Colunas Chromolith®: desempenho superior em baixa pressão
Se você usa colunas de separação de particulados tradicionais no trabalho com cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) em atividades de pesquisa e industriais, precisa de pressões altas de até 1400 bar. Contudo, essas pressões altas não são necessárias quando se usa as colunas especiais Chromolith® do portfólio Supelco®, que são inteiriças e possibilitam um desempenho de separação rápido e de alto nível com uma contrapressão relativamente baixa na coluna. Elas são fabricadas exclusivamente em Darmstadt, na Alemanha
Seja para lidar com resíduos de inseticidas em mel, corantes artificiais em suco de laranja ou pureza de medicamentos, os métodos de separação cromatográficos são indispensáveis em muitas áreas de pesquisa e industriais. A cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) tornou-se o método analítico mais frequentemente utilizado.
O que torna a HPLC tão especial? As partículas extremamente finas no material de separação garantem um alto desempenho de separação. Quanto mais fino o material de separação, conhecido como fase estacionária, melhor o desempenho de separação. E é justamente aí que está o desafio, porque quanto mais fino o material, menores serão os espaços entre as partículas. Isso aumenta a pressão gerada na “fase móvel” para separar as substâncias a serem analisadas.
“300 bar ou mais ocorrem facilmente em uma separação rápida de alta eficiência com partículas muito pequenas,” explica Petra Lewits, uma gerente de produtos responsável por esta área do portfólio Supelco® da divisão de Life Science da Merck. “Existe a possibilidade de pressões de até 1400 bar. Mas uma hora o limite é atingido, porque essa pressão muito alta e contínua exige muito de todo o sistema. As colunas com partículas pequenas ficam obstruídas relativamente rápido. Isso tem um efeito negativo significativo na vida útil da coluna e no custo das análises”, afirma Lewits.
No entanto, existe uma solução que possibilita superar essa limitação. Em vez de usar colunas com fases estacionárias cada vez mais finas, pode-se usar uma coluna de separação monolítica, que é inteiriça. Quando os primeiros modelos foram lançados, na década de 1990, a eficiência da separação ainda era muito baixa. Isso mudou depois que o pesquisador japonês Kazuki Nakanishi conseguiu fabricar uma coluna monolítica de gel de sílica. Entretanto, o conhecimento químico não era suficiente para introduzir o produto no mercado. Ele precisou de apoio do setor industrial. Karin Cabrera, que na época estava trabalhando em novos materiais cromatográficos no departamento de P&D da Merck, ficou sabendo da situação. Cabrera, que tem doutorado em química, reconheceu o grande potencial do produto e entrou em contato com colegas na Universidade de Kyoto.
Figura 1.Dra. Karin Cabrera, Dieter Lubda e sua equipe com as colunas de separação Chromolith® “deles”. Fonte: 100 anos de cromatografia na Merck
A química por trás da formação de géis de sílica não era um grande mistério. Mas os requisitos para se fabricar uma coluna de separação inteiriça são o que diferencia este processo do processo convencional. As colunas monolíticas são moldadas em tubos de gelificação especialmente preparados que, por sua vez, criam a forma cilíndrica desejada. Para cada tamanho de coluna de HPLC, usa-se um tubo de gelificação diferente.
O tamanho dos macroporos é determinado usando óxido de polietileno. Os mesoporos, que são cerca de cem vezes menores, são formados em seguida na superfície do gel de sílica. E, então, são usados para separar a mistura de substâncias.
Figura 2.Mesoporos pequenos juntamente com macroporos, que são cerca de 100 vezes maiores, em uma coluna Chromolith®.
No entanto, primeiro era preciso resolver um problema fundamental. Para que as colunas monolíticas pudessem ser usadas em HPLC, elas precisavam ser suficientemente estáveis na presença de pressão e solventes. A Merck desenvolveu um processo especialmente para isso, no qual as colunas monolíticas eram revestidas com plásticos de alto desempenho. Benjamin Peters, o sucessor de Karin Cabrera, explica: “O revestimento é a etapa mais difícil e está no cerne da fabricação das colunas Chromolith®. Até o momento, nenhum de nossos concorrentes conseguiu aplicar um revestimento comparável em colunas de gel de sílica monolíticas.” Dessa forma, mesmo vinte anos depois, esse processo especial é exclusivo do portfólio Supelco® de produtos analíticos.
Para continuar lendo, faça login ou crie uma conta.
Ainda não tem uma conta?