Ультразвуковая модификация частиц для колонок ВЭЖХ

Сложность ВЭЖХ заключается в быстром и эффективном разделении широкого спектра образцов. Ультразвуковая обработка позволяет модифицировать и функционализировать наночастицы, например, микросферы диоксида кремния или циркония. Ультразвуковая обработка является очень успешным методом синтеза частиц кремнезема в ядре и оболочке, особенно для колонок ВЭЖХ.

Ультразвуковая модификация частиц диоксида кремния

Структура и размер частиц, а также размер пор и давление насоса являются наиболее важными параметрами, влияющими на анализ ВЭЖХ.
Большинство систем ВЭЖХ работают с активной стационарной фазой, прикрепленной к внешней стороне мелких сферических частиц кремнезема. Частицы представляют собой очень мелкие шарики в микро- и нанодиапазоне. Размеры частиц шариков варьируются, но чаще всего размер частиц составляет около 5 мкм. Более мелкие частицы обеспечивают большую площадь поверхности и лучшее разделение, но давление, необходимое для оптимальной линейной скорости, увеличивается на величину, обратную квадрату диаметра частицы. Это означает, что использование частиц вдвое меньшего размера и при том же размере колонны, удваивает производительность, но при этом требуемое давление увеличивается в четыре раза.
Силовой ультразвук является хорошо известным и проверенным инструментом для модификации / функционализации и диспергирования микро- и наночастиц, таких как диоксид кремния. Благодаря своим однородным и высоконадежным результатам обработки частиц, ультразвуковая обработка является предпочтительным методом получения функционализированных частиц (например, частиц ядра и оболочки). Мощный ультразвук создает вибрацию, кавитацию и индуцирует энергию для сонохимических реакций. Таким образом, высокомощные ультразвуковые аппараты успешно используются для обработки частиц, в том числе Функционализация / модификация, Измельчение & дисперсия а также для наночастиц синтез (например, Золь-гель маршруты).

Преимущества ультразвуковой модификации частиц / функционализации

• Простой контроль над размером частиц и их модификацией
• полный контроль над параметрами процесса
• Линейная масштабируемость
• применимо от очень маленьких до очень больших объемов
• безопасный, пользовательский & экологичность

Ультразвуковая подготовка частиц диоксида кремния «сердцевина-оболочка»

Частицы диоксида кремния в ядре и оболочке (твердый сердечник с пористой оболочкой или поверхностно пористый) все чаще используется для высокоэффективной сепарации с высокой скоростью потока и относительно низким противодавлением. Преимущества заключаются в их твердой сердцевине и пористой оболочке: полная частица сердцевины образует более крупную частицу и позволяет работать с ВЭЖХ при более низком противодавлении, в то время как пористая оболочка и небольшая твердая сердцевина сами по себе обеспечивают большую площадь поверхности для процесса разделения. Преимущества использования частиц сердцевины и оболочки в качестве упаковочного материала для колонок ВЭЖХ заключаются в том, что меньший объем пор уменьшает объем, присутствующий для расширения за счет продольной диффузии. Размер частиц и толщина пористой оболочки оказывают непосредственное влияние на параметры разделения. (ср. Hayes et al. 2014)
Наиболее часто используемыми упаковочными материалами для насадочных колонок ВЭЖХ являются обычные кремнеземные микросферы. Частицы ядра-оболочки, используемые для хроматографии, обычно также состоят из кремнезема, но с твердым ядром и пористой оболочкой. Частицы кремнезема с ядром и оболочкой, используемые в хроматографическом применении, также известны как частицы с плавленым сердечником, твердым ядром или поверхностно пористые частицы.
силикагели может быть синтезирован сонохимическим золь-гель способом. Силикагели являются наиболее часто используемым тонким слоем для разделения активных веществ с помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ).
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о сонохимическом пути для золь-гель процессов!
The ultrasonic synthesis (sono-synthesis) can be readily applied to the synthesis of other silica-supported metals or metal oxides, such as TiO2/SiO2, CuO/SiO2, Pt/SiO2>, Au/SiO2 and many others, and is used not only for silica modification for chromatographic cartridges, but also for various industrial catalytic reactions.
Подробнее о ультразвуковых аппаратах для функционализации наночастиц для колонок ВЭЖХ

Ультразвуковое диспергирование наночастиц

Мелкодисперсное диспергирование и деагломерация частиц особенно важны для получения полных характеристик материала. Таким образом, для высокоэффективного разделения в качестве упаковочных частиц используются монодисперсные частицы кремнезема меньшего диаметра. Было доказано, что ультразвуковая обработка более эффективна при диспергировании диоксида кремния, чем другие методы смешивания с большими сдвиговыми усилиями.
На графике ниже показан результат ультразвукового диспергирования дымчатого кремнезема в воде. Измерения были получены с помощью Malvern Mastersizer 2000.

До и после ультразвуковой обработки: зеленая кривая показывает размер частиц до ультразвуковой обработки, красная кривая — распределение частиц по размерам ультразвукового диспергированного диоксида кремния.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковом диспергировании диоксида кремния (SiO2)!

Уплотнение порошка с помощью ультразвуковой обработки

Плотность порошка в колонках ВЭЖХ имеет важное значение для достижения высокой эффективности сепарации, стабильной производительности колонны, стабильных характеристик потока, точного времени удержания, улучшенного разрешения и увеличения срока службы колонны. Обеспечение надлежащей и равномерной плотности упаковки имеет основополагающее значение для надежной и эффективной работы систем ВЭЖХ. Ультразвуковое уплотнение порошка может помочь эффективно заполнить колонки и картриджи ВЭЖХ с оптимальной плотностью порошка.
Узнайте больше об ультразвуковом уплотнении порошка!