لماذا أعمدة الـ HPLC أقصر من أعمدة الكروماتوغرافيا الغازية
تعتبر الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء HPLC والكروماتوغرافيا الغازية GC من أهم طرق الفصل المستعملة في المختبرات الكيميائية. الهدف الرئيسي لاستعمالهما هو فصل وتحديد كمية المكونات في مزيج عضوي.
هل تسائلت سابقاً لماذا أعمدة الـ HPLC أقصر وأعرض من أعمدة الـ GC؟
قبل الإجابة على هذا السؤال لا بد لنا من التعرف على فوائد الأعمدة الطويلة. كلما ازداد طول العمود كلما ازدادت مدة التفاعل بين المكونات والطور الثابت، مما يحسّن من كفاءة العمود ودقته. هذا يُنتج قمم مفصولة بشكل جيد. إلا أننا من الناحية العملية، لا نستطيع زيادة طول العمود بشكل غير محدود، لأنّ ذلك سيؤدي الى زيادة الضغط في العمود وزيادة مدة التحليل.
أعمدة الـ HPLC: تعتمد أبعاد أعمدة الـHPLC المستخدمة على أهداف عملية الفصل. العمليات التحليلية الاعتيادية تتطلب أعمدة ذات أطوال تتراوح بين 15-25سم وقطرها حوالي 4.6مم. بينما عادةً ما تكون الأعمدة الإعدادية أعرض ذات أقطار تتراوح بين 20-50 مم.
أعمدة الـ GC: تصنف اعمدة الـ GC كأعمدة محشوّة وأعمدة شعرية. تُصنع الأعمدة المحشوّة من الستانلس ستيل ويصل طولها الى 1.5م وقطر خارجي 3.2مم. بينما تكون الأعمدة الشعرية مرنة مصنوعة من السيليكا المصهورة و يصل طولها إلى عدة أمتار (10-100م).
والآن لنلقي نظرة على الاختلافات في عملية الفصل في كلا الطريقتين حتى نصل إلى إجابة منطقية على سؤالنا الرئيسي حول الاختلاف في الطول بين أعمدة الـ HPLC والـ GC.
- طبيعة الطور المتحرك:
العامل الأهم في عملية الفصل هو طبيعة الطور المتحرك الذي يكون عبارة عن سائل في الـ HPLC وغاز في الـ GC. كثافة السوائل أكبر من الغازات لذا تًبدي ممناعة أكبر عند مرورها عبر العمود. كلما ازداد طول العمود كلما ازدادت الممناعة لمرور الطور المتحرك، لذلك يحتاج الـ HPLC أعمدة أقصر.
- تبخر العينة:
إنّ العينة المحقونة ضمن الـ HPLC سائلة، بينما في الـ GC فقد تكون سائل أو غاز. ولكن قبل أن تدخل العينة السائلة أعمدة الـ GC يجب أن تتحول إلى أبخرة بسبب الحرارة المرتفعة في منطقة الحقن. يواجه الغاز ممانعة أقل في أعمدة الـ GC مما يسمح بأعمدة ذات أطوال أكبر.
- ثبات العينة:
عادةً ما تكون العينات التي يتم تحليلها بواسطة الـ HPLC ثابتة حرارياً لذا فهي في الطور السائل داخل أعمدة الـ HPLC في درجة حرارة الغرفة. بينما العينات التي يتم تحليلها بواسطة الـ GC تكون ذات وزن جزيئي أصغر و درجات إنصهار أقل. لذا فهذه المواد تتبخر بسهولة وتبقى في الطور الغازي أثناء مرورها عبر العمود.
حديثاً، تم تقصير الأعمدة بشكل أكبر في تقنية Ultra HPLC – UHPLC مما يعطي تحليل سريع وحساسية عالية. ومن المتوقع مستقبلاً أن يتم تقصير أطوال أعمدة الـ HPLC وتخفيض مدة التحليل من عدة دقائق إلى بضع ثواني.
المصدر:
