Наполнители ВЭЖХ колонок

Колонка для высокоэффективной жидкостной хроматографии – основной элемент любой хроматографической системы. ВЭЖХ колонка представляет собой металлическую трубку, заполненную мелкодисперсным сорбентом, и предназначена для разделения смеси веществ на компоненты при высоком давлении. Выбор колонки для каждой исследовательской работы зависит от типа наполнителя. В приведенном материале подробно описано, какие существуют материалы наполнителей для колонок, как в зависимости от наполнителя классифицируются колонки и для решения каких аналитических задач они предназначены.

Содержание:

1.    Конструкция ВЭЖХ колонки

2.    Фаза сорбента ВЭЖХ колонки

3.    Нормально-фазовые колонки для ВЭЖХ 

4.    Обращенно-фазовые колонки для ВЭЖХ

5.    Тенденции в развитии технологии наполнения колонок для ВЭЖХ

5.1.        Технология наполнения колонок для УВЭЖХ

5.2.        Технология «ядро-оболочка» для ВЭЖХ

6.    Заключение​

Конструкция ВЭЖХ колонки

Конструкция колонки для жидкостной хроматографии включает в себя цилиндрическую трубку, соединения, наконечник и прочие детали. Выбор колонки зависит от типа наполнителя. Разделение в колонке для жидкостной хроматографии осуществляется между неподвижной фазой (наполнителем) и подвижной фазой (элюентом). Колонки для ВЭЖХ подразделяют на категории по типу материала наполнителя (сорбента – пористых микрочастиц, чаще всего на основе силикагеля). Наполнитель, плотно набитый внутри колонки, используется как неподвижная фаза и является главным фактором, отвечающим за эффективность разделения, высокое разрешение, воспроизводимость и срок службы колонки. Наполнитель ВЭЖХ колонок должен производиться при строгом контроле качества, гарантирующем однородную морфологию частиц, однородность поверхности гранул адсорбента и постоянство показателей качества от серии к серии. 

​

Фаза сорбента ВЭЖХ колонки

ВЭЖХ колонки можно разделить по множеству параметров (размер, диаметр частиц, производитель и др.), но ключевым критерием при выборе является фаза сорбента. Именно она определяет механизм разделения. Далее мы подробно разберем два основных типа: нормально-фазовые (НФ) и обращенно-фазовые (ОФ) колонки. Разница между НФ колонками и ОФ колонками заключается в полярности неподвижной (сорбент) и подвижной (элюент) фаз. Разделение веществ происходит потому, что разные компоненты пробы по-разному распределяются между этими двумя фазами. Тип хроматографии (нормальная или обращенная) зависит от того, какая из фаз полярна, а какая — неполярна.​

Нормально-фазовые колонки для ВЭЖХ 

Нормально-фазовые колонки представляю собой классические колонки для хроматографии, материалом для наполнения которых служит силикагель. Неподвижная фаза нормально-фазовой колонки полярная. В колонках такого типа используется силикагель (SiO₂) с гидроксильными группами на поверхности, а также фазы, привитые полярными группами (например, -CN, -NH₂). Подвижная фаза неполярная – органические растворители (гексан, гептан, хлороформ, изопропанол и их смеси). Форма частиц силикагеля может быть как нерегулярной, так и сферической, а диаметр частиц находится в диапазоне от 3 до 10 мкм. Применяются колонки для разделения изомеров, липидов, жирорастворимых соединений, плохо растворяющихся в воде.

​

Обращенно-фазовые колонки для ВЭЖХ

Обращенно-фазовые колонки широко распространены на сегодняшний день. Это колонки с неполярной или слабополярной неподвижной фазой, материалом наполнения в которых служит модифицированный сорбент, приготовленный на основе силикагеля с привитой октадецильной функциональной группой (ODS). Форма частиц может быть как нерегулярной, так и сферической. Другими сорбентами, часто используемыми в обращенно-фазовой хроматографии, являются силикагели, на поверхности которых привиты группы C18, C8, C4, C2, фенильные и другие группы. Размер частиц – в диапазоне от 3 до 10 мкм. Используются колонки для анализа фармпрепаратов, пестицидов, антибиотиков, витаминов, органических кислот.

​

Тенденции в развитии технологии наполнения колонок для ВЭЖХ

Высокоэффективная жидкостная хроматография широко используется в фармацевтике, медицине, экологии, пищевой и химической промышленностях с конца 60-х годов. Наполнитель хроматографической колонки — ключевой компонент хроматографической технологии. Благодаря своим превосходным характеристикам сорбенты на основе силикагеля широко используются в качестве неподвижной фазы, особенно для разделения и анализа органических молекул малого размера. Наполнители для хроматографических колонок, созданные на основе силикагеля, занимают на сегодняшний день большую часть рынка.

Помимо классической ВЭЖХ последние годы активно развиваются технологии быстрой жидкофазной двумерной хроматографии и ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии – передовые методы анализа, направленные на значительное повышение скорости, эффективности и разделение сложных смесей.​

Технология наполнения колонок для УВЭЖХ

В 2004 году компания Waters представила систему ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии (УВЭЖХ). С тех пор технология УВЭЖХ получила широкое применение благодаря своим преимуществам: высокой скорости, высокой степени разделения и высокой чувствительности.

Данная технология предполагает использование силикагеля с малым размером частиц (менее 2 мкм) в качестве материала наполнителя колонки. Использование материала с размером частиц менее 2 мкм повышает эффективность колонки, при этом эффективность разделения не снижается с увеличением скорости потока. Скорость разделения и пиковую производительность можно увеличить до нового предела, увеличив скорость потока, но давление в колонке также значительно возрастет. Для наполнителей с малым размером частиц требуется система УВЭЖХ с более высоким давлением, и технология производства хроматографических колонок также должна соответствовать более высоким требованиям.​​

Технология «ядро-оболочка» для ВЭЖХ

Материал типа «ядро-оболочка» core-shell — новый материал для наполнения хроматографических колонок, разработанный Джеком Киркландом в 2006 году. Частицы типа «ядро-оболочка» получают путем наплавления пористой кремниевой оболочки на поверхность непористого кремниевого ядра. Эти пористые «ореольные» частицы имеют очень узкое распределение по размеру и короткий диффузионный путь, что может способствовать уменьшению как осевой, так и вертикальной диффузии. Это позволяет использовать более короткие хроматографические колонки и более высокие скорости потока для достижения быстрого разделения с высоким разрешением.

Более того, противодавление, создаваемое колонкой типа «ядро-оболочка», ниже, чем противодавление, создаваемое колонкой УВЭЖХ. Частицы «ядро-оболочка» снижают гидравлическое сопротивление колонки и обеспечивают производительность, эквивалентную УВЭЖХ, при меньшем давлении. Тем не менее хроматографическая колонка типа «ядро-оболочка» не подходит для крупномасштабных систем жидкостной хроматографии из-за меньшей пропускной способности по сравнению с колонками с полностью пористой неподвижной фазой.​

Заключение

Наполнитель хроматографической колонки играет определяющую роль в эффективности разделения веществ методом ВЭЖХ. Именно свойства сорбента являются основополагающим критерием при выборе колонки для конкретных аналитических задач.

Современная жидкостная хроматография продолжает активно развиваться, и ключевые усовершенствования направлены, в том числе на модификацию материалов наполнителей. Появление новых типов сорбентов, таких как частицы малого диаметра для УВЭЖХ или структуры типа «ядро-оболочка», позволяет существенно повысить скорость и качество анализа, расширяя границы применения метода. Понимание особенностей наполнителей и грамотный выбор колонки в соответствии с типом фазы остаются залогом успешного решения широкого круга аналитических задач — от контроля качества фармпрепаратов до сложного экологического мониторинга.

Рекомендации для первого использования новой ВЭЖХ колонки читайте в материале на сайте.

Глювекс предлагает своим клиентам широкий выбор колонок для хроматографии: колонки для ГХ, колонки для ВЭЖХ, предколонки. Смотреть  каталоге в соответствующем разделе на сайте.

Для заказа изделий оставьте заявку по адресу sales@gluvex.com или свяжитесь с нами по телефону 8 (495) 291-39-19.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы быть в курсе новостей сервисного центра Глювекс и новых поступлений на склад, полезных и интересных публикаций на тему лабораторного оборудования и расходных материалов.