Tipos de instrumentos de HPLC
La Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (HPLC) es un proceso químico vital para separar compuestos orgánicos. Los productos llamados instrumentos de HPLC se utilizan para llevar a cabo estos análisis en una gama de industrias. Dos categorías principales de estos instrumentos se pueden definir por su uso en estudios analíticos o estudios preparativos. Tipos específicos de bombas, detectores y columnas se configuran dentro del cuerpo del instrumento más grande para que esto sea posible.
- Instrumentos de HPLC analíticos: Las características típicas de un instrumento de HPLC analítico serían un detector UV con una longitud de onda fija y una bomba estándar para aplicaciones de baja presión. También se utilizarían columnas de tamaño más pequeño, como 4.6 mm, que funcionan a velocidades de flujo más bajas. Estos tipos de instrumentos están diseñados para un mayor rendimiento de muestras. Otra posible subcategoría sería la HPLC de polaridad inversa, que utiliza columnas no polares para extraer compuestos polares de solventes no polares.
- Instrumentos de HPLC preparativos: En contraste, un instrumento de HPLC preparativo tendría columnas de mayor diámetro, como hasta 50 mm, funcionando a velocidades de flujo más altas y con capacidades de muestra más significativas. Estos instrumentos están diseñados para volúmenes de muestra más grandes y, por lo tanto, presiones más altas. Se emplearía una gama completa de detectores, como UV-Vis, fluorescencia y detectores de índice de refracción (RI). Además, dado que las muestras son más significativas, los sistemas necesitarían tener bombas cuaternarias o incluso terciarias para manejar los mayores volúmenes de solvente. Estos instrumentos, también conocidos como HPLC de purificación, cuestan entre 100,000 y 300,000 USD y generalmente se acoplan con espectrometría de masas. Además, el instrumento preparativo generalmente presenta una mayor capacidad de almacenamiento de datos a velocidades más altas.
Especificaciones y mantenimiento de los instrumentos de HPLC
Las especificaciones principales de una máquina de HPLC incluyen la velocidad de flujo típica de la bomba, la capacidad de presión, el tamaño de la columna, el tamaño de la muestra, el rango de temperatura, la longitud de onda de detección y el tamaño y peso general del instrumento.
- Velocidad de flujo: Las bombas de HPLC generalmente tienen una velocidad de flujo constante de alrededor de 1 a 10 mL/min. La velocidad de flujo se puede ajustar según la viscosidad de la fase móvil, las dimensiones de la columna y la naturaleza de la muestra que se analiza.
- Capacidad de presión: Los instrumentos de cromatografía líquida de alta eficiencia tienen altas capacidades de presión para forzar la fase móvil a través de la columna analítica. Los instrumentos de HPLC pueden tener capacidades de presión que van desde 3000 a 15000 psi (aproximadamente 20684 a 103425 kPa).
- Tamaños de columna: Las columnas de HPLC vienen en diferentes tamaños y formas. Los diámetros de columna comunes varían de 2 a 30 mm, y las longitudes varían de 30 mm a 300 mm. Los materiales de empaque de la columna también incluyen gel de sílice y polímero.
- Tamaños de muestra: El tamaño de muestra que una HPLC puede manejar generalmente depende de las dimensiones de la columna y la sensibilidad de los instrumentos. Los tamaños de muestra típicos varían de microgramos a miligramos, con volúmenes de muestra de microlitros a mililitros.
- Rango de temperatura: Los instrumentos de HPLC pueden funcionar a una temperatura ambiente de aproximadamente 0 a 50 grados Celsius, pero algunos HPLC pueden funcionar en un rango de temperatura de -70 a 300 grados Celsius, lo que permite el análisis de compuestos a diferentes condiciones de temperatura.
- Longitudes de onda de detección: Las longitudes de onda de los espectrofotómetros UV-VIS varían de 190 a 800 nm. Los detectores de fluorescencia pueden medir la fluorescencia de una muestra a diferentes longitudes de onda, que van desde 200 a 700 nm. Los HPLCs de espectrometría de masas emplean un filtro de masas cuádruple en tándem que puede funcionar a diferentes longitudes de onda, que van desde 200 a 1000 nm.
- Dimensiones y peso: La dimensión y el peso de un instrumento de HPLC, incluida la bomba de HPLC, el inyector, el horno de columna, el detector y el sistema de procesamiento de datos, pueden variar según el modelo. El tamaño de un sistema de HPLC típico es aproximadamente de 60 cm de altura, 40 cm de ancho y 50 cm de profundidad, con un peso de alrededor de 70 kg.
El mantenimiento adecuado de un HPLC es vital, ya que garantiza que el instrumento pueda seguir funcionando de manera precisa y eficiente con el tiempo. Los fabricantes generalmente ofrecen manuales de usuario que describen las prácticas de mantenimiento para cada modelo de HPLC. Sin embargo, algunos consejos generales de mantenimiento incluyen los siguientes.
- Realice comprobaciones diarias en el instrumento de HPLC, incluida la limpieza del sistema de disolventes, la inspección de la fase móvil para detectar precipitación o burbujas de aire y la eliminación del aire de la jeringa que conecta la bomba al recipiente de la muestra.
- Calibra y valida el instrumento con regularidad para garantizar su precisión, fiabilidad y precisión.
- Establezca un programa de mantenimiento preventivo para la máquina de HPLC, que debe incluir controles de rutina, mantenimiento de los componentes críticos y la sustitución de las piezas desgastadas.
Aplicaciones de los instrumentos de HPLC
Los instrumentos de Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (HPLC) ofrecen varias aplicaciones en varios campos, siendo la industria farmacéutica la más importante.
- La HPLC se utiliza principalmente en la industria farmacéutica para analizar e identificar la composición de los compuestos químicos en varios medicamentos, especialmente aquellos con formulaciones complejas como antibióticos, hormonas, productos sanguíneos, nutracéuticos, vitaminas y medicamentos derivados de la biotecnología. Ayuda a garantizar la calidad, seguridad y eficacia de los productos farmacéuticos.
- En la industria petroquímica, los instrumentos de HPLC se utilizan para analizar y separar productos petroleros, aditivos e impurezas, así como para determinar la composición de las materias primas petroquímicas. Desempeña un papel crucial en el desarrollo de productos, el control de calidad y el monitoreo ambiental.
- Pruebas de alimentos y bebidas: La HPLC se utiliza ampliamente en las pruebas de alimentos y bebidas para identificar y cuantificar contaminantes, aditivos, conservantes, sabores, vitaminas y componentes nutricionales. Garantiza la seguridad alimentaria, la garantía de calidad y el cumplimiento de las normas.
- Monitoreo ambiental: Los instrumentos de HPLC se emplean en el monitoreo ambiental para analizar contaminantes, pesticidas, herbicidas, metales pesados y compuestos orgánicos en el aire, el agua, el suelo y los sedimentos. Ayuda a rastrear la contaminación ambiental y apoya la protección ecológica.
- Análisis químico e investigación: La HPLC se utiliza ampliamente en el análisis químico y la investigación para separar, identificar y cuantificar diversos compuestos químicos, incluidos productos naturales, productos químicos sintéticos e intermediarios de reacción. Apoya la investigación fundamental, el desarrollo de productos y el control de calidad en las industrias químicas.
- Los instrumentos de HPLC se utilizan en laboratorios clínicos para análisis biomédicos para separar y cuantificar biomoléculas, metabolitos, fármacos y toxinas en muestras biológicas como sangre, orina y tejidos. Ayuda en el diagnóstico, el monitoreo de medicamentos terapéuticos y el descubrimiento de biomarcadores.
- Ciencias forenses e investigación criminal: La HPLC juega un papel vital en las ciencias forenses y las investigaciones criminales al analizar drogas, venenos, toxinas y evidencia de rastreo. Contribuye a la ciencia forense, la justicia penal y los procedimientos legales.
Cómo elegir los instrumentos de HPLC
Al elegir instrumentos de HPLC a la venta, se deben considerar los siguientes factores:
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Propósito y factor
Los objetivos y el uso previsto del sistema de HPLC deben ser las primeras cosas a considerar, ya que impactan sustancialmente qué tipo de sistema de HPLC será apropiado. El tipo de muestra que se analizará, las fases móviles y estacionarias necesarias, los criterios de sensibilidad y resolución del estudio y otros factores son parte de las muestras y los objetivos. Un sistema de HPLC más sencillo será suficiente si el objetivo es separar y cuantificar muestras. Sin embargo, si se necesitan investigaciones más complejas, como la determinación de la estructura química, puede ser obligatorio un sistema de HPLC más avanzado con un accesorio adicional.
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Especificación técnica
Es crucial prestar mucha atención a las especificaciones técnicas del instrumento de HPLC, como el rango de presión, la velocidad de flujo, los modos de detección y otros. Estas especificaciones técnicas indicarán hasta dónde puede llegar el sistema de HPLC en términos de analizar diversas muestras y lograr diferentes niveles de separación y cuantificación.
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Marca y modelo
Hay muchas marcas y modelos de instrumentos de HPLC para elegir. Es una buena práctica investigar diferentes marcas y modelos, y considerar cosas como su rendimiento, durabilidad, facilidad de uso y soporte posventa. Por ejemplo, algunos sistemas de HPLC pueden ser mejores para el análisis de rutina, mientras que otros son más adecuados para aplicaciones de investigación. Algunos sistemas de HPLC pueden ser más fáciles de usar, con software sencillo y procedimientos automatizados, y otros son más reparables y personalizables.
Preguntas frecuentes sobre los instrumentos de HPLC
P1: ¿Cuáles son las tendencias en el desarrollo de instrumentos de HPLC?
A1: La tendencia es hacia la miniaturización y la creciente automatización de los instrumentos de HPLC. También existe un creciente interés en tecnologías ecológicas como la HPLC verde.
P2: ¿Cuáles son algunos desafíos en el uso adecuado de los instrumentos de HPLC?
A2: La oferta y la demanda de columnas de HPLC es un desafío continuo. Además, el uso y mantenimiento adecuados del instrumento dependen de la competencia y el conocimiento del usuario.
P3: ¿Cuáles son algunos desarrollos en la tecnología HPLC?
A3: Los avances en la tecnología HPLC incluyen la cromatografía líquida de ultra alta eficiencia (UPLC), que ofrece mayor eficiencia y separación más rápida. Otros desarrollos son los sistemas de HPLC inteligentes con limpieza automática, autodiagnóstico y capacidades de resolución de problemas.
P4: ¿Cuáles son algunos factores clave para garantizar una gestión eficiente de los datos en un sistema de HPLC?
A4: La integridad de los datos de HPLC, la seguridad del sistema y la copia de seguridad de los datos son esenciales para proteger los datos. La validación del método y la auditoría de datos también son cruciales para garantizar la precisión y la fiabilidad de los datos.