Präparative Flüssigchromatographie – Leitfaden

Hinweise zum System

Physikalische Parameter machen die Entscheidung für ein spezielles Aufreinigungsgerät zu einer praktikablen Entscheidung. Automatisierung, Pumpen, Detektorflusszellen, Injektoren, Kapillaren, Säulen und Fraktionssammler müssen bei der Vorbereitung des Aufreinigungssystems berücksichtigt werden. Modulare Systeme bieten maximale Flexibilität und sind so konzipiert, dass sie sich an steigende Durchsatzanforderungen anpassen.

Der Grad der Automatisierung basiert oft auf dem Workflow und dem Budget des Anwenders. Im Allgemeinen benötigen Startup- und Universitätslabore einen niedrigen Durchsatz und bevorzugen manuelle oder halbautomatische Systeme, während große Pharma- oder Fertigungsunternehmen häufig automatisierte Systeme mit hohem Durchsatz verwenden.

Abbildung 22. Niederdruck-Mischsysteme wie das Waters 2545 Quaternäre Gradientenmodul mit dem 2489 UV/Vis Detektor und dem Fraktionssammler für niedrigen Durchsatz.

Abbildung 23. Das Waters AutoPurification System mit dem ACQUITY QDa Massendetektor für die Fraktionssammlung mit hohem Durchsatz und Massendetektion.

Software und Systemsteuerung

Es ist ein kleiner Computer erforderlich, der die Pumpenflussrate und Lösungsmittelzusammensetzung in binären, ternären und quaternären Systemen sowohl im isokratischen als auch im Gradientenmodus steuert. Die Computersoftware zeichnet auch die Daten des Detektors und des Fraktionssammlers auf. Je nach Komplexität des Softwarepakets kann es auch zur Durchführung von Simulationen der Methodenentwicklung und zur Prozessierung von Daten verwendet werden.

Pumpen

Das Zuführungssystem des Lösungsmittels bzw. die Pumpe ist das Herzstück chromatographischer Trennungen. Für die Chromatographie verwendete Pumpen müssen unabhängig von der Kompressibilität des Lösungsmittels eine pulsfreie, genaue, präzise und reproduzierbare Flussrate liefern. Eine Aufreinigungspumpe wird basierend auf der Zielflussrate ausgewählt, die mit 0,5 mL/min für eine Aufreinigung im kleinen Maßstab bis zu 150 mL/min im großen Maßstab betrieben werden kann. Pumpen können Lösungsmittel unter Hochdruck- (binär) oder unter Niederdruck-Bedingungen (quaternär) mischen.

Die binären Gradientenmodule können zwei verschiedene Lösungsmittel mischen, die sich in einer Mischkammer vereinen. Dieser Kammer folgen ein Dämpfer, ein zweiter Mischer und ein Spülventil. Die Zusammensetzung des resultierenden Lösungsmittels wird durch den unterschiedlichen Fluss definiert, der von beiden Lösungsmittelkanälen geliefert wird. Hochdruck-Mischpumpen sind weniger empfindlich gegenüber gelösten Gasen in der mobilen Phase und erfordern normalerweise keine Entgasung des Lösungsmittels.

Das Ergebnis ist eine Pumpe mit stark reduziertem Systemvolumen, die sowohl im analytischen als auch im präparativen Maßstab eine präzise und gleichwertige Leistung liefert.

Abbildung 24. Das Waters Binäre Gradientenmodul (BGM) ist eine Hochdruck-Mischpumpe mit binärem Gradienten, die sowohl analytische als auch präparative Flussraten erreichen kann.

Die quaternäre Pumpe und kann einen Gradienten von bis zu 4 verschiedenen Lösungsmitteln bereitstellen und verwendet Ventile, die sich kurzzeitig öffnen. Diese Ventile ermöglichen das Mischen kleiner Volumina verschiedener Lösungsmittel im richtigen Verhältnis bei niedrigem Druck. Bei dieser Pumpstrategie können sich gelöste Gase trennen und Blasen bilden, die später im Flussweg zu Problemen bei der Kompression, Injektion, Trennung und Detektion führen können. Daher müssen mobile Phasen entgast werden. Dies kann durch Verwendung eines Inline-Entgasers, einer Heliumspülung oder einer manuellen Vakuumentgasung erfolgen. Diese Pumpen bieten über den angegebenen Flussratenbereich eine sehr genaue und präzise Dosierung von Lösungsmitteln.

Abbildung 25. Das Waters Quaternäre Gradientenmodul (QGM) ist eine Niederdruck-Mischpumpe mit quaternärem Gradienten, die in der Lage ist, präparative Flussraten über den angegebenen Flussratenbereich zu erreichen.

Beladungsmenge	ID Säule	Pumpenmodul	Max. Flussrate
µg – mg	3,9–7,8 mm	1525 Binäre HPLC-Pumpe*	10 mL/min
µg–10 s mg	3,9–19 mm	1525 Binäre HPLC-Pumpe* und EF-Kit	22,5 mL/min
mg–10 s mg	3,9–50 mm	2535 Quaternäres Gradientenmodul	50 mL/min
m–g	4,6–50 mm	2545 Binäres Gradientenmodul*	150 mL/min
m–g	4,6–50 mm	2545 Quaternäres Gradientenmodul	150 mL/min
mg–10 s g	7,8–75 mm	2555 Quaternäres Gradientenmodul	300 mL/min