«Чужой против Хищника»… или, другими словами, «Силикагель против окиси алюминия»

Возникали ли у вас когда-нибудь такие необычные мысли, в которых вы находите параллель или взаимосвязь между вашей научной работой, и чем-то, что, на первый взгляд, совершенно не имеет к науке отношения?

Я и мои коллеги из компании Büchi часто обсуждаем значение и роль хорошо известных неподвижных фаз в области флэш-хроматографии. Обычно эти дискуссии сводятся к сравнению оксида кремния и оксида алюминия. Спросите меня почему, и я не смогу вам ответить. Но время от времени мне приходится улыбаться, потому что первый образ, который возникает в моей голове в тот самый момент, – это афиша фильма «Чужой против Хищника». Я, конечно же, сразу пытаюсь спрятать улыбку, но это уже отдельная история…

Если вы задумаетесь над этим, то обнаружите сходство. Этот фильм и два вида неподвижных фаз объединяет явное доминирование одного из двух видов. При этом каждый из видов обладает своими особыми «характеристиками», которые делают их уникальными и «пригодными для использования» в зависимости от условий.

Этот яркий сравнительный образ не выходит у меня из головы…

Сразу после новогодних каникул я находился в лаборатории, сравнивая рабочие характеристики новой линейки картриджей для флэш-хроматографии, которую мы выпустили в мае прошлого года. Очередное обсуждение двух неподвижных фаз шло полным ходом. Этот разговор вдохновил меня поделиться с вами нашими мыслями и ценной информацией, которую вы могли бы использовать в своей повседневной работе.

Если в кино Хищник изображен как абсолютный враг Чужого, то в реальной жизни две неподвижные фазы, силикагель и окись алюминия, скорее не противостоят, а дополняют друг друга. В большинстве случаев выбор неподвижной фазы зависит от того, какие вещества вы намерены разделять.

Чаще всего для разделения полярных соединений в качестве неподвижной фазы для флэш-хроматографии используют силикагель.

Я уверен, что эта информация не станет неожиданностью для каждого из нас. У неподвижной фазы есть своя долгая история, сложившиеся традиции. В настоящее время существует множество источников, содержащих накопленный опыт и знания в этой сфере, которые легко доступны одним кликом мышки.

В 2016 году мы решили провести опрос среди пользователей флэш-хроматографии, чтобы выяснить, насколько им удобно работать с силикагелем. В опросе приняли участие более чем 300 пользователей из 33 стран со всего мира. Полученные результаты подтвердили явное доминирование силикагеля над окисью алиминия. 92% опрошенных выбрали силикагель в качестве неподвижной фазы, с которой они работают в большинстве случаев.

Вы спросите, причем тогда здесь окись алюминия?

Нет никаких сомнений, что силикагель имеет ряд преимуществ при использовании в качестве полярной неподвижной фазы. К ним относится высокая емкость загрузки и механическая стабильность. Но при этом данный материал обладает небольшой кислотной природой, которая обусловлена кислыми протонами гидроксильных групп силанолов на поверхности силикагеля. Поэтому чувствительные к кислым средам вещества, такие как, например, красители, могут разрушаться в процессе очистки частично или полностью, что делает их разделение невозможным.

Данная проблема решается применением окиси алюминия.

Второй по популярности неподвижной фазой, по мнению 9% участников опроса, является окись алюминия. Эти пользователи выбрали осикь алюминия, как наиболее часто используемую полярную фазу для проведения своих работ. Емкость загрузки окиси алюминия (140-170 м2/г) ниже, чем емкость загрузки силикагеля (400-500 м2/г). Зато окись алюминия обладает амфотерными свойствами и поэтому может создавать три различные среды: кислотную, нейтральную и основную.

Использование окиси алюминия нейтрального типа позволяет проводить очистку в среде с нейтральным pH, которая подходит как для веществ, чувствительных к кислотной среде, так и для веществ, неустойчивых в основной среде.

Узнайте больше про очистку водорастворимых флуоресцентных красителей, для проведения которой использовали окись алюминия, чтобы обеспечить максимальное разделение компонентов.

Несмотря на то, что силикагель наиболее часто используется в качестве полярной неподвижной фазы, мы видим, что окись алюминия также имеет большое значение для этой сферы применения.

Окись алюминия кислотного и основного типа применим для очистки соединений, которые имеют в своей структуре кислотные или, соответственно, основные группы. Эти структурные фрагменты способны взаимодействовать с силанольными группами, что приводит к плохому разделению или даже к их необратимой адсорбции на силикагеле.

Для решения этой проблемы пользователи часто используют добавки для изменения pH – модификаторы (например, триэтиламин или уксусную кислоту). Их добавляют в небольших количествах к растворителям, чтобы стабилизировать удержание и повысить селективность процесса очистки. Такие меры подразумевают дополнительную продувку системы и создают риск внесения загрязнения. Использование кислого или основного типа алюмогеля позволяет проводить разделение без добавления каких-либо модификаторов, что значительно облегчает весь процесс.

Дилемма, какой материал лучше, – силикагель или окись алюминия – не решается этой статьей, но, по крайней мере, мы рассмотрели, как эти материалы способны дополнять друг друга в зависимости от конкретной решаемой задачи.

Надеюсь, вам понравилась статья!

Если у вас есть вопросы, которые вы бы хотели, чтобы я осветил в своем блоге, не стесняйтесь оставлять комментарии.

Берегите себя и до новых встреч,