Исследователи из Канады совершенно случайно наткнулись на новую систему хроматографического разделения, которая может стать новым, дешевым и экологически чистым орудием в инструментарии химика-аналитика.

Майкл Фогвилл (Michael Fogwill) и Кевин Тэрбайд (Kevin Thurbide) из Университета Калгари проводили эксперименты с водой при высокой температуре и давлении (находящейся в сверхкритическом состоянии), насыщенной углекислым газом; такая насыщенная CO₂ вода играла роль подвижной фазы для хроматографии. В качестве носителя неподвижной фазы исследователи использовали стандартным образом снаряженную хроматографическую колонку, единственное отличие которой от обычных хроматографических колонок состояло в том, что с обеих концов была укреплена стальными трубками. По окончанию эксперимента исследователи удалили из системы колонку и пропустили оставшийся образец через стальную трубку. К их удивлению, оказалось, что хроматографическое разделение происходит и в этом случае. По словам Тэрбайда, момент когда было обнаружено разделение без колонки, был самым уникальным в их научной карьере, однако оставался вопрос – за счет чего происходит такое разделение.

Рис. 1. С помощью нового метода исследователи смогли определить содержание кофеина в чашке кофе.(Рисунок из Anal. Chem., 2010 DOI: 10.1021/ac1018793).

Дальнейшее исследование показало, что вода покрывает внутреннюю поверхность стальной трубки, начиная играть роль неподвижной фазы. Точные параметры образующегося при этом слоя воды, как и скорость его образования, и распределение молекул в слое пока остается неясным, однако исследователи рассчитали, что однородная пленка должна характеризоваться толщиной около 4 микрометров.

Таким образом, появилась возможность покрыть трубку из нержавеющей стали водой и прокачивать через эту колонку сверхкритический углекислый газ, играющий роль подвижной хроматографической фазы, разделяя при этом вещества на основании их различной растворимости в сверхкритических воде и CO₂.

Для демонстрации возможности новой хроматографической методики исследователи определили содержание кофеина в кружке кофе, купленной в уличной закусочной и содержание этанола в биотопливе. Различная растворимость как кофеина, так и этанола в подвижной и неподвижной фазах позволила получить четкие пики анализируемых веществ без необходимости дополнительной подготовки образца к анализу.

Исследователи отмечают, что разработанная ими методика экологически чистая (для такого хроматографического анализа не требуются ни органические растворители, ни содержащая органические вещества неподвижная фаза), и сравнительно дешевая. Тэрбайда соглашается с тем, что пока методика не так эффективна, как хотелось бы, возможно из-за слишком большой толщины слоя воды – неподвижной фазы, однако исследователи работают над модификацией метода.

Бретт Полл (Brett Paull), специалист по химии процессов разделения их Университета Дублина отмечает, что приятно читать статьи, посвященные изучению неожиданных и вместе с тем простых экспериментальных результатов, аномалий, позволяющих в итоге разработать новое научное направление. Он добавляет, что работа над изучением нового феномена должна продолжаться, и он уверен, что за первым сообщением о новом методе хроматографии вскоре появятся новые статьи, посвященные его дальнейшему развитию.