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A coluna de separação por cromatografia iônica de alto desempenho (IC) é frequentemente chamada de “coração” do cromatógrafo iônico. A razão para esta denominação é simples: a coluna é responsável pela separação dos analitos de interesse uns dos outros, bem como dos íons interferentes da matriz da amostra. As capacidades únicas de separação das colunas IC permitem a determinação de múltiplos analitos em uma corrida. Nesta série de blogs, compartilharemos o que é necessário para garantir a operação adequada de uma coluna IC e como maximizar a vida útil da coluna.
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Condições operacionais padrão
Para começar, as condições operacionais padrão devem ser consideradas, como o composição do eluente (fase móvel), o eluente quociente de vazão, o temperatura do forno da coluna, e a método de detecção. Estas condições padrão são específico para cada tipo de coluna individual e correspondem às condições que melhor funcionam com a aplicação a que a coluna se destina. Cada coluna analítica vendida pela Metrohm é entregue com um certificado de análise (CoA) que é registrado sob condições operacionais padrão.
Na tabela a seguir você pode encontrar as condições operacionais padrão para três colunas Metrohm IC diferentes.
| Coluna | Metrosep C 6 – 150/4.0 | Metrosep A Supp 17 – 150/4.0 | Metrosep Carb 2 – 150/4,0 |
Composição do eluente |
1,7 mmol/L de ácido nítrico 1,7 mmol/L de ácido dipicolínico |
5,0 mmol/L de carbonato de sódio 0,2 mmol/L de bicarbonato de sódio |
100 mmol/L de hidróxido de sódio 10 mmol/L de acetato de sódio |
| Quociente de vazão | 0,9 mL/min | 0,6 mL/min | 0,5 mL/min |
| Temperatura do forno | 30ºC | 25ºC | 30ºC |
| Detecção | Condutividade não suprimida | Condutividade suprimida | Detecção amperométrica |
| Analitos | Lítio, sódio, amônio, potássio, cálcio, magnésio | Flúor, cloreto, nitrito, brometo, nitrato, sulfato, fosfato | Inositol, arabitol, sorbitol, glicose, xilose, frutose, lactose, sacarose |
Equilíbrio
Além das condições operacionais padrão, os parâmetros de inicialização desempenham um papel importante na vida útil da coluna de separação. O alto estresse mecânico e térmico é uma razão frequente para a diminuição da vida útil da coluna. Recomenda-se, portanto, aumentar lentamente a taxa de fluxo do eluente para a coluna e evitar choques térmicos e de pressão. Para obter mais informações sobre detalhes, consulte as condições de equilíbrio recomendadas no folheto da coluna correspondente.
Limites operacionais
Com base nos diferentes designs de fase estacionária necessários para atingir diferentes seletividades e garantir uma ampla gama de aplicações de IC, as propriedades químicas e físicas dos trocadores de íons podem variar. Portanto, diferentes limites operacionais são recomendados para vários tipos de colunas e definido de acordo com testes de estresse realizados durante o desenvolvimento de um produto. Antes de começar a otimizar uma aplicação, consulte o folheto da respectiva coluna para obter os limites operacionais correspondentes para obter resultados ideais e garantir uma longa vida útil da coluna.
A química do trocador de íons define os limites de Temperatura de operação, pH do eluente, e modificadores orgânicos que pode estar presente no eluente. Esses valores são válidos para todas as dimensões de um tipo de coluna (por exemplo, o Metrosep C 6). Exceder estes limites pode afetar fortemente o desempenho da coluna e, na pior das hipóteses, levar a dano irreversível. As taxas de fluxo toleradas e a pressão máxima se correlacionam com as propriedades físicas e, claro, com a dimensão da coluna - portanto, esses limites são definidos para cada dimensão da coluna (por exemplo, Metrosep C 6 – 100/4.0 vs. Metrosep C 6 – 250/2.0).
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Folheto informativo
Além do CoA, muitas informações valiosas necessárias podem ser encontradas no respectivo folheto da coluna. Instruções sobre equilíbrio, regeneração, limites operacionais e muito mais podem ser encontradas no folheto da coluna fornecido para cada tipo de coluna IC oferecido pela Metrohm.
Você pode baixar um exemplo de folheto de coluna abaixo, onde as informações são fornecidas em vários idiomas diferentes (DE, EN, FR e ES).
Armazenar
Dependendo das condições de operação e das propriedades do material trocador de íons, diferentes condições de armazenamento são recomendadas para diferentes tipos de colunas. Estas condições (temperatura de armazenamento e eluente de armazenamento) estão descritas no folheto da respectiva coluna e devem ser rigorosamente seguidas.
Observe que armazenar uma nova coluna por longos períodos de tempo, bem como alternar frequentemente entre armazenamento e operação, pode realmente ser mais estressante à coluna do que operá-la 24 horas por dia, 7 dias por semana! Portanto, não é recomendado armazenar uma coluna por muito tempo sem utilizá-la.
Para proteger sua coluna de separação contra contaminação de amostras e prolongar sua vida útil, é fundamental usar uma coluna de proteção. A coluna de proteção deve ser trocada em intervalos regulares—uma regra geral é que cerca de quatro colunas de proteção serão usadas durante a vida útil de uma coluna IC.
As colunas de proteção são oferecidas em dois designs: «na coluna» (por exemplo, Metrosep A Supp 17 Guarda/4.0, à esquerda) e como uma proteção separada conectada à coluna IC com um capilar (por exemplo, Metrosep A Supp 17 S-Guard/4.0, à direita). Para colunas de separação de microfuro, as proteções de coluna de microfuro correspondentes são recomendadas (por exemplo, Metrosep A Supp 10 Guard/2.0).
Por padrão, uma coluna de guarda com o mesmo material da coluna deve ser usada. No entanto, para aplicações especiais, combinar diferentes materiais de troca iônica usando uma coluna de guarda diferente pode ajudar a otimizar a separação. Um exemplo é o caso do sulfato e do sulfito, conforme mostrado abaixo.
Absorvedor de pulsação
Com exceção do Linha de produtos Eco IC, todos os instrumentos de cromatografia iônica Metrohm são equipados com um absorvedor de pulsação. Para o Eco IC, é altamente recomendável adicionar o absorvedor de pulsação como opção. Como mencionado anteriormente, Colunas IC não gostam de estresse mecânico repetido, especialmente aqueles baseados em fases estacionárias de álcool polivinílico ou polimetacrilato. Portanto, o absorvedor de pulsação é uma ferramenta útil para proteger a coluna de possíveis flutuações de pressão no sistema e aumentar a vida útil da coluna.
Saiba mais sobre a linha completa de produtos e acessórios para cromatografia iônica Metrohm abaixo.
Qualidade química
Na cromatografia iônica, a relação entre o volume da amostra e o volume do eluente que flui através da coluna é muito pequena, geralmente na faixa de 1:1000. Portanto, a qualidade dos reagentes químicos utilizados na preparação do eluente desempenha um papel crucial na vida útil da coluna. Para garantir um desempenho ideal, utilize produtos químicos denominados «para IC» sempre que possível, pois são testados especialmente em impurezas (por exemplo, metais) que podem danificar a coluna cromatográfica.
Para diluição dos componentes do eluente, água ultrapura é normalmente usada em cromatografia iônica. Para garantir bons resultados cromatográficos, a água ultrapura deve ter uma resistência específica maior que 18 MΩ · cm e estar livre de partículas. A água ultrapura é filtrada através de um filtro de 0,45 µm e tratada com UV. As modernas fontes de água ultrapura para uso laboratorial garantem este nível de qualidade da água (Tipo I).
Preparação de amostra
Com o Preparação de amostras em linha Metrohm (MISP) opções, a Metrohm fornece um grande número de técnicas de preparação de amostras que são benéficas para a coluna de separação, bem como para os analistas. Em vez de carregar a amostra completa na coluna, essas técnicas garantem a redução de diversos efeitos da matriz da amostra, evitando assim possíveis danos à coluna.
Uma das técnicas MISP mais proeminentes é Ultrafiltração em linha (ilustrado aqui), que remove eficientemente as partículas da amostra de forma totalmente automatizada, antes mesmo de chegarem à coluna. Dessa forma, o bloqueio da coluna devido a amostras sujas pode ser evitado sem qualquer esforço manual.
Saiba mais sobre o Técnicas de preparação de amostras em linha da Metrohm (MISP) oferecido aqui!
Recursos do iColumn
Todas as colunas Metrosep oferecidas pela Metrohm são equipadas com chip inteligente contendo informações úteis sobre várias condições de operação da coluna (por exemplo, equilíbrio, condições de operação padrão, limites de operação e muito mais) e rastreia certos parâmetros (por exemplo, configuração para trabalho, número de injeções, número de horas de trabalho e valores máximos de trabalho, como pressão e vazão) ao longo da vida útil da coluna. É benéfico conectar o chip da coluna ao leitor de chip, conforme ilustrado aqui, para monitoramento e suporte adequados.
Vida útil da coluna
Quantas injeções são possíveis em uma coluna específica? Infelizmente, não é possível dar uma resposta exata a esta pergunta. Isto é porque a vida útil da coluna depende fortemente da matriz da amostra e das condições de eluição. Devido à grande variedade de aplicações e amostras diferentes que podem ser cobertas com uma única coluna IC, não é possível prever a vida útil da coluna para cada aplicação e tipo de amostra.
Durante o desenvolvimento da coluna, vários testes de resistência são realizados sob condições padrão com uma coluna de proteção usando padrões apropriados. Nestas condições, a coluna deve suportar pelo menos 2.000 injeções.
