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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Lima, Maria Aparecida Fernandes de
Título: Desenvolvimento de Colunas para HPLC e Micro-HPLC
Ano: 1988
Orientador: Prof. Dr. Kenneth Elmer Collins
Departamento: Fisico-Química
Palavras-chave: -
Resumo: O interesse cresecnte em técnicas de alta resolução e a importância atual dos fatores econômicos têm levado ao desenvolvimento de colunas cromatográficas de dimensões cada vez mais reduzidas. O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de métodos de empacotamento de colunas para HPLC, dando ênfase às colunas com diâmetro interno da ordem de 2mm, genericamente denominadas "microcolunas", visando a uma substancial economia de reagentes, sem, contudo, onerar a técnica cromatográfica. As colunas vazias foram montadas com tubos de aço inoxidável 316, sem costura, através de cortes, tratamentos e adaptações de terminais específicos com volume morto baixo ou nulo. Os tubos conectores também foram montados em nosso laboratório, assim como os reservatórios e adaptadores para o sistema de empacotamento. Para a preparação e avaliação das colunas realizou-se uma otimização dos sistemas de empacotamento e cromatográficos através da adaptação de conexões adequadas e da redução das dimensões dos tubos e conectores. A variância dos sistemas cromatográficos mostrou-se adequada ao emprego das colunas estudadas. Os resultados obtidos com a avaliação e colunas preparadas com silica gel ligada quimicamente a ODS, mostraram que altas vazões durante o empacotamento são mais criticas que pressões muito elevadas, produzindo melhores colunas tanto para a HPLC quanto para a "Micro-HPLC". As suspensões preparadas com solventes de baixa viscosidade mostraram-se adequadas, e a densidade da mistura de solventes não se apresentou tão relevante. O estudo da influência do diâmetro da partícula e comprimento da coluna sobre sua eficiência revelou que o comprimento ideal da coluna a ser empacotada é cerca de 15 a 18 mil vezes o diâmetro da partícula empregada (para partículas de 3, 5 e 10mm de sílica ODS). Foram obtidas colunas convencionais com eficiência similar ou melhor que daquelas disponíveis no mercado, cerca de 70 mil pratos teóricos por metro para partículas esféricas de sílica ODS,- 5mm (h ~ 2,8). A performance das colunas com diâmetro reduzido superou as expectativas. Colunas com 2mm de diâmetro empacotadas com partículas de 10mm apresentaram número de pratos teóricos superior a 40 mil por metro (h ~ 2,3). A aplicabilidade das microcolunas mostrou-se perfeitamente viável, tanto em pesquisa quanto em rotina, permitindo o uso de equipamentos convencionais com pequenas modificações e pouquíssimo ônus, o que é rapidamente recuperado diante da economia de 80% na quantidade de fase estacionária e um consumo 20 vezes menor de fase móvel, em relação às colunas de 4,6mm de diâmetro interno. Há ainda as vantagens com relação ao emprego de menor quantidade de amostra com a mesma sensibilidade de massa e a possibilidade do acoplamento de 2 ou mais colunas sem perdas na eficiência, permitindo a resolução de misturas complexas, como as de compostos do carbono per-halogenados.
Abstract: The search for better chromatographic resolution, supported by its evident economic advantages, has led to the development of high performance liquid chromatographic columns of ever smaller dimensions. Thus, the objective of this project is the development of methods to prepare columns for HPLC, with emphasis on those of 2mm internal diameter, usually called "microcolumns". Such columns show considerable economies with respect to both stationary and mobile phases, without placing exacting requirements on the chromatographic equipment to be used. Empty columns were fabricated from seamless 316 stainless steel. These were treated and fitted with special low dead volume end fittings. The connecting tubes were also made in the laboratory, as were the reservoirs and adapters for the packing system. To better prepare and evaluate the performance of the columns, the packing and chromatographic systems used were optimized through a reduction in the connector tube dimensions and the use of zero dead volume fittings. Measurements of system variance indicate them to be adequate for the purposes of this project. Evaluation of the different columns show that a high flow rate during the packing is more critical to obtalning good column performance, both in HPLC and in Micro-HPLC, than is the pressure employed. Neither the viscosity or the density of the solvent used to prepare the packing suspension were found to be of high importance. A study of how column efficiency is related to column length and to particle diameter showed that the ideal column length was about 15000 to 18000 times the diameter of the particles used (for particles of 3, 5 and 10mm of silica -ODS). The conventional columns packed during this study had efficiencies similar to or better than those commercially available, reaching 70000 theoretical plates per meter, for columns packed with 5mm diameter particles for silica-ODS h ~ 2, 3). For the 2mm diameter columns, with 10mm particles, columns were obtained with up to 40000 theoretical plates per meter, well within our expectations considering the limits imposed by the chromatographic system available,h ~ 2,3). The use of columns with reduced dimensions, such as those studied in this work, showed itself to be completely viable, both for research and for routine analysis, even with conventional equipment. To optimize performance with these columns of reduced internal diameter, a number of minor modifications must normally be made. However, the cost of such modifications is compensated by the economies of approximately 80% in the amount of stationary phase required to pack the column and of the significant (up to 20 times) reduction in consumption of mobile phase, compared to 4.6mm diameter columns. Smaller samples can be injected with the same mass sensitivity. Tn addition, two or more columns can be coupled to permit separation of more complex mixtures, such as mixtures of perhalogenated compounds.
Arquivo (Texto Completo): vtls000047668.pdf ( tamanho: 9,58MB )

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