HPLC

HPLC, eller High Performance Liquid Chromatography som det är förkortningen för, är en av basteknikerna i analytisk kemi. Grundprincipen för vätskekromatografi är att man utnyttjar skillnader i löslighet eller affinitet mellan ett lösningsmedel och ett stationärt material som ämnen kan fördela sig till för att separera olika ämnen. De enklaste formerna använder antingen ett polärt lösningsmedel och en mindre polär eller opolär stationärfas (reversed phase) eller ett opolärt lösningsmedel och en polär stationär fas (normal phase). Att utgå från ett polärt lösningsmedel är bra när man har prover från vatten som ska analyseras och ett opolärt lösningsmedel kan behövas när provet är t.ex. ett fett eller en tjära. Som namnen antyder så kom normal phase först, men reversed phase antagligen är det som används mest idag. HPLC används ofta för icke-flyktiga organiska föreningar eller polära föreningar i t.ex. vatten.

High Performance i HPLC utgår ifrån att man använder kolonner med väldigt små partiklar täckta av stationärfasen, vilket ökar ytan som ämnena interagerar med och fördelar sig till och därmed effektiviteten i separationen. För att kunna trycka igenom lösningsmedlet krävs då kraftiga pumpar, eftersom mindre partikelstorlek innebär att mottrycket som pumpen måste överkomma för att få igenom lösningsmedlet ökar kraftigt. En vanlig HPLC-separation sker oftast vid tryck kring 100-200 bar, men 400 bar är inte ovanligt. Högre tryck och mindre partiklar innebär praktiskt att man kan få bättre separation, högre känslighet och kortare analystider.

Tekniken har också utvecklats ytterligare till något som kallas UPLC där ännu mindre partiklar och betydligt högre tryck används, uppemot 1200 bar. Tyvärr så innebär högre tryck både dyrare, mindre robust utrustning och mer slitage på pumpar, kolonner mm., så för många applikationer så är det mer fortfarande mer kostnadseffektivt att stanna kvar vid HPLC.

Instrumentering för vätskekromatografi (HPLC)
Instrumentering för vätskekromatografi bestående av ett flertal moduler som kan kombineras ihop för att passa applikationen.

Vätskekromatografi (HPLC) och gaskromatografi (GC) är komplementära tekniker, där polära och mindre flyktiga föreningar enklare analyseras med HPLC och de opolära och flyktiga föreningar analyseras med gaskromatografi. Det finns ett stort överlapp mellan teknikerna och många föreningar och provtyper kan analyseras med både HPLC och GC.

HPLC kan kopplas ihop med en flera olika detektorer beroende på vilka egenskaper föreningarna har, men vanligast är en UV-VIS eller absorbansdetektor, vilket idag oftast innebär en så kallad diode array detektor (DAD) som kan ta upp ett helt spektrum från UV upp till det synliga området. När man behöver högre känslighet och bättre selektivitet, dvs möjlighet att identifiera eller skilja på olika ämnen, så kopplas HPLC oftast till en masspektrometer (MS). Utvecklingen av masspektrometrar har gått snabbt och det finns idag huvudsakligen två typer som används, antingen med relativt låg upplösning, men möjlighet att fragmentera molekyler för ökad selektivitet, eller högupplösande MS (HRMS) som kan identifiera molekyler genom att massan kan bestämmas så exakt att även likartade föreningar går att identifiera, det går även att kombinera högupplösande MS med fragmentering. Kombinationen med HRMS ger möjlighet till non-target screening, dvs att identifiera okända ämnen och ämnen som man inte känner till eller kan förvänta sig i förväg, vilket är en förmåga som blir allt viktigare. Lågupplöst MS, t.ex. trippelkvadrupoler (QQQ), används mer för rutinapplikationer då de är billigare och ofta bättre för kvantifiering.

Högupplösande masspektrometer Orbitrap
Högupplösande masspektrometer för LC-HRMS av typen Orbitrap.