HPLC là gì? Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC

HPLC là gì? Nó được sinh ra như thế nào?

HPLC là gì? Nó được sinh ra như thế nào?

HPLC là tên viết tắt của 4 chữ cái đầu của cụm từ tiếng Anh High Performance Liquid Chromatography, có nghĩa là Sắc ký lỏng hiệu năng cao hay còn gọi là Sắc ký lỏng áp suất cao. HPLC là một kỹ thuật sắc ký dùng để tách hỗn hợp các chất thành các thành phần riêng biệt, dựa trên sự tương tác giữa chất đó với pha tĩnh (thường là chất rắn) và pha động (thường là chất lỏng). Pha động sẽ vận chuyển chất phân tích qua pha tĩnh; các thành phần trong mẫu có tương tác mạnh với pha tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn so với các thành phần có tương tác yếu hơn.

Sắc ký lỏng được phát triển như một sự cải tiến từ phương pháp sắc ký cột cổ điển vào khoảng năm 1967 – 1968. Năm 1970, Giáo sư Csaba Horváth đã sử dụng từ viết tắt HPLC để chỉ ra rằng áp suất cao được sử dụng để tạo ra dòng chảy qua cột sắc ký trên bài báo Pittcon. Ban đầu, máy bơm sắc ký lỏng cao áp (HPLC) chỉ có áp suất 500 psi (35bar). Nhưng đến năm 1970, thiết bị HPLC mới có thể tạo ra áp suất lên tới 600 psi (400 bar) và được kết hợp với kim, đầu dò và cột mẫu cải tiến. Đây là một bước tiến lớn về công nghệ và hiệu suất, với các hạt thậm chí còn nhỏ hơn và áp suất cao hơn. Tại thời điểm này, mặc dù vẫn giữ nguyên chữ viết tắt HPLC nhưng tên đầy đủ đã được đổi thành sắc ký lỏng hiệu năng cao.

Ngày nay, nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành sản xuất máy phân tích, phương pháp HPLC ngày càng phát triển và hiện đại hóa. Trở thành phương pháp được sử dụng rộng rãi trong thử nghiệm phụ gia thực phẩm, thử nghiệm môi trường và đặc biệt là trong lĩnh vực thử nghiệm thuốc. HPLC là công cụ phân tích định tính và định lượng mạnh mẽ nhất dành cho dược phẩm đa thành phần.

Các thành phần tạo nên hệ thống HPLC là gì?

Các thành phần tạo nên hệ thống HPLC là gì?

Máy HPLC có 8 bộ phận như sau:

1. Thùng chứa dung môi (pha động)

Một máy HPLC thông thường có 4 dòng dung môi đi vào đầu bơm cao áp, cho phép sử dụng cùng lúc cả 4 chai dung môi, có thể rửa giải theo tỷ lệ mong muốn và tổng tỷ lệ của 4 dòng này là 100%. Dung môi được sử dụng trong phương pháp HPLC đều là dung môi tinh khiết nhất. Pha động trong HPLC là hỗn hợp các thành phần chất lỏng không phân cực và phân cực có nồng độ tương ứng khác nhau tùy thuộc vào thành phần mẫu.

2. Bộ phận khử khí của máy HPLC

Chất ức chế này có vai trò loại bỏ các bong bóng nhỏ còn sót lại trong pha động, tránh xảy ra một số hiện tượng như: thời gian lưu của pic bị thay đổi do tỷ lệ pha động của các dòng dung môi không đúng. Bọt không được loại bỏ hoàn toàn sẽ dẫn đến bơm cao áp không hấp thụ được dung môi, ảnh hưởng đến hoạt động và tần suất của toàn hệ thống. Các trường hợp trên có thể dẫn tới kết quả phân tích sai.

3. Bơm cao áp (bộ phận phân phối dung môi)

Bơm piston sẽ hút pha động từ bể dung môi và đẩy vào hệ thống qua kim phun mẫu, cột và đầu dò, sau đó qua bể dung môi thải. Áp suất vận hành 6000 psi (413 bar) có thể lên tới 18000 psi (1240 bar) tùy thuộc vào cấu hình hệ thống như kích thước cột, các hạt pha tĩnh, tốc độ dòng chảy và thành phần pha động. Lưu lượng bơm sẽ từ 0,1 đến 10 ml/phút.

4. Bộ phận phun mẫu của máy HPLC

Có chức năng bơm mẫu vào cột phân tích gồm 2 cách: bơm mẫu tự động và bơm mẫu thủ công bằng kim phun. Bộ phun sẽ cung cấp khả năng bơm các mẫu chất lỏng trong khoảng thể tích từ 0,1 đến 100 ml dưới áp suất cao và độ tái lập cao.

5. Cột sắc ký HPLC

Cột có chiều dài từ 50 đến 300 mm, đường kính 2 – 5 mm và được làm từ thép không gỉ. Các cột thường được nhồi bằng các hạt silica hoặc hạt silica lai. Trên thực tế, trong hệ thống còn có buồng nhiệt độ cột giúp ổn định nhiệt độ cột và pha động.

6. Đầu dò detector của máy HPLC

Máy dò giúp phát hiện các chất khi chúng rời khỏi cột, đưa ra tín hiệu ghi trên máy sắc ký để phân tích định tính và định lượng. Các loại detector thông dụng như UV-VIS, huỳnh quang, tán xạ bay hơi sẽ được lựa chọn phù hợp tùy thuộc vào tính chất của chất cần phân tích.

7. Thiết bị ghi tín hiệu

Thiết bị này có chức năng ghi lại tín hiệu do đầu dò phát hiện. Với hệ thống HPLC hiện đại hiện nay, phần mềm hệ thống sẽ đảm nhiệm việc ghi lại phần này, lưu các thông số, sắc ký đồ và các thông số liên quan đến pic. Đồng thời, còn tính toán và xử lý các thông số liên quan đến kết quả phân tích.

8. Máy in dữ liệu

Dữ liệu phân tích sẽ được in ra máy in máy tính thông qua phần mềm điều khiển.

HPLC được chia thành mấy loại?

HPLC được chia thành mấy loại?

Dựa vào sự khác biệt trong cơ chế chiết được sử dụng, sắc ký HPLC có thể được chia thành 4 loại sau:

HPLC hấp thụ

HPLC phân phối

HPLC trao đổi ion

Sàng phân tử HPLC

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp HPLC là gì?

Nguyên lý hoạt động của HPLC là tách các chất phân tích ra khỏi nhau khi di chuyển trong pha động qua cột chứa các hạt silica trong pha tĩnh. Cụ thể, HPLC là phương pháp tách giữa pha động và chất rắn pha tĩnh được chia thành dạng hạt hoặc chất lỏng được phủ lên chất mang rắn hoặc chất mang được biến tính bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. Quá trình tách này dựa trên cơ chế hấp thụ, phân bố trao đổi ion hoặc sắc ký rây phân tử.

Phương pháp HPLC có độ nhạy cao, khả năng định lượng tốt, thích hợp để tách các chất dễ phân hủy nhiệt hoặc khó bay hơi nên ngày càng được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi. Hệ thống HPLC có áp suất từ ​​50 – 350 bar, cao hơn nhiều so với sắc ký lỏng truyền thống. HPLC có khả năng kiểm soát tốt và cung cấp thông lượng tương đối cao. Họ đẩy dung môi qua cột bằng áp suất cao thay vì sử dụng trọng lực của đất như các phương pháp truyền thống.

Ưu điểm và nhược điểm của sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC là gì?

Ưu điểm nổi bật của HPLC là thiết bị này có độ chính xác cao hơn và có thể phân tích được nhiều loại hợp chất hơn các thiết bị khác.

Nhược điểm của phương pháp HPLC là thiết bị rất đắt tiền, độ nhạy thấp và khó làm sạch.

Ứng dụng của HPLC là gì?

Ứng dụng của HPLC là gì?

HPLC được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau giúp phân tích các hợp chất, hỗ trợ phân tách và tinh chế hóa học.

Trong lĩnh vực dược phẩm HPLC được sử dụng để kiểm soát chất lượng dược phẩm, độ ổn định của thuốc và thực hiện các nghiên cứu dược động học của các dạng bào chế dược phẩm.

HPLC được ứng dụng trong lĩnh vực môi trường để giám sát sinh học các chất gây ô nhiễm và giúp phát hiện các hợp chất phenolic trong nước uống.

Trong lĩnh vực pháp y, phương pháp HPLC giúp định lượng ma túy trong các mẫu sinh học, phân tích thuốc nhuộm vải, xác định steroid và cocaine trong máu và nước tiểu.

HPLC còn có thể định lượng chất lượng nước giải khát, phân tích đường trong nước ép trái cây, hợp chất đa vòng và chất bảo quản trong lĩnh vực thực phẩm.

Ứng dụng HPLC trong lĩnh vực lâm sàng còn có thể phân tích nước tiểu, kháng sinh trong máu, phân tích biliverdin, bilirubin trong các rối loạn về gan và phát hiện các peptide thần kinh nội sinh trong dịch ngoại bào của não.

Trên đây là tất cả những thông tin chúng tôi tổng hợp nhằm cung cấp cho bạn đọc HPLC là gì, cấu tạo và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Hi vọng bạn có thêm nhiều thông tin hữu ích, đón chờ những bài viết mới từ CVG Group.