লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফ (HPLC) এর কাজের নীতি কি?

উচ্চ-পারফরম্যান্স লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি (HPLC) তরল-ফেজ পার্টিশনের নীতির উপর ভিত্তি করে একটি উচ্চ-দক্ষতা বিচ্ছেদ এবং বিশ্লেষণ প্রযুক্তি। এটি রসায়ন, জীববিজ্ঞান, ঔষধ, পরিবেশ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর মূল কাজ হল জটিল মিশ্রণের বিভিন্ন উপাদানকে শারীরিক বা রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে আলাদা করা এবং গুণগত এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণ অর্জনের জন্য ডিটেক্টরের সাথে তাদের একত্রিত করা। নিম্নলিখিত তিনটি দিক থেকে একটি ব্যাখ্যা: কাজের নীতি, সিস্টেম রচনা এবং বিচ্ছেদ প্রক্রিয়া।

1. কাজের নীতি: বন্টন সহগ পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে পৃথকীকরণ

HPLC এর মূল নীতি হল মিশ্রণের বিচ্ছেদ অর্জনের জন্য স্থির ফেজ এবং মোবাইল ফেজের মধ্যে বিভিন্ন পদার্থের বন্টন সহগগুলির পার্থক্য ব্যবহার করা। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া নিম্নরূপ:

মোবাইল ফেজ ডেলিভারি: উচ্চ-চাপ পাম্প মোবাইল ফেজ (সাধারণত জৈব দ্রাবক এবং জলের মিশ্রণ) একটি স্থির তরল প্রবাহ তৈরি করতে একটি ধ্রুবক প্রবাহ হারে সিস্টেমে চাপ দেয়।

নমুনা ইনজেকশন: স্বয়ংক্রিয় নমুনা একটি নমুনা ব্যান্ড তৈরি করতে মোবাইল ফেজে নমুনার একটি ট্রেস পরিমাণ ইনজেকশন করে।

কলাম বিচ্ছেদ: নমুনা মোবাইল ফেজ (স্থির ফেজ কণা ধারণকারী) কলামে প্রবেশ করে। স্থির পর্যায়ের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য বা ভৌত গঠন নমুনা উপাদানগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে (যেমন শোষণ, বিতরণ, আয়ন বিনিময়, ইত্যাদি), যার ফলে কলামে প্রতিটি উপাদানের বিভিন্ন বাসস্থানের সময় হয়।

সনাক্তকরণ এবং রেকর্ডিং: পৃথক করা উপাদানগুলি ক্রোমাটোগ্রাফিক কলাম থেকে প্রবাহিত হয়, ডিটেক্টরে প্রবেশ করে (যেমন অতিবেগুনী-দৃশ্যমান আলো আবিষ্কারক, ভর স্পেকট্রোমিটার ডিটেক্টর, ইত্যাদি), বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত হয় এবং ক্রোমাটোগ্রামে রেকর্ড করা হয়।

2. সিস্টেম কম্পোজিশন: চারটি মূল মডিউল একসাথে কাজ করে

এইচপিএলসি সিস্টেমে চারটি মূল মডিউল রয়েছে, যার প্রতিটি কার্যকরী বিচ্ছেদ অর্জনের জন্য একসাথে কাজ করে:

আধান সিস্টেম

উচ্চ-চাপ পাম্প: কলামের মাধ্যমে মোবাইল ফেজের একটি ধ্রুবক প্রবাহ হার নিশ্চিত করতে একটি স্থিতিশীল চাপ (সাধারণত 1-40 MPa) প্রদান করে। প্রবাহ হারের ওঠানামা বিচ্ছেদ প্রজননযোগ্যতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

গ্রেডিয়েন্ট ইলুশন ডিভাইস: মোবাইল ফেজ কম্পোজিশন (যেমন পোলারিটি) গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করে জটিল নমুনাগুলির বিচ্ছেদকে অপ্টিমাইজ করুন। উদাহরণস্বরূপ, একটি নিম্ন-মেরুত্বের দ্রাবক থেকে একটি উচ্চ-পোলারিটি দ্রাবক থেকে ধীরে ধীরে রূপান্তর বিশ্লেষণের সময়কে ছোট করতে পারে এবং শিখর প্রতিসাম্য উন্নত করতে পারে।

স্যাম্পলিং সিস্টেম

স্বয়ংক্রিয় নমুনা: মানুষের ত্রুটি কমাতে ইনজেকশন ভলিউম (সাধারণত 0.1-100 μL) সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করুন। আংশিক নমুনা ক্রম বিশ্লেষণ সমর্থন করে এবং ক্রমাগত একাধিক নমুনা প্রক্রিয়া করতে পারে।

বিচ্ছেদ ব্যবস্থা

ক্রোমাটোগ্রাফিক কলাম: মূল উপাদানটিতে একটি স্থির ফেজ থাকে (যেমন সিলিকা জেল ম্যাট্রিক্স, পলিমার প্যাকিং)। কণার আকার (সাধারণত 1.8-10 μm), ছিদ্রের আকার এবং স্থির পর্যায়ের পৃষ্ঠের পরিবর্তন পৃথকীকরণের দক্ষতা নির্ধারণ করে। ছোট কণা আকার ফিলার কলাম দক্ষতা উন্নত করতে পারে, কিন্তু উচ্চ চাপ প্রয়োজন.

কলাম ওভেন: স্থির ফেজ এবং নমুনার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তি এবং মোবাইল ফেজের সান্দ্রতাকে প্রভাবিত করতে কলামের তাপমাত্রা (সাধারণত 20-40℃) নিয়ন্ত্রণ করুন, যার ফলে বিচ্ছেদ শর্তগুলি অপ্টিমাইজ করা যায়।

পরিদর্শন এবং ডেটা প্রসেসিং সিস্টেম

ডিটেক্টর: সনাক্তকরণের নীতি অনুসারে, এগুলিকে সাধারণ প্রকারে বিভক্ত করা হয় (যেমন ডিফারেনশিয়াল রিফ্র্যাক্টিভ ডিটেক্টর) এবং নির্বাচনী প্রকারে (যেমন ফ্লুরোসেন্স ডিটেক্টর)। আল্ট্রাভায়োলেট ডিটেক্টরগুলি তাদের উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং ব্যাপক প্রয়োগের পরিসরের কারণে একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত টাইপ হয়ে উঠেছে।

ডেটা প্রসেসিং সফ্টওয়্যার: বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে ক্রোমাটোগ্রামে রূপান্তর করুন, ধরে রাখার সময়, সর্বোচ্চ এলাকা এবং অন্যান্য পরামিতি গণনা করুন এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণ অর্জন করুন।

3. পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া: চারটি মডেল বিভিন্ন প্রয়োজনের সাথে খাপ খায়

সাধারণ ফেজ ক্রোমাটোগ্রাফি (সাধারণ-ফেজ HPLC)

স্থির পর্যায়টি পোলার (যেমন সিলিকা জেল) এবং মোবাইল ফেজটি অ-পোলার (যেমন এন-হেক্সেন)। মেরুতে বড় পার্থক্য সহ যৌগগুলিকে আলাদা করার জন্য উপযুক্ত, যেমন চর্বি-দ্রবণীয় ভিটামিন।

বিপরীত-ফেজ HPLC

স্থির পর্যায়টি ননপোলার (যেমন C18 চেইন) এবং ভ্রাম্যমাণ পর্যায়টি পোলার (যেমন মিথানল-জল)। এটি ওষুধ এবং প্রোটিনের মতো মাঝারিভাবে মেরু থেকে ননপোলার যৌগকে আলাদা করার জন্য একটি বহুল ব্যবহৃত মডেল।

আয়ন এক্সচেঞ্জ HPLC

স্থির পর্যায়টি চার্জ করা হয় (যেমন সালফোনিক অ্যাসিড গ্রুপ বা কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম গ্রুপ), এবং আয়নিক যৌগ যেমন অ্যামিনো অ্যাসিড এবং অজৈব আয়নগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্রিয়া দ্বারা পৃথক করা হয়।

সাইজ এক্সক্লুশন ক্রোমাটোগ্রাফি (আকার-বর্জন এইচপিএলসি)

স্থির পর্যায় হল একটি ছিদ্রযুক্ত জেল, যা আণবিক আকার অনুযায়ী পৃথক করা হয় এবং ম্যাক্রোমোলিকুলের (যেমন প্রোটিন এবং পলিমার) আণবিক ওজন বন্টন বিশ্লেষণের জন্য উপযুক্ত।

4. প্রযুক্তিগত সুবিধা এবং অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি

HPLC-এর সুবিধা হল উচ্চ বিচ্ছেদ দক্ষতা, সংক্ষিপ্ত বিশ্লেষণের সময় এবং তাপগতভাবে অস্থির যৌগগুলির জন্য উপযুক্ততা। এর অ্যাপ্লিকেশন কভার:

ফার্মাসিউটিক্যাল ক্ষেত্র: ড্রাগ বিশুদ্ধতা পরীক্ষা, বিপাক বিশ্লেষণ;

পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ: পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন এবং পানিতে কীটনাশকের অবশিষ্টাংশ নির্ধারণ;

খাদ্য বিশ্লেষণ: additives এবং preservatives পরিমাণগত বিশ্লেষণ;

জৈবিক গবেষণা: প্রোটিন এবং পেপটাইডের পৃথকীকরণ এবং পরিশোধন।

স্থির ফেজ টাইপ, মোবাইল ফেজ কম্পোজিশন এবং কলাম তাপমাত্রার মতো পরামিতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করে, HPLC সহজ মিশ্রণ থেকে জটিল জৈবিক নমুনাগুলিতে দক্ষ বিচ্ছেদ অর্জন করতে পারে, এটি আধুনিক বিশ্লেষণাত্মক রসায়নে একটি অপরিহার্য হাতিয়ার করে তোলে।