, как указывают Kaplan и Sadock [2000], доля лиц с соматофо ...





      Витаминоподобные вещества

      Easy to start Еще около 10 соединений имеют витаминоподобные свойства и играют ключевые роли в обменных клеточных процессах организма.

      Читать дальше...

      Рациональное питание

      Россия имеет низкую культуру знаний в отношении питания. Они основаны на традиционных подходах без учета новаторства.

      Читать дальше...

      Минеральные вещества и их значение

      Native RTL Support Минеральные вещества относятся к незаменимым факторам питания и должны в определенных количествах постоянно посту­пать в организм.

      Читать дальше...