Bombas Binarias vs. Cuaternarias: Mezcla de alta presión vs. Mezcla de baja presión

Bienvenido a la siguiente entrega de mi serie sobre las bombas binarias frente a las cuaternarias para la cromatografía de líquidos.

En mi post anterior, hablé de cómo se crean los degradados , así como de la importancia de tener exactitud y precisión en tu degradado. Hoy voy a hablar de lo que sucede después de todo eso - específicamente, la mezcla.

Después de que la bomba del instrumento cromatográfico o la válvula dosificadora suministren un gradiente, el sistema debe mezclar los disolventes para garantizar que se suministre una solución homogénea a la columna. Las bombas se dividen actualmente en dos categorías: Mezcla de alta presión (tradicionalmente bombas binarias) y mezcla de baja presión (tradicionalmente bombas cuaternarias).

¿Cuál es la diferencia entre estos dos modos de mezcla y qué importancia tiene?

Puedes preguntar a 100 usuarios diferentes de LC y obtendrás 100 respuestas diferentes. Este es un eterno debate que probablemente durará para siempre, como qué película es mejor: Star Trek o Star Wars (obviamente, sabemos cuál es mejor - es Star... ¡oh, espera, se supone que no debo poner mis opiniones personales en el blog de Waters!) Sin embargo, al menos puedo ofrecerte información sobre cómo funciona cada una, y puedes decidir si estás a favor de la mezcla a alta presión (HPM) o a favor de la mezcla a baja presión (LPM).

Impacto del tipo de mezcla

El mayor impacto de estos dos modos de mezcla en la cromatografía es el volumen del sistema, también conocido como volumen de permanencia. El volumen de permanencia (o volumen del sistema) se mide desde que la fase móvil comienza a mezclarse hasta que llega a la columna. Cuanto mayor sea este volumen, más tiempo tardarán las nuevas condiciones de la fase móvil en llegar a la columna.

Mezcla de alta presión (HPM)

En el caso de un sistema HPM (normalmente bombas binarias), el punto de mezcla se produce en la cámara de mezcla, que se encuentra después de las bombas. Esto se caracteriza por un menor volumen de permanencia para el sistema, ya que el volumen que se mide es desde el mezclador hasta la cabeza de la columna (Figura 1). Esta característica de menor volumen de permanencia permite que un sistema LC binario suministre cambios en el gradiente mucho más rápidamente a la columna, permitiendo un reequilibrio más rápido entre las muestras.

Mezcla a baja presión (LPM)

En el caso de un sistema LPM (típicamente bombas cuaternarias), el punto en el que comienza la mezcla de la fase móvil está justo después de las válvulas dosificadoras. Por lo tanto, al contabilizar el volumen de permanencia en un sistema LPM, deben tenerse en cuenta todos estos volúmenes:

• El volumen desde las válvulas hasta la cabeza de la bomba
• El volumen de los cabezales de la bomba
• El volumen de los cabezales de la bomba a la columna
• Lazos de inyección o de retención adicionales
• Cualquier mezclador adicional que se añada para facilitar la mezcla posterior

Esto conduce a un mayor volumen de permanencia en un sistema LPM, lo que puede llevar a un mayor tiempo para que las condiciones de reequilibrio lleguen a una columna después de completar cada muestra (Figura 2). Otra preocupación con el volumen de permanencia extra en un sistema LPM es que el volumen puede crear una cantidad adicional de retención isocrática si no se tiene en cuenta durante la transferencia de un método. Afortunadamente, hay muchas herramientas disponibles para ayudar a los científicos a tener en cuenta el volumen de permanencia cuando transfieren los métodos.

¿Tengo alguna opción?

Esta pregunta tiene una respuesta de sí o no. Puedes elegir un sistema binario o cuaternario, pero al final el sistema define la mezcla que obtendrás:

• Si utiliza un sistema binario, estará en un entorno de mezcla de alta presión, ya que no hay forma real de crear un sistema de mezcla de baja presión utilizando una bomba binaria
• Con un sistema cuaternario, estará en un entorno de mezcla de baja presión puro o en un entorno híbrido que hace la mezcla de baja presión, pero añadirá un mezclador después de las bombas para facilitar una mejor homogeneización del gradiente.

En el próximo post (capítulo 4), hablaré de cómo puede decidir qué bomba es la adecuada para usted.

Capítulos de esta serie sobre el funcionamiento del sistema LC:

1. Formación de gradientes
2. Precisión del gradiente frente a la exactitud del gradiente
3. Mezcla de alta presión frente a mezcla de baja presión
4. Cómo decidir qué bomba es la adecuada para usted

Tecnologías del agua:

• Sistemas de cromatografía binaria, incluyendo HPLC, UPLC y LC de microflujo
• Sistemas de cromatografía cuaternaria, incluyendo HPLC, UHPLC y UPLC
• Gestión isocrática de disolventes para polímeros