استشراب السائل رفيع الإنجاز

جهاز HPLC
جهاز (HPLC) تحضيري الكروموتغرافيا ذات الأداء العالي
الاستِشراب السَّائِل الرَّفيع الإنجَاز هي تقنية في الكيمياء التحليلية تُستخدم لفصل وتحديد وقياس كل مكون في خليط. يعتمد على المضخات لتمرير مذيب سائل مضغوط يحتوي على خليط العينة من خلال عمود مملوء بمادة ممتصة صلبة. يتفاعل كل مكون في العينة بشكل مختلف قليلاً مع المادة الممتزة، مما يتسبب في معدلات تدفق مختلفة للمكونات المختلفة ويؤدي إلى فصل المكونات أثناء تدفقها خارج العمود.
يجري استخدام تقنية HPLC في الصناعة (على سبيل المثال، أثناء عملية إنتاج المنتجات الصيدلانية والبيولوجية)، وفي مجال القانوني والرياضي والجنائي (على سبيل المثال، الكشف عن عقاقير تحسين الأداء في البول)، في مجال البحثي (على سبيل المثال، فصل مكونات عينة بيولوجية معقدة، أو مواد كيميائية اصطناعية مماثلة similar synthetic chemicals من بعضهما البعض)، وفي المجال الطبي (على سبيل المثال، الكشف عن مستويات فيتامين د vitamin D في مصل الدم).
يمكن وصف الكروماتوغرافيا بأنها عملية انتقال مادة mass transfer process تتضمن الامتزاز adsorption. تعتمد تقانة HPLC على المضخات لتمرير سائل مضغوط وخليط عينة عبر عمود مملوء بمادة ماصة adsorbent، مما يؤدي إلى فصل مكونات العينة. المكون النشط للعمود، الممتزات adsorbent، عادة ما يكون عبارة عن مادة حبيبية مصنوعة من جزيئات صلبة (مثل السيليكا والبوليمرات وما إلى ذلك)، بحجم 2-50 ميكرومتر. يتم فصل مكونات مزيج العينة عن بعضها بسبب اختلاف درجات تفاعلها مع جزيئات الامتصاص. السائل المضغوط عادة عبارة عن خليط من المذيبات (على سبيل المثال، ماء، أسيتونيتريل و/أو ميثانول) ويشار إليه باسم «الطور المتحرك» mobile phase. يلعب تكوينه ودرجة حرارته دورًا رئيسيًا في عملية الفصل من خلال التأثير على التفاعلات التي تحدث بين مكونات العينة والمواد الماصة. هذه التفاعلات فيزيائية بطبيعتها، مثل تأثيرات هيدروفوبية hydrophobic (تبعثري)(dispersive)، تأثيرات كهربائية ثنائي القطب dipole–dipole وأيونية ionic، وغالبًا ما كون مزيجًا من تلك التأثيرات.
تتميز تقانة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) عن الكروماتوغرافيا السائلة التقليدية («أو ذات الضغط المنخفض») traditional ("low pressure") liquid chromatography بأن ضغوط التشغيل للطور المتحرك عالية بكثير (50-350 بار)، بينما تعتمد كروماتوغرافيا السائل التقليدية (أو العادية) عادةً على قوة الجاذبية لتمرير الطور المتحرك عبر العمود. نظرًا لصغر كمية العينة المفصولة في تقانة HPLC التحليلية، فإن أبعاد العمود النموذجية تكون بحيث قيم نصف قطر العمود تقع ضمن المجال (2.1-4.6 ملم) وقيم طول العمود تنحصر ضمن المجال (30-250 ملم). كما أن أعمدة HPLC تملأ بحشوات من حبيبات أو دقائق ماصة صغيرة adsorbent particles (2-50 ميكرومتر في متوسط حجم الدقائق أو الحبيبات الدقيقة). هذه الأبعاد والخصائص الآنفة الذكر تعطي تقانة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) قدرة فصل resolving power فائقة (القدرة على التمييز بين مكونات المزيج المراد فصله) عند فصل الخلائط، مما يجعلها تقنية كروماتوغرافية شائعة الاستخدام وأكثر من باقي أنواع الكروماتوغرافيا السائلة الأخرى.
يشتمل المخطط التخطيطي لجهاز الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء HPLC بشكل نموذجي على مزيل الغازات degasser، وآخذ العينات (أو الحاقن) sampler، والمضخات pumps، والكاشف detector. يقوم جهاز حاقن العينات بإدخال خليط العينة إلى تيار الطور المتحرك الذي يحمله إلى العمود. وتقوم المضخات بتأمين التدفق المطلوب وتركيب الطور المتحرك عبر العمود من مزج مكونات الطور المتحرك (المحلّات). ويولد الكاشف إشارة تتناسب مع كمية كل مكون العينة الذي يخرج تباعاً من العمود، وبالتالي يسمح الكاشف بالتحليل الكمي quantitative analysis لمكونات العينة. يتحكم المعالج الميكرويّ الرقمي digital microprocessor وبرنامج المستخدم في جهاز HPLC ويوفّران تحليل البيانات.
يمكن لبعض نماذج المضخات الميكانيكية في جهاز HPLC أن تقوم بمزج عدة مذيبات (محلّات) معًا بنسب تتغير بمرور الوقت، مما يؤدي إلى توليد تدرج في تركيب في الطور المتحرك (وإلى تدرج في قطبية الطور المتحرك). هناك العديد من أجهزة الكشف شائعة الاستخدام، مثل كاشف الأشعة فوق البنفسجية/المرئية مطيافية الأشعة المرئية وفوق البنفسجية، أو كاشف مجموعة ثنائي الضوئي (ثنائي ضوئي (PDA أو كاشف يعتمد على قياس مطيافية الكتلة مطيافية الكتلة. تحتوي معظم أجهزة HPLC أيضًا على فرن العمود column oven يسمح بضبط درجة الحرارة التي يتم عندها إجراء الفصل والتحليل.