Cột pha đảo (RP-HPLC) phù hợp để phân tích với 100% pha động gốc nước

03/01/2024

Cột pha đảo (RP-HPLC) phù hợp để phân tích với 100% pha động gốc nước có khác biệt gì với các cột pha đảo thông thường?

1/ Pha tĩnh của các cột này thường có một trong các cấu trúc như sau:

• chuỗi alkyl ngắn không có khóa đuôi (non end-capped);
• pha tĩnh thân nước, pha tĩnh có khóa đuôi phân cực và pha tĩnh được tăng cường tính phân cực;
• chuỗi alkyl khảm nhóm phân cực
• chuỗi alkyl dài kèm theo kích thước lỗ hạt lớn.

2/ Mục đích là để giảm bớt tính kỵ nước của pha tĩnh. Nhưng lý do tại sao phải làm như vậy?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải xem xét kỹ hơn về quá trình tương tác giữa pha tĩnh và pha động trong sắc ký pha đảo ở những điều kiện mà tỷ lệ dung môi được đưa về mức rất thấp – thường áp dụng khi phân tích các hợp chất phân cực với mục đích làm tăng khả năng lưu giữ trên cột.
Khi tỷ lệ dung môi hữu cơ ở mức dưới 5%, trong một số tình huống, thời gian lưu của chất phân tích không những không tăng lên mà lại còn giảm đi so với một pha động có lượng dung môi hữu cơ cao hơn. Hiện tượng này gọi là phase collapse (tạm dịch: xẹp pha tĩnh). Pha tĩnh trong sắc ký pha đảo thường khá kỵ nước, vì thế, khi một pha tĩnh với chuỗi alkyl dài, mật độ liên kết cao được dùng trong pha động có nhiều nước – cấu trúc thân dầu này có xu hướng giảm thiểu năng lượng bề mặt của chúng bằng cách tăng cường liên kết lẫn nhau (giống như giọt dầu co cụm thành hình cầu khi được nhỏ vào trong dung dịch nước). Khi đó, các chất phân tích phân cực có thể gặp khó khăn trong việc phân bố hoặc hấp phụ vào pha tĩnh do bề mặt pha tĩnh thấm ướt kém. Từ quan điểm sắc ký, pha tĩnh được cho là đã bị xẹp.

Minh họa đơn giản về hiện tượng xẹp pha tĩnh được thể hiện trên hình ảnh đi kèm. (Pha tĩnh chuỗi alkyl dài trong (a) hỗn hợp nước-metanol và trong (b) 100% nước). Trên thực tế, do hầu hết pha liên kết nằm trong lỗ xốp của hạt silica gel nên hiện tượng này xảy cũng chủ yếu xảy ra trong các lỗ xốp thay vì trên bề mặt như trong hình.

Chính vì thế, một số phương pháp thiết kế pha tĩnh như đã đề cập trên đây có thể giúp giữ lại các chất phân tích phân cực trong điều kiện pha động chứa rất nhiều nước.