کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (High Performance Liquid Chromatography یا به اختصار HPLC) یکی از پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین روش‌های تحلیلی است که در آزمایشگاه‌های شیمی، داروسازی، بیولوژی، محیط‌زیست، صنایع غذایی و بسیاری از حوزه‌های دیگر به‌طور گسترده استفاده می‌شود. این روش به‌ویژه برای جداسازی و شناسایی ترکیبات شیمیایی در نمونه‌های پیچیده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. HPLC به‌عنوان یک ابزار ضروری در آنالیز کمی و کیفی، توانسته است جایگاه خود را در صنایع مختلف تثبیت کند.
هدف از این مقاله، معرفی اصول و مبانی کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، آشنایی با اجزای اصلی آن، روش‌های مختلف HPLC و نکات خرید این دستگاه‌ها است. به منظور کمک به انتخاب دستگاه HPLC مناسب، نکات ضروری مانند ویژگی‌ها، برندهای معتبر، خدمات پس از فروش و دیگر عوامل تأثیرگذار بر خرید نیز به طور مفصل مورد بررسی قرار می‌گیرد.
بخش اول: کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) چیست؟
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) یک تکنیک جداسازی است که به وسیله آن مواد مختلف در یک نمونه مایع از هم جدا می‌شوند. این فرآیند به طور کلی شامل جریان یک فاز متحرک (که معمولاً یک حلال است) از طریق یک ستون با فاز ثابت است. مواد موجود در نمونه، با سرعت‌های متفاوتی از ستون عبور می‌کنند و به این ترتیب جداسازی انجام می‌شود. HPLC به‌عنوان یک روش پیشرفته، توانایی شناسایی و تحلیل دقیق ترکیبات مختلف را داراست.
در HPLC، برای هر ترکیب، زمان خاصی برای عبور از ستون (که به آن زمان بازداری گفته می‌شود) وجود دارد که به وسیله این زمان می‌توان مواد را شناسایی و اندازه‌گیری کرد. این روش در بسیاری از صنایع و آزمایشگاه‌ها به‌طور گسترده‌ای برای آنالیز دقیق مواد مختلف مانند داروها، مواد غذایی، آب، هوا، و دیگر محصولات شیمیایی به‌کار می‌رود.
بخش دوم: اجزای اصلی دستگاه HPLC
دستگاه HPLC از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام در فرایند جداسازی و شناسایی مواد نقش خاصی دارند. آشنایی با اجزای این دستگاه می‌تواند به انتخاب و استفاده بهینه از آن کمک کند.
۱- پمپ (Pump)
پمپ یکی از اجزای کلیدی دستگاه HPLC است که مسئولیت انتقال فاز متحرک (حلال) از مخزن به ستون را برعهده دارد. این پمپ باید توانایی ایجاد فشار بالا را داشته باشد تا جریان حلال به صورت مداوم و یکنواخت از ستون عبور کند. فشار پمپ معمولاً بین ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ psi (پوند بر اینچ مربع) متغیر است. دقت و پایداری فشار پمپ برای حصول نتایج دقیق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
۲- ستون کروماتوگرافی (Column)
ستون کروماتوگرافی، که اغلب از جنس سیلیکا است، محفظه‌ای است که فاز ثابت در داخل آن قرار دارد. این ستون‌ها معمولاً با اندازه‌های مختلف و ویژگی‌های خاص طراحی می‌شوند تا برای انواع مختلف آنالیزها مناسب باشند. نحوه انتخاب ستون بستگی به ویژگی‌های نمونه‌ها و نوع فاز متحرک دارد.
۳- تزریق‌کننده (Injector)
دستگاه تزریق‌کننده برای وارد کردن نمونه به سیستم HPLC طراحی شده است. این سیستم باید قادر باشد حجم دقیقی از نمونه را وارد جریان فاز متحرک کند. در بسیاری از دستگاه‌های HPLC، تزریق نمونه به‌صورت خودکار و با استفاده از یک سیستم سوپاپ تزریق (injector valve) صورت می‌گیرد.
۴- دتکتور (Detector)
دتکتور وظیفه شناسایی و اندازه‌گیری ترکیبات مختلف را بر عهده دارد. هنگامی که نمونه از ستون عبور می‌کند، دتکتور سیگنال‌هایی را از ترکیبات مختلف دریافت کرده و آن‌ها را به سیگنال‌های قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. انواع مختلفی از دتکتورها وجود دارند که شامل دتکتور UV-Vis (اشعه ماوراء بنفش و مرئی)، دتکتور فلورسانس، دتکتور اندوسکوپی و دتکتور جرم‌سنجی (MS) می‌شود.
هر چند که این مقاله به صورت خاص در مورد دستگاه کروماتوگرافی مایع نوشته شده است، ما قبلا در موج‌نیوز یک مقاله تحت عنوان خرید تجهیزات آزمایشگاهی نوشته‌ایم که مطالعه‌ی آن مطلب نیز خالی از فایده نیست. پیشنهاد می‌کنیم در صورت نیاز به خرید تجهیزات آزمایشگاهی حتما آن مقاله را مطالعه نمایید.
۵- کنترلر (Controller)
این بخش مسئول تنظیم و کنترل پارامترهای مختلف دستگاه HPLC از جمله فشار، جریان فاز متحرک، دما و زمان تزریق است. کنترلر همچنین داده‌های دستگاه را پردازش کرده و آن‌ها را به‌صورت نمودار یا جدول در اختیار اپراتور قرار می‌دهد.
بخش سوم: انواع روش‌های HPLC
HPLC به دو روش اصلی تقسیم می‌شود که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند.
۱- HPLC با فاز معکوس (Reverse Phase HPLC)
در این روش، فاز ثابت غیرقطبی و فاز متحرک قطبی است. در واقع، فاز ثابت معمولاً از ذرات سیلیکا یا مواد دیگری تشکیل می‌شود که غیرقطبی هستند. این روش برای جداسازی ترکیبات قطبی و نیمه‌قطبی بسیار مناسب است. این نوع HPLC معمولاً در تحلیل داروها، ترکیبات شیمیایی پیچیده، و مواد غذایی کاربرد دارد.
۲- HPLC با فاز عادی (Normal Phase HPLC)
در این روش، فاز ثابت قطبی است و فاز متحرک غیرقطبی. این نوع HPLC معمولاً برای آنالیز ترکیبات غیر قطبی استفاده می‌شود. معمولاً برای مواد آلی و ترکیبات با ویژگی‌های مشابه مناسب است. از HPLC با فاز عادی به‌ویژه برای آنالیز مواد طبیعی و ترکیبات آلی استفاده می‌شود.
بخش چهارم: ویژگی‌های مهم دستگاه HPLC
در هنگام خرید دستگاه HPLC، باید ویژگی‌های مختلفی را در نظر گرفت که به شما کمک می‌کند دستگاهی متناسب با نیازهای آزمایشگاهی انتخاب کنید. برخی از ویژگی‌های مهم که باید مد نظر قرار گیرد، عبارتند از:
۱- دقت و حساسیت
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دستگاه HPLC، دقت و حساسیت آن است. هرچه دقت دستگاه بالاتر باشد، نتایج به‌دست‌آمده نیز دقیق‌تر خواهند بود. دستگاه‌های با دقت بالا قادر به شناسایی ترکیبات با غلظت‌های بسیار کم هستند که در برخی از تحلیل‌های پیچیده ضروری است.
۲- نوع دتکتور
نوع دتکتور انتخابی برای دستگاه HPLC بستگی به نوع نمونه و ویژگی‌های آن دارد. دتکتور UV، دتکتور فلورسانس و دتکتورهای دیگر هرکدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. برای انتخاب دتکتور مناسب، باید نوع ماده مورد تجزیه، ویژگی‌های نوری آن، و نیاز به حساسیت بالا در نظر گرفته شود.
۳- محدوده فشار و دما
دستگاه‌های HPLC معمولاً باید قادر به ایجاد فشار بالا (در حدود ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ psi) باشند. همچنین، دما نیز بر روی جداسازی مواد تاثیرگذار است. بنابراین، دستگاه باید امکان تنظیم دما و فشار را داشته باشد.
۴- سهولت استفاده و نرم‌افزار
دستگاه HPLC باید دارای یک رابط کاربری ساده باشد تا اوپراتور بتواند به راحتی آن را تنظیم و استفاده کند. نرم‌افزارهای مربوط به دستگاه نیز باید کاربرپسند بوده و بتوانند داده‌های تولیدشده توسط دستگاه را به‌طور دقیق تجزیه و تحلیل کنند.
بخش پنجم: نکات خرید دستگاه HPLC
خرید دستگاه HPLC نیازمند توجه به نکات مختلفی است که در اینجا به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:
۱- تعیین نیاز آزمایشگاهی
قبل از خرید دستگاه HPLC، باید نوع آزمایش‌ها و تحلیل‌هایی که در آزمایشگاه انجام می‌دهید را شناسایی کنید. برای مثال، اگر قصد دارید آنالیز دارویی انجام دهید، باید دستگاهی با دقت و حساسیت بالاتر انتخاب کنید.
۲- انتخاب برند معتبر
در بازار تجهیزات آزمایشگاهی، برندهایی مانند Agilent، Waters، Shimadzu و Thermo Fisher Scientific از پیشروهای تولید دستگاه‌های HPLC هستند. انتخاب برندهای معتبر به‌معنای اطمینان از کیفیت و پشتیبانی پس از فروش مناسب است.
۳- هزینه و بودجه
بودجه یکی از فاکتورهای مهم در خرید دستگاه HPLC است. دستگاه‌های HPLC می‌توانند قیمت‌های متفاوتی داشته باشند، بنابراین باید انتخابی متناسب با بودجه و نیازهای آزمایشگاهی خود داشته باشید.
۴- دسترسی به خدمات پس از فروش
دستگاه‌های HPLC به‌دلیل پیچیدگی‌های فنی، نیازمند پشتیبانی و تعمیرات منظم هستند. انتخاب دستگاه از برندی که خدمات پس از فروش معتبر و گسترده‌ای دارد، می‌تواند از مشکلات در آینده جلوگیری کند.
نتیجه‌گیری
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای تحلیلی، در بسیاری از صنایع و آزمایشگاه‌ها کاربرد دارد. آشنایی با اجزای دستگاه، روش‌های مختلف HPLC و نکات خرید می‌تواند به شما کمک کند تا دستگاه مناسبی را برای نیازهای خود انتخاب کنید. با توجه به پیچیدگی‌های فنی و گران‌قیمت بودن این تجهیزات، انتخاب یک دستگاه مناسب و برند معتبر می‌تواند تأثیر زیادی در موفقیت آنالیزهای شما داشته باشد.