AUGSTAS IZŠĶIRTSPĒJAS ŠĶIDRUMA HROMATOGRĀFIJA (HPLC): PAMATOJUMS, APRĪKOJUMS, VEIDI - ĶĪMIJA - 2025

Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija ir noderīga metode, ko izmanto ķīmisko analīžu kurā atsevišķi maisījumi ir atļauti, attīra un noteikt tās sastāvdaļas, un turpmāki pētījumi. Tas ir pazīstams ar saīsinājumu HPLC, kas atvasināts no angļu valodas: High Performance Liquid Chromatography.

Tādējādi, kā norāda nosaukums, tas darbojas, manipulējot ar šķidrumiem. Tie sastāv no maisījuma, kas sastāv no analizējamās vielas vai parauga un viena vai vairākiem šķīdinātājiem, kas darbojas kā kustīgā fāze; tas ir, tas, kurš izvelk analīti caur visu HPLC aprīkojumu un kolonnu.

HPLC iekārta. Avots: Dqwyy

Daudzos uzņēmumos HPLC plaši izmanto kvalitātes analīzes laboratorijās; piemēram, farmācija un pārtika. Attiecīgajam analītiķim jāsagatavo paraugs, kustīgā fāze, jāpārbauda temperatūra un citi parametri un jāievieto flakoni riteņa vai karuseļa iekšpusē, lai aprīkojums automātiski veiktu injekcijas.

HPLC iekārta ir savienota ar datoru, caur kuru var novērot ģenerētās hromatogrammas, kā arī analīzes sākšanu, kustīgās fāzes plūsmas kontroli, eluēšanas veida (izokrātiska vai gradienta) programmēšanu un detektoru ieslēgšanu (UV -Vis vai masas spektrofotometrs).

Pamats

Atšķirībā no parastās šķidruma hromatogrāfijas, piemēram, ar kolonnu hromatogrāfiju ar papīru vai ar silikagelu, HPLC nav atkarīgs no šķidruma smaguma, kas mitrina stacionāro fāzi. Tā vietā tas darbojas ar augstspiediena sūkņiem, kas ar lielāku intensitāti apūdeņo kustīgo fāzi vai eluentu caur kolonnu.

Tādā veidā nav nepieciešams katru reizi tik bieži izliet mobilo fāzi caur kolonnu, bet gan sistēma to dara nepārtraukti un ar lielākiem caurplūdumiem.

Bet šīs tehnikas efektivitāti nosaka ne tikai šī detaļa, bet arī sīkās pildvielas daļiņas, kas veido nekustīgo fāzi. Tā kā tas ir mazāks, tā saskares laukums ar kustīgo fāzi ir lielāks, tāpēc tas labāk mijiedarbosies ar analizējamo vielu, un tā molekulas vairāk atdalīsies.

Šīs divas īpašības, kā arī fakts, ka tehnika ļauj savienot detektorus, padara HPLC daudz labāku par plānslāņa vai papīra hromatogrāfiju. Atdalījumi ir efektīvāki, mobilā fāze labāk pārvietojas pa stacionāro fāzi, un hromatogrammas var atklāt jebkādas neveiksmes analīzē.

Iekārtas

Vienkāršota HPLC iekārtas darbības shēma. Avots: Gabriel Bolívar.

Augšpusē ir vienkāršota diagramma par to, kā darbojas HPLC iekārta. Šķīdinātāji ir attiecīgajos traukos, kas izvietoti ar šļūtenēm tā, lai sūknis nelielu daudzumu šķidruma ņemtu iekārtā; tādējādi mums ir mobilā fāze.

Kustīgajai fāzei vai eluentam vispirms jābūt atgāzētam tā, lai burbuļi neietekmētu analizējamās molekulas atdalīšanos, kas tiek sajaukta ar kustīgo fāzi pēc tam, kad iekārta ir veikusi injekcijas.

Hromatogrāfijas kolonna atrodas krāsns iekšpusē, kas ļauj regulēt temperatūru. Tādējādi dažādiem paraugiem ir piemērota temperatūra, lai panāktu augstas veiktspējas atdalīšanu, kā arī plašs kolonnu katalogs un pildījumu veidi vai stacionārie fāzes specifiskai analīzei.

Kustīgā fāze ar izšķīdušo analīti nonāk kolonnā, un no tās vispirms eluē molekulās, kuras "izjūt" mazāku afinitāti pret stacionāro fāzi, bet tās, kuras tā vairāk saglabā, eluē vēlāk. Katra eluēta molekula rada signālu, kas redzams hromatogrammā, kur tiek novēroti atdalīto molekulu aiztures laiki.

Un, no otras puses, mobilā fāze pēc tam, kad iet caur detektoru, nonāk atkritumu konteinerā.

HPLC veidi

Ir daudz HPLC veidu, bet starp visiem izcilākajiem ir četri.

Normālās fāzes hromatogrāfija

Normālās fāzes hromatogrāfija attiecas uz tādu, kurā stacionārajai fāzei ir polārs raksturs, bet mobilajai fāzei ir nepolāra. Lai arī to sauc par normālu, patiesībā tas tiek izmantots vismazāk, un visplašākais un efektīvākais ir apgrieztā fāze.

Apgrieztā fāzes hromatogrāfija

Tā kā stacionārā fāze ir apgriezta, tā ir apolāra un mobilā fāze - polāra. Tas ir īpaši noderīgi bioķīmiskajā analīzē, jo daudzas biomolekulas labāk izšķīst ūdenī un polārajos šķīdinātājos.

Jonu apmaiņas hromatogrāfija

Šāda veida hromatogrāfijā analizējamā viela ar pozitīvu vai negatīvu lādiņu pārvietojas pa kolonnu, aizstājot tajā esošos jonus. Jo augstāks lādiņš, jo augstāka tā aizture, tāpēc to plaši izmanto pārejas metālu jonu kompleksu atdalīšanai.

Izmēru izslēgšanas hromatogrāfija

Šī hromatogrāfija, nevis atdalīšana, ir atbildīga par iegūtā maisījuma attīrīšanu. Kā norāda nosaukums, analizējamā viela vairs nav atkarīga no tā, cik tā ir cieši saistīta ar stacionāro fāzi, bet gan pēc lieluma un molekulārajām masām.

Mazākas molekulas tiks labāk noturētas nekā lielās molekulas, jo pēdējās nav ieslodzītas starp polimēru kolonnu pildījumu porām.

Lietojumprogrammas

HPLC ļauj veikt gan kvalitatīvu, gan kvantitatīvu analīzi. Kvalitatīvā aspektā, salīdzinot hromatogrammas aiztures laikus noteiktos apstākļos, var noteikt konkrēta savienojuma klātbūtni. Šāda klātbūtne var liecināt par slimību, viltošanu vai narkotiku lietošanu.

Tāpēc tā ir diagnostikas laboratoriju datora sastāvdaļa. Tāpat tas ir atrodams farmācijas rūpniecībā, jo tas ļauj pārbaudīt produkta tīrību, kā arī tā kvalitāti attiecībā uz tā izšķīšanu kuņģa vidē. Izejmateriāli tiek pakļauti arī HPLC, lai tos attīrītu un nodrošinātu labākus rezultātus zāļu sintēzē.

HPLC ļauj analizēt un atdalīt sarežģītus olbaltumvielu, aminoskābju, ogļhidrātu, lipīdu, porfirīnu, terpenoīdu maisījumus, un tā būtībā ir lieliska iespēja darbam ar augu ekstraktiem.

Visbeidzot, molekulārā izslēgšanas hromatogrāfija ļauj izvēlēties dažāda lieluma polimērus, jo daži var būt mazāki vai lielāki nekā citi. Šādā veidā iegūst produktus ar mazu vai augstu vidējo molekulmasu, kas ir noteicošais faktors to īpašībās un turpmākajā izmantošanā vai sintēzē.

Atsauces

1. Day, R., & Underwood, A. (1989). Kvantitatīvā analītiskā ķīmija. (piektais izd.). PEARSON Prentice zāle.
2. Bussi Huans. (2007). Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija. . Atgūts no: fing.edu.uy
3. Wikipedia. (2019. gads). Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija. Atgūts no: en.wikipedia.org
4. Klarks Džims. (2007). Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija. Atgūts no: chemguide.co.uk
5. Metjū Barkovičs. (2019. gada 5. decembris). Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija. Ķīmija LibreTexts. Atgūts no: chem.libretexts.org
6. GP Tomass. (2013. gada 15. aprīlis). Augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfija (HPLC) - metodes, ieguvumi un pielietojumi. Atgūts no: azom.com