کروماتوگرافی مایع با عملکرد بسیار بالا چیست ؟

• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا
High performance Liquid chromatography-HPLC

 مقدمه:

• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، یکی از کاربردیترین روش های

کروماتوگرافی است. فرآیند کروماتوگرافی به عنوان یک روش جداسازی که

شامل انتقال جرم بین یک فاز ساکن و یک فاز متحرک است، تعریف می

شود. روشHPLC با بهره گیری از یک فاز متحرک مایع، ترکیبات یک

مخلوط را روی فاز ساکن جدا می کند.

فاز ساکن می تواند مایع یا جامد باشد. ترکیبات ابتدا در یک حلال حل

میشوند؛ سپس درون یک ستون کروماتوگرافی تحت فشار بالا جریان می

یابند. در ستون ترکیبات مخلوط از هم جدا می شوند‌.

• میزان تفکیک پذیری بسیار اهمیت دارد و به میزان بر هم کنش بین

ترکیبات حل شده وفاز ساکن بستگی دارد. فاز ساکن به عنوان مواد متراکم

شده درون ستون تعریف می¬شود. بر هم کنش جسم حل شده با فازهای

متحرک وثابت می¬تواند ازطریق انتخاب حلال¬ها وفازهای ساکن تغییر

کند.

در نتیجه HPLC درجه بالایی از جداسازی را که در دیگر روش¬های

کروماتوگرافی یافت نمی¬شود، فراهم می¬کند وتوان آن را دارد تا به

آسانی گستره وسیعی از مخلوط¬های شیمیایی را جدا نماید.

• کروماتوگرافی HPLC یکی از تکنیک های بسیارخوب، جداسازی تجزیه¬ای است.

دلایل محبوبیت این روش عبارتند از:

*حساسیت آن، سازگاری آسان برای انجام اندازه گیری¬های کمی صحیح،

مناسب بودن آن برای جداسازی گونه¬های نافرار وناپایدار گرمایی

ومهم¬ترازهمه کاربرد گسترده آن است.

*این نوع کروماتوگرافی دامنه وسیعی در زمینه¬های مختلف جداسازی از

جمله آمینواسید ¬ها، پروتیئن¬هاونوکلئیک اسید¬¬ها، هیدروکربن¬¬ها،

کربوهیدرات¬ها، دارو¬¬ها، ترینوئید¬¬ها، حشره کش¬ها، آنتی

بیوتیک¬ها واستروئید¬ها دارد.

• سیستم HPLC به طور ساده از اجزای زیرتشکیل می گردد:

1. مخازن فاز متحرک همراه با تجهیزات حذف گاز¬¬های محلول در آن:

البته می-توان حلال¬هارا جداگانه از طریق صاف کردن در خلاء و یا با کمک

حمام اولتراسونیک گاززدایی نمود. گاز¬¬های محلول اغلب اکسیژن و

نیتروژن هستند که با تشکیل حباب باعث پهن شدن پیک شده و علاوه بر

این اغلب با عملکرد آشکارساز¬¬ها تداخل می¬کنند.

2. سیستم پمپ کننده:

الزامات یک سیستم پمپ کننده مناسب برای HPLC عبارت است از تولید

فشار¬¬های بالا تا6000psi، خروجی بدون تپ، سرعت جریان از۰/۱تا۱۰

میلی لیتر در دقیقه، کنترل جریان و تکرارپذیری مناسب و اجزای مقاوم به

خوردگی. امروزه در بیش از 0/90 سیستم¬های تجاری HPLC از

پمپ¬های پیستونی استفاده می¬شود که حلال توسط پیستون رفت و

برگشتی به طریق هیدرولیکی پمپ می¬شود.

3. سیستم تزریق نمونه:

اغلب اوقات عامل محدود کننده دقت در آنالیز¬های کروماتوگرافی مایع،

مربوط به تکرارپذیری تزریق نمونه است. برای پرهیز از انباشته شدن بیش

از حد ستون و پهن-شدگی پیک لازم است حجم¬های تزریق بسیار کوچک،

از دهم میکرولیترتا5000 میکرولیتر باشد. افزون بر این، بهتر است بدون

برهم زدن فشار ستون، نمونه را وارد کنیم به همین خاطر استفاده از

اتوسمپلر ارجحیت دارد.

ستون های کروماتوگرافی مایع:

معمولا ازلوله¬¬های فولادی ضد زنگ با منفد یکنواخت ساخته می¬شوند.

طول اکثر این ستون¬ها10 تا30 سانتی¬متر، قطر داخلی اغلب 4 تا10

میلی-مترمی¬باشند. امروزه متداول¬ترین ستون ها، ستونی با طول25

سانتی¬متر، قطر داخلی4/6میلی¬متر هستند که با پرکننده¬ای با ذرات5

میکرومتر پرشده¬اند. این نوع ستون ها40000تا 60000بشقابک فرضی

دارند.

4. اغلب یک ستون محافظ (guard) قبل از ستون اصلی به کار می¬رود.

تا با حذف مواد ذره¬ای، آلاینده¬¬های موجود در حلال¬ها و اجزای

نمونه¬ای که ممکن است به طور برگشت¬ناپذیری با فاز ساکن پیوند یابند.

عمر ستون اصلی را افزایش می¬دهد.

5. آشکارساز¬¬ها:

پرکاربرد¬ترین آشکارساز¬¬ها درسیستمHPLC به¬ترتیب عبارتند از:

آشکارسازجذبی، آشکارسازفلوئورسانس، آشکارسازضریب شکست، علاوه بر

این¬ها باید از آشکارسازFT-IR و آشکارساز طیف سنجی جرمیmsنام¬ برد

که هم پیچیده و هم در برخی موارد بسیار گران قیمت هستند مانند

آشکارسازMS-MS.

اساساً سیستم های کروماتوگرافی مایع چهارنوع اند:

1)کروماتوگرافی تقسیمی

2)کروماتوگرافی جذب سطحی

3)کروماتوگرافی یونی

4)کروماتوگرافی ژلی

در بین این نوع چهار نوع، روش کروماتوگرافی تقسیمی بیش تر از همه کاربرد دارد.

کروماتوگرافی تقسیمی خود به دونوع تقسیم می گردد:

1)مایع-مایع: که در فازساکن مایع روی سطح ذرات پرکننده جذب سطحی

فیزیکی نگه داشته می¬شود.

2)فاز-پیوندی: که فاز ساکن به صورت شیمیایی به سطح ذرات متصل شده

است. به دلیل معایب کروماتوگرافی مایع-مایع مانند: هدر رفتن فاز ساکن از

طریق حل شدن در فاز متحرک، و عدم امکان استفاده در

شویش(gradient)، امروزه از روش فاز-پیوندی استفاده می¬گردد.

تقریبا تمام پر کننده¬های فاز-پیوندی از جنس سیلیس یا ترکیبات بر پایه

سیلیس تهیه می¬شوند.

دستگاهHPLC :

این دستگاه دارای یک پمپ تزریق کننده ستون، آشکارساز و سیستم

داده¬ها است؛ قلب دستگاه، ستون است، جایی که جداسازی اتفاق

می¬افتد. برای عبور فاز متحرک ازمیان ذره¬های متخلخل میکرومتری فاز

ساکن ستون، یک پمپ با فشار بالا لازم است.

فرآیند کروماتوگرافی با تزریق محلول به ابتدای ستون شروع می¬شود.

جداسازی ترکیبات زمانی اتفاق می¬افتد که ماده مورد تجزیه و فاز متحرک

به داخل ستون پمپ شوند.

سرانجام هر ترکیب که درون ستون شکسته می-شود، به صورت یک پیک

روی آشکارساز ظاهر می¬شود. تشخیص ترکیبات شکسته شده بسیار مهم

است و این می¬تواند بسته به آشکارساز مورد استفاده، انتخابی یا عمودی

باشد‌. پاسخ آشکارساز برای هر ترکیب روی نمودار یا صفحه¬ی نمایشگر

کامپیوتر نمایش داده می¬شود که به عنوان کروماتوگرام شناخته

می¬شود.

کاربرد HPLCدرآنالیزنانو ذرات طلا:

• اندازه این ذرات تاثیر مهمی برخواص فیزیکی و شیمیایی از جمله خصلت

کاتالیزوری آن¬ها دارد. اغلب از روش TEMبرای تعیین اندازه، ذره و شکل

آن استفاده می¬شود. با این وجود TEM روشی وقت گیر وگران است که

در آن هیچگونه جداسازی انجام نمی¬شود. روش¬های کروماتوگرافی مایع

که به طور معمول برای جداسازی مولکول¬ها و پلیمر¬ها بر اساس اندازه و

خواص شیمیایی آن¬ها به کار می¬رفتند.

• امروزه برای آنالیز توزیع اندازه ذرات نانو ذرات طلا استفاده می¬شوند.

علاوه براین میانگین اندازه و خواص نوری نانو ذرات طلا را می¬توان با

استفاده از یک تک نمونه، که حجمی در حد چند میکرولیتر دارد در طی

زمان کوتاهی به دست اورد. این روش¬ها را می¬توان بر اساس شیوه عمل

آن¬ها طبقه بندی کرد که به عنوان مثال کروماتوگرافی اندازه طردی

کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا وکروماتوگرافی تبادل یونی جزء این

دسته از روش ها هستند.

نتیجه گیری:

• کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، روشی مناسب جهت جداسازی، اندازه

گیری و تعیین نوع مواد است.

این تکنیک با تلفیق با روش¬های دیگر و آشکارساز¬های پیشرفته¬ای مانند:

طیف سنج جرمی کاربرد¬های زیادی در علوم مختلف دارد‌. انتخاب فاز

متحرک و ثابت، انتخاب آشکارساز و تعیین سرعت جریان فاز متحرک از

جمله موارد اساسی در تنظیمات یک روش مناسب HPLC است. دراین

مقاله روش¬های مختلف کروماتوگرافی برای جداسازی نانو ذرات طلا و

شرح دستگاهHPLC مورد بررسی قرار گرفت.

منابع و مراجع:

F.k.Liu,chromatographia66(2007)79

1. P.wilcoxon,Jf.martin,p.provencio,Langmuir16(2000)9912

2. F.K.liu,G.T.wei,chromatographia59(2004)115

3. G.T.wie,FK.Liu,J.chromatogr.A836(1999)253

نویسنده:
انیس هادی قنوات