دستگاه کروماتوگرافی مایع HPLC یک نوع دستگاه کروماتوگرافی مایع می باشدکه به منظور جداسازی نمونه به اجزای مشخص و با فشار مشخص به کار می رود اساس روش HPLC یا همون کروماتوگرافی مایع بر خلاف دستگاه GC جداسازی ها بر مبنای بر هم کنش نمونه با فاز های ساکن و متحرک انجام می شوداز انجایی که ترکیبات مختلفی از فاز ساکن و متحرک برای جداسازی یک مخلوط وجود دارد، انواع گوناگون دستگاههای کروماتوگرافی وجود دارد که بر مبنای حالت فیزیکی این فازها تقسیم بندی می شود.
کروماتوگرافی (Chromatography)
یکی از پرکاربردترین روشهای جداسازی مواد کروماتوگرافی است. کروماتوگرافی یک واژه یونانی است که از دو کلمه chromaبه معنی رنگ و grophein به معنی نوشتن تشکیل شده است و به طور کلی روشی در علم شیمی است که اجزای یک مخلوط را با عبور دادن یک فاز متحرک از روی یک فاز ساکن جدا میکند.
اولین بار فردی به نام میخائیل تسوت (Mikhail Tsvet) در سال 1900 میلادی روش کروماتوگرافی را کشف کرد. ایشان در 14 مه سال 1872 میلادی در آستی ایتالیا به دنیا آمد و در سن 47 سالگی فوت کرد. تسوت از این روش برای جداسازی رنگدانههای مختلف مانند کلروفیلها و گزانتوفیلها استفاده میکرد.
اساس کار روشHPLC به این صورت است که مخلوط که معمولا به صورت مایع یا گاز است از درون ستونHPLC گذرانده میشود و با توجه به اینکه سرعت حرکت اجزای تشکیل دهنده مخلوط با توجه به جرم آنها درون ستونhplc متفاوت است، مخلوط به اجزای تشکیلدهنده تجزیه شده و هر جزء جداگانه خارج میشود. این روش وابسته به حرکت نسبی دو فاز است، یکی از فازها بدون حرکت است و فاز ساکن یا ثابت نامیده می شود و دیگری را فاز متحرک مینامند. فاز ساکن در واقع اجزای جداسازی درون ستونHPLC را تشکیل میدهد و فاز متحرک مربوط به مادهای است که میخواهد مورد تجزیه قراربگیرد.
کروماتوگرافی روشهای متنوعی دارد که بر حسب ماهیت فاز متحرک و ماهیت فاز ثابت دستهبندی میشود. فاز متحرک ممکن است گاز یا مایع باشد و فاز ثابت جامد یا مایع باشد. به طور کلی به 4 بخش اصلی تقسیم میشود. هر بخش نیز انواع مختلفی دارد.
دستگاه کروماتوگرافی مایع HPLC شامل اجزاء زیر میباشد:
مخزن حلال
پمپ
سیستم تزریق
ستون
آشکارساز
حلال در دستگاه HPLC باید بسیار خالص بوده که بدین منظور از فیلترهای مخصوصی عبور داده میشوند و باید گاززدایی شده باشند تا حبابهای گاز محلول در آنها، در سیستم آشکارساز اختلال ایجاد نکرده و باعث پهنشدگی پیک نشوند. از متداولترین حلالها میتوان به متانول، استونیتریل و آب اشاره نمود. عبارت شویش در کروماتوگرافی به معنای عبور دادن اجزاء نمونه از میان ستون از طریق افزودن مداوم فاز متحرک میباشد که به فاز متحرک اصطلاحا شوینده میگویند. دو نوع شویش داریم:
شویش ایزوکراتیک:در این روش ترکیب فاز متحرک چه از نظر قطبیت و چه از نظر ماهیت در طی فرایند شویش تغییر نمیکند. این روش زمانی مناسب است که اجزاء جداشونده دارای قطبیتهای به اندازه کافی متفاوت از یکدیگر باشند.
شویش گرادیانی (شیبی):در این روش ترکیب و قطبیت فاز متحرک در فرایند شویش تغییر میکند، به عبارتی از چند حلال با نسبتهای معین که در فرایند شویش قابل تغییر است استفاده میشود. این روش زمانی مناسب است که تعداد زیادی اجزاء با دامنه وسیعی از قطبیت وجود داشته باشد.
۲. پمپ HPLC PUMP
از مهمترین پمپها میتوان به پمپهای رفت و برگشتی یا پیستونی اشاره کرد. استفاده از پمپها به منظور عبور فاز متحرک و نمونه با سرعت و جریان ثابت از میان فاز ساکن میباشد.
۳. سیستم تزریق INJECTION
فشار عملیاتی دستگاه HPLC به اندازه کافی بالا است که نمیتوان مثل کروماتوگرافی گازی به صورت مستقیم به آن تزریق نمود. بر این اساس تزریق نمونه در Loop صورت میگیرد, ابتدا نمونه در Loop که در رنج حجمی ۰/۵ میکرولیتر تا ۵ میلیلیتر است و از فاز متحرک جدا میباشد، سپس به حالت تزریق نمونه تغییر داده و در معرض فاز متحرک قرارگرفته و وارد ستون میشود. محل تزریق نمونه به صورت دستی انجام میگیرد. همچنین در صورت داشتن تعداد نمونه بالا مخصوصا در بخشهای تحقیقاتی از سیستم تزریق اتوماتیک استفاده میگردد.
۴. ستون
حلال نمونه کمترین برهمکنش را با فاز ساکن داشته و زودتر از سایر ترکیبات به آشکارساز میرسد. ترکیبات دیگر نیز با توجه به میزان برهمکنش آنها با فاز ساکن که در بیشتر موارد بر اساس قطبیت آنها انجام میشود، در ستون جداسازی میشوند و هر کدام یک نوار (band) را در ستون تشکیل میدهند. هر دسته از این ترکیبات پس از خارج شدن از ستون و رسیدن به آشکارساز با یک پیک در کروماتوگرام نشان داده میشوند و ماهیت هر پیک با استفاده از زمانی که به آشکارساز میرسد مشخص میشود. همچنین میزان غلظت هر ترکیب با استفاده از اندازه سطح زیر پیک یا ارتفاع پیک قابل اندازهگیری است. گفتنی است زمان بازداری هر نمونه در صورت ثابت بودن تمامی پارامترها در جداسازی، ثابت بوده و با مقایسه آن با نمونه استاندارد، آنالیت مجهول قابل شناسایی و اندازهگیری کمی میباشد.
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) از جمله روشهای جداسازی پرکاربرد در بسیاری از علوم است. این روش دارای انواع فاز نرمال و فاز معکوس، زوج یون، جذب سطحی، تعویض یونی و طرد اندازه میباشد. دستگاه HPLC آن شامل بخشهای مختلف بوده که مهمترین آن ستون بوده که عمل جداسازی در آن اتفاق میافتد. فناوری نانو در زمینه انواع فاز ساکن به هدف بهبود گزینش پذیری و کارایی ستون و همچنین در آنالیز نانومواد ورود پیدا کرده است. در این روش با استفاده از زمان بازداری و سطح زیر پیک امکان شناسایی کمی و کیفی مخلوط ترکیبات وجود دارد.