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Hochdruckflüssigchromatographie - Überblick

Arten von HPLC-Säulen

Normalphasen

Normalphasen waren die ersten Chromatographiesäulen überhaupt. Sie erhielten ihren Namen, als ihre Polaritätsverhältnisse als "normal" definiert wurden im Gegensatz zu den neuaufgekommenen "unnormalen" Phasen, den Umkehrphasen. Normalphasen sind Kieselgele oder Aluminiumoxide, an denen reine Adsorptionsvorgänge an den polaren OH-Gruppen zur Trennung ausgenutzt werden.

Tab.1
Beispiel für Normalphasen
Chemischer Name (Kurzform)Aktive StrukturStruktur (schematisch)
Kieselgel SiO2
Abb.1

Umkehrphasen

Bei den Umkehrphasen (reversed phases, RP) sind die Polaritätsverhältnisse "umgekehrt" im Vergleich zu den Normalphasen. Unpolare Seitenketten sind an ein Kieselgelgerüst oder an ein Polymer gebunden. Dadurch verhalten sie sich hydrophob. Mit zunehmender Kettenlänge werden die Phasen unpolarer. Der Trennmechanismus basiert auf Van-der-Waals-Kräften. Je ähnlicher der Analyt der Kohlenwasserstoffkette der Phase ist, umso größer sind seine Wechselwirkungen mit der Säule.

Umkehrphasen werden heutzutage weit häufiger eingesetzt als Normalphasen, weil sie universell für polare und unpolare Analyten einsetzbar sind.

Beispiele:

Tab.2
Beispiele für Umkehrphasen
Chemischer Name (Kurzform)Aktive StrukturStruktur (schematisch)
Butyl-Phase C4
Abb.2
Octyl-Phase C8
Abb.3
Octadecyl-Phase C18
Abb.4
Phenyl-Phase C6H5
Abb.5

Polare gebundene Phasen

Diese Phasen basieren ebenfalls auf Kieselgelen, an denen Ketten gebunden sind, die funktionelle Gruppen tragen. Dadurch sind diese Trennphasen in verschiedenen Graden polar. Die Trennung erfolgt durch verschiedene Mechanismen und oft als Folge der Kombination mehrerer Effekte (Adsorption, Verteilung, Ionenaustausch, Molekülgrößenausschluss...).

Tab.3
Beispiele für polare gebundene Phasen
Chemischer Name (Kurzform)Aktive StrukturStruktur (schematisch)
Amin-Phase C4H8NH2
Abb.6
Cyano-Phase C4H8CN
Abb.7
Diol-Phase C4H8OC2H3OHCH2OH
Abb.8

Endcapping:

Gebundene stationäre Phasen werden im Produktionsprozess durch Austausch der Silanolgruppen durch die längerkettigen Seitenketten hergestellt. Sterisch können damit aber nicht alle Silanolgruppen ersetzt werden. Die sterisch behinderten bleiben erhalten und wirken bei kleinen Analytmolekülen weiterhin als polare Wechselwirkungsstellen, auch wenn der übrige Teil der Säulenoberfläche unpolar ist. Deshalb wird das Säulenfüllmaterial in einem zweiten Schritt mit kurzkettigen Silanen (z.B. Trimethylchlorsilan) umgesetzt. Das kleine Molekül kann die versteckten, restlichen Silanolgruppen erreichen und unpolar abdecken. Dieser Schritt wird "endcapping" genannt und findet sich bei den Säulenbezeichnungen wieder.

Tab.4
Endcapping
Chemischer Name (Kurzform)Aktive StrukturStruktur (schematisch)
Endcapping Si(CH3)3
Abb.9
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