HÖGPRESTERANDE VÄTSKEKROMATOGRAFI (HPLC): SKÄL, UTRUSTNING, TYPER - KEMI - 2026

Den högpresterande vätskekromatografin är en instrumental teknik som används i kemiska analyser som separata blandningar tillåts, rena och kvantifiera dess komponenter och vidare studier. Det är känt genom förkortningen HPLC, härrörande från engelska: High Performance Liquid Chromatography.

Såsom namnet antyder fungerar det genom att manipulera vätskor. Dessa består av en blandning sammansatt av analyt eller prov av intresse och ett eller flera lösningsmedel som fungerar som mobilfasen; det vill säga den som drar analyt genom all HPLC-utrustning och kolumn.

HPLC-utrustning. Källa: Dqwyy

HPLC används ofta av kvalitetsanalyslaboratorier i många företag; såsom läkemedel och livsmedel. Analysen i fråga måste förbereda provet, mobilfasen, kontrollera temperaturen och andra parametrar och placera injektionsflaskorna inuti hjulet eller karusellen för att utrustningen ska kunna utföra injektionerna automatiskt.

HPLC-utrustningen är kopplad till en dator genom vilken de genererade kromatogrammen kan observeras, såväl som för att starta analyserna, kontrollera flödet av mobilfasen, programmera typen av eluering (isokratisk eller gradient) och slå på detektorerna (UV -Vis eller masspektrofotometer).

Grund

Till skillnad från konventionell vätskekromatografi, såsom papper eller silikagelfylld kolonnkromatografi, beror HPLC inte på tyngdkraften för vätskan för att väta den stationära fasen. Istället fungerar det med högtryckspumpar, som bevattnar mobilfasen eller elueringsmedlet genom kolonnen med större intensitet.

På detta sätt är det inte nödvändigt att hälla den mobila fasen varje gång genom kolonnen, utan snarare gör systemet det kontinuerligt och med högre flödeshastigheter.

Men effektiviteten i denna teknik beror inte bara på denna detalj utan också på de små påfyllningspartiklarna som utgör den stationära fasen. Att vara mindre, dess kontaktområde med mobilfasen är större, så det kommer att interagera bättre med analyt och dess molekyler kommer att separera mer.

Dessa två egenskaper, plus det faktum att tekniken gör det möjligt att koppla detektorer, gör HPLC mycket överlägsen tunnskikts- eller papperskromatografi. Separationerna är mer effektiva, den mobila fasen går bättre genom den stationära fasen och kromatogram kan upptäcka eventuella fel i analysen.

Utrustning

Förenklad diagram över driften av en HPLC-utrustning. Källa: Gabriel Bolívar.

Ovan är ett förenklat diagram över hur en HPLC-utrustning fungerar. Lösningsmedlen finns i respektive behållare, arrangerade med slangar så att pumpen tar en liten volym av dem i utrustningen; vi har alltså den mobila fasen.

Den mobila fasen eller elueringsmedlet måste först avgasas, så att bubblorna inte påverkar separationen av analytmolekylerna, som blandas med den mobila fasen när utrustningen har gjort injektionerna.

Den kromatografiska kolonnen är placerad i en ugn som gör det möjligt att reglera temperaturen. För olika prover finns det således tillräckliga temperaturer för att uppnå separationer med hög prestanda, såväl som en bred katalog av kolumner och typer av fyllningar eller stationära faser för specifik analys.

Mobilfasen med den upplösta analyten kommer in i kolonnen, och från den elueras först molekylerna som "känner" mindre affinitet för den stationära fasen, medan de som är mer bibehållna av den elueras senare. Varje eluerad molekyl genererar en signal som visas på kromatogrammet, där retentionstiderna för de separerade molekylerna observeras.

Och å andra sidan hamnar mobilfasen efter att ha passerat genom detektorn i en avfallsbehållare.

HPLC-typer

Det finns många typer av HPLC, men bland dem alla är de mest framstående följande fyra.

Normal faskromatografi

Normalfaskromatografi avser en där den stationära fasen är polär till sin natur, medan den mobila fasen är icke-polär. Även om det kallas normalt, är det i själva verket det minst använda, där omvänd fas är den mest utbredda och effektiva.

Krets i omvänd fas

Som en omvänd fas är nu den stationära fasen apolär och den mobila fasen polar. Detta är särskilt användbart vid biokemisk analys, eftersom många biomolekyler upplöses bättre i vatten och i polära lösningsmedel.

Jonbyteskromatografi

I denna typ av kromatografi rör sig analytten med en positiv eller negativ laddning genom kolonnen och ersätter jonerna som den innehåller. Ju högre laddning, desto högre fasthållning, varför den används ofta för att separera joniska komplex av övergångsmetaller.

Storlekskluderingskromatografi

Denna kromatografi, snarare än separering, ansvarar för att rena den resulterande blandningen. Som namnet indikerar separeras analyt inte längre beroende på hur nära den är kopplad till den stationära fasen, utan beroende på dess storlek och molekylmassa.

Mindre molekyler kommer att behållas mer än stora molekyler, eftersom de senare inte fångas mellan porerna i polymerspolefyllningarna.

tillämpningar

HPLC möjliggör både kvalitativ och kvantitativ analys. På den kvalitativa sidan, genom jämförelse av kromatogramretentionstiderna under vissa betingelser, kan närvaron av en speciell förening detekteras. Sådan närvaro kan indikera sjukdom, förfalskning eller läkemedelsanvändning.

Därför är det en datordel i diagnostiska laboratorier. På samma sätt finns det inom läkemedelsindustrin, eftersom det tillåter att verifiera produktens renhet, såväl som dess kvalitet med avseende på dess upplösning i magmiljön. Utgångsmaterial underkastas också HPLC för att rena dem och säkerställa bättre prestanda vid läkemedelssyntes.

HPLC möjliggör analys och separering av komplexa blandningar av proteiner, aminosyror, kolhydrater, lipider, porfyriner, terpenoider och är i huvudsak ett utmärkt alternativ för att arbeta med växtekstrakter.

Och slutligen tillåter molekylär uteslutningskromatografi dig att välja polymerer av olika storlekar, eftersom vissa kan vara mindre eller större än andra. På detta sätt erhålls produkter med låg eller hög genomsnittlig molekylmassa, vilket är en avgörande faktor för deras egenskaper och framtida tillämpningar eller syntes.

referenser

1. Day, R., & Underwood, A. (1989). Kvantitativ analytisk kemi. (femte upplagan). PEARSON Prentice Hall.
2. Bussi Juan. (2007). Högpresterande vätskekromatografi. . Återställd från: fing.edu.uy
3. Wikipedia. (2019). Högpresterande vätskekromatografi. Återställd från: en.wikipedia.org
4. Clark Jim. (2007). Flytande kromatografi med hög prestanda. Återställd från: chemguide.co.uk
5. Matthew Barkovich. (05 december 2019). Flytande kromatografi med hög prestanda. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
6. GP Thomas. (15 april 2013). High Performance Liquid Chromatography (HPLC) - Metoder, fördelar och applikationer. Återställd från: azom.com