Izotahoforeza

Izotahoforeza

Citation for published version (APA):

Everaerts, F. M. (1972). Izotahoforeza. Kemija u Industriji, 8, 401-408.

Document status and date: Published: 01/01/1972 Document Version:

Publisher’s PDF, also known as Version of Record (includes final page, issue and volume numbers) Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

Izotahoforeza

F. M. Everaerts DK 537.363

Department of Instrumental Analysis, University of Technology. Eindhoven (The Netherlands)

UVOD

Kao i u kromatografiji, i u elektroforezi razli-kujemo tri glavna principa.

Zonska eleldroforeza i srodne tehnike mogu se usporediti s tehnikom eluiranja u kromatografiji. Tiseliusova slobodna elektroforeza (»free OOun-dit:r electrophoresis«, engl) frontalna je metorla a e i bila je prva temeljito razvijena.

zotaboforeza se moze usporediti s tehnikom is-tiskivanja i predmet je diskusije u ovom clanku.

Premda je Kohlrausch1 _{ustanovio da su} iden-tiene brzine dviju ionskih zona koje se gibaju u elektriènom polju i razdvojene su ostrom granicom i premda je odmah dao i osnovne uvjete, tek je KendaU! biG prvi koji je primijenio tu tehniku. On je uspio separirati metale rijetkih zemalja i neke jednostavne kiseline metodom, kako je on naziva, »ionske migracijec. Taj Kendallov rad blo je opet zaboravljen I).a nekoliko decenija.

Longsworth3 _{je uvidio vaznost Kendallova rada}

i nastavl0 uistom pravcu. Svi eksperimentl izve-deni su s nekontroliranim protustrujanjem elektro-lita. On je zapazio vaznost pH razlièitih sistema, aU nije bio u moguénosti predvidjeti i izraèunati prave uvjete.

Poulik4 _{nije bio svjestan da radl sa sistemom}

koj! se ravna po Kohlrauschovim funkcijama. U osnovi su te funkcije u vezi s modificiranim Ohmo-vim zakonom.

e.aimakov i Fiks' tak04er su radili izotahofo-rezu s neupravljanim protustrujanjem elektrolita. Oni su odredili pokretljivost H+ iona kao funkciju njegove koncentracije.

Kaimakovo te Konstantinov i Kaimakov" odre-dili su prijenosne brojeve LiCl, odnosno CuC1:,! ko-risteéi tu tehniku.

Godine 1963. Konstantinov i OSurkova8 _objavili

su analitièku primjenu metode pokretne granice (»moving OOundary methode, engL).

Godine 1964. Kaimakov i Sarkov' objavljuju primjenu mikrotermistora na tom podru~ju.

Everaerts10, .ne znajuéi za taj rad, poèeo je pri-mjenjivati mikrotermoparove.

Konstantinov i Fiksl1• u, 11 objavill su rad 0

se--paraciji izotopa protustrujnom elektromigracijom, u stvari istom metodom kako je publicirano godine 1961.'

-Godine 1966. EveraertsU _{i Konstantinov i} Osur-kovat5 objavili su rad koristeéi kapilarnu cijev.

U svojim radovima 0 »protustrujnoj ionoforezic

1966. PreetzlO _{i Preetz 1 Pfeifer}l1 _{teorijski obraduju} protusmjerno strujanje u iz,otahoforezi i daju prikaz instrumenta.

Godine 1967. Everaerts i Martin18 _objavljuju

re-zultate separacije kiselina uz primjenu mikroter-moparova. Detekcija termoparom dala je dvije vr-ste informacija, kvalitativne i kvantitatlvne.

Godine 1971. Bozièevié, Everaerts, Pavelié i Ver-heggen19 _{objavili su rad 0 primjeni konàuktivne} de-tekcije koja ob~éá.va znaèajne rezultate.

U ovom elanku bit (:e prikazani neki sadasnji radovi. Instrument za ahalizu izotahoforezom, koji se ovdje razmatra, moze se lako primijenitl za iz-vodenje eksperimenata sa sve tri spomenute me-tode.

RAD I REZULTATI

Radi jednostavnosti prvo se daje shematski pri-kaz instrumenta za elektroforezu (slika 1). Anali-tièki uredaj za elektroforezu u osnovi se sastoji od tankostijene kapilarne cijevi izradene od Teflona, stakla ili nekog plastiènog materijala.

Eksperimentalno odreden optimalni unutramji promjer jest 0,4-0,6 mm, a vanjski promjer 0,65

do 0,85 mmo Promjer je odreden koneentracijom izabranog elektrolita, primijenjenom strujom, tem-peraturom sredine koja okrufuje kapl1aru i ostalim manje znaèajnim èiniocima. Duzina kapilarne ei-jevi odredena je sastavom sistema koji se separira. Ionski par koji se najteZe separira mjerodavan je za izOOr duZine.

Za separaciju proteina odgovara dutina kapilare od 10 cm, dok je za separaciju slabih kiselina

m

metala potrebno 0,5-1 m. ako se ne primjenjuje protustrujanje elektrolitaH _{i komponente se razli-.} kuju po pokretljivosti oko 4°/0.11 _{Vrijeme analize}

takoder avisi 0 samom problemu separacije i tipu primijenjenog detektora.

Razvoj novib detektora omoguéio je separaciju komponenata s manjim razlikama u pokretljivostl. Kad termometrijska metoda detekcije zahtljeva zone od oko 1,5 cm, dlrektno mjerenje vodljivosti s posebno konstru1ranim elektrodama razdvaja z0.-ne duZiz0.-ne 0,1 mm Ui (!ak manje}'

Kapilarna cijev spojena je s dva spremnika. ka-todnom i anodnom posudorn. Slika 1 prikazuje i!et-vorodijelni pipac izmedu anodne posude i kapilame cijevi, koji se koristi kao pipac za uzorak pri ana-lizi kationa.

A

S 1 i k a l - Shematsld prlkas uredaja za Izotahofore-zo. A - termostatirana voda; B -

luie-grami termopar: C - difereDciJaJnj

ter-mopar; D - poJaèala; E - zapisnl

ure-da.h FOHl - plpae za uzorak (HO za

Is-piranje i ponoVDO punjenje kapilare. Fa za unosenje uzorka, FI za punjenje

uod-uog odjeljka. Hl prl radu)

Provodi li sê analiza aniona izotahoforezom. po-trebno je uèiniti ovo:

1. Anodnu posudu .i kapilaru treba napuniti elektrolitom koji se sastoji od vrlo pokretljivog aniona i kationa 'sto djeluje tamponski. Taj eIek-trolit je tzv. vodeéi elekeIek-trolit. Efektivna pokretlji-vost aniona u vodeéem elektrolitu mom biti veéa od svake u uzorku.

2. Katodna posuda mora sadrZavati elektrolit s

anionom kOji ima efektivnu pokreUjivost nizu ne-go bilo koji anion u smjesi sto se razdvaja. Taj elektrolit je tzv. granicni elektrolit (»terminatingc. engl.), a anion se naziva »terminator«.

pH graniènog elektrolita mora biti neSto niZi nego pH vodeéeg elektrolita, radi spreèavanja po-veéanja vodljivosti hidroksilnih 10na. pK-vrijednost aniona uzetog kao terminator mora biti veéa nego pK-vrijednost aniona u uzorku i vodeéem elektro-litu. To sprecava pojavu stabilnih zona mijesanja i gubitak materijalall2•

3. Uzorak se stavlja izme<iu vodeéeg elektrolita i granienog elektrolita u pipae za uzorak.

.4. Narine se napon preko katodne i anodne po-sude. Elektricna struja ée prolaziti kroz sistem, a zbog toga elektriënog polja gibaju se svi loni pre-ma odgovarajuéim elektrodapre-ma.

Elektroendoosmoza unutar kapilare zbog ~-po­ tencijala stijenke moze se zanemariti.

Hidrodinamièki tok spreèava se membranom2S,

o kojoj ée biti govora kasnije. Polimer ili drugi ma-terijal koji sluZi kao nosilac ne treba upotrijebiti ako se provodi separacija malih iona, radi stabili-zirajuée sposobnosti same kapilame cijevi.

Za preparativnu analizu mok se serija kapilara sloziti paralelno ukoliko se ne traZi stabilizirajuéa sredina. Slika 2a pokazuje uvjete unutar instru-menta u izvornom polozaju. Oznaèeni su vodeéi elektrolit (A), uzorak (BC) i grani~i elektrolit (T).

ct~

.

(a)

~111II1II11111II1~nlll

etlj

I

r-'bJ

arm

Illillllllll~i

111

~6

r-'CJ

~g ~11111II~illl

eli

r-'dJ

TWII~I.

_L

SI i k a. 2 - Separaclja Izotahoforezom kao funkciJa vremena aoallze. C - koneentraeiJa pro-matranih iona ïI ion-ekvlvalentima po ll&rl: L - duiina kapllal'e. Za pota.nje

obJainjenje vldi tekst.

Sve odabrane koncentracije razlièite su, kao

slo

je normalno na poèetku analize izotahoforezom. Na vertikalnoj osi dana je koncentracija u g-ionll. Na horizontalnoj osi prikazan je polozaj unutar kapi-lare:

Svi dijagrami na slici 2 zajedno pokazuju sepa-raciju iona u karakteristiènim intervalima i prila-godenje koncentracija zona prema izvomoj zoni vodeéeg elektrolita, prema Kohlrauschovu

prirlci-pull2_{• .}

Slika 2b pokazuje zonu vodeéeg iona· inaIo po-rpaknutu u kapilari (u odnosu prema· prethodnoj sliel). Koncentracija tvari B veé se namjeSta prema koncentraciji vodeée zone, prema veé spomen~~iIII

Kohlrausehovoj regulacijskoj funkciji. Kaneen elja B u toj se zont mok izraëunati ako su poznate koncentracija vodeée zone, sve pokretIjivosti i pK--vrijednosti vodeée zone i zone B!'. Prema straga se vidi da se mijesana zona od B i e takoder mjeSta prema zoni ispred nje. Zone iza uzorka na-mjestaju se prema koneentraciji uzorka.

Slika 2e pokazuje poveéanu zonu ëistog B. Zona cistog C, namjestena prema koncentraciji mijeSane zone ispred nje, veé se stvara. Ta pojava bit ée pri-kazana konkretnim primjerom na slici 5.

Na slici 2d prikazano je stacionarno stanje, koje se postik na kraju. Sve zone unutar kapilame

ci-jevi sastoje se od ionskih

vrsta.

prilagodenih prema koncentraciji vodeéeg elektrolita. Duzina zona neée se mijenjati dalje ako je kapilama cijev konstant-nog promjera, a vodeéi elektroUt stalkonstant-nog sastava.

Ostali manje vami ~imbenici koji bi mogU po-remetiti zone jesu: poremeéaji pH zbog membran-skih ili elektrodnih reakcija; temperaturne razlike zbog konstrukcije primijenjenog uredaja; penetra-eija npr. ugljitnog dioksida kroz Teflonsku stijen-ku, posebno kod visokih pH-vrijednosti vodeéeg elektrolita; elektroendoosmoza i hidrodinamièki tok, posebno prilikom primjene protustrujanja.

Ako je odabrana struja konstantna, sve ée se zo-ne gibati istom brzinom kad se postigzo-ne stacionarno stanje. Zbog toga je odabrano ime IZOTAHOFO-REZA!5. koja slobodno prevedena s klasiènog gr~­ kog znaëi elektroforezu kod koje se sve zone giba-ju istom brzinom. Razine koncentracije u granie-nom elektrolitu, uz odabrane idealne uvjete, toorij-ski se pomleu samo difuzijom.

Mote se reéi da je separacija uzorka u toku ànaHze izotahoforezom tehnika s granicom koja se slobodno giba (»free-moving boundary technique«, engl.). Kromatografski izra~eno, to maèi frontalnu analitièku metodu sa stacionarnim stanjem kso re-zultatom. Zone se gibaju u stacionarnom stanju

za-j:l.

zbog principa elektroneutralnosti, prema

ko-j ni sto se gibaju prema svojim odgovarajuéim

ele rodama moraju biti elektriëki kompenzirani. Zoog jednakosti brzina svih zona svaka zona mora dostiéi odredeni potencijalni gradijent razli-kom u efektivnoj pokretljivosti razmatranih ion-skih vrsta. Od prednjeg kraja prema zadnjem po-tencijalni gradijent je konstantan za zonn, aU raste od jedne zone do druge. Sve zone redaju se prema svojoj efektivnoj pokretljivosti. Porast potencijal-nog gradijenta automatski ukljuèuje opadanje ion-ske koncentracije spojeva prisutnih u svakoj zoni (slika 3). Ta promjena koncentraeije mate se, kako je ra.1lije spomenuto. izraèunati.

•

•

C I

•

b (IJ cr

..

L (3J c=~c~:r===b~==~==c:r====~

C===!============~JVk.

SI i k a 3 - U) Pad polencljala u kapUarnoJ ciJevi;(2)

odgovarajul'ie ionske koneeukaolje lIlJoje-va; (3) zone unuu.r kapUarne eljevi, 110-vodeéa zona, b - srednja zona, e - gril.-. niena zona

Graniee zona kod te tehnike vrlo su oitre, kao ito je uobiëajeno i kod tehnike istisnuéa u kroma-tografijl.

Ako ion b prodire u zonu od a, potencijalni gra-dijent u toj zoni manji je nego pad potencijala u samoj zoni b. To znaci da ée se ion b gibati aporije nego lito odgovara glavnoj brzini zone i on ée dakle automatskidoéi natrag u ispravnu zonu. S druge strane, ako ion a difundira u zonu b, bit ée izbaëen visokim potencijalnim gradijentom prisutnim u zo-ni b. Ovdje je motda prisutan gubitak tvari koji se razmatra u ref. 3.

Ako se elektri/!na struja dril stalnom u toku analize, razlika u potencijalnom gradijentu maä i da . ce svaka zona imati karnkteristiënu tempera-turu. Ugradnjom termopara s tankim !ieama ill termistora oko kapilare8 _{mogu se doblti signali koji}

obilje!avaju zone. Razluèivanjem signala, elektro-niëki ili diferencijalnim termoparom, mogu se w-10 lako odredit! granice zona.

Premda se izotahoferograrn eini sliëan obienom kromatogramu pri razdjelnoj plinskoj kromatogra-fiji, interpretacija je potpuno razliëita. Visina sle-penice daje informacije 0 ionskoj vrsti (kvalitativni podatak), a razmaci izmedu uzastopnih :opikovac predstavljaju dufine zona. Oni takoder daju kvan-titativnu informaciju 0 ionima prisutnim II

odgova-rajuéim zonama. ObHk zona Sto ih otkrije detektor matno ovisi 0 upotrijebljenom detektoru.

Slika 4 pokazuje granicu zone. Ostra krivuIja (A) pokllzuje koncentracljski profil koji se mote iz-vesti teorijski2t1

• Direktno mjerenje vodljivosti

unu-tar kapilare, s posebno konstruiranim elektroda-ma, osigurava neoèekivano oStre zone. Ponekad, medutim, kao u zoni HCO-3, druge fizièke pojave

- _{A _._._._._.} sm/er kretanjc:r lronfo

0-- ___ B ...

-_.--

...

~

"',

"

...

\

....

,

\

'.

,

"

\ \

.

\ \ \

.

\ \

\,

_.

,

lt'

.\ ~,

\\

23.4

SI! k a 4 - Granlce zona. A - teorI,Jskl koncentra-eljskl prom; B - stvarnl prom. kako se

biljeli termoparom; C - teorUski hm·

peratumi profil

mogu poremetiti ostrinu. U tom posebnom slu~aju opazeno je stvaranje malih mjehuriéa ugljicnog di-oksida, koji se opet vrIo polagano otapaju. Stvara-nje nakupina ili cak malih kristala moze takoáer biti stetno. Ostale dvije krivulje na !!liei 4 eksperl-mentalni su i teorijski temperaturni profi1i. Ekspe-rimentalni profili su registrirani parom bak!'lr-kon-stantan smjesknim uz kapilarnu cljev.

Jasno je iz slike 4 da bi termometrijsku detek-dju zona, iako je to univerzalna i jednostavna me-toda, trebal0 zamijeniti metodom Jtoja koristi de-tektor s veéom moéi razluciva.,ja. Unatoe tome, ter-mometrijskom se detek(:ijom mogu prouèavati si-steml kod kojih nisu u uzorku sadriane suviile male kolièine komponenata. Ako se primjenjuje tenno-metrijska detekcija, kompcnente moraju biti pri-sutne u koliCinama reda jednog mikrograma.

Sli ka

J

-5 - Separacija l1Urata. formijata i acetata izobhoforezt!m. KrlvuUa. na deSD;)j strani s::thnljena. je na. 'ld~Jjei1osti od :IC c:n cd

ulaza. u kapilarnu cije".. Kri7u:ja n~ lij~­

voj strani snimljena. je na udliljenosU od

50 Ilm od u}aza u kapilarnu cl.iev. Po-·

s1jedn.fl botahoterogram ne l)lJka2;uje

.ort-su'nost mijes;me zone.

Elektroferograrni koji se dabiju prtkazani su na slikama 5 i 6. Slika 5 pokazuje elektroferogram se-paracije nitrata, formijata i acetata. Kao vodeéi elektrolit odabran je Tris-Jodid. Terminator je bio fosfat ion. Detekdja je provedena uz upotrebu

ter-mcparova (15 pm bakar-konstanta.'1. zica). Termo-parovi su bili smjesteni na razmaku od 30 cm, 00-nosno 50 cm od tocke injiciranja. Ulmpno vrijeme za analizu bilo je 45 minuta, a strtlja je bila stabi-lizirana na 70 pA.

Slika 5 jasno pokazuje da zona mijclanja sto je zamjetljiva na udaljenosti od 3D cm nestaje nakon daljnjih 20 cm kapilarne cijevi.

Na slici 6 prikazana je separacija haUda. Mrav-lja kiselina dodaje se kao referentna tvar," Ako je visina jedne stepenice poznata, mogu se ionske vr-ste odrediti iz ostalih visina stepenica. Katkad je,

404

medutim, ,.azlika û efektivnoj pokretljivosti suviSe mala za potpunu separaciju u kapilarnoj cijevi od 1 m. Ako nije raspolo!iva protustrujna aparatura, treba odabrati drugi tamponski sistem.

.. vrij!me

e

SI i ka 6 SeparaeUa baUda izotahoforezom. Mrav-Ua kiselina je dodana bo referentna war.

SUka 7 pokazuje cistu pokretljivost nekih kise-. lina kao funkciju pH-vrijednosti vodeéeg elektro-Uta. Ako se cista pokretljivost. iona nanese prema stvarnoj vIijednosti pH zone, dobiju se oiltrije kri-vulje. U zagradama su pH-vrijednosti zona. Kod neutralnog pH fosfat se giba ispred laktata. Kod toga pH te se civije kiselin~ mogu 1ako separirati. Kod pH 6,3 !aktat i fosfat lmaj .. ! istu eÎektivnu

po-kreiljivo:;t i ne mogu se s~palirati. Izmedn pH 4 i pH 6 laktat se giba ispred fosfaia. Kod pH 4 moite se oèekivati stabi1na mijessna zo~a fosfata i lakta-ta. Ispod pH 4 fosfat ée st:: opet gibati ispred lak-tata. Akc se pH pri anaiizi aniona ne povisuje od

l:ela prema kraju, moze dooi do nekih popratnih pojava. BDrl~ __ ~~ __ +-~(~S~O~J~~ __ . - - + __ +-__ (aO}k~ 10 I I. 0 I 3 Slika .

----

...

~~~

~~~~-+--~---~(aO)I«mp (BDJlosfol

benzidin I _histidin I Tris I

.. I· _I

-I·

..

,

I

,

5 6 1 _{11 pH'} 7 - Teorijsld diJagram efekUvne

pokretljivo-sU (Dm) razIiciiih klse11na prem&. pB oda-branog voddeg eiektrolita.

Na slici 8 unijeta je eksperimentalno nadena vi-sina stepenice (iz integralne krivulje izotahofero-grama) prema teorijski odredenoj vodIjivosti zona. U toj krivulji nisu uèinjene korekcije za Onsagero-vu relaciju i temperaturu. Mjerenjem pokretljivo-sti iz takve krivulje nalazi se efektivna pokretlji-vost. Toënost je takva odredivanja oko 2&/0.

Slika

e

3 o~~~~~~~~~~~~~ 30 0 50 100 150 200 h(mm)

•

8 - Dijagram ratlunski dobivenlh vOdljivostl razlil!itih zona prema vIsInama stepenice eksperlmentalno doblvenlm lz odgovara-juélh elektroferograma. 1 - kiorid; 2 -oksalat; 3 - tar&a.rat; 4 - formijat; 5 -elkat; 6 - sukcinai; 'I - malonat; 8 -acetat; 9 - a-hidroksl-buttrat; 10 - fose fat

Slika 9 pokazuje izotahoferogram separacije ne-kih kationa. U toj smjesi prisutni su kalijev i amo-nijev ion. Fizikalna svojstva tih iona tako su sliëna da separacija nije moguéa, iako se postize neko obogaéivanje. Promjena pH otopine ne daje mnogo poboljs&nja jer su K-vrijednosti tako sliène. To je

samo jedan primjer, a, naravnQ, moze ih se dati

I

• vrij.",.

•

il

·tI

SI i k a 9 - Izotahoferogram separaclje kaUjevih. amonljevih I natrljevih lona. Otapalo je voda. Litijev Ion o4abran je kan granl()nl

Ion. a vodikov Ion kao vod~l Ion.

--vise. Da se postigne potpuna separacija, mora se promijeniti neki drugi parametar, npr. treba potra-zUi drugo otapalo. U tom slucaju podesan je meta-nol.

Elektroferogram na slici 10 pokazuje znacajnu razliku u ponasanju kalijeva i amonijeva iona!'. Trazenjem ovisnosti vodljivosti ö koncentraciji mo-!e se uociti da je ponüanje kalijevih i amonijevih iona u metanolu razlièlto od njihova ponaSanja u vodi. Najvamiji utjecaj je solvatacija iona otapa-lom. Utjecaj dielektriène konstante i dipolnog mo-menta otapala ne moze se ipak nikada zanemariti. Separacije metalnih iona mogu se mnogo lakse pro-vesti u metanolu nego u vodi.

vrijem.

SI i k a 10 - Izotahoferogram separaeije amonijevih, kaliJevib, natrijevih i litije'dh Jona. Ota-palo je metanol. Ferum (ID) ion Je ko-risten kao graniool ion, a vodikov Ion kao vodeéi ion.

Elektroferogram na slici 11 dan je kao kuriozi-tet. Dok je u vodi hidroksilni ion vrlo pokretljiv. u metanolu se giba izmeûu zone nitrata i formijata. Kako je ranije navedeno, u stacionarnom stanju sve se zone gibaju jednakom brzinom. Koncentra-cije zona su namjestene prema zoni vodeéeg elek-trolita u skladu s Kohlrauschovom regulacijskom funkcijom.

Ako je vise od jedne ionske vrste unijeto u si-stem, razmak izmedu dva uzastopna maksimuma rast ée, jer duzina zone raste s unosenjem veée ko-Hëine ionske tvari. Opet protivno sluëaju elucijske plinske kromatografije, razmak izmedu dva uza-stopna maksimuma daje informaciju 0 koliCini komponenata unijetih u sistem28• Kvalitativna in-formacija nalazi se iz mjerenja visine stepenice u integralnim krivuljama.

• vrijfHTIII

Slika 11 IzotahoferograDl nekih aniona. Otapalo Je metanol. Zbog razlike u solvatacjji hldroksllni ion olJe vJJe najbrii ion.

Na slici 12 prikazan je odnos izmedu koncen-tracije ionske vrste u uzorku i razmaka izmedu dva uzastopna maksimuma u izotahoferogramu. Utjecaj odabranog graniènog elektroiita zanemarljiv je. Injiciranje je uclnjeno pomoéu pipca za uzorak, pa je dakle uzet konstantan volumen uzorka. Ako nije unijeto prevJJe uzorka ili ako je primijenjena kapi-lara dovoljno dugacka da se postigne stacionarno stanje, dobivaju se pravci. Oni se tako(fer mogu iz-racunatl

L(mmJ

-S 1 i k a 12 - DiJ3P'am koncentraeije lonske VISte

unI-.fete D sIstem i duilne nallene kme4u dva uzastopna maksimuma u

izotahoferogra-IUD. TaJ odnos se moie izraènnati i o"9lsl o koncentraciJi vodeéeg elektrolita 1 pro-mjeru kapilarne c.iJevL

a - oksaIat; b - adipat

Shematski prikaz uredaja primijenjenog u ovom radu dan je na slici 13. Kapilara je dugacka oko 1 Dl, unutrasnjeg prornjera 0,45 mm i vanjskog 0.7

mm. Proizvela ju je tvrtka HABIA (Svedska) ad

406

'--_ _ _ .... 16

S 1 i k a 13 - Shematski prikaz upotriJebl.fenog urec1a-.fa. 1 - zaplsni ure/lajl; :I - elektronI-aki diferenci,iaior; 3 - po.faiaIa; 01-regulator za eksperimente 8 proiustru-.fom elektrolita; 5 - blok za namjeit&-n.fe protustruje elektrolita; 6 - kontro-la razine, za eksperimente 8

protustra-Jom eJektrolita; 7 - In.iekcUski blok: 8

- protueJektroila; 9 - detektor bYeden od 15 /Am Zice bakarkonstantan; 18

-alnmini,iski blok na kojem je

smJeite-na kapllara u obllkn splraIe; 11

-platinsko os,jetiIo koje se koristl za

termostatlran,fe a1tunlniJskOI' bloka;

12 - elektrièni otporuik za rega-laoUn temperature aInminiJskor; blo-ka; 13 - regulator za termostatlranje aIumini,iskog bloka; U - predtermosta-tirana voda za hla/lenJe aIuminljskol' bloka; 15 - Bamiltonov plpao presvu-een TefIonoU4 za odva,JanJe kapUare ad spremnika elektrolita i spremnika 8 TG-dom za isplran,fe; 16 - mjerul

lustra-mentI; 17 - posnde s

voaeam

eleJA. UtolU I Todom za IsplranJe kapUare1lft - maguetski ventill; 19 - manometar; 28 - regulator tJaka; 21 - tJak zraka

(2 atln)

Teflona. Kapilara je ovijena oko aluminijskog blo-ka u obliku spirale i utisnuta u Zlijeb u bloku. Ma-terijal velike toplinske vodljivosti primijenjen je za dobar toplinski kontakt. Posebni adjeljci izvedeni su za toplinske detektore. Kapilara je prikljui!ena na obje strane na elektrodne spremnike. Jedan ad elektrodnih odjeljaka sadrZi polupropusnu mem-branu radi spr~avanja hidrodinamiCkog toka zoog razlike razina izme(fu dvaju elektrodnih odje1jaka i za smanjenje elektroendoosmoze do zanemarlji-vih iznosa. Taj elektrodni adje1jak prikazan je na slikama 14 i 15.

@-a

1--'

Slika 14 - Protuelektroda koja sadriJ poJupropu-snn membranu. 1 - Teflouska eijev spojena sa spremnlkom za vGdu; 2

-Tenouska eijev spojena sa spremnJkom za elektront; 3 - Tenonska ejjev spo-jena sispustom; 4 I 5 - dijelovl za

spa-jauJe od Perspexa; 6 - pokJopac elek-trodue posude; 7 - elektredna posuda;

8 - membrana; 9 - spejnlk od Pers-pexa; 10 - TefloDsb eijev spojena sa

spremnikom za elektront; 11 - dao elektrodne posude; ll-dio od Perspexa za namjeitanje kapUare; U - dio za na· m,leit&nje dijela 12 1 kapOare; 14 - ka-pUarua eijev; 15 - platinska eJektroc1a; 16 - spojnik od Perspexa; 17 - Tel-louska ei,Jev spojena sa spremnlkom za elektrolit uredaja za protusku,iaD.fe

Za ponovno punjenje i ispiranje sistema pri-mjenjuje se ilaéni sistem. Ville detalja dano je ti li-teraturi!ll. Postoji nekoliko nacina primjene reguli-ranog protustrujanja elektrolita. Mo!e se regulirati protustrujanje elektrolita dok je elektrièna st..--uja u toku eksperimenta konstantna20• Di je tokom

we-mena protustrujanje elektrolita konstantno. a dek-trii!na struja regulira se i prilagoduje tom protu-suujanju21•

-:

@

-~---~

@ r

-0---~

S 1 i k a 15 - InjekeijskJ blok 1 posuc1a za granU!nl elektrofit. 1 - injekcijskJ blok; I - dl.

za uam,lelitanje septuma; 3 - seplum; .. - dio Gd Perspexa za namjeitanje ka-plIare; 6 - dio za namjestanje di,Jela .. 1 kapllare; 7 - kapilara; 9 - vGdi~ vl-sokol' napona.; 10 - 410 Gd Perspexa za

uèvriélvanje vodlèa vlsokog napona; U

- poklopac elektrodne posucIe; U

-elektrodna posnda; 13 - spojka eJek-trodne pOlude i proswra za klip; 14 -spoj sispustom; 15 - Teftonom pre-svuèenl kOp

NajvaZniji dio uredaja za izotahoforezu prika-zan je na slici 16. Umjesto jedne kapilare tu su smjestene paralelno tri kapilare (c). One su medu-sobno mehanicki odijeljene. Sa a je na slici 16 obi-ljezen injekcijski blok, sa b elE:ktrodni odjeljak 8 polupropusnim membranama a ispod njih smje§ten je nlz termoparova, koji sluze kao detektori. Stru':' ja se oddava stalnom u svakoj kapilari pomoéu fo-tootpornika spojenih u seriju sa stalnim izvororn napona.2t _{Zarulja iznad fotootpornika osigurava} konstantnost struje kroz kapilaru tako ito je njena svjetlost neposredna mjera topline razvijene

stru-jom u kapilarl. Upotreba razli~tih tipova membra-'na i arnita (niskotemperaturnog polimera tereftalne kiseline) umjesto Perspexa omoguéuje i upotrebu nevodenih otapala.

S l i ka 16

DISKUSUA

Separacijs~d dio uredaja. za izotabofore· :m. Prikazanlm uredajem mop se si· multano izvoditi tri analize. a - lnJek· cijski blok; b - elektrodnl odjeljak s polupropusnom membranom; c - alu·

minijski blok c.bavijen TefioDskim kapl· larama. Tcrmoparovi

sto

sluze kao de-tektori smjeStclli su na dnn alumlnljskor bloka.

U èlanku se diskutira metoda izotahcforeze i da-je opis nekih primida-jenda-jenih uredaja. Clanak, medu-tim, ni pribliZno ne daje kompletan prikaz rada obavljenog na tom podruèju.

Tom metodom mogu se lako an;lizirati (slabe) kiseline i metali, a takoder i (slabe) baze.

Veé je razraden i program za raèunalo za izra-cunavanje koncentradja i efektivnih pokretljivosti.

Velika paznja pokianja se separaciji amino ki-seUna i proteina. Premda se i takve analize mogu provesti, reproducibilnost je slaba, a neke pojave nisu objasnjene. Razvoj novih de~ktora pruZit ée nove moguénosti na tom polju.

Sazelak

Moguénost koristenja i drugih tekuéina osim de u tim zatvorenim sistemima daje naslutiti da j moguée izvodenje separacije i u vodl netopljivi ionskih komponenata.

Preveo: Darko Maljkovi

Lteratura

1. F. K 0 h 1 r a u s e h, Ann. Ph)'s. (Leipzig) SZ (189'1) aoa. 2. J. Ken dalI, E. D. Cri tt end e ft, Proc. Nat. ACA

Sei. USA 8 (l92~ 'lil.

3. L. G. L 0 n g s wor t h, Natl. Bui'. Std. (USA) Ctrc. (1953) H.

4. M. D. P 0 u 11 Ir, Nature lSO (1957) 14n.

~. E. A. Kal m a Ic 0 v, V. B. Fik s, 2. Fiz. mmo 3S (1961

813. ,

6. E. A. Kal m a Ic 0 v, Z. Fiz. Him. 38 (l962) m.

7. B. P. Kon sta n t i nov, E. A. Kal mak 0 v. N. L. Var

li 0 v s Ic a j a, 2. Fiz. mm. 3& (1962) 535.

8. B. P. Konstantinov, O. V. Olurkova, Dokt. Akad. Nauk SSSft US (1962) IUt.

9. E. A. Kaimakov, V. I. Sarkov, 2. Flz. mmo 31 (1961) 893.

10. F. M. E ver a e r t s, Internal report, Universlty of Techno-10gy, Eindhoven, 19IM. , 11. B. P. Kon sta n tin 0 v, V. B. Fik S, 2. Fiz. mmo 31'

(1964) 893.

12. B. P. Xonstantinov, V. B. Fiks, 2. FiZ.a.-31

(1964) 895. . . , . . .

13. B. P. Konstant,inov, V. B. Fiks, 2. Flz. mm. 31 (1964) 1038.

U. F. M. E ver a e r t s, GraduaUon report, EIndhoven uni-verslty of Technology, Eindhoven, 1968.

15. B. P. Konstantlnov. O. V. Ollul'kova, 2ur. Tebn.

Fizild 11 (1966) 693.

111. W. Pre e t Zo Talanta 13 (1966) 1648.

17. W. Pre e t Zo H. L. P fel f e r, Talanta U (196'1) lt,. 18. A.:1. P. Martin, F. lIL Everaerts, Anal. Ch1m. Acta

31 (1967) 233.

19.:1. BoZil!evlé. F. 'M. Everaerts, P. Pavell~ Th. P. E. M. Ver heg gen, Electron. Lett. f (1911) 1188. 20. F. M. Everaerts,:1. Vaelk, Th. P. E. lIL Verheg.

gen, J. Zus k a, :1. Chromatog. 49 (6'l0) 282.

21. F. M. Everllerts, Th. P. E. 'M. Verheggen. J. Chromatog. 68 (Im) 397.

22. A. J. P. Martin, F. M. Everaerts, Proc.. !!ol". SOc.

(London) Ser. A 318 (1970)

m-33. F. M. E ver a e r t s, T h. P. E. lIL Verheggen, J. Ch1'O-matog. 53 (19'10) 315.

24. F. lIL E ver a e r t S, ft. J. ft 0 uts, J. Chromatog. sa (1911)

181.

25. H. H a g t u n d, Sei. Toots 1'1' (l9'lO) 8.

211. F. M. E ver a e r t s, Thesis, Elndhoven Unlversity of Technology, Eindhoven, 1968.

2'1'. J, L. Be c Ic ers, F. lIL E ver ae rt 8, ;J. Chromatog. 111 (1970) 339.

211. F. 'M. Everaerts, Th. P. E. lIL Verheggen, Sei.

Toots 17 (1970) 1'l.

29. F. M. Everaerts, Th. P. E. 'M. verheggen'Msku

S. Chra.matog. . . . .

U ~lanku se obraduju glavni pri.ncipi tebnike izotahoforeze. Na primjerima elek-troferograma pokazana je analiza kationa i aniona. Iznose se sugestije za separaciju u razIièitim nevodenim otapalima. Prlkazane su sbeme razUèitih ure!iaja za provo-denje analize.