ТЕЧНА ХРОМАТОГРАФИЯ С ВИСОКА ЕФЕКТИВНОСТ (HPLC): ОБОСНОВКА, ОБОРУДВАНЕ, ВИДОВЕ - ХИМИЯ - 2025

На течна хроматография с висока производителност е инструментална техника, използвана в химически анализи, които са позволени отделни смеси, пречисти и количествено определяне на неговите компоненти, и по-нататъшни проучвания. Известна е с абревиатурата HPLC, получена от английски: Високопроизводителна течна хроматография.

Така, както показва името му, той работи чрез манипулиране на течности. Те се състоят от смес, съставена от аналита или пробата, която представлява интерес, и един или повече разтворители, които действат като подвижна фаза; това е този, който влачи аналита през цялото HPLC оборудване и колоната.

HPLC оборудване. Източник: Dqwyy

HPLC се използва широко от лаборатории за анализ на качеството в много компании; като лекарства и храни. Въпросният анализатор трябва да подготви пробата, подвижната фаза, да провери температурата и други параметри и да постави флаконите вътре в колелото или въртележка, за да може оборудването да извършва инжекциите автоматично.

HPLC оборудването е свързано с компютър, чрез който могат да се наблюдават генерираните хроматограми, както и за стартиране на анализите, контрол на потока на подвижната фаза, програмиране на типа на елуиране (изократно или градиентно) и включване на детекторите (UV -Вис или мас-спектрофотометър).

основа

За разлика от конвенционалната течна хроматография, като колонна хроматография, напълнена с хартия или силикагел, HPLC не зависи от тежестта на течността, която да намокри стационарната фаза. Вместо това работи с помпи с високо налягане, които напояват подвижната фаза или елуират през колоната с по-голяма интензивност.

По този начин не е необходимо да се излива мобилната фаза всеки толкова често през колоната, а по-скоро системата го прави непрекъснато и с по-високи дебити.

Но ефективността на тази техника не се дължи изключително на този детайл, а и на малките частици пълнител, които съставляват неподвижната фаза. Като е по-малка, контактната му площ с подвижната фаза е по-голяма, така че ще взаимодейства по-добре с аналита и молекулите му ще се отделят повече.

Тези две характеристики плюс факта, че техниката позволява свързването на детектори, правят HPLC далеч по-добър от тънкослойната или хартиената хроматография. Разделянията са по-ефективни, подвижната фаза пътува по-добре през стационарната фаза и хроматограмите могат да открият всяка повреда в анализа.

оборудване

Опростена схема на работа на HPLC оборудване. Източник: Габриел Боливар.

По-горе е опростена схема за това как работи HPLC оборудване. Разтворителите са в съответните им контейнери, подредени с маркучи, така че помпата да поема малък обем от тях в оборудването; по този начин имаме мобилната фаза.

Подвижната фаза или елюентът трябва да се дегазира първо по такъв начин, че мехурчетата да не повлияят на разделянето на молекулите на аналитите, което се смесва с подвижната фаза, след като оборудването направи инжекциите.

Хроматографската колона е разположена във фурна, която позволява да се регулира температурата. По този начин, за различните проби има подходящи температури за постигане на високоефективно разделяне, както и широк каталог от колони и видове пълнежи или стационарни фази за специфичен анализ.

Подвижната фаза с разтворения аналит влиза в колоната и от нея първо се елуират молекулите, които "чувстват" по-малък афинитет към неподвижната фаза, докато тези, които са по-задържани от нея, се елуират по-късно. Всяка елуирана молекула генерира сигнал, показан на хроматограмата, където се наблюдават времената на задържане на отделените молекули.

А от друга страна, подвижната фаза след преминаване през детектора се озовава в контейнер за отпадъци.

HPLC видове

Има много видове HPLC, но сред всички тях най-забележителните са следните четири.

Нормална фазова хроматография

Нормалнофазовата хроматография се отнася до такава, при която неподвижната фаза е полярна по природа, докато подвижната фаза е неполярна. Въпреки че се нарича нормално, всъщност той е най-малко използван, като обратната фаза е най-широко разпространена и ефективна.

Обратна фаза хроматография

Бидейки обратна фаза, сега неподвижната фаза е аполарна, а подвижната - полярна. Това е особено полезно при биохимичния анализ, тъй като много биомолекули се разтварят по-добре във вода и в полярни разтворители.

Йоннообменна хроматография

При този тип хроматография аналитът с положителен или отрицателен заряд се движи през колоната, замествайки йони, в които се съхранява. Колкото по-висок е зарядът, толкова по-високо е неговото задържане, поради което се използва широко за разделяне на йонни комплекси от преходни метали.

Хроматография за изключване на размера

Тази хроматография, вместо да се разделя, е отговорна за пречистването на получената смес. Както показва името му, аналитът се разделя вече не в зависимост от това колко тясно е свързан със стационарната фаза, а според размера и молекулните маси.

По-малките молекули ще бъдат по-задържани от големите молекули, тъй като последните не са хванати между порите на полимерните колони.

Приложения

HPLC позволява както качествен, така и количествен анализ. От качествената страна, като се сравняват времената на задържане на хроматограмата при определени условия, може да се установи наличието на определено съединение. Подобно присъствие може да е показателно за болест, прелюбодеяние или употреба на наркотици.

Следователно това е компютърна част от диагностичните лаборатории. По същия начин той се намира във фармацевтичната индустрия, тъй като позволява да се провери чистотата на продукта, както и качеството му по отношение на разтварянето му в стомашната среда. Изходните материали също се подлагат на HPLC, за да ги пречистят и да осигурят по-добри резултати при синтеза на лекарства.

HPLC позволява анализ и разделяне на сложни смеси от протеини, аминокиселини, въглехидрати, липиди, порфирини, терпеноиди и по същество е отличен вариант за работа с растителни екстракти.

И накрая, молекулярната хроматография за изключване ви позволява да изберете полимери с различни размери, тъй като някои могат да бъдат по-малки или по-големи от други. По този начин се получават продукти с ниска или висока средна молекулна маса, което е определящ фактор за техните свойства и бъдещи приложения или синтез.

Препратки

1. Day, R., & Underwood, A. (1989). Количествена аналитична химия. (пето изд.). PEARSON Prentice Hall.
2. Буси Хуан. (2007 г.). Високоефективна Течна хроматография., Възстановено от: fing.edu.uy
3. Wikipedia. (2019). Високоефективна Течна хроматография. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Кларк Джим. (2007 г.). Високоефективна Течна хроматография. Възстановено от: chemguide.co.uk
5. Матей Баркович. (05 декември 2019 г.). Високоефективна Течна хроматография. Химия LibreTexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
6. GP Томас. (15 април 2013 г.). Течна хроматография с висока ефективност (HPLC) - методи, ползи и приложения. Възстановено от: azom.com