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HALO-27 UHPLC柱的设计理念

发表时间:2024-02-06 12:11:49 来源:乐鱼娱乐全站官网

  填充高效液相色谱柱可以使科学像艺术一样。高速分离中的条件中对柱子的要求比较高,比如高流速、高压力等, 因此这使得填充一个常规使用的寿命好的柱子特别困难。HALO颗粒通过两种方式易化填充工艺。首先,独特的熔融核技术所产生的粒子很有狭窄的粒径分布。第二,这些粒子密度比传统多孔粒子更稠密,这使他们更容易被填充成为稳定、高效的色谱柱。这种极窄的粒度分布和高密度的综合可以使生产的色谱柱非常的坚固、可靠、批次重复性也会很好(图1)。

  HALO颗粒的扫描电镜照片反应了这种特殊柱子填料的两个重要特性。首先,令人难以置信的极窄的颗粒分布很明显。其次,这个扫描电镜图显示了HALO颗粒被切成两半,明显能够正常的看到坚实的核心和多孔外层组成了“HALO(光环)”状的微粒。

  一根HALO柱被放在高流速的条件下进行冲洗来测试柱床的稳定性。经过500次进样分析和超过40000倍柱体积的冲洗,HALO柱填充床层没有一点明显变化。

  同样重要的,HALO柱的极窄的粒度分布允许使用2 μm多孔进口筛板。这是同样的进口筛板,通常用在5μm颗粒填充柱上。结果是,一根色谱柱可提供极高的样品通量,远高于3μm填充柱,但是同样具有填充5μm颗粒的色谱柱的易用和耐用性。谁说不能同时具有高速和坚固两个特征?HALO柱就能同时满足这两点。

  使用核壳填料的超高速色谱柱也适用于UHPLC和传统高效液相色谱系统。图3显示了一个HALO柱和其他高效液相色谱柱在不同线速度下系统反压的对比。填充固定相小于2μm的柱子压力往往超过常规高效液相色谱系统所能承受的最大限度。使用HALO柱的一个很好的优势就是不需要购买昂贵的超高压仪器,也不需要开发新的实验室方法。HALO柱能为您的实验室把几乎所有的高效液相色谱系统转化成一个个高速运作的实验平台。

  图3柱子反压的对比大部分HPLC系统的压力上限是6000PSI(400 bar)或更低。当填料颗粒减小时,色谱柱的反压会迅速上升。当使用亚2μm填料时,色谱柱反压一般在6000psi以上,这就需要购买昂贵的超高压设备,才可以获得最佳的分离性能。HALO柱虽然产生了比3.5μm填料稍高的反压,但是它仍然能很好适用于UPLC和普通HPLC系统。

  A 是涡流扩散项,反映的是通过一根柱子多流路。填料粒径、粒度分布、填料床的均匀性都决定了A的大小。因为熔融核颗粒的高粒子密度,窄粒径分布,色谱柱的A值明显小于常规色谱柱所能看到的值。这是使HALO柱的理论塔板数大大高于单纯从其颗粒大小预期的理论塔板数原因之一。

  范式方程中的C是传质阻抗项,反映的是分析物扩散进出固定相所花费的时间。C必然的联系到流动相的速度,因为高流速与分析物,流动相、固定相三者之间的平衡息息相关。分析物在固定相粒子的空隙中停留的时间越长,流动相的流速对柱效的不利影响就会越大。

  图4范式方程的对比范式方程是评价柱效的常用手段,由图可知:与常规多孔颗粒填充柱相比,HALO柱具有更高的分离效率,且在更高流速条件下,仍就保持其分离性能。

  HPLC的创建者之一,并且他的研究和贡献是被色谱界人士广泛认同的。他发表了超过150份主要研究文献和6本书籍。柯克兰博士还拥有30项专利,并且在色谱领域已经获得了很多著名奖项。使用小粒径粒子可以使溶质通过固定相粒子孔隙的路径降低,这是色谱柱制造商,制备UHPLC柱时通常使用的策略。颗粒越小的扩散路径越短,因此,增加流速对其影响越小。HALO颗粒,因他们的0.5μm多孔壳,和填充3μm颗粒的柱子相比减少了将近1/3的扩散传质路径。随着溶质分子尺寸的增加,扩散速率的减慢,这种效果越来越明显。因此HALO填料填充的色谱柱能够达到快速分离和高样品通量。

  “填充核壳填料的HALO柱展示了最令人满意的分析效果,也证明了有利于分析温和的低分子质量化合物。”American Laboratory,April 2007

  HALO固定相是由超高纯试剂和B型硅胶研制而成。由于金属杂质已经几乎被消除,与硅醇基团的相互作用也基本不存在(图5),所以用HALO柱分离酸性和碱性化合物时峰形状非常好。消除了金属杂质或表面硅醇基所造成的溶质的“二次保留”,柱与柱之间的批次重现性也很好。

  微量金属或甲烷基团在HALO的固定相上作用形成拖尾本质上是不存在的。该例子说明了HALO柱在分离酸和碱的时候表现得极好峰形。选择这样的分离碱的条件是为了激发出任何潜在的硅醇基相互作用。注意在这样的一种情况下分离阿米替林获得的峰形依然很好。

  “这个快速高效液相色谱技术就色谱性能方面可与超高压液相色谱(UHPLC) 相媲美,却既没有要求添置昂贵的超高压实验室仪器设施也没有要求开发新的实验室方法。”American Laboratory,April 2007

  图6  HALO UHPLC柱在普通高效液相色谱上的使用填充熔融核粒子的HALO柱产生了超过亚2-μm柱子80%的效率(理论塔板数、N)和90%的的分离能力,但只需要不到一半的反压。这个较低的压力使HALO柱能够适用于传统400 bar-上限的高效液相色谱设备,并且实现近似UHPLC的分离速度和分辨率。

  HALO色谱柱技术咨询:通微苏州分公司-苏州环球色谱有限责任公司 李静博士

  J.J.Kirkland)所发明的。柯克兰教授被公认为是HPLC的创建者之一,并且他的研究和贡献是被色谱界人士广泛认同的。他发表了超过150份主要研究文献和6本书籍。柯克兰博士还拥有30项专利,并且在色谱领域已经获得了很多著名奖项。HALO柱填料不是按照常规方式制作的。相反,HALO UHPLC所填充的填料是利用Fused-core(熔融核/核壳)技术制备出来的,能轻松实现超快速色谱分离,同时避免了UHPLC的一些不足之处。

  Fused-core填料技术是由Jack Kirkland发明的,该类填料最初是为了使得UHPLC色谱柱比常规2μm填料UHPLC色谱柱更坚固可靠。正如它的名字一样,Fused-core即是将多孔硅胶壳熔融到实心硅胶颗粒表面。HALO色谱柱所产生的反压明显低于UHPLC色谱柱。这样的低反压可以使仪器承受压力降低,使操作起来更方便。正是HALO柱适度的反压使他们能用于常规的HPLC仪器却实现近似UHPLC的性能。此外,HALO色谱柱所用的筛板的孔径要远大于UHPLC色谱柱(2 μm vs 0.5 μm)。这个更大的孔隙柱入口筛板减少了UHPLC柱入口筛板的堵塞问题。事实上,HALO柱的入口筛板不会比常规的填充5μm颗粒的柱子上的筛板小,不可思议吧。

  “熔融核硅胶柱能减少扩散质路径,允许使用更短的柱子和较高的流速以达到明显的快速高分辨率分离。”

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