Best practice per colonne di separazione in cromatografia ionica (IC) – Parte 1

23 ago 2021

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Questo articolo è Parte 1 di una serie.

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La colonna di separazione per cromatografia ionica (IC) ad alte prestazioni viene spesso definita «cuore» del cromatografo ionico. Il motivo di questa denominazione è semplice: la colonna è responsabile della separazione degli analiti di interesse l'uno dall'altro e degli ioni della matrice del campione interferenti. Le capacità di separazione uniche delle colonne IC consentono la determinazione di più analiti in una corsa. In questa serie di blog, condivideremo ciò che è necessario per garantire il corretto funzionamento di una colonna IC e come massimizzare la durata della colonna.

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Condizioni operative standard

Per cominciare, dovrebbero essere considerate le condizioni operative standard, come la composizione dell'eluente (fase mobile)., la portata dell'eluente, la temperatura del forno a colonna, e il metodo di rilevamento. Queste condizioni standard sono specifiche per ogni singolo tipo di colonna e corrispondono alle condizioni che funzionano meglio con l'applicazione a cui è destinata la colonna. Ogni colonna analitica venduta da Metrohm viene consegnata con un certificato di analisi (CoA) che viene registrato in condizioni operative standard.

Nella tabella seguente sono riportate le condizioni operative standard per tre diverse colonne IC Metrohm.

Colonna	Metrosep C 6 – 150/4.0	Metrosep A Supp 17 – 150/4.0	Metrosep Carb 2 – 150/4.0
Composizione dell'eluente	1,7 mmol/L di acido nitrico 1,7 mmol/L di acido dipiccolinico	5,0 mmol/l di carbonato di sodio 0,2 mmol/l di bicarbonato di sodio	100 mmol/l di idrossido di sodio 10 mmol/l di acetato di sodio
Portata	0,9 ml/min	0,6 ml/min	0,5 ml/min
Temperatura del forno	30°C	25°C	30°C
Rilevamento	Conducibilità non soppressa	Conduttività soppressa	Rilevazione amperometrica
Analiti	Litio, sodio, ammonio, potassio, calcio, magnesio	Fluoro, cloruro, nitrito, bromuro, nitrato, solfato, fosfato	Inositolo, arabitolo, sorbitolo, glucosio, xilosio, fruttosio, lattosio, saccarosio

Equilibrio

Oltre alle condizioni operative standard, i parametri di avvio svolgono un ruolo importante per la durata della colonna di separazione. Un elevato stress meccanico e termico è una causa frequente della riduzione della durata della colonna. Si raccomanda pertanto di aumentare lentamente la portata dell'eluente alla colonna ed evitare shock termici e di pressione. Per ulteriori informazioni sulle specifiche, fare riferimento alle condizioni di equilibrio raccomandate nel foglio illustrativo della colonna corrispondente.

Limiti operativi

Sulla base dei diversi progetti di fase stazionaria necessari per ottenere selettività diverse e garantire un'ampia gamma di applicazioni IC, le proprietà chimiche e fisiche degli scambiatori di ioni possono variare. Perciò, si consigliano limiti operativi diversi per vari tipi di colonne e impostati in base a stress test eseguiti durante lo sviluppo di un prodotto. Prima di iniziare a ottimizzare un'applicazione, fai riferimento al rispettivo flyer della colonna per i limiti operativi corrispondenti per ottenere risultati ottimali e garantire una lunga durata della colonna.

La chimica dello scambiatore di ioni definisce i limiti di temperatura di esercizio, pH dell'eluente, e modificatori organici che possono essere presenti nell'eluente. Questi valori sono validi per ogni dimensione di un tipo di colonna (ad es. Metrosep C 6). Il superamento di questi limiti può influire fortemente sulle prestazioni della colonna e, nel peggiore dei casi, portare a un danno irreversibile. Le portate tollerate e la pressione massima sono correlate alle proprietà fisiche e, naturalmente, alle dimensioni della colonna, pertanto questi limiti sono stabiliti per ogni dimensione della colonna (ad es. Metrosep C 6 – 100/4.0 contro Metrosep C 6 – 250/2.0).

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Column Finder Metrohm IC

Leaflet informativo

Oltre al CoA, molte informazioni preziose necessarie possono essere trovate nel rispettivo volantino della colonna. Le istruzioni sull'equilibrio, la rigenerazione, i limiti operativi e molto altro sono disponibili nel flyer della colonna fornito per ogni tipo di colonna IC offerto da Metrohm.

Puoi scaricare un esempio di un volantino di colonna di seguito in cui le informazioni sono fornite in diverse lingue (DE, EN, FR ed ES).

Scarica qui il volantino Metrosep A Supp 17!

Conservazione

A seconda delle condizioni operative e delle proprietà del materiale dello scambiatore di ioni, si consigliano diverse condizioni di conservazione per diversi tipi di colonna. Queste condizioni (temperatura di conservazione ed eluente di conservazione) sono descritte sul rispettivo flyer della colonna e devono essere rigorosamente seguite.

Tieni presente che la memorizzazione di una nuova colonna per lunghi periodi di tempo e il passaggio frequente tra archiviazione e funzionamento possono effettivamente essere più stressanti per la colonna che utilizzarla 24 ore su 24, 7 giorni su 7! Si sconsiglia quindi di stoccare una colonna a lungo senza utilizzarla.

Precolonne

Per impostazione predefinita, dovrebbe essere utilizzata una colonna di guardia con lo stesso materiale della colonna. Tuttavia, per applicazioni speciali, la combinazione di diversi materiali a scambio ionico utilizzando una diversa colonna di protezione può aiutare a ottimizzare la separazione. Uno di questi esempi è nel caso di solfato e solfito, come mostrato di seguito.

Assorbitore di pulsazioni

Ad eccezione della Linea di prodotti Eco IC, tutti gli strumenti per cromatografia ionica Metrohm sono dotati di un assorbitore di pulsazioni. Per l'Eco IC, si consiglia vivamente di aggiungere l'assorbitore di pulsazioni come opzione. Come menzionato prima, alle colonne IC non piacciono le sollecitazioni meccaniche ripetute, in particolare quelle a base di alcol polivinilico o fasi stazionarie di polimetacrilato. Pertanto, l'assorbitore di pulsazioni è uno strumento utile per proteggere la colonna da possibili fluttuazioni di pressione nel sistema e aumentare la durata della colonna.

Scopri di più sulla linea completa di prodotti e accessori per cromatografia ionica Metrohm di seguito.

Soluzioni IC di Metrohm

Qualità chimica

Nella cromatografia ionica, il rapporto tra il volume del campione e il volume dell'eluente che scorre attraverso la colonna è molto piccolo, solitamente nell'intervallo 1:1000. Pertanto la qualità dei reagenti chimici utilizzati nella preparazione dell'eluente gioca un ruolo cruciale per la durata della colonna. Per garantire prestazioni ottimali, utilizzare quando possibile sostanze chimiche denominate «per IC» in quanto sono testate in particolare su impurità (ad es. metalli) che potrebbero danneggiare la colonna cromatografica.

Per la diluizione dei componenti dell'eluente, l'acqua ultrapura viene tipicamente utilizzata nella cromatografia ionica. Per garantire buoni risultati cromatografici, l'acqua ultrapura dovrebbe avere una resistenza specifica maggiore di 18 MΩ · cm ed essere esente da particelle. L'acqua ultrapura viene filtrata attraverso un filtro da 0,45 µm e trattata con UV. Le moderne sorgenti d'acqua ultrapura per uso di laboratorio garantiscono questo livello di qualità dell'acqua (Tipo I).

Ulteriori informazioni sulle tecniche di preparazione del campione in linea Metrohm (MISP)

Preparazione del campione in linea Metrohm (MISP)

Durata a magazzino della colonna

Quante iniezioni sono possibili su una colonna specifica? Sfortunatamente, non è possibile fornire una risposta esatta a questa domanda. Questo perché la durata della colonna dipende fortemente dalla matrice del campione e dalle condizioni di eluizione. A causa della moltitudine di diverse applicazioni e campioni che possono essere coperti con una singola colonna IC, non è possibile prevedere la durata della colonna per ogni applicazione e tipo di campione.

Durante lo sviluppo della colonna, vengono eseguiti diversi test di durata in condizioni standard con una colonna di guardia utilizzando standard appropriati. In queste condizioni, la colonna deve resistere ad almeno 2000 iniezioni.