نحوه کارکرد دستگاه HPLC و اجزای دستگاه HPLC

نحوه کارکرد دستگاه HPLC

HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) یکی از تکنیک‌‌های پیشرفته و پرکاربرد در علم شیمی و تجزیه و تحلیل مواد است. این روش به ویژه در شیمی تجزیه، داروسازی، بیوشیمی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. HPLC به محققان این امکان را می‌‌دهد که ترکیبات مختلف موجود در یک نمونه مایع را با دقت بالا جداسازی و شناسایی کنند.

همچنین دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) یکی از ابزارهای پیشرفته و پرکاربرد در آزمایشگاه‌های شیمیایی، داروسازی و بیوشیمی است که برای جداسازی، شناسایی و اندازه گیری ترکیبات مختلف در نمونه‌های پیچیده به کار می‌رود.

 این دستگاه ها از دقت و قدرت بالایی برخوردار هستند و می‌توانند حتی ترکیبات شیمیایی با ویژگی‌های مشابه را از هم جدا کنند. دستگاه HPLC در صنایع مختلفی از جمله داروسازی، محیط زیست، مواد غذایی و بیوتکنولوژی کاربرد فراوان دارد. در این مقاله به طور دقیق نحوه کارکرد دستگاه HPLC و اجزای اصلی آن را بررسی خواهیم کرد.

 

 

اجزای اصلی دستگاه HPLC

دستگاه HPLC از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر یک از این اجزا نقش خاصی در فرآیند جداسازی و شناسایی ترکیبات دارند. این اجزا عبارتند از:

• پمپ (Pump)

پمپ های HPLC وظیفه پمپاژ فاز متحرک به داخل ستون کروماتوگرافی را بر عهده دارند. پمپ ها باید قادر به ایجاد فشار ثابت و دقیق باشند تا فاز متحرک به طور یکنواخت به داخل ستون ارسال شود. این پمپ ها معمولاً از نوع پیستونی یا دیافراگمی هستند که قادر به ارائه جریان ثابت و فشار کنترل شده می باشند.

• آماده‌ساز نمونه (Autosampler)

این قسمت وظیفه تزریق نمونه به سیستم HPLC را بر عهده دارد. در بیشتر سیستم‌ها، آماده‌سازی نمونه به صورت خودکار انجام می‌شود، که باعث دقت و سرعت بالای آزمایش‌ها می‌شود. این دستگاه معمولاً از تعدادی سرنگ برای تزریق نمونه‌های مختلف استفاده می‌کند و قادر به انجام تزریق‌های مکرر به صورت خودکار است.

• تزریق کننده (Injector)

این بخش مسئول وارد کردن نمونه به سیستم است. تزریق کننده ها معمولاً به صورت دستی یا اتوماتیک هستند و حجم دقیق نمونه را به سیستم ارسال می کنند. سیستم های اتوماتیک معمولاً دقت بالاتری دارند و حجم نمونه را به طور دقیق کنترل می کنند.

• ستون کروماتوگرافی (Chromatographic Column)

ستون اصلی ترین بخش دستگاه HPLC است که فرآیند جداسازی در آن صورت می گیرد. ستون ها معمولاً از لوله هایی با جنس سیلیکا یا مواد مشابه ساخته می شوند که داخل آن ها با ذرات ریز پر شده است. این ذرات به عنوان فاز ثابت عمل می کنند و ترکیبات مختلف را بر اساس تعاملات شیمیایی خود از هم جدا می کنند. انتخاب ستون مناسب بستگی به نوع تحلیل و ویژگی های نمونه دارد.

• آشکارساز (Detector)

آشکارسازها بخش دیگری از دستگاه هستند که ترکیبات جدا شده از ستون را شناسایی می کنند. انواع مختلفی از آشکارسازها وجود دارند که از آن جمله می توان به آشکارسازهای UV-Vis، فلورسانس، و ریفراکتومتر اشاره کرد. این آشکارسازها معمولاً ویژگی های نوری ترکیبات شیمیایی را اندازه گیری کرده و داده ها را به سیستم کامپیوتری ارسال می کنند.

 

 

• کولکتور (Fraction Collector)

در برخی از کاربردها، لازم است که ترکیبات جدا شده به طور مجزا جمع آوری شوند. در این موارد از کولکتور استفاده می شود که می تواند هر ترکیب جدا شده را در ظرف جداگانه ای جمع آوری کند. این بخش معمولاً در تحلیل های کمی و پژوهشی مورد استفاده قرار می گیرد.

• مبدل فشار (Pressure Regulator)

این قطعه برای تنظیم فشار سیستم پمپ استفاده می‌شود و کمک می‌کند تا جریان مایع حامل به طور مداوم و یکنواخت در ستون جریان یابد.

• سیستم کنترلی و نرم افزار (Controller)

سیستم های کنترل دستگاه HPLC شامل کامپیوتر و نرم افزارهای خاص هستند که داده های به دست آمده از آشکارسازها را پردازش و تحلیل می کنند. این نرم افزارها قادرند کروماتوگرام ها را ترسیم کرده و نتایج را برای تجزیه و تحلیل دقیق تر در اختیار کاربران قرار دهند.

• مخزن حلال (Solvent Reservoir)

این مخزن حلال‌های مختلفی را که به عنوان مایع حامل استفاده می‌شوند، ذخیره می‌کند. حلال‌ها معمولاً از مواد شیمیایی مختلف با ویژگی‌های خاص برای جداسازی ترکیبات در ستون انتخاب می‌شوند.

• سیستم تهویه و کنترل دما (Temperature Control System)

این سیستم به دستگاه این امکان را می‌دهد که دما را در هنگام انجام آزمایش‌ها کنترل کند، زیرا دما می‌تواند تأثیر زیادی بر روند جداسازی داشته باشد.

 

مراحل فرآیند کارکرد دستگاه HPLC

فرآیند کارکرد دستگاه HPLC به طور کلی شامل چندین مرحله است که در هر مرحله ترکیبات موجود در نمونه با استفاده از ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خود جدا می شوند. این فرآیند به شرح زیر است:

• تزریق نمونه

ابتدا نمونه ای که قرار است مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد به دستگاه تزریق می شود. این نمونه معمولاً به صورت محلول در یک حلال مناسب است. نمونه ها ممکن است به صورت دستی یا به طور خودکار از طریق یک سیستم تزریق اتوماتیک وارد دستگاه شوند.

• پمپاژ فاز متحرک

پس از تزریق نمونه، فاز متحرک که معمولاً یک محلول است، توسط پمپ های دستگاه به سمت ستون کروماتوگرافی پمپ می شود. فاز متحرک معمولا شامل ترکیب هایی از حلال های آبی و آلی است که نقش انتقال ترکیبات نمونه را ایفا می کنند. پمپ ها در دستگاه HPLC باید قادر به ارائه فشار ثابت و دقیق باشند تا جریان فاز متحرک به طور یکنواخت ادامه یابد.

• انتقال به ستون کروماتوگرافی

نمونه و فاز متحرک به داخل ستون HPLC منتقل می شوند. ستون معمولاً از لوله ای باریک تشکیل شده است که پر از ذرات ریز سیلیکا یا دیگر مواد مشابه است. این ذرات به عنوان فاز ثابت عمل می کنند و باعث ایجاد تعاملات شیمیایی با ترکیبات مختلف نمونه می شوند. این تعاملات سبب جداسازی ترکیبات بر اساس ویژگی های شیمیایی آن ها می شود.

• جداسازی ترکیبات در ستون

در داخل ستون، ترکیبات مختلف نمونه به دلیل تفاوت در تعامل با فاز ثابت با سرعت های متفاوت حرکت می کنند. ترکیباتی که بیشتر با فاز ثابت تعامل دارند، به کندی حرکت می کنند و زمان بیشتری برای عبور از ستون نیاز دارند، در حالی که ترکیباتی که تعامل کمتری دارند، سریع تر از ستون عبور می کنند. این فرآیند باعث جداسازی ترکیبات از یکدیگر می شود.

 

 

• تشخیص و اندازه گیری ترکیبات

پس از عبور از ستون، ترکیبات جدا شده توسط آشکارسازهای مختلف شناسایی می شوند. این آشکارسازها معمولاً شامل آشکارسازهای نوری مانند UV-Vis و فلورسانس هستند که قادرند به طور دقیق حضور ترکیبات مختلف را در نمونه شناسایی کنند. اطلاعات مربوط به زمان تأخیر هر ترکیب (Retention Time) و شدت سیگنال آشکارساز به سیستم کامپیوتری منتقل می شود تا داده های مربوطه ثبت و تحلیل شوند.

• تحلیل داده ها

داده های به دست آمده از آشکارسازها به صورت کروماتوگرام نمایش داده می شوند. کروماتوگرام یک نمودار است که در آن زمان تأخیر (که نشان دهنده سرعت عبور ترکیب از ستون است) و شدت سیگنال آشکارساز در محورهای عمودی و افقی قرار دارند. از این کروماتوگرام ها برای شناسایی و تجزیه و تحلیل ترکیبات موجود در نمونه استفاده می شود.

• خروجی نهایی

نتایج آزمایش‌ها به صورت گزارش‌های دقیق برای تحلیل بیشتر ارائه می‌شود. در برخی موارد، نتایج به صورت کمی یا کیفی به کاربر اعلام می‌شوند.

 

چکیده مطلب

دستگاه HPLC به عنوان یکی از پرکاربردترین ابزارهای آزمایشگاهی، نقش مهمی در جداسازی و آنالیز ترکیبات شیمیایی دارد. این دستگاه با استفاده از ترکیب فاز متحرک و فاز ثابت، به طور دقیق و سریع ترکیبات مختلف را از یکدیگر جدا کرده و با استفاده از آشکارسازهای مختلف آن ها را شناسایی می کند.
 اجزای مختلف این دستگاه، از پمپ گرفته تا ستون و آشکارساز، هر کدام وظیفه خاصی دارند که به دقت و کارایی دستگاه کمک می کند. HPLC در زمینه های مختلف تحقیقاتی و صنعتی، از جمله داروسازی و مواد غذایی، کاربرد گسترده ای دارد.

 

جهت اطلاع از موجودی کالاها و قیمت ها با مشاورین فروش شرکت تجهیزات آزمایشگاهی مهام آزما ۰۲۱۸۸۵۰۹۳۸۴ – ۰۲۱۸۶۰۴۵۸۷۰ در ارتباط باشید.