NAGYTELJESÍTMÉNYŰ FOLYADÉKKROMATOGRÁFIA (HPLC): INDOK, BERENDEZÉS, TÍPUSOK - KÉMIA - 2025

A nagyteljesítményű folyadékkromatográfia egy kémiai elemzésben alkalmazott műszeres módszer, amely megengedi a keverékek elkülönítését, a komponensek tisztítását és számszerűsítését, valamint a további vizsgálatokat. A HPLC rövidítés ismert, angol nyelvből származik: nagy teljesítményű folyadékkromatográfia.

Így, amint a neve is mutatja, folyadékok manipulálásával működik. Ezek egy elegyből állnak, amely az érdeklődésre számot tartó elemző anyagból vagy mintából és egy vagy több oldószerből áll, amelyek mozgófázisként működnek; vagyis az, amely az analitot az összes HPLC berendezésen és az oszlopon áthúzza.

HPLC berendezés. Forrás: Dqwyy

A HPLC-t sok vállalat széles körben használja a minőségi elemző laboratóriumokban; például gyógyszerek és élelmiszerek. A kérdéses elemzőnek elő kell készítenie a mintát, a mozgó fázist, ellenőriznie kell a hőmérsékletet és az egyéb paramétereket, és az injekciós üvegeket a kerékbe vagy a körhintaba kell helyeznie, hogy a berendezés automatikusan elvégezze az injekciókat.

A HPLC berendezést egy számítógéphez kapcsolják, amelyen keresztül a létrehozott kromatogramok megfigyelhetők, valamint az elemzések elindításához, a mozgófázis áramlásának szabályozásához, az eluálás típusának (izokratikus vagy gradiens) programozásához és az detektorok bekapcsolásához (UV -Vis vagy tömegspektrofotométer).

bázis

A szokásos folyadékkromatográfiától, például a papír vagy szilikagéllel töltött oszlopkromatográfiától eltérően, a HPLC nem függ a folyadék gravitációjától, hogy az álló fázist nedvesítse. Ehelyett nagynyomású szivattyúkkal működik, amelyek nagyobb mozdulattal öblítik a mozgó fázist vagy az eluenst az oszlopon keresztül.

Ilyen módon nem szükséges a mozgó fázist oly gyakran öntni az oszlopon, hanem a rendszer folyamatosan és magasabb áramlási sebességgel végzi.

De a technika hatékonysága nemcsak ennek a részletnek, hanem az apró töltőanyag-részecskéknek is köszönhető, amelyek az álló fázist alkotják. Kisebb méretűnél nagyobb a érintkezési területe a mozgófázissal, így jobban kölcsönhatásba lép az analittel, és molekulái jobban elkülönülnek.

Ez a két tulajdonság, valamint az a tény, hogy a technika lehetővé teszi az detektorok összekapcsolását, a HPLC-t jóval meghaladja a vékonyrétegű vagy papírkromatográfiát. A szétválasztások hatékonyabbak, a mozgófázis jobban áthalad az álló fázison, és a kromatogramok észlelhetik az elemzés esetleges hibáit.

Felszerelés

A HPLC berendezés egyszerűsített vázlata. Forrás: Gabriel Bolívar.

A fenti ábra egy egyszerűsített vázlatot mutat a HPLC berendezés működésére. Az oldószerek a megfelelő tartályokban vannak elhelyezve, tömlőkkel elrendezve, hogy a szivattyú kis mennyiségű oldószert vegyen a berendezésbe; így megvan a mobil fázis.

A mozgó fázist vagy az eluenst először gáztalanítani kell, oly módon, hogy a buborékok ne befolyásolják az elemzett molekulák szétválasztását, amelyet összekevernek a mozgó fázissal, miután a berendezés befecskendezte.

A kromatográfiás oszlop kemencében található, amely lehetővé teszi a hőmérséklet szabályozását. Így a különböző minták számára megfelelő hőmérsékletek vannak a nagy teljesítményű elválasztások eléréséhez, valamint széles oszlopkatalógus és töltőanyag-típusok vagy helyhez kötött fázisok a speciális elemzéshez.

A mozgófázis az oldott analittel belép az oszlopba, és abból a molekulák, amelyek kevésbé affinitást éreznek a helyhez kötött fázishoz, először eluálódnak, míg azok, amelyek jobban visszatartják őket, később eluálódnak. Minden eluált molekula jelet generál a kromatogramon, ahol megfigyelhető az elválasztott molekulák retenciós ideje.

Másrészt, a mozgófázis az érzékelőn való áthaladás után hulladéktartályba kerül.

HPLC típusok

A HPLC-típusok sokféle, de közülük a legjobbak a következő négy.

Normál fázisú kromatográfia

A normál fázisú kromatográfia arra vonatkozik, amikor az álló fázis poláris jellegű, míg a mozgó fázis nem poláris. Bár normálisnak hívják, valójában a legkevésbé használt, a fordított fázis a legelterjedtebb és leghatékonyabb.

Fordított fázisú kromatográfia

Mivel inverz fázis van, az álló fázis apoláris és a mozgó fázis poláris. Ez különösen a biokémiai elemzésnél hasznos, mivel sok biomolekula jobban oldódik vízben és poláris oldószerekben.

Ioncserélő kromatográfia

Az ilyen típusú kromatográfia során az elemzett anyag pozitív vagy negatív töltéssel mozog az oszlopon, és helyettesíti a benne lévő ionokat. Minél nagyobb a töltés, annál nagyobb a visszatartása, ezért széles körben használják az átmeneti fémek ionos komplexeinek elválasztására.

Méret kizárási kromatográfia

Ez a kromatográfia az elválasztás helyett a kapott keverék tisztításáért felel. Amint a neve is mutatja, az elemzett anyag elválasztása már nem az az, hogy milyen szorosan kapcsolódik az álló fázishoz, hanem a méretét és a molekulatömegét tekintve.

A kisebb molekulák jobban megmaradnak, mint a nagy molekulák, mivel ezek nem maradnak csapdában a polimer oszloptöltések pórusai között.

Alkalmazások

A HPLC lehetővé teszi mind a kvalitatív, mind a mennyiségi elemzést. Minőségi szempontból a kromatogram retenciós idejének összehasonlításakor bizonyos körülmények között kimutatható egy adott vegyület jelenléte. Az ilyen jelenség betegségre, hamisításra vagy gyógyszerhasználatra utalhat.

Ezért a diagnosztikai laboratóriumok számítógépes része. Hasonlóképpen megtalálható a gyógyszeriparban, mivel lehetővé teszi a termék tisztaságának és minőségének ellenőrzését a gyomorban történő oldódás szempontjából. A kiindulási anyagokat HPLC-vel is alávetjük, hogy tisztítsuk őket és biztosítsuk a gyógyszer szintézisének jobb teljesítményét.

A HPLC lehetővé teszi a fehérjék, aminosavak, szénhidrátok, lipidek, porfirinok, terpenoidok komplex keverékeinek elemzését és elválasztását, és alapvetően kiváló lehetőség a növényi kivonatokkal való együttműködéshez.

És végül, a molekuláris kizárási kromatográfia lehetővé teszi különböző méretű polimerek kiválasztását, mivel egyesek kisebbek vagy nagyobbak, mint mások. Ily módon alacsony vagy magas átlagos molekulatömegű termékeket kapunk, ez meghatározó tényező tulajdonságaikban és jövőbeli alkalmazásukban vagy szintézisükben.

Irodalom

1. Day, R. és Underwood, A. (1989). Kvantitatív analitikai kémia. (ötödik kiadás). PEARSON Prentice Hall.
2. Bussi Juan. (2007). Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia.. Helyreállítva: fing.edu.uy
3. Wikipedia. (2019). Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Clark Jim. (2007). Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia. Helyreállítva: chemguide.co.uk
5. Matthew Barkovich. (2019. december 05.). Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia. Kémia LibreTexts. Helyreállítva: chem.libretexts.org
6. GP Thomas. (2013. április 15.). Nagyteljesítményű folyadékkromatográfia (HPLC) - módszerek, előnyök és alkalmazások. Helyreállítva: azom.com