Silikagely Labiospher SUN

Sorbenty pro LC - Silikagely Labiospher SUN

Použití RP sorbentů v preprativní chromatografii přináší novou vlnu zájmu o jejich chemickou stabilitu. Silikagel je v kombinaci s reaktivními silany skoro ideálním základem pro modifikace. Cenou, kterou platíme za dobro modifikovatelnosti, je relativně vysoká rozpustnost silikagelového skeletu hlavně při vysokých hodnotách pH.

Stabilita kolonového lože a životnost náplně jsou v PLC kritické veličiny. Cena náplně preparativní kolony dosahuje nezřídka ceny samotného chromatografu. Ještě důležitější než kvalita náplně je kvantita rozpuštěného SiO2 v produktu. Rozpuštěná SiO2 je možno detekovat kolorimetricky díky barevnému komplexu s molybdátem amonným. Tento způsob detekce však ignoruje koloidní částice SiO2 a dává nekorektní výsledky.

Důvodem je to, že částice silikagelu se skládají z nepravidelných nanočástic - globulí o rozměrech několika desítek nm. Tyto globule vznikají v procesu gelace silikagelu. Povrchové globule jsou často vytrhávány ze struktury porézních částic a vzniklé kavity jsou důvodem k posléze nastávající totální destrukci částic. Uvolněné globule vycházejí z kolony stejně jako nízkomolekulární rozpuštěné sloučeniny. Mohou však ucpávat výstupní frity a zvyšovat tlak na koloně.

Abychom eliminovali rozdíly v mechanismu rozpouštění silikagelu, měřily jsme při našich experimentech celkový úbytek hmotnosti sorbentu, který byl za chromatografických podmínek vystaven působení roztoku Sorb 08-2NaOH. Vlastnosti vyráběných sorbentů Labiospher PSI byly srovnávány se sorbenty světových výrobců. Potvrdilo se, že za chromatografických podmínek rozpouštění SiO2 jen málo záleží na velikosti částic, ale alespoň u sorbentů Labiospher PSI lineárně závisí na velikosti vnitřního povrchu. Rychlost rozpouštění není v lieárním vztahu s pH nebo koncentrací NaOH.

Předpokládajíce, že velikost povrchu má rozhodující vliv na rozpouštění, pokoušeli jsme se najít způsob, jak snížit povrch při zachování vhodných chromatografických vlastností.

Idea sorbentu LABIOSPHER SUN je založena na možnosti vystavět částici sorbentu z unimodálních globulí, které zformují strukturu porů s velmi úzkou distribucí jejich velikostiPrůměru pórů). Taková struktura má menší celkový povrch (měřeno dusíkem), ale povrch dostupný pro separované látky je stejný nebo vyšší, než u klasických silikagelů s širokou distribucí pórů.
Funkčnost myšlenky může být demonstrována několika způsoby. Na prvním obrázku je znázorněna separační síla srovnatelných sorbentů, které byly podrobeny srovnávacím zkouškám. Je zřejmé, že LABIOSPHER SUN má stejnou účinnost separace jako Biospher 100 a o málo vyšší než Kromasil 100 a Nucleosil 100 (všechny sorbenty byly sušeny na 150 °C před plněním do kolon).
Stejné výsledky jako pro nepokryté sorbenty byly získány i pro modifikované fáze. Na dalším grafu je porovnáno chování Biospheru PSI 100 C18 a PSI 200 C18 v methanolu s vodou (7:3) Sorb 08-3oproti LABIOSPHERu SUN100 C18 (žlutý sloupec). Průměry hodnot k´tří různých šarží byly použity při konstrukci grafu. Separační faktory jsou uvedeny pro fenol (1), benzen (2), dimethylanilin (3) a toluen. Mrtvý objem kolony byl určen thiomočovinou.

Poslední graf srovnává náchylnost sorbentů k rozpouštění a ukazuje vyšší stabilitu LABIOSPHERu SUN100 (zbývající % váhy po promývání kolony s 0,01 M NaOH na ose y). Rozpustnost sorbentu SUN 100 je významně nižší.

Na závěr je třeba zmínit, že ke stabilitě matrice řady SUN může přispívat i způsob výroby těchto sorbentů. Všechny ostatní dostupné sorbenty jsou vyráběny polymerací kyselin křemičitých in situ v reakční nádobě. Jako zdroje monomerů mohou bý použity buď anorganické kyseliny nebo organické silany. LABIOSPHER SUN je vyráběn z disperze koloidních částic SiO2, které jsou primárně určeny jako aditivum. Globule obsažené v těchto dispersích jsou vyráběny spalování silanů v prostředí kyslíku a jejich struktura je patrně kompaktnější a bližší mřížce křemene než v případě chaoticky polymerovaných globulí dosud existujících sorbentů.
Labio a.s. použilo disperze SiO2 už při výrobě sorbentů řady PSI. V tomto případě byly však globule displerze „slepovány" přídavkem alkalického monomerního křemičitanu. U sorbentů řady SUN dochází ke gelaci bez přídavku křemičitanu a finální „slepování" se provádí slinováním při velmi vysokých teplotách (600 - 700 °C). Proces výroby tak sám o sobě zvyšuje odolnost sorbentuproti působení alkálií.

Další informace - ke stažení