Фракционирование нано- и микрочастиц во вращающихся спиральных колонках

 

 

 

Лаборатория располагает рядом методов, позволяющих развивать комплексный подход к фракционированию и изучению нано- и микрочастиц. Для исследования полидисперсных образцов используют мембранную фильтрацию, капиллярный электрофорез, проточное фракционирование в поперечном поле центробежных сил во вращающихся спиральных колонках (ВСК), электронную микроскопию, различные лазерные методы, атомную спектроскопию.

 

Метод проточного фракционирования частиц в поперечном поле центробежных сил в ВСК впервые предложен сотрудниками лаборатории. Систематически изучены закономерности поведения модельных частиц латекса и силикагеля, а также полидисперсных образцов почв и глинистых минералов в традиционных колонках цилиндрической формы. Показано, что на движение частиц в потоке водной подвижной фазы (жидкости-носителя) значительное влияние оказывают свойства самих частиц, физико-химические свойства подвижной фазы, рабочие и конструкционные параметры планетарной центрифуги. Найдены условия разделения образцов почв на илистую, пылеватую и песчаную фракции. С использованием теоретического моделирования проведена работа по оптимизации аппаратурного оформления метода. Выявлены потенциальные преимущества конусовидных и цилиндрических колонок особой конструкции. Показана принципиальная возможность использования ВСК при анализе и наработке монодисперсных стандартных образцов частиц. Предложенный комплекс методик фракционирования нано и микрочастиц представляется весьма перспективным для решения актуальных задач аналитической химии, геохимии и химической технологии.

 

Фракционирование смеси стандартных образцов силикагеля. Скорость вращения ВСК 800 об/мин, Скорость подачи элюента: I - 0,1 мл/мин; II – 0,5 мл/мин; III - 2,7 мл/мин; IV – 3,7 мл/мин.

 

Фотографии выделенных фракций силикагеля, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-6700F (Япония).

 

 

1. Fedotov P.S., Spivakov B.Ya., Shkinev V.M. Possibility of field-flow fractionation of macromolecules and particles in a rotating coiled tube // Anal. Sci. 2000. V. 16. N 4. P. 535-536.
2. Катасонова О.Н., Федотов П.С., Спиваков Б.Я., Филиппов М.Н. Некоторые закономерности поведения твердых микрочастиц при их фракционировании во вращающейся спиральной колонке // Журн. аналит. химии.  2003. Т. 58. № 5. С. 529-533.
3. Федотов П.С., Кронрод В.А., Катасонова О.Н. Моделирование движения твердых частиц в потоке жидкости-носителя во вращающейся спиральной колонке // Журн. аналит. химии.  2005. T. 60. № 4. C. 349-356.
4. Катасонова О.Н., Федотов П.С., Карандашев В.К., Спиваков Б.Я. Применение вращающихся спиральных колонок для фракционирования частиц почвы и последовательного экстрагирования форм тяжелых металлов из илистой, пылеватой и песчаной фракций // Журн. аналит. химии.  2005, Т. 60. № 7. С. 765-773.
5. Федотов П.С., Ермолин М.С., Савонина Е.Ю., Кронрод В.А., Спиваков Б.Я. Фракционирование нано и микрочастиц во вращающейся конусовидной спиральной колонке // Журн. аналит. химии. Т. 65. № 12. С.1237-1243.