Yüksek performanslı sıvı kromatografisi

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC yaygın adıyla bilinir) bir analitik kimya yöntemidir. Karısımlardaki bilensenlerin, ayrıştırılmasında, nitelik ve nicelliklerinin belirlenmesinde kullanılan bir analiz tekniğidir. Bu teknikte pompalar ile pompalanan yuksek basincli sıvı faz aracılığıyla taşınan analitler, kromatografik kolona ulaşır. Kolona ulaşan analitler, kolon ile farkli sekillerde etkileşip, farklı zamanlada detektöre ulaşırlar. Burda, kolon katı bir adsorbent maddeyle doludur ki, bu maddenin özellikleri sayesinde kromatografik ayrışma gerçekleşir.

Modern HPLC cihazi.

HPLC üretim alanında (örneğin farmosetik ve biyolojik ürenlerin üretiminde), adli durumlarda (idrar tahlili vasıtasıyla performans artırıcı madde veya uyusturucu bulgularında), araştırma alanında (örneğin kompleks biyolojik örneklerin ayrıştırlmasında veya sentetik kimyasalların ayristirilmasinda) ve tıbbi alanda (örneğin kan serumunda D vitamini tayininde) kullanılır.

Kromatografi, tanımına bakıldığında adsorpsiyon içeren bir kütle transfer prosesi olarak düşünülebilir. HPLC de önceden bahsedildiği gibi, pompalarla örneklerin bir kolona gönderilip ayrıştırilması hususuna dayanır. Kromatografik kolonun aktif bileşeni (adsorbent) genellikle granüler yapıda olan, katı partiküllü (silicon veya polimerik yapıda olabilir) bir maddedir. Bu partiküller 2–50 μm boyutundadır. Kolona gelene karışımın bileşenleri bu partiküllerle olan farklı derecedeki kimyasal veya fiziksel etkilesimden dolayı birbirinden ayrılırlar. Bu karışımları taşıyan sıvılar genellikle yüksek basınç altındadırlar ve genelde bir kaç solventin (çözgen) bileşiminden oluşurlar. Bu çözgenler genel olarak su asetonitril, metanoldur. Analitleri taşıyan bu sıvıya sıvı faz denir. Sıvı fazin (veya likit faz) genel bileşimi (yani hangi solventlerden oluştuğu) ve sıcaklığı analitlerin ayrışma prosesinde önemli bir rol oynar. Bunun sebebi ise bu faktörlerin analit ve kolon (adsorbent) arasındaki etkileşimi direkt olarak etkilemesidir. Bu etkileşimler genellikle fiziksel etkileşimlerdir ve örnek vermek gerekirse hidrofobik (dispersif), dipol-dipol ve iyonik, genellikle bunların bileşimi şeklinde olabilir.

HPLC geleneksel (düşük basınçlı) sıvı kromatografisinden ayrılır. Bunun en önemli sebebi ise kullanılan basınç değelerinin çiddi bir derecede fazla olmasıdır (50-350 bar). Geleneksel kromatografi genelllikle yerçekimi gibi çok düşük basınç kullanırken, HPLC bahsedildiği gibi çok yüksek basınçlarda işlem yapar. HPLC'de ayrıştırılan madde miktarı çok düşük olduğu için, tipik kolon boyutları 2.1-4.6 mm çap, 20-250 mm uzunluğundadır. Ek olarak, HPLC kolonlarında kullanılan partiküllerin büyüklüğü genel olarak 2-50 μm arasındadır. Bu partikül boyutları HPLC'yi etkili ve populer bir kimyasal ayrıştırma ya da analiz teknigi olmasını sağlar.

HPLC cihazları tipik olarak degasser, enjektör, pompa, kolon ve detektörden oluşur. Enjektörün örnek karışımını (numuneyi) mobil faza enjekte etmesiyle, analitler kolona taşınır. Kolon da icindeki sabit faz yardimiyla bu analitleri ayrıştırarak detektöre gönderir. Detektöre gelen analitler de miktarlarına ve hatta özelliklere göre sinyaller üretir. Bu sinyaller de mikroprosesörler ve veri analizi programlarıyla analizlenir. Bu veri analizi sayesinde kalitatif ve kantitatif analiz tamamlanmış olur. Modern kromatograflarda, pompalar değişik oranlardaki solventleri, zamana da bagli olarak karıştırıp mobil fazlar üretebilir. Detektör olarak da genellikle UV/Vis detektörü, fotodiyot detektörü (PDA) veya kütle spektrometresi kullanılır. Çoğu HPLC cihazlarında, kolonun bulunduğu bir kolon bölümü (kolon fırını veya kolon kompartmanı da denir) bulunur ve bu bölüm kolon sıcaklığını değiştirerek, analitler ile kolonun içindeki sabit fazın etkileşimini etkiler. Bu etkileşim farklılaşması sayesinde analitlerin ayrışması sağlanır.

Çalışma Prensibi

Ayrışacak veya analizlenecek numune, cihaza çok küçük hacimlerde (tipik olarak mikrolitre seviyesinde) kromatograftaki mobil faz akışına verilir. Akan mobil faz, bu maddeleri kolona taşır. Numunenin içindeki analitler turlerine gore farkli hizlarda hareket ederler ve bu hız farkının belirlenmesinde sabit faz-analit etkileşimi (fiziksel etkileşimler) önemli bir rol oynar. Analitlerin taşınma hızı, analitlerin kimyasal doğasına, sabit fazın (kolon) kimyasal yapısına ve de mobil fazın bileşimine bağlıdır. Analitin kolondan çıkma süresine alıkonma zamanı (genelde RT ile gösterilir) denir. Alıkonma zamanı genelde analizdeki analitin karakterini belirlemede kullanılan önemli bir bilgidir.

Kaynaklar

İnglizce Vikipedi HPLC maddesinden çeviri (Son ulaşım 11 Nisan 2020)