Gyors folyadékkromatográfiás fordított fázisú állófázisok kémiai és kinetikai jellemzése

Abstract

Az elválasztástechnikai eljárások közül az egyik leggyakrabban alkalmazott analitikai módszerré vált a folyadékkromatográfia (LC), mind a kutatás, mind a rutinvizsgálatok során. Az utóbbi évek során számos technikai fejlesztésnek köszönhetően az eddig elérhető nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás (HPLC) készülékek mellett egyre nagyobb teret nyert az ultra-nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás (UHPLC) készülékek használata is. Az alapvető különbség a két műszer között, hogy míg a HPLC-nél a felső nyomás korlátja 400 bar volt, addig az UHPLC készülékek 1000-1200 barig is üzemelnek. Erre azért volt szükség, mert ha kisebb szemcseátmérőjű ún. szub-2 µm (2 µm alatti) tölteteket használunk, akkor a nyomás növekedni fog. A nyomásesés mérséklése érdekében UHPLC-s rendszereknél általában rövid folyadékkromatográfiás oszlopokat használnak. Így az elemzési idő is csökkenthető az elválasztások során a rövidebb oszlopkialakítás és az alkalmazható magasabb optimális lineáris sebességeknek köszönhetően, emellett azonban az oszlop hatékonysága nem feltétlenül nő. Az elválasztás hatékonyságának növelése érdekében hosszabb oszlopokra van szükség, melyek használata magasabb elméleti tányérszámot eredményez, de ebben az esetben ismét számolnunk kell a nyomás, illetve a mozgófázis súrlódási hőjének növekedésével, így az oszlop és a készülék korlátaival. A készülékek fejlődésével párhuzamosan az állófázisok területén is folyamatos újításokkal állnak elő a gyártók a felhasználók igényeinek kielégítésére. A részecskeméretek folyamatos csökkentése mellett fontos megemlíteni, hogy a nem-porózus, a perfúziós és a teljesen porózus töltetek mellett megjelentek a héjszerkezetű és az monolit típusú állófázisok is. Az állófázisok szerkezetének fejlődése mellett nagy hangsúlyt fektetnek még arra, hogy a töltetek szélesebb pH tartományban is használhatóak legyenek, erre a célra először a Waters fejlesztett olyan szilikagél alapú állófázist (XTerra), amely a vázában metiléncsoportokat is tartalmazott. Ezek az oszlopok bázikus körülmények között sokkal stabilabbnak bizonyultak, mint a korábbi szilikagélek. Később szintén a Waters használt etilénnel kapcsolt trietoxi-szilánt a szol-gél kialakításához. Ezeket az oszlopokat XBridge néven hozták forgalomba. Kirkland és munkatársai két szomszédos szilanolcsoport segítségével egy speciális kötésű fázist fejlesztettek ki. Ezt a terméket az Agilent Technologies Zorbax Extend néven forgalmazza és számos oszlopkonfigurációban kapható. A Phenomenex is kifejlesztett egy eljárást, hogy állófázisaik kiterjesztett pH tartományon belül is alkalmazhatóak legyenek. A szilikagél gyártásának utolsó szakaszában egy szerves réteggel új kompozit részecskét hoznak létre. Így a részecske mechanikai szilárdsága és hatékonysága megmarad, miközben a szerves héj megvédi a részecskét. Az is fontos fejlesztési szempont volt, hogy bázikus vegyületek elválasztása is lehetséges legyen fordított folyadékkromatográfiás körülmények között. Ehhez ma már rendelkezésünkre állnak az ún. bázis-deaktivált fordított fázisú állófázisok, melyeknél a szilikagél felületi módosítása során hátramaradt szabad szilanolcsoportok számát utószilanizálással csökkentik minimálisra.