Vloeistofchromatografie: principe, varianten en toepassingen

Vloeistofchromatografie (LC) is een analytische scheidingstechniek waarbij componenten uit een mengsel worden gescheiden op basis van hun wisselwerking met een vloeibare mobiele fase en een vaste stationaire fase. De techniek wordt breed toegepast in analytische laboratoria, de farmaceutische industrie, voedingsanalyse en milieubewaking.

Wat is vloeistofchromatografie?

Bij vloeistofchromatografie wordt een vloeibaar monster opgelost in een oplosmiddel — de mobiele fase — en vervolgens door een kolom gepompt die gevuld is met het kolommateriaal — de stationaire fase. Componenten in het monster interageren elk op een andere manier met de stationaire fase: stoffen die sterker worden vastgehouden, verlaten de kolom later dan stoffen die weinig interactie vertonen. Op deze manier worden de componenten in de tijd van elkaar gescheiden.

Een detector aan het uiteinde van de kolom registreert de elutie van elke component. Het resultaat is een chromatogram: een grafiek van het detectorsignaal als functie van de tijd, waaruit kwalitatieve en kwantitatieve informatie kan worden afgeleid.

Hoe werkt vloeistofchromatografie?

Een LC-systeem bestaat doorgaans uit de volgende onderdelen:

  • Pomp — transporteert de mobiele fase met een constante, instelbare stroomsnelheid door het systeem.
  • Injector — brengt een nauwkeurig volume monster in de mobiele fase.
  • Kolom — bevat de stationaire fase; hier vindt de scheiding plaats.
  • Detector — meet de concentratie van eluterende componenten, bijvoorbeeld via UV-absorptie, fluorescentie of massaspectrometrie.
  • Data-acquisitiesysteem — registreert het detectorsignaal en genereert het chromatogram.

De scheidingsefficiëntie wordt bepaald door de keuze van de stationaire fase, de samenstelling van de mobiele fase, de kolomtemperatuur en de stroomsnelheid. Door deze parameters te optimaliseren kan de scheiding worden afgestemd op de eigenschappen van het te analyseren mengsel.

Wat is het nut van vloeistofchromatografie?

Vloeistofchromatografie is geschikt voor de analyse van een breed scala aan verbindingen, waaronder polaire moleculen, eiwitten, suikers, geneesmiddelen en milieuverontreinigingen. In tegenstelling tot gaschromatografie hoeven de te analyseren stoffen niet vluchtig te zijn, wat de toepasbaarheid aanzienlijk vergroot. De techniek levert zowel kwalitatieve informatie (identificatie van componenten aan de hand van retentietijden of massaspectra) als kwantitatieve informatie (bepaling van concentraties).

Varianten van vloeistofchromatografie

Onder de noemer vloeistofchromatografie vallen verschillende technieken die elk zijn aangepast aan specifieke toepassingen.

HPLC — hogedruk vloeistofchromatografie

High Performance Liquid Chromatography (HPLC) is de meest gebruikte variant van vloeistofchromatografie in analytische laboratoria. Bij HPLC wordt de mobiele fase onder hoge druk door een kolom met fijn kolommateriaal (typisch 3–5 µm deeltjesgrootte) gepompt. De hoge druk maakt snellere scheidingen met hogere resolutie mogelijk vergeleken met klassieke LC-systemen bij atmosferische druk.

HPLC wordt ingezet voor kwaliteitscontrole van farmaceutische producten, analyse van voedingscomponenten, meting van milieuverontreinigingen en onderzoek naar biologische moleculen. Reversed-phase HPLC, waarbij een apolaire stationaire fase wordt gecombineerd met een polaire mobiele fase, is de meest toegepaste configuratie.

Lees meer over het principe, de opbouw en de toepassingen in het artikel over HPLC.

UHPLC — ultra hogedruk vloeistofchromatografie

Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) werkt met nog kleinere deeltjesgroottes (sub-2 µm) en hogere systeemdrukken (tot 1000–1500 bar). Dit levert kortere analysetijden, hogere piekresolutie en lager oplosmiddelverbruik op. UHPLC stelt hogere eisen aan de apparatuur maar is inmiddels een standaard techniek in routinematige analytische omgevingen waar snelheid en doorvoer belangrijk zijn.

Ionenchromatografie

Ionenchromatografie (IC) is een variant waarbij anionen en kationen worden gescheiden op basis van ionenwisselaarinteracties met de stationaire fase. De techniek is bij uitstek geschikt voor de bepaling van anorganische ionen zoals chloride, nitraat, sulfaat en fosfaat in water, voeding en industriële monsters. Een suppressormodule onderdrukt de achtergrondgeleiding van de mobiele fase, waardoor de gevoeligheid van de geleidingsdetector wordt vergroot.

Meer over het principe en de toepassingen is te lezen in het artikel over ionenchromatografie.

Grootte-uitsluitingschromatografie (SEC/GPC)

Bij Size Exclusion Chromatography (SEC), ook wel Gel Permeation Chromatography (GPC) genoemd, worden moleculen gescheiden op basis van hun hydrodynamische volume. Grotere moleculen worden uitgesloten van de poriën van het kolommateriaal en elueren eerder; kleinere moleculen dringen de poriën in en elueren later. SEC wordt veel gebruikt voor de karakterisering van polymeren en eiwitten.

Vloeistofchromatografie versus gaschromatografie

Bij gaschromatografie (GC) is de mobiele fase een inert gas en moeten de te analyseren componenten vluchtig zijn of vluchtig gemaakt worden. Vloeistofchromatografie werkt met een vloeibare mobiele fase en is daardoor toepasbaar op niet-vluchtige, thermisch labiele of polaire verbindingen die niet geschikt zijn voor GC. De keuze tussen LC en GC hangt af van de eigenschappen van de te analyseren matrix en de doelcomponenten.

Toepassingen in het laboratorium

Vloeistofchromatografie wordt toegepast in uiteenlopende sectoren:

  • Farmaceutische industrie — zuiverheidscontrole van geneesmiddelen, bepaling van degradatieproducten en vrijgave-analyses conform farmacopeenormen.
  • Voedingsanalyse — kwantificering van vitamines, additieven, pesticiden en contaminanten in voedingsproducten.
  • Milieubewaking — analyse van organische microverontreinigingen en anionen in oppervlaktewater en drinkwater.
  • Biochemie en biotechnologie — zuivering en karakterisering van eiwitten, peptiden en nucleïnezuren.
  • Petrochemie en polymeren — molecuulgewichtsbepaling van polymeren via SEC/GPC.

Benodigde apparatuur en verbruiksartikelen

Voor het uitvoeren van vloeistofchromatografische analyses zijn naast het LC-systeem zelf diverse verbruiksartikelen nodig: chromatografievials voor monsteropslag en -injectie, zepkappen (septa), filtratiemembranen voor monstervoorbereiding en mobiele-fasefiltres. Een goede monstervoorbereiding is essentieel voor betrouwbare resultaten en een lange levensduur van de kolom.

Bekijk het assortiment chromatografievials en toebehoren in de webshop van Labvakhandel, of neem contact op voor advies bij de keuze van de juiste apparatuur en verbruiksartikelen voor uw toepassing.

Bestellijst

Uw winkelwagen is leeg.