Was ist HPLC: So funktioniert Flüssigchromatographie
Was bedeutet HPLC?
Die Flüssigchromatographie, auch bekannt als (U)HPLC oder kurz LC, ist ein Verfahren zur Trennung, Identifizierung und Quantifizierung einzelner Komponenten in einem Stoffgemisch. Die Abkürzung steht für High Performance oder High Pressure Liquid Chromatography, was übersetzt Hochleistungsflüssigchromatographie bedeutet. Durchgeführt werden die Analysen mit einem HPLC-System, welches auch Chromatograph genannt wird.
Was passiert bei der Flüssigchromatographie?
Ein flüssiges Lösungsmittel, die „mobile Phase“, wird in das System eingeführt. Die ebenfalls flüssige, zu untersuchende Probe kommt hinzu. Dabei handelt es sich zum Beispiel um Lebensmittel, pharmazeutische Wirkstoffe oder Kraftstoffe. Das Lösungsmittel und das zu untersuchendes Gemisch durchlaufen gemeinsam eine Trennsäule, in welcher sich die „stationäre Phase“ befindet. Die stationäre Phase ist typischerweise ein Feststoff oder ein viskoses Gel, mit der die Säule gepackt ist.
Während die Probe durch die Säule transportiert wird, kommen die Substanzen mit einer stärkeren Affinität zur stationären Phase langsamer voran. Sie bleiben daran „hängen“. Diejenigen mit einer größeren Affinität zur mobilen Phase bewegen sich schneller, sie bleiben „im Fluss“. Die Bestandteile physikalisch mit den beiden Phasen. Eine Rolle spielen dabei Eigenschaften wie die Polarität, Größe oder Löslichkeit der Stoffe. Durch die unterschiedlich schnelle Fortbewegung kommt es zu einer zeitlichen Trennung der Komponenten. Des Weiteren wird der Prozess von der Wahl der stationären Phase, der Flussrate, der Temperatur, der mobilen Phase und ob diese linear oder als Gradient gefahren wird, stark beeinflusst.
Mehr zu den Grundlagen der HPLC
Was ist Chromatographie? - Das Grundprinzip anschaulich erklärt
Ein beliebter Vergleich nutzt das Bild einer Einkaufsstraße zur Erklärung der Chromatographie: Eine Gruppe von Menschen (Komponenten) geht eine Einkaufsstraße entlang (Säule). Jede*r von ihnen reagiert auf unterschiedliche Weise auf die dortigen Läden und Angebote (stationäre Phase) und „bleibt an diesen haften“. Manche haben auch wenig Interesse an den Läden und bleiben auf der Straße (mobile Phase). Obwohl die gesamte Gruppe zeitgleich losgelaufen ist, kommen sie zu unterschiedlichen Zeiten am Ende der Straße an. Dort wartet ein Detektor auf sie, der sie erkennt.
Das Prinzip der Trennung in der HPLC
Unterschiedliche Detektoren in der HPLC
Sind die Komponenten getrennt, können sie mit verschiedenen Detektoren wie Diodenarray-Detektoren (PDA/DAD), Fluoreszenzdetektoren (FLD/RF) oder Massenspektrometern (MS) nachgewiesen und quantifiziert werden. Das Ergebnis ist ein Chromatogramm: Für jede eintreffende, gemessene Komponente entsteht ein „Peak“, wobei die Fläche unter dem Peak die Menge in der Probe darstellt.
Hier geht es zu einer Übersicht der HPLC-Detektoren.
Einsatzgebiete der Flüssigchromatographie
Die Flüssigchromatografie wird in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Pharmazie, der Umweltüberwachung und der Lebensmittelsicherheit, da sie in der Lage ist, komplexe Gemische mit hoher Genauigkeit zu analysieren. Es gibt die analytische sowie die präparative HPLC. Techniken wie die Ultra-Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie (UHPLC) haben die Möglichkeiten der analytischen Methode weiter verbessert und bieten eine bessere Auflösung. Die Flüssigkeitschromatographie ist ein unverzichtbares Werkzeug in der analytischen Chemie. Eine verwandte Technik ist die Gaschromatographie. Die HPLC kann im Gegensatz zu dieser jeodch auch für nicht-flüchtige Substanzen sowie präparativ benutzt werden.