Posso utilizzare una colonna UPLC su un sistema HPLC?

Quando si tratta di tecniche di cromatografia liquida (LC), sia la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) che la cromatografia liquida ad ultra prestazioni (UPLC) sono diventate strumenti fondamentali nella chimica analitica. L'HPLC è uno standard in molti laboratori da anni, mentre l'UPLC è una tecnologia più recente che offre analisi più rapide, risoluzione più elevata e sensibilità migliorata. Dati questi vantaggi, molti utenti chiedono: posso usare una colonna UPLC su un sistema HPLC? In questo post del blog, esploreremo questa domanda in dettaglio, discutendo la compatibilità, i potenziali vantaggi e le sfide dell'uso di colonne UPLC su sistemi HPLC.

La differenza tra HPLC e UPLC

Prima di approfondire se una colonna UPLC può essere utilizzata su un sistema HPLC, è essenziale comprendere le differenze fondamentali tra la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) e la cromatografia liquida ad ultra prestazioni (UPLC).

HPLC, spesso definita High-Performance LC, funziona in genere a pressioni fino a 6.000 psi e utilizza colonne con particelle nell'intervallo da 3 a 5 micron. Al contrario, UPLC funziona a pressioni molto più elevate, fino a 15.000 psi, e utilizza particelle molto più piccole, in genere intorno a 1,7 micron. Ciò consente a UPLC, o Ultra-Performance LC, di ottenere una risoluzione più elevata e tempi di esecuzione più rapidi rispetto a HPLC.

Perché le colonne UPLC non sono consigliate per i sistemi HPLC

Ora che abbiamo compreso le differenze fondamentali tra HPLC e UPLC, affrontiamo il motivo per cui l'utilizzo di una colonna UPLC su un sistema di cromatografia liquida ad alte prestazioni è generalmente sconsigliato.

Il motivo principale è la pressione. La cromatografia liquida ad altissima prestazione è progettata per funzionare a pressioni di gran lunga superiori a quelle che un tipico sistema HPLC può gestire. Le colonne UPLC sono ottimizzate per pressioni più elevate, consentendo portate più rapide e una migliore separazione. D'altro canto, i sistemi HPLC sono limitati nella loro capacità di gestione della pressione, il che significa che non saranno in grado di spingere efficacemente la fase mobile attraverso le particelle più piccole di una colonna UPLC. Di conseguenza, l'uso di colonne UPLC su sistemi HPLC spesso porta a prestazioni insufficienti, separazione inefficiente o persino danni alle apparecchiature.

Sfide tecniche dell'utilizzo di colonne UPLC su sistemi HPLC

L'utilizzo di colonne LC Ultra-Performance su un sistema LC High-Performance presenta molteplici sfide tecniche, alcune delle quali sono critiche per le prestazioni e la durata del sistema:

• Contropressione elevata: Le colonne UPLC generano una contropressione notevolmente maggiore a causa delle dimensioni più piccole delle particelle. Questa pressione in eccesso può superare la capacità di molti sistemi HPLC, causando potenzialmente guasti alle apparecchiature o usura a lungo termine di componenti sensibili come guarnizioni e pompe.

• Efficienza ridotta: Uno dei motivi principali per cui si utilizza la tecnologia UPLC è ottenere tempi di esecuzione più rapidi e una risoluzione più elevata. Tuttavia, quando una colonna UPLC viene utilizzata in un sistema HPLC, questi vantaggi vengono compromessi a causa delle pressioni operative inferiori. Nella maggior parte dei casi, il tempo di esecuzione aumenta in modo significativo e la risoluzione viene ridotta.

• Tempi di analisi più lunghi: Poiché i sistemi LC ad alte prestazioni non possono funzionare alla pressione richiesta dalle colonne UPLC, il risultato è spesso tempi di analisi più lunghi. Ciò annulla uno dei principali vantaggi dell'utilizzo della cromatografia liquida ad alte prestazioni: la velocità.

Quando le colonne UPLC potrebbero essere utilizzabili sui sistemi HPLC

Sebbene non sia l'ideale, ci sono alcuni casi in cui gli utenti potrebbero comunque tentare di utilizzare colonne LC Ultra-Performance su sistemi LC High-Performance. Tuttavia, ciò comporta i necessari adattamenti e compromessi.

• Regolazione delle portate: Ridurre la portata nel sistema HPLC può talvolta consentire l'uso di colonne UPLC, ma ciò comporta un costo: tempi di esecuzione più lunghi. Ridurre la portata riduce la pressione generata dal sistema, consentendogli di gestire la contropressione della colonna UPLC. Tuttavia, questa è raramente una soluzione sostenibile per i laboratori focalizzati sull'efficienza.

• Colonne più lunghe: In alcuni casi, l'utilizzo di una colonna UPLC più lunga può aiutare a distribuire la pressione in modo più uniforme quando si opera su un sistema HPLC. Tuttavia, ciò comporta anche tempi di analisi prolungati, il che contraddice il vantaggio principale dell'utilizzo della cromatografia liquida ad altissima prestazione.

• Calcolatrice colonne: Strumenti come Waters Columns Calculator possono aiutare gli utenti a determinare se una particolare colonna UPLC potrebbe teoricamente funzionare sul loro sistema HPLC regolando le portate, le lunghezze delle colonne e le dimensioni delle particelle. Tuttavia, anche con queste regolazioni, è probabile che le prestazioni siano ancora compromesse.

Perché alcuni laboratori prendono in considerazione l'utilizzo di colonne UPLC su sistemi HPLC

Date le limitazioni, perché qualcuno dovrebbe provare a usare una colonna UPLC su un sistema HPLC? In alcuni casi, i laboratori potrebbero non avere accesso alle apparecchiature Ultra-Performance LC ma desiderano sfruttare le dimensioni delle particelle più piccole delle colonne UPLC per una migliore separazione. Anche se il sistema HPLC non riesce a sfruttare appieno il potenziale di una colonna UPLC, gli utenti potrebbero comunque ottenere alcuni miglioramenti marginali nell'efficienza di separazione e nella risoluzione di picco per composti difficili.

Tuttavia, questi guadagni spesso non valgono gli svantaggi derivanti dall'utilizzo di sistemi non corrispondenti.

Rischi per la tua attrezzatura

Il tentativo di utilizzare una colonna UPLC su un sistema HPLC comporta dei rischi intrinseci. I sistemi di cromatografia liquida ad alte prestazioni non sono costruiti per gestire le alte pressioni associate alle colonne di cromatografia liquida ad alte prestazioni e spingerli a farlo può portare a:

• Errore di sistema: Il sovraccarico del sistema con una pressione eccessiva può causare guasti, in particolare nei componenti come pompe e guarnizioni.

• Durata ridotta: L'uso continuo di colonne ad alta pressione in un sistema a bassa pressione può ridurre la durata di vita delle apparecchiature, richiedendo costose riparazioni o sostituzioni.

Colonne UPLC su HPLC: una proposta rischiosa

Nella maggior parte dei casi, non è consigliabile utilizzare colonne LC Ultra-Performance su un sistema di cromatografia liquida ad alte prestazioni a causa dei notevoli rischi e compromessi prestazionali. Le colonne UPLC sono progettate per funzionare in modo ottimale in sistemi in grado di gestire le pressioni più elevate associate e le portate più rapide. Forzarle in una configurazione HPLC ne riduce i vantaggi e potrebbe danneggiare il sistema.

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Durante l'utilizzo di un Colonna UPLC su un sistema HPLC è tecnicamente possibile, i compromessi di prestazioni e i rischi per la tua attrezzatura lo rendono una pratica poco saggia nella maggior parte dei casi. Per i laboratori che cercano di migliorare la loro efficienza di separazione, l'aggiornamento a Cromatografia liquida ad ultraprestazioni è una soluzione più pratica rispetto al tentativo di utilizzare colonne UPLC con sistemi HPLC.

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