معرفی دستگاه کروماتوگرافی مدل 1200 Agilent
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا یا HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) یکی از مهمترین تکنیکهای جداسازی و آنالیز در شیمی تجزیه است که برای جداسازی، شناسایی و تعیین مقدار مواد در مخلوطهای پیچیده بهکار میرود. دستگاههای سری Agilent 1200 از مشهورترین و پرکاربردترین سیستمهای HPLC در آزمایشگاههای پژوهشی، صنعتی و کنترل کیفی هستند. دستگاههای سری 1200 کمپانی اجیلنت به عنوان نسل پیشرفتهتر سری 1100 معرفی شدند و با طراحی ماژولار خود، امکان تنظیم پیکربندیهای متنوع را فراهم میکنند. مهمترین ویژگیهای این سری عبارتاند از:
- طراحی ماژولار و انعطافپذیر: دستگاه 1200 شامل ماژولهای مستقلی برای پمپ، گاززدا (Degasser)، اتوسمپلر، محفظه ستون و آشکارساز است که روی هم قرار میگیرند. این طراحی ماژولار امکان نگهداری آسان و ارتقاء یا تغییر قطعات را بهسادگی فراهم میکند. تمامی اجزا توسط رایانه و نرمافزار اختصاصی کنترل میشوند.
- دامنه فشار عملیاتی بالا: پمپهای سری 1200 قادر به اعمال فشار تا حدود 600 بار (معادل ~8700 psi) هستند، که امکان استفاده از ستونهای ذرات ریز (برای افزایش قدرت تفکیک) را فراهم میسازد. این فشار نسبت به نسل قبل (سری 1100) بالاتر بوده و کارکرد نزدیک به محدودههای UHPLC را ممکن میکند. در سریهای جدیدتر (مانند 1260 Infinity و 1220 Infinity)، فشار 600 بار یک استاندارد است و حتی مدلهای پیشرفتهتر 1290 Infinity II تا حدود 1300 بار فشار را پوشش میدهند. بنابراین سری 1200 یک پل میان HPLC کلاسیک و UHPLC ایجاد کرده است.
- دقت و تکرارپذیری بالا در تزریق و جریان: اتوسمپلر (auto-sampler) سری 1200 تزریق حجمهای نمونه را با دقت و صحت بالا انجام میدهد و پمپهای دوپیستونی آن جریان فاز متحرک را به صورت بدون نوسان و با حداقل پالس تأمین میکنند. ترکیب این عوامل منجر به حفظ زمان بازداری دقیق و شکل پیکهای تکرارپذیر در کروماتوگرام میشود.
- قابلیت گرادیان حلالها: پیکربندی استاندارد Agilent 1200 معمولا شامل پمپ چهارتایی (Quaternary Pump) است که امکان مخلوطکردن تا چهار حلال مختلف را برای ایجاد گرادیان فراهم میکند. این به کاربر اجازه میدهد که با برنامهریزی گرادیان زمانی، قدرت شویندگی فاز متحرک را در طول آنالیز افزایش دهد (مثلاً از درصد آب بالا به درصد حلال آلی بالا) تا ترکیبات با قطبیتهای مختلف بهترتیب شسته و از ستون خارج شوند. ایجاد گرادیان خطی متداولترین روش است که در آن درصد حلال آلی مثلاً به صورت خطی از 5٪ به 100٪ در طول زمان افزایش مییابد.
- سرعت بالای آشکارسازها: آشکارسازهای UV-Vis سری 1200 (مدل VWD یا DAD) سرعت دریافت داده بالایی دارند. در نسخههای Infinity، سرعت دیتکتور تا 80 Hz ارتقاء یافته است، یعنی میتواند تا 80 داده در ثانیه ثبت کند که برای پیکهای باریک و آنالیزهای سریع کاملاً مناسب است. این ویژگی در ترکیب با ستونهای ذرات کوچک امکان تفکیک پیکهای نزدیکبههم را بهبود میبخشد.
- کنترل نرمافزاری یکپارچه: سری 1200 به طور کامل از طریق نرمافزار اختصاصی ChemStation یا در نسخههای جدیدتر OpenLab کنترل میشود. این نرمافزار تمام ماژولها (پمپ، دتکتور، autosampler و …) را مدیریت کرده و امکان برنامهریزی روش (Method) و جدول توالی نمونهها (Sequence) را برای کاربر فراهم میکند. همچنین دادههای خروجی کروماتوگرام را ثبت، پردازش و امکان گزارشگیری خودکار را مهیا میسازد.
اجزای اصلی دستگاه Agilent 1200 HPLC و عملکرد آنها
دستگاه HPLC سری 1200 از چند ماژول تشکیل شده که هر کدام وظیفه مشخصی را بر عهده دارند. این بخشها به صورت هماهنگ عمل میکنند تا فرایند کروماتوگرافی به درستی انجام شود. اجزای اصلی این سیستم عبارتاند از:
- مخازن حلال (Reservoirs): مخازن شیشهای یا ظروف خاصی که فاز متحرک (حلالها) در آنها نگهداری میشود. معمولاً تا چهار حلال مختلف (مانند آب، متانول، استونیتریل و … با گرید HPLC) به دستگاه متصل است تا امکان ایجاد گرادیان ترکیبی فراهم شود. پیش از شروع آنالیز باید اطمینان حاصل شود که حلال کافی در بطریها موجود بوده و حلالها توسط واحد degasser گاززدایی میشوند تا از تشکیل حباب در سیستم جلوگیری شود.
- سیستم گاززدا (Degasser): حلالهای HPLC ممکن است حاوی هوای محلول باشند که میتواند در فشار پمپ از محلول خارج شده و ایجاد حباب کند. وجود حباب هوا در خطوط حلال باعث نوسان در جریان و شکل پیکهای نامنظم در کروماتوگرام میشود. برای حل این مشکل، سری 1200 مجهز به یک degasser خلاء است که معمولاً دارای غشاءهای نفوذپذیر به گاز است و پیش از ورود حلال به پمپ، هوای محلول را حذف میکند. نتیجه، جریان حلال پایدار و بدون حباب در سیستم خواهد بود.
- پمپ فشار بالا: قلب دستگاه HPLC پمپ آن است. پمپ سری 1200 از نوع دوپیستونی در سری با مکانیزم stroke-variable است که جریان دقیق و قابلکنترل حلال را تأمین میکند. این پمپ قادر است جریانهای معمول ~0.1 تا 5 میلیلیتر بر دقیقه (و حتی بالاتر در حالتهای خاص) را فراهم کند. دو نوع پمپ در پیکربندیها موجود است:
- پمپ چهارتایی (Quaternary) که قابلیت ترکیب چهار حلال مختلف را با میکسر فشار پایین دارد و برای گرادیانهای چندحلاله انعطافپذیر است.
- پمپ دوتایی (Binary) که دو حلال را با میکسر فشار بالا ترکیب میکند و برای گرادیانهای سریعتر و فشارهای بالاتر (در برخی مدلهای خاص مانند 1200 Rapid Resolution) به کار میرود.
پمپ 1200 فشار را تا 400 بار به طور استاندارد و تا ~600 بار در نسخههای پیشرفتهتر (مانند سری SL یا Infinity) تحمل میکند. همچنین دادههای فشار خروجی پمپ به صورت بازخورد (feedback) نمایش داده میشود تا کاربر الگوی فشار را حین آنالیز تحت نظر داشته باشد؛ مثلاً اگر فشار از حد معینی (مانند 400 بار) تجاوز کند پمپ به طور خودکار خاموش میشود تا از آسیب جلوگیری گردد.
- شیر تزریق و اتوسمپلر (Autosampler): برای وارد کردن نمونه به جریان حلال، از یک شیر ششراهی استفاده میشود (شکل 1 شماره 6) که دو وضعیت دارد: حالت بارگیری (Load) که در آن نمونه توسط یک لوپ پر میشود، و حالت تزریق (Inject) که در آن محتویات لوپ وارد مسیر حلال و به سمت ستون فرستاده میشود. در سری 1200، ماژول تزریقکننده خودکار (معمولاً مدل G1329A یا نمونههای مشابه) وجود دارد که توانایی برداشت حجم معینی از ویال نمونه و پر کردن لوپ را به صورت اتوماتیک دارد. حجم تزریق استاندارد معمولاً بین 5 تا 20 میکرولیتر است، اما قابل تنظیم بر اساس غلظت نمونه میباشد. گزینه needle wash نیز قابل تنظیم است که در آن پس از هر تزریق، سوزن با حلال شستشو داده میشود تا آلودگی باقیمانده و memory effect کاهش یابد. اتوسمپلر سری 1200 همچنین میتواند دمای محفظه ویالها را کنترل کند (ترمواستات) تا نمونههای حساس در دمای ثابت نگهداری شوند و از تخریب یا تبخیرشان جلوگیری شود.
- ستون کروماتوگرافی و محفظه ستون: ستون محل وقوع جداسازی اجزای نمونه است و قلب کروماتوگرافی محسوب میشود. ستونهای استاندارد تحلیلی معمولاً لولههای فولادی ضدزنگ به طول ۵ تا ۳۰ سانتیمتر و قطر داخلی ۴٫۶ میلیمتر (یا کمتر در ستونهای سرعت بالا) هستند که با ذرات ریز سیلیکا (معمولاً ۳ تا ۵ میکرومتر) پر شدهاند. نوع فاز ساکن (اندود شده روی سیلیکا) بسته به کاربرد انتخاب میشود (در بخشهای بعد انواع ستونها را شرح خواهیم داد). دستگاه Agilent 1200 دارای محفظه ستون با کنترل دما است (Thermostatted Column Compartment) که میتواند دما را معمولاً از دمای محیط تا ~80 درجه سانتیگراد کنترل کند. کنترل دما باعث بهبود پایداری زمانهای بازداری و نیز تفکیک بهتر برخی آنالیتها میشود. ستون کروماتوگرافی به وسیله فیتینگهای ۱/۱۶ اینچ به سیستم متصل میشود؛ در نصب ستون دقت میشود که جهت جریان (فلش روی ستون) درست وصل شود و اتصالات فقط حدود یکچهارم دور بعد از محکم شدن با دست، توسط آچار سفت شوند تا نشت نکنند اما از حد سفتی مجاز نیز فراتر نروند.
- آشکارساز (Detector): سری 1200 از انواع مختلف دتکتور بهره میبرد که به خروجی ستون متصل میشود و ترکیبات جداشده را آشکارسازی میکند. رایجترین آشکارسازهای نصبشده عبارتاند از:
- UV-Vis تکطولموج (VWD): که جذب نور در یک طول موج مشخص (مثلاً 254 نانومتر) را اندازه میگیرد. این دتکتور ساده و حساس برای ترکیبات جذبکننده فرابنفش/مرئی مناسب است.
- UV-Vis طیفسنجی دیودی (DAD): که طیف کامل (معمولاً 190-600 nm) را با آرایه دیود دریافت میکند و امکان پایش چند طول موج همزمان یا استخراج طیف UV هر پیک را میدهد. DAD در سری 1200 یکی از نقاط قوت دستگاه است زیرا میتواند در آن واحد مثلاً 254 nm و 280 nm را پایش کند یا کل طیف را برای شناسایی ترکیبات ناشناخته ضبط نماید.
- فلورسانس (FLD): برای موادی که خاصیت فلورسانس دارند، حساسیت بسیار بالایی ارائه میدهد. نور با طول موج خاص به آنالیت برخورد کرده و نشر فلورسانس اندازهگیری میشود. FLD برای نمونههای پیچیده بیولوژیکی (مانند ویتامینها، ترکیبات دارویی فلورسنت) و همچنین برای آنالیز آفلاتوکسین ها در صنایع غذایی بسیار بهکار میرود.
- شکستسنج انکساری (RID): تغییر ضریب شکست ناشی از خروج آنالیت از ستون را اندازه میگیرد. این دتکتور قابلیت شناسایی همه ترکیبات (یونی و غیریونی) را دارد اما حساسیت پایینتر و پایداری کمتری نسبت به UV دارد. برای آنالیتهایی که UV فعال نیستند (مثلاً قندها) استفاده میشود.
- تبخیر-پاشش نوری (ELSD): حلال خروجی ستون تبخیر و ذرات آنالیت جامانده توسط نور لیزر پاشیده شده و شناسایی میشوند. ELSD برای ترکیبات غیرفرار و بدون کروموفور (مانند لیپیدها) کاربرد دارد.
سیگنال دتکتور با گذر زمان به صورت نمودار کروماتوگرام ثبت میشود که محور افقی زمان و محور عمودی شدت سیگنال (مثلاً جذب UV در واحد AU) است. هر ترکیب یک پیک در زمان مشخص (زمان بازداری) ایجاد میکند و مساحت زیر پیک متناسب با غلظت آن ترکیب در نمونه است. کروماتوگرام خروجی، همان گرافی است که کاربر برای تفسیر نتایج به آن مراجعه میکند
- سیستم جمعآوری داده و رایانه: تمام ماژولهای فوق به رایانهی کنترل متصلاند. رایانه از طریق نرمافزار ChemStation (یا OpenLab) دستورات کاربر را به دستگاه میفرستد (مثلاً شروع پمپ، تغییر گرادیان، شروع تزریق، ثبت سیگنال دتکتور و غیره) و دادههای حاصل از آشکارساز را جمعآوری میکند. این دادهها به صورت دیجیتال ذخیره، برای نمایش کروماتوگرام و محاسبات کمی به کار گرفته میشوند. ارتباط ماژولها با رایانه معمولاً از طریق LAN (شبکه) یا CAN برقرار می شود.
اتصال HPLC آگیلنت 1200 به طیفسنج جرمی (LC-MS کوپل شده)
یکی از قابلیتهای پیشرفته سیستمهای HPLC 1200، امکان اتصال آنها به دستگاههای طیفسنجی جرمی جهت انجام کروماتوگرافی مایع – طیفسنجی جرمی (LC/MS) است. در این پیکربندی، خروجی ستون HPLC به جای آشکارساز معمول UV یا سایر دتکتورها، به یک منبع یونیزاسیون جرمی و سپس طیفسنج جرمی وصل میشود. مزیت این اتصال، توانایی شناسایی ترکیبات بر اساس نسبت جرم به بار (m/z) با حساسیت و ویژگی بسیار بالا است.
Agilent 1200 به طور ماژولار میتواند با انواع مختلف طیفسنجهای جرمی کوپل شود:
- طیفسنج جرمی تکربع (Single Quadrupole MS) – این نوع MS که Agilent سری 6100 ( G6120A) نمونهای از آن است، یک تحلیلگر جرمی تککوانتومی دارد و معمولاً به عنوان آشکارساز جرمی انتخابی (MSD) برای HPLC بهکار میرود. نصب آن نسبتاً آسان است و برای کاربردهای تأیید ساختار و اندازهگیری جرم مولکولی ترکیبات تا حد ppm مناسب است. مثلاً Agilent 6120 LC/MSD به همراه یک HPLC 1200 یک سیستم LC/MS جمعوجور برای کاربردهای روتین فراهم میکند.
- طیفسنج جرمی سه تایی (Triple Quadrupole MS/MS) – سری 6400 Agilent (مانند 6410, 6460 و بالاتر) از این نوع هستند که در آنها سه کوادرپول به صورت پشتسرهم امکان انجام طیفسنجی Tandem (MS/MS) را میدهند. این سیستمها بسیار حساس و اختصاصی هستند و برای اندازهگیریهای کمی ترکیبات در سطوح بسیار پایین (مانند سموم، داروها در نمونههای زیستی، آلایندههای محیطی) استفاده میشوند. ترکیب HPLC 1200 با Triple Quad بهویژه در آزمایشگاههای آنالیز بقایای سموم یا دارویی رایج است.
- طیفسنج جرمی زمان پرواز و هیبرید (TOF/Q-TOF) – سری 6500 Agilent (مثل 6530 Q-TOF) نماینده این گروهاند که دقت جرم بالا (High Resolution MS) ارائه میدهند. کوپل HPLC با Q-TOF امکان آنالیز مواد ناشناخته را میدهد، به این معنی که میتوان ترکیبات ناشناخته را بر اساس دقت جرم و الگوی طیف تشخیص داد. برای کاربردهایی مانند metabolomics، proteomics یا شناسایی ناخالصیهای دارویی، این سیستمها بهکار میروند.
- طیفسنج جرمی تلهیونی (Ion Trap) و سایر انواع – هرچند Agilent امروزه بیشتر بر Triple Quad و TOF تمرکز دارد، در گذشته سیستمهای تلهیونی (مانند سری 1100 LC/MSD Trap) نیز وجود داشت که قابلیت MS/MS داشتند. همچنین میتوان HPLC 1200 را به دستگاههای MS دیگر سازندگان (مانند ABI Sciex QTRAP یا Bruker Ion Trap) متصل کرد. رابط اتصال استاندارد اغلب الکترواسپری (ESI) است که مایع خروجی ستون را به قطرات باردار تبدیل و تبخیر میکند تا آنالیتها یونیزه شده و وارد طیفسنج شوند.
کاربردهای دستگاه Agilent 1200 HPLC در صنایع مختلف
سیستم HPLC اجیلنت سری 1200 به دلیل تطبیقپذیری بالا و کارایی قابل اعتماد، در طیف گستردهای از حوزهها و صنایع مورد استفاده قرار میگیرد. در این بخش به برخی از مهمترین زمینههای کاربردی اشاره میکنیم:
- صنعت داروسازی: در آزمایشگاههای کنترل کیفیت دارویی برای سنجش محتوای موثره داروها، بررسی ناخالصیها و محصولات تخریبی، و تضمین پایدارى فرمولاسیونها از HPLC استفاده میشود. سری 1200 بهخصوص با دتکتورهای UV و DAD برای تست مواد فعال در قرصها، کپسولها، تزریقیها ایده آل است. همچنین در بخش توسعه دارو، برای مطالعه متابولیتهای دارویی در مایعات زیستی (پلاسما، ادرار) از LC-MS/MS مبتنی بر 1200 بهره گرفته میشود. صنایع زیستفناوری نیز برای آنالیز پروتئینهای دارویی (مانند مونوکلونال آنتیبادیها) از کروماتوگرافی 1200 Infinity استفاده میکنند.
- صنایع غذایی و کشاورزی: HPLC ابزاری کلیدی برای سنجش باقیمانده سموم دفع آفات در محصولات کشاورزی، اندازهگیری مایکوتوکسینها در غلات، تعیین ویتامینها و افزودنیهای غذایی (مانند نگهدارندهها و شیرینکنندهها) است. دستگاه 1200 همراه با دتکتورهای UV/FLD یا MS امکان شناسایی این ترکیبات در مقادیر بسیار کم را فراهم میکند. بهعنوان مثال، تعیین میزان آفلاتوکسین در خشکبار با مشتقسازی و استفاده از FLD یکی از کاربردهای رایج HPLC است. همچنین سنجش ترکیبات عطری و طعمی (اسانسها) در صنایع غذایی با HPLC-DAD/QTOF برای اطمینان از صحت و کیفیت محصول انجام میگیرد.
- صنعت محیطزیست: در آزمایشگاههای محیطزیست از HPLC برای اندازهگیری آلایندههای آلی در آب، خاک و هوا استفاده میشود. مثلاً سنجش فنولها یا آمینهای آروماتیک در نمونههای آب آشامیدنی با استفاده از مشتقسازی و دتکتور UV قابل انجام است. همچنین داروهای دفعشده در فاضلاب یا هربیسیدها و آفتکشها در آبهای سطحی توسط LC-MS/MS شناسایی و اندازهگیری میشوند. HPLC 1200 با توانایی اتصال به Triple Quad MS امکان رسیدن به حدتشخیصهای پایین (ppb و ppt) برای این آلایندهها را فراهم میکند که مطابق استانداردهای زیستمحیطی است. نمونه دیگر، استفاده از کروماتوگرافی یونی (IC) با سیستم 1200 برای اندازهگیری یونهای غیرآلی (مانند نیترات، فسفات) در آبهای رودخانه و پساب است که به کنترل کیفیت منابع آبی کمک میکند.
- علوم زیستی و بیوشیمی: پژوهشگران علوم زیستی برای جداسازی و تحلیل مولکولهای زیستی نظیر اسیدهای آمینه، پپتیدها، پروتئینها، نوکلئوتیدها و متابولیتهای سلولی از HPLC بهره میبرند. مثلاً در پروتئینشناسی، کروماتوگرافی Ion Exchange جهت تفکیک پروتئینها بر اساس بار، و کروماتوگرافی حذف اندازه (غربالی) برای تعیین وزن مولکولی تخمینی و بررسی خلوص آنها بهکار میرود. در متابولومیکس، ترکیبات کوچک قطبی (قندها، اسیدهای آلی، آمینها) توسط HPLC–MS شناسایی میشوند که به فهم مسیرهای متابولیکی کمک میکند. دستگاه 1200 با داشتن ماژولهای میکرو (مثلاً Nano-HPLC Chip ) حتی در سیستمهای کروماتوگرافی نانولیتری برای جداسازی پروتئینهای برشیافته در مطالعات پروتئومیکس بهکار گرفته شده است. همچنین در تحقیقات پزشکی، اندازهگیری نشانگرهای زیستی (biomarkers) در مایعات بدن با HPLC/MS امکانپذیر است – مانند اندازهگیری ویتامین D در سرم خون که از روش LC-MS دقیق برای آن استفاده میشود.
- شیمی صنعتی و پتروشیمی: علیرغم اینکه جداسازی ترکیبات نفتی معمولاً با GC انجام میشود، اما HPLC نیز در برخی بخشهای صنایع شیمیایی نقش دارد. به طور مثال، برای آنالیز افزودنیهای روغنهای صنعتی یا ترکیبات پلیآروماتیک سنگین که توسط GC قابل تبخیر نیستند، از HPLC با دتکتور UV استفاده میشود. در صنعت پلیمر، GPC/SEC (کروماتوگرافی ژلتراوشی) ابزاری اساسی برای تعیین توزیع وزن مولکولی پلیمرها است. سیستم Agilent 1200 با دتکتور RID یا حتی ویسکومتری میتواند خواص پلیمر (مانند پلیاتیلن گلیکولها، پلیاستایرنها) را مشخص کند. در صنایع رنگ و رزین نیز HPLC برای بررسی اجزای مونومری باقیمانده یا تخمین خلوص محصولات استفاده میشود.
- کاربردهای قانونی و پزشکی: آزمایشگاههای سمشناسی قانونی برای تشخیص داروها و سموم در نمونههای بیولوژیکی (همچون آزمایش دوپینگ ورزشکاران یا معاینات پزشکی قانونی) اغلب از LC-MS بهره میگیرند. سیستم 1200 یک جزء کلیدی در بسیاری از سیستمهای LC-MS/MS برای غربالگری مواد مخدر، آرامبخشها، الکلهای چرب و سایر موادی است که در خون یا ادرار باید ردیابی شوند. برتری HPLC-MS نسبت به تکنیکهای ایمنیشناختی این است که میتواند طیف گستردهای از مواد را در یک تحلیل شناسایی کند و تداخلات کمتری دارد.
با توجه به موارد فوق، دستگاه HPLC آگیلنت 1200 به نوعی یک ابزار سودمند آزمایشگاهی محسوب میشود که در هر جایی نیاز به جداسازی و اندازهگیری ترکیبات شیمیایی باشد، حضوری موثر دارد. از تحقیق و توسعه گرفته تا کنترل کیفی تولید و پایش محیط، این دستگاه قابل اعتماد توانسته است جایگاه ویژهای کسب کند.
شرکت رامان تجهیز آزما به عنوان واردکننده و تعمیرکننده سیستمهای کروماتوگرافی برند Agilent به پشتوانه توان علمی متخصصان و همچنین دپارتمان فنی مجهز خود سالهاست که به تامین، نصب، راه اندازی، آموزش و همچنین تعمیرات تخصصی این سیستمها در کشور ایران پرداخته است. برای حل چالشهای تخصصی آنالیز و رفع عیبهای سیتمهای HPLC، UPLC، FPLC، LC-MS با ما در تماس باشید.








نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.