Empaquetaduras de columna Core Shell: un desafío para UHPLC

La era de la UHPLC o LC rápida comenzó en 2004 cuando se introdujeron las partículas de menos de 2 m. Las columnas de UHPLC ultrarrápidas modernas suelen tener una longitud de 15 mm con un DI de 2,1 mm en comparación con las columnas de HPLC típicas que tienen una longitud de 150 a 250 mm con un DI de 4,6 mm.

Los beneficios de la UHPLC solo pudieron materializarse después de que los avances tecnológicos en la instrumentación permitieran operar a presiones más altas de hasta 15 000 psi frente a las presiones de columna operativas normales de 5000 a 6000 psi. Los avances en la electrónica y el procesamiento de señales del detector también hicieron posible registrar señales rápidas y picos estrechos.

Todos los principales fabricantes propusieron versiones de UHPLC o LC rápido, algunos de los cuales se enumeran aquí:

Las columnas llenas de partículas de menos de 2 m generan una alta contrapresión que los instrumentos de HPLC estándar no toleran. Las innovaciones en el diseño han dado como resultado una gama de instrumentos UHPLC que pueden soportar altas presiones. El problema se resolvió mediante el desarrollo de partículas core-shell que brindaban mayor resolución y mayor sensibilidad que los sistemas UHPLC, pero a un costo significativamente menor.

Horvath y sus colaboradores introdujeron la capa nuclear o las partículas porosas esféricas como adsorbentes de HPLC a fines de la década de 1960 y consistían en esferas de vidrio no porosas de 30-50 µm cubiertas con una capa orgánica porosa de 1 a 2 µm de espesor. Aproximadamente al mismo tiempo, Kirkland fusionó partículas esféricas porosas en un núcleo sólido de 10 m.En la década de 1980, se desarrollaron partículas de 5 m. Advanced Material Technologies introdujo las partículas de núcleo y cubierta de 2,7 m y, en los años posteriores a 2007, otros también introdujeron una gama de paquetes de partículas de núcleo y cubierta que varían en tamaños de 1,3 m a 2,6 m. En el año 2009, Phenomenex introdujo partículas esféricas con una superficie lisa bajo el nombre comercial Kinetex.

Ventajas del embalaje central

Rendimiento superior en sistemas HPLC y UHPLC

Muy alta resolución y eficiencia. El número de platos teóricos para tales columnas está en el rango de 200.000 a 300.000

Eficiencia comparable a las juntas completamente porosas por debajo de 2 m, pero sin problemas de alta contrapresión en los sistemas UHPLC

Las altas tasas de flujo conducen a la generación de calor por fricción. Las partículas de la capa nuclear son efectivas para disipar el calor generado por la fase móvil que pasa a través de la columna a altas velocidades.

La ecuación de Van Deemter consta de tres parámetros responsables del ensanchamiento de la banda, a saber, la difusión del vórtice, la difusión longitudinal y la transferencia de masa. La eficiencia de separación mejora significativamente mediante una reducción significativa de todos estos parámetros cuando se utilizan juntas de núcleo-carcasa en comparación con partículas completamente porosas.

Reducción de la composición del solvente y análisis más rápido

Niveles más bajos de detección y cuantificación

Reemplazar los empaques de separación analíticos tradicionales de 3 m y 5 μm con empaques de núcleo y cubierta puede conducir a mejoras significativas en la resolución, la sensibilidad y la velocidad de análisis.

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