Flüssigchromatographie (SFC) Grundlagen
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Grundlagen der Superkritischen Fluidchromatographie (SFC)
Die Superkritische Fluidchromatographie (SFC) ist eine hochentwickelte analytische Methode, die hauptsächlich zur Trennung und Analyse von Molekülen genutzt wird. Eine zentrale Rolle in dieser Technik spielt überkritisches Kohlenstoffdioxid (\(CO_2\)), das durch seine einzigartigen physikalischen Eigenschaften besticht. Grundlegend für das Verständnis der SFC ist die Kenntnis der Eigenschaften von \(CO_2\) im überkritischen Zustand sowie dessen Wechselspiel mit organischen Lösungsmitteln und der stationären Phase.
Überkritisches CO2 als mobile Phase
Überkritisches \(CO_2\) ist der Dreh- und Angelpunkt der SFC. Bei einem Druck und einer Temperatur jenseits des kritischen Punktes von \(CO_2\) nimmt es einen Zustand an, der sowohl Eigenschaften einer Flüssigkeit als auch eines Gases vereint. Dies führt zu einigen bemerkenswerten Vorteilen, insbesondere einer niedrigen Viskosität und einem hohen Diffusionsvermögen, wodurch schnelle und effiziente Trennungen möglich werden.
Das überkritische CO2 ähnelt im Elutionsvermögen den aliphatischen Kohlenwasserstoffen wie Heptan oder Hexan, was es für die Normalphasenchromatographie besonders geeignet macht.
Modifikation der mobilen Phase
Obwohl überkritisches \(CO_2\) eine geringe Polarität aufweist, ähnlich den genannten Kohlenwasserstoffen, lässt sich seine Polarität erhöhen. Dies geschieht durch die Zugabe von organischen Lösungsmitteln wie Methanol oder Acetonitril. Durch diese Anpassung kann die Selektivität der Trennung spezifisch beeinflusst werden, was die SFC zu einer vielseitigen Trennmethode macht.
Interaktion mit der stationären Phase
Die Wahl der stationären Phase hat einen direkten Einfluss auf das Trennprofil in der SFC. Hier kommt auch die Normalphasenchromatographie ins Spiel, bei der polare stationäre Phasen mit weniger polaren mobilen Phasen kombiniert werden, eine Idealbedingung für den Einsatz von überkritischem \(CO_2\).
Probleme mit inkompatiblen Substanzen
Ein Punkt, der besondere Aufmerksamkeit erfordert, ist der Umgang mit inkompatiblen Substanzen wie anorganischen Salzen. Da überkritisches \(CO_2\) kein Wasser enthält, können solche Substanzen ausfallen und die Ausrüstung beschädigen.
Technische Aspekte der SFC
Für die Durchführung einer SFC-Analyse ist eine feine Kontrolle über Druck und Temperatur entscheidend, um das \(CO_2\) in seinem überkritischen Zustand zu halten. Die Gerätetechnik der SFC beinhaltet daher spezialisierte Pumpen und Temperaturkontrolleinheiten, die zusammen mit den Detektoren, wie UV/VIS-, MS- und RI-Detektoren, für eine präzise Analyse sorgen.
Die Detektoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung und Quantifizierung der mittels SFC getrennten Komponenten. Die häufigsten Detektoren UV/VIS, MS und RI erweitern die Anwendbarkeit der SFC auf eine breite Palette von Molekülen.
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