হাই পারফরম্যান্স লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি (HPLC) এবং আল্ট্রা হাই পারফরম্যান্স লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি (HPLC ও UHPLC) সিস্টেমের কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা একটি বৈপ্লবিক নতুন ইনলাইন স্ট্যাটিক মিক্সার তৈরি করা হয়েছে। দুই বা ততোধিক মোবাইল ফেজের দুর্বল মিশ্রণের ফলে সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত বেড়ে যেতে পারে, যা সংবেদনশীলতা কমিয়ে দেয়। একটি স্ট্যাটিক মিক্সারের ন্যূনতম অভ্যন্তরীণ আয়তন এবং ভৌত মাত্রা ব্যবহার করে দুই বা ততোধিক তরলের সমসত্ত্ব স্ট্যাটিক মিশ্রণই একটি আদর্শ স্ট্যাটিক মিক্সারের সর্বোচ্চ মানকে প্রতিনিধিত্ব করে। নতুন স্ট্যাটিক মিক্সারটি নতুন থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি অনন্য থ্রিডি কাঠামো তৈরি করে এটি অর্জন করে, যা মিশ্রণের প্রতি একক অভ্যন্তরীণ আয়তনে বেস সাইন ওয়েভের সর্বোচ্চ শতাংশ হ্রাসের মাধ্যমে উন্নত হাইড্রোডাইনামিক স্ট্যাটিক মিশ্রণ প্রদান করে। একটি প্রচলিত মিক্সারের অভ্যন্তরীণ আয়তনের ১/৩ অংশ ব্যবহার করে বেসিক সাইন ওয়েভ ৯৮% হ্রাস করা যায়। মিক্সারটি পরস্পর সংযুক্ত থ্রিডি ফ্লো চ্যানেল দ্বারা গঠিত, যেগুলোর প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল এবং পথের দৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হয়, কারণ তরলটি জটিল থ্রিডি জ্যামিতির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। একাধিক আঁকাবাঁকা প্রবাহপথ বরাবর মিশ্রণ, স্থানীয় আলোড়ন এবং ঘূর্ণির সাথে মিলিত হয়ে মাইক্রো, মেসো এবং ম্যাক্রো স্কেলে মিশ্রণ ঘটায়। এই অনন্য মিক্সারটি কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিক্স (সিএফডি) সিমুলেশন ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয়েছে। উপস্থাপিত পরীক্ষার তথ্য থেকে দেখা যায় যে, ন্যূনতম অভ্যন্তরীণ আয়তনে চমৎকার মিশ্রণ অর্জন করা সম্ভব।
৩০ বছরেরও বেশি সময় ধরে, ঔষধশিল্প, কীটনাশক, পরিবেশ সুরক্ষা, ফরেনসিক এবং রাসায়নিক বিশ্লেষণ সহ অনেক শিল্পে লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি ব্যবহৃত হয়ে আসছে। যেকোনো শিল্পের প্রযুক্তিগত উন্নয়নের জন্য পার্টস পার মিলিয়ন বা তারও কম পরিমাণে পরিমাপ করার ক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। মিশ্রণের দুর্বল কার্যকারিতা দুর্বল সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাতের দিকে পরিচালিত করে, যা ডিটেকশন লিমিট এবং সংবেদনশীলতার ক্ষেত্রে ক্রোমাটোগ্রাফি কমিউনিটির জন্য একটি বিরক্তির কারণ। দুটি এইচপিএলসি দ্রাবক মেশানোর সময়, দ্রাবক দুটিকে সমজাতীয় করার জন্য কখনও কখনও বাহ্যিক উপায়ে জোর করে মেশানোর প্রয়োজন হয়, কারণ কিছু দ্রাবক ভালোভাবে মেশে না। যদি দ্রাবকগুলো পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মেশানো না হয়, তবে এইচপিএলসি ক্রোমাটোগ্রামের অবনতি ঘটতে পারে, যা অতিরিক্ত বেসলাইন নয়েজ এবং/অথবা দুর্বল পিক শেপ হিসাবে প্রকাশ পায়। দুর্বল মিশ্রণের ফলে, সময়ের সাথে সাথে ডিটেক্টর সিগন্যালের একটি সাইন ওয়েভ (উত্থান-পতন) হিসাবে বেসলাইন নয়েজ দেখা যায়। একই সাথে, দুর্বল মিশ্রণের কারণে পিকগুলো প্রশস্ত এবং অপ্রতিসম হতে পারে, যা বিশ্লেষণাত্মক কার্যকারিতা, পিক শেপ এবং পিক রেজোলিউশন হ্রাস করে। শিল্পটি স্বীকার করেছে যে ইন-লাইন এবং টি স্ট্যাটিক মিক্সারগুলো এই সীমাগুলোকে উন্নত করার এবং ব্যবহারকারীদের নিম্নতর সনাক্তকরণ সীমা (সংবেদনশীলতা) অর্জন করতে সাহায্য করার একটি উপায়। একটি আদর্শ স্ট্যাটিক মিক্সার উচ্চ মিশ্রণ দক্ষতা, কম ডেড ভলিউম এবং কম প্রেসার ড্রপের সুবিধার সাথে ন্যূনতম আয়তন এবং সর্বোচ্চ সিস্টেম থ্রুপুটকে একত্রিত করে। এছাড়াও, বিশ্লেষণ আরও জটিল হয়ে ওঠার সাথে সাথে, বিশ্লেষকদের নিয়মিতভাবে আরও পোলার এবং কঠিন-মিশ্রণযোগ্য দ্রাবক ব্যবহার করতে হয়। এর অর্থ হলো ভবিষ্যতের পরীক্ষার জন্য আরও ভালো মিশ্রণ অপরিহার্য, যা উন্নত মিক্সার ডিজাইন এবং পারফরম্যান্সের প্রয়োজনীয়তা আরও বাড়িয়ে তোলে।
মট সম্প্রতি পেটেন্টকৃত পারফেক্টপিক™ ইনলাইন স্ট্যাটিক মিক্সারের একটি নতুন সিরিজ তৈরি করেছে, যেগুলোর তিনটি অভ্যন্তরীণ আয়তন রয়েছে: ৩০ µl, ৬০ µl এবং ৯০ µl। এই আকারগুলো বেশিরভাগ এইচপিএলসি (HPLC) পরীক্ষার জন্য প্রয়োজনীয় আয়তন এবং মিশ্রণের বৈশিষ্ট্যগুলোর পরিসরকে অন্তর্ভুক্ত করে, যেখানে উন্নত মিশ্রণ এবং কম বিচ্ছুরণ প্রয়োজন। তিনটি মডেলেরই ব্যাস ০.৫″ এবং এগুলো একটি কম্প্যাক্ট ডিজাইনে শিল্প-সেরা পারফরম্যান্স প্রদান করে। এগুলো ৩১৬এল (316L) স্টেইনলেস স্টিল দিয়ে তৈরি, যা নিষ্ক্রিয়তার জন্য প্যাসিভেটেড করা হয়েছে, তবে টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য ক্ষয়-প্রতিরোধী ও রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় ধাতব সংকরও পাওয়া যায়। এই মিক্সারগুলোর সর্বোচ্চ অপারেটিং চাপ ২০,০০০ পিএসআই (psi) পর্যন্ত। চিত্র ১ক-তে একটি ৬০ µl মট স্ট্যাটিক মিক্সারের ছবি রয়েছে, যা এই ধরনের স্ট্যান্ডার্ড মিক্সারগুলোর তুলনায় কম অভ্যন্তরীণ আয়তন ব্যবহার করে সর্বোচ্চ মিশ্রণ দক্ষতা প্রদানের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই নতুন স্ট্যাটিক মিক্সার ডিজাইনটি একটি অনন্য ৩ডি (3D) কাঠামো তৈরি করতে নতুন অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা স্ট্যাটিক মিক্সিং অর্জনের জন্য ক্রোমাটোগ্রাফি শিল্পে বর্তমানে ব্যবহৃত যেকোনো মিক্সারের চেয়ে কম অভ্যন্তরীণ প্রবাহ ব্যবহার করে। এই ধরনের মিক্সারগুলো পরস্পর সংযুক্ত ত্রিমাত্রিক প্রবাহ পথ নিয়ে গঠিত, যেগুলোর প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল এবং পথ দৈর্ঘ্য ভিন্ন ভিন্ন হয়, কারণ তরলটি এর ভেতরে জটিল জ্যামিতিক প্রতিবন্ধকতা অতিক্রম করে। চিত্র ১বি-তে নতুন মিক্সারটির একটি পরিকল্পিত চিত্র দেখানো হয়েছে, যা ইনলেট এবং আউটলেটের জন্য শিল্প-মানসম্মত ১০-৩২ থ্রেডেড এইচপিএলসি কম্প্রেশন ফিটিংস ব্যবহার করে এবং এর পেটেন্টকৃত অভ্যন্তরীণ মিক্সার পোর্টের সীমানাগুলো নীল রঙে ছায়াযুক্ত। অভ্যন্তরীণ প্রবাহ পথের বিভিন্ন প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল এবং অভ্যন্তরীণ প্রবাহ আয়তনের মধ্যে প্রবাহের দিকের পরিবর্তন অশান্ত ও স্তরিত প্রবাহের অঞ্চল তৈরি করে, যা মাইক্রো, মেসো এবং ম্যাক্রো স্কেলে মিশ্রণ ঘটায়। এই অনন্য মিক্সারটির নকশায় কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিক্স (সিএফডি) সিমুলেশন ব্যবহার করা হয়েছে, যা অভ্যন্তরীণ বিশ্লেষণমূলক পরীক্ষা এবং গ্রাহকের মাঠ পর্যায়ের মূল্যায়নের জন্য প্রোটোটাইপ তৈরির আগে প্রবাহের ধরণ বিশ্লেষণ করে এবং নকশাটিকে পরিমার্জন করে। অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং হলো প্রচলিত মেশিনিং (মিলিং মেশিন, লেদ ইত্যাদি) ছাড়াই সরাসরি ক্যাড ড্রয়িং থেকে ত্রিমাত্রিক জ্যামিতিক উপাদান প্রিন্ট করার একটি প্রক্রিয়া। এই নতুন স্ট্যাটিক মিক্সারগুলো এই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যেখানে CAD ড্রয়িং থেকে মিক্সারের মূল কাঠামো তৈরি করা হয় এবং অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং ব্যবহার করে অংশগুলো স্তরে স্তরে তৈরি (প্রিন্ট) করা হয়। এখানে, প্রায় ২০ মাইক্রন পুরু ধাতব পাউডারের একটি স্তর জমা করা হয় এবং একটি কম্পিউটার-নিয়ন্ত্রিত লেজার বেছে বেছে পাউডারটিকে গলিয়ে একটি কঠিন আকারে পরিণত করে। এই স্তরের উপরে আরেকটি স্তর প্রয়োগ করা হয় এবং লেজার সিন্টারিং প্রয়োগ করা হয়। অংশটি সম্পূর্ণরূপে তৈরি না হওয়া পর্যন্ত এই প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করা হয়। এরপর লেজার-সংযুক্ত নয় এমন অংশ থেকে পাউডারটি সরিয়ে ফেলা হয়, ফলে মূল CAD ড্রয়িংয়ের সাথে হুবহু মিলে যাওয়া একটি থ্রিডি প্রিন্টেড অংশ অবশিষ্ট থাকে। চূড়ান্ত পণ্যটি মাইক্রোফ্লুইডিক প্রক্রিয়ার সাথে কিছুটা সাদৃশ্যপূর্ণ, তবে প্রধান পার্থক্য হলো মাইক্রোফ্লুইডিক উপাদানগুলো সাধারণত দ্বিমাত্রিক (সমতল) হয়, যেখানে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং ব্যবহার করে ত্রিমাত্রিক জ্যামিতিতে জটিল প্রবাহের নকশা তৈরি করা যায়। এই ফসেটগুলো বর্তমানে ৩১৬এল স্টেইনলেস স্টিল এবং টাইটানিয়ামে থ্রিডি প্রিন্টেড অংশ হিসেবে পাওয়া যাচ্ছে। বেশিরভাগ ধাতব সংকর, পলিমার এবং কিছু সিরামিক এই পদ্ধতি ব্যবহার করে উপাদান তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ভবিষ্যতের ডিজাইন/পণ্যে এগুলো বিবেচনা করা হবে।
রাইস। ১। একটি ৯০ μl মট স্ট্যাটিক মিক্সারের আলোকচিত্র (ক) এবং চিত্র (খ), যেখানে মিক্সারের তরল প্রবাহ পথের একটি প্রস্থচ্ছেদ নীল রঙে চিহ্নিত করে দেখানো হয়েছে।
ডিজাইন পর্যায়ে স্ট্যাটিক মিক্সারের কার্যকারিতার কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিক্স (সিএফডি) সিমুলেশন চালানো হয়, যা কার্যকর ডিজাইন তৈরিতে সাহায্য করে এবং সময়সাপেক্ষ ও ব্যয়বহুল ট্রায়াল-অ্যান্ড-এরর পরীক্ষা-নিরীক্ষা কমিয়ে আনে। COMSOL মাল্টিফিজিক্স সফটওয়্যার প্যাকেজ ব্যবহার করে স্ট্যাটিক মিক্সার এবং স্ট্যান্ডার্ড পাইপিং (নো-মিক্সার সিমুলেশন)-এর সিএফডি সিমুলেশন করা হয়। কোনো যন্ত্রাংশের মধ্যে তরলের বেগ এবং চাপ বোঝার জন্য চাপ-চালিত ল্যামিনার ফ্লুইড মেকানিক্স ব্যবহার করে মডেলিং করা হয়। এই ফ্লুইড ডাইনামিক্স, মোবাইল ফেজ যৌগগুলির রাসায়নিক পরিবহনের সাথে মিলিত হয়ে, দুটি ভিন্ন ঘনত্বের তরলের মিশ্রণ বুঝতে সাহায্য করে। তুলনীয় সমাধান খোঁজার সময় গণনার সুবিধার জন্য মডেলটিকে ১০ সেকেন্ডের একটি সময় ফাংশন হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়। পয়েন্ট প্রোব প্রজেকশন টুল ব্যবহার করে একটি সময়-সংশ্লিষ্ট গবেষণার মাধ্যমে তাত্ত্বিক ডেটা সংগ্রহ করা হয়েছিল, যেখানে ডেটা সংগ্রহের জন্য নির্গমন পথের মাঝখানে একটি বিন্দু নির্বাচন করা হয়েছিল। সিএফডি মডেল এবং পরীক্ষামূলক পরীক্ষাগুলিতে একটি প্রপোর্শনাল স্যাম্পলিং ভালভ এবং পাম্পিং সিস্টেমের মাধ্যমে দুটি ভিন্ন দ্রাবক ব্যবহার করা হয়েছিল, যার ফলে স্যাম্পলিং লাইনে প্রতিটি দ্রাবকের জন্য একটি করে প্রতিস্থাপন প্লাগ তৈরি হয়। এরপর এই দ্রাবকগুলিকে একটি স্ট্যাটিক মিক্সারে মেশানো হয়। চিত্র ২ এবং ৩ যথাক্রমে একটি সাধারণ পাইপ (মিক্সার ছাড়া) এবং একটি মট স্ট্যাটিক মিক্সারের মধ্য দিয়ে প্রবাহের সিমুলেশন দেখায়। চিত্র ২-এ দেখানো স্ট্যাটিক মিক্সারের অনুপস্থিতিতে টিউবের মধ্যে পর্যায়ক্রমে জল এবং বিশুদ্ধ অ্যাসিটোনাইট্রিলের প্লাগ প্রবেশের ধারণাটি প্রদর্শন করার জন্য সিমুলেশনটি ৫ সেমি লম্বা এবং ০.২৫ মিমি অভ্যন্তরীণ ব্যাসের একটি সোজা টিউবের উপর চালানো হয়েছিল। সিমুলেশনটিতে টিউব এবং মিক্সারের সঠিক মাত্রা এবং ০.৩ মিলি/মিনিট প্রবাহ হার ব্যবহার করা হয়েছিল।
রাইস। ২. একটি HPLC টিউবের অভ্যন্তরে যা ঘটে, অর্থাৎ মিক্সারের অনুপস্থিতিতে, তা উপস্থাপন করার জন্য ০.২৫ মিমি অভ্যন্তরীণ ব্যাসযুক্ত একটি ৫ সেমি টিউবের মধ্যে CFD প্রবাহের সিমুলেশন। সম্পূর্ণ লাল রঙ পানির ভর ভগ্নাংশকে নির্দেশ করে। নীল রঙ পানির অনুপস্থিতি, অর্থাৎ বিশুদ্ধ অ্যাসিটোনাইট্রাইলকে নির্দেশ করে। দুটি ভিন্ন তরলের পর্যায়ক্রমিক প্লাগগুলির মধ্যে ব্যাপন অঞ্চল দেখা যায়।
চাল। ৩. ৩০ মিলি আয়তনের একটি স্ট্যাটিক মিক্সার, যা COMSOL CFD সফটওয়্যার প্যাকেজে মডেল করা হয়েছে। লিজেন্ডটি মিক্সারে পানির ভর ভগ্নাংশকে নির্দেশ করে। বিশুদ্ধ পানিকে লাল রঙে এবং বিশুদ্ধ অ্যাসিটোনাইট্রাইলকে নীল রঙে দেখানো হয়েছে। সিমুলেটেড পানির ভর ভগ্নাংশের পরিবর্তনকে দুটি তরলের মিশ্রণের রঙের পরিবর্তনের মাধ্যমে উপস্থাপন করা হয়েছে।
চিত্র ৪-এ মিশ্রণ দক্ষতা এবং মিশ্রণ আয়তনের মধ্যেকার সম্পর্ক মডেলের একটি বৈধতা যাচাই সমীক্ষা দেখানো হয়েছে। মিশ্রণ আয়তন বাড়লে মিশ্রণ দক্ষতাও বাড়বে। লেখকদের জানামতে, মিক্সারের অভ্যন্তরে ক্রিয়াশীল অন্যান্য জটিল ভৌত শক্তি এই CFD মডেলে বিবেচনা করা সম্ভব হয়নি, যার ফলে পরীক্ষামূলক পরীক্ষায় মিশ্রণ দক্ষতা বেশি পাওয়া গেছে। পরীক্ষামূলক মিশ্রণ দক্ষতা পরিমাপ করা হয়েছিল বেস সাইনুসয়েডের শতকরা হ্রাস হিসেবে। এছাড়াও, বর্ধিত ব্যাক প্রেসারের কারণে সাধারণত মিশ্রণের মাত্রা বেড়ে যায়, যা সিমুলেশনে বিবেচনা করা হয়নি।
বিভিন্ন স্ট্যাটিক মিক্সারের আপেক্ষিক কার্যকারিতা তুলনা করার জন্য, কাঁচা সাইন ওয়েভ পরিমাপ করতে নিম্নলিখিত HPLC শর্তাবলী এবং পরীক্ষার সেটআপ ব্যবহার করা হয়েছিল। চিত্র ৫-এর ডায়াগ্রামটি একটি সাধারণ HPLC/UHPLC সিস্টেমের বিন্যাস দেখায়। পাম্পের ঠিক পরে এবং ইনজেক্টর ও সেপারেশন কলামের আগে মিক্সারটি স্থাপন করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। বেশিরভাগ ব্যাকগ্রাউন্ড সাইনুসয়েডাল পরিমাপ স্ট্যাটিক মিক্সার এবং UV ডিটেক্টরের মধ্যে ইনজেক্টর এবং ক্যাপিলারি কলামকে বাইপাস করে করা হয়। সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত মূল্যায়ন এবং/অথবা পিকের আকৃতি বিশ্লেষণ করার সময়, সিস্টেমের কনফিগারেশনটি চিত্র ৫-এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৪। বিভিন্ন স্ট্যাটিক মিক্সারের জন্য মিশ্রণ দক্ষতা বনাম মিশ্রণ আয়তনের লেখচিত্র। তাত্ত্বিক অশুদ্ধি পরীক্ষামূলক অশুদ্ধি তথ্যের অনুরূপ প্রবণতা অনুসরণ করে, যা সিএফডি সিমুলেশনগুলোর বৈধতা নিশ্চিত করে।
এই পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত এইচপিএলসি সিস্টেমটি ছিল একটি অ্যাজিলেন্ট ১১০০ সিরিজ এইচপিএলসি, যার সাথে একটি ইউভি ডিটেক্টর যুক্ত ছিল এবং এটি কেমস্টেশন সফটওয়্যার চালিত একটি পিসি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতো। সারণি ১-এ দুটি কেস স্টাডিতে বেসিক সাইনুসয়েড পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে মিক্সারের কার্যকারিতা পরিমাপের জন্য সাধারণ টিউনিং শর্তাবলী দেখানো হয়েছে। দুটি ভিন্ন দ্রাবকের নমুনার উপর পরীক্ষামূলক পরীক্ষাগুলো চালানো হয়েছিল। কেস ১-এ মিশ্রিত দুটি দ্রাবক ছিল দ্রাবক এ (ডিআয়োনাইজড জলে ২০ mM অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেট) এবং দ্রাবক বি (৮০% অ্যাসিটোনাইট্রাইল (ACN)/২০% ডিআয়োনাইজড জল)। কেস ২-এ, দ্রাবক এ ছিল ডিআয়োনাইজড জলে ০.০৫% অ্যাসিটোনের (লেবেল) একটি দ্রবণ। দ্রাবক বি হলো ৮০/২০% মিথানল এবং জলের একটি মিশ্রণ। কেস ১-এ, পাম্পটি ০.২৫ মিলি/মিনিট থেকে ১.০ মিলি/মিনিট প্রবাহ হারে সেট করা হয়েছিল, এবং কেস ২-এ, পাম্পটি ১ মিলি/মিনিটের একটি স্থির প্রবাহ হারে সেট করা হয়েছিল। উভয় ক্ষেত্রেই, দ্রাবক A এবং B-এর মিশ্রণের অনুপাত ছিল ২০% A/৮০% B। প্রথম ক্ষেত্রে ডিটেক্টরটি ২২০ nm-এ সেট করা হয়েছিল এবং দ্বিতীয় ক্ষেত্রে অ্যাসিটোনের সর্বোচ্চ শোষণ ২৬৫ nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সেট করা হয়েছিল।
সারণি ১. কেস ১ এবং ২ এর জন্য এইচপিএলসি কনফিগারেশন কেস ১ কেস ২ পাম্পের গতি ০.২৫ মিলি/মিনিট থেকে ১.০ মিলি/মিনিট ১.০ মিলি/মিনিট দ্রাবক A ডিআয়নাইজড জলে ২০ mM অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেট ডিআয়নাইজড জলে ০.০৫% অ্যাসিটোন দ্রাবক B ৮০% অ্যাসিটোনাইট্রাইল (ACN) / ২০% ডিআয়নাইজড জল ৮০% মিথানল / ২০% ডিআয়নাইজড জল দ্রাবকের অনুপাত ২০% A / ৮০% B ২০% A / ৮০% B ডিটেক্টর ২২০ nm ২৬৫ nm
রাইস। ৬. সিগন্যালের বেসলাইন ড্রিফট উপাদানগুলো অপসারণের জন্য লো-পাস ফিল্টার প্রয়োগের আগে ও পরে পরিমাপ করা মিশ্র সাইন তরঙ্গের প্লট।
চিত্র ৬ হলো কেস ১-এর মিশ্র বেসলাইন নয়েজের একটি সাধারণ উদাহরণ, যা বেসলাইন ড্রিফটের উপর আরোপিত একটি পুনরাবৃত্ত সাইনুসয়েডাল প্যাটার্ন হিসাবে দেখানো হয়েছে। বেসলাইন ড্রিফট হলো ব্যাকগ্রাউন্ড সিগন্যালের একটি ধীর বৃদ্ধি বা হ্রাস। যদি সিস্টেমটিকে যথেষ্ট দীর্ঘ সময় ধরে সাম্যাবস্থায় আসতে না দেওয়া হয়, তবে এটি সাধারণত কমে যায়, কিন্তু সিস্টেমটি সম্পূর্ণ স্থিতিশীল থাকা অবস্থাতেও এটি অনিয়মিতভাবে ড্রিফট করতে থাকে। যখন সিস্টেমটি খাড়া গ্রেডিয়েন্ট বা উচ্চ ব্যাক প্রেসার পরিস্থিতিতে কাজ করে, তখন এই বেসলাইন ড্রিফট বৃদ্ধি পাওয়ার প্রবণতা দেখা যায়। যখন এই বেসলাইন ড্রিফট উপস্থিত থাকে, তখন এক স্যাম্পল থেকে অন্য স্যাম্পলের ফলাফল তুলনা করা কঠিন হয়ে পড়ে, যা কাঁচা ডেটার উপর একটি লো-পাস ফিল্টার প্রয়োগ করে এই নিম্ন-কম্পাঙ্কের তারতম্যগুলোকে ফিল্টার করে বাদ দেওয়ার মাধ্যমে সমাধান করা যেতে পারে, যার ফলে একটি সমতল বেসলাইনসহ একটি অসিলেশন প্লট পাওয়া যায়। চিত্র ৬-এ একটি লো-পাস ফিল্টার প্রয়োগ করার পর মিক্সারের বেসলাইন নয়েজের একটি প্লটও দেখানো হয়েছে।
সিএফডি সিমুলেশন এবং প্রাথমিক পরীক্ষামূলক পরীক্ষা সম্পন্ন করার পর, উপরে বর্ণিত অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলো ব্যবহার করে তিনটি পৃথক স্ট্যাটিক মিক্সার তৈরি করা হয়েছিল, যেগুলোর তিনটি ভিন্ন অভ্যন্তরীণ আয়তন ছিল: ৩০ µl, ৬০ µl এবং ৯০ µl। এই পরিসরটি কম অ্যানালাইটযুক্ত এইচপিএলসি (HPLC) অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় আয়তন এবং মিশ্রণ কর্মক্ষমতার পরিসরকে অন্তর্ভুক্ত করে, যেখানে কম বিস্তারযুক্ত বেসলাইন তৈরি করার জন্য উন্নত মিশ্রণ এবং কম বিচ্ছুরণ প্রয়োজন হয়। চিত্র ৭-এ উদাহরণ ১-এর পরীক্ষামূলক সিস্টেমে (ট্রেসার হিসেবে অ্যাসিটোনাইট্রাইল এবং অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেট) তিনটি ভিন্ন আয়তনের স্ট্যাটিক মিক্সার ব্যবহার করে এবং কোনো মিক্সার ইনস্টল না করে প্রাপ্ত মৌলিক সাইন ওয়েভ পরিমাপ দেখানো হয়েছে। চিত্র ৭-এ দেখানো ফলাফলের জন্য পরীক্ষামূলক পরীক্ষার শর্তাবলী, সারণি ১-এ বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে, ০.৫ মিলি/মিনিট দ্রাবক প্রবাহ হারে ৪টি পরীক্ষা জুড়েই স্থির রাখা হয়েছিল। ডেটাসেটগুলোতে একটি অফসেট মান প্রয়োগ করুন যাতে সিগন্যাল ওভারল্যাপ ছাড়াই সেগুলোকে পাশাপাশি প্রদর্শন করা যায়। অফসেট মিক্সারের কর্মক্ষমতার স্তর বিচার করার জন্য ব্যবহৃত সিগন্যালের বিস্তারকে প্রভাবিত করে না। মিক্সার ছাড়া গড় সাইনুসয়েডাল বিস্তার ছিল ০.২২১ mAi, যেখানে ৩০ µl, ৬০ µl এবং ৯০ µl ঘনত্বে স্ট্যাটিক মট মিক্সারগুলোর বিস্তার কমে যথাক্রমে ০.০৭৭, ০.০১৭ এবং ০.০০৪ mAi-তে নেমে আসে।
চিত্র ৭। কেস ১ (অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেট ইন্ডিকেটর সহ অ্যাসিটোনাইট্রাইল)-এর জন্য HPLC UV ডিটেক্টর সিগন্যাল অফসেট বনাম সময়, যা মিক্সার ছাড়া, এবং ৩০ µl, ৬০ µl ও ৯০ µl মট মিক্সার ব্যবহার করে দ্রাবকের মিশ্রণ দেখাচ্ছে। এতে আরও দেখা যাচ্ছে যে, স্ট্যাটিক মিক্সারের ভলিউম বাড়ার সাথে সাথে মিশ্রণের উন্নতি ঘটে (সিগন্যাল অ্যামপ্লিচিউড কমে যায়)। (উন্নত প্রদর্শনের জন্য প্রকৃত ডেটা অফসেট: ০.১৩ (মিক্সার ছাড়া), ০.৩২, ০.৪, ০.৪৫mA)।
চিত্র ৮-এ দেখানো ডেটা চিত্র ৭-এর ডেটার মতোই, তবে এবার এতে ৫০ µl, ১৫০ µl এবং ২৫০ µl অভ্যন্তরীণ আয়তনের তিনটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত HPLC স্ট্যাটিক মিক্সারের ফলাফল অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। চিত্র ৮। কেস ১-এর জন্য HPLC UV ডিটেক্টর সিগন্যাল অফসেট বনাম সময়ের প্লট (সূচক হিসাবে অ্যাসিটোনাইট্রাইল এবং অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেট), যা স্ট্যাটিক মিক্সার ছাড়া, মট স্ট্যাটিক মিক্সারের নতুন সিরিজ এবং তিনটি প্রচলিত মিক্সারের দ্রাবক মিশ্রণ দেখাচ্ছে (উন্নত প্রদর্শনের জন্য প্রকৃত ডেটা অফসেট যথাক্রমে ০.১ (মিক্সার ছাড়া), ০.৩২, ০.৪৮, ০.৬, ০.৭, ০.৮, ০.৯ mA)। মিক্সার ইনস্টল করা ছাড়া সাইন ওয়েভের বিস্তারের সাথে সাইন ওয়েভের বিস্তারের অনুপাত দ্বারা মূল সাইন ওয়েভের শতকরা হ্রাস গণনা করা হয়। কেস ১ এবং ২-এর জন্য পরিমাপকৃত সাইন ওয়েভ অ্যাটেন্যুয়েশন শতাংশ সারণি ২-তে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে, সাথে একটি নতুন স্ট্যাটিক মিক্সার এবং শিল্পে সাধারণত ব্যবহৃত সাতটি স্ট্যান্ডার্ড মিক্সারের অভ্যন্তরীণ আয়তনও উল্লেখ করা হয়েছে। চিত্র ৮ এবং ৯-এর ডেটা, সেইসাথে সারণি ২-তে উপস্থাপিত গণনা থেকে দেখা যায় যে, মট স্ট্যাটিক মিক্সার ৯৮.১% পর্যন্ত সাইন ওয়েভ অ্যাটেন্যুয়েশন প্রদান করতে পারে, যা এই পরীক্ষার শর্তাধীনে একটি প্রচলিত HPLC মিক্সারের কর্মক্ষমতাকে অনেক বেশি ছাড়িয়ে যায়। চিত্র ৯. কেস ২-এর জন্য HPLC UV ডিটেক্টর সিগন্যাল অফসেট বনাম সময়ের প্লট (ট্রেসার হিসাবে মিথানল এবং অ্যাসিটোন), যেখানে কোনো স্ট্যাটিক মিক্সার নেই (সম্মিলিত), মট স্ট্যাটিক মিক্সারের একটি নতুন সিরিজ এবং দুটি প্রচলিত মিক্সার দেখানো হয়েছে (প্রকৃত ডেটা অফসেটগুলি হলো ০, ১১ (মিক্সার ছাড়া), ০.২২, ০.৩, ০.৩৫ mA এবং আরও ভালোভাবে প্রদর্শনের জন্য)। শিল্পে সাধারণত ব্যবহৃত সাতটি মিক্সারও মূল্যায়ন করা হয়েছিল। এগুলোর মধ্যে রয়েছে কোম্পানি A-এর তিনটি ভিন্ন অভ্যন্তরীণ আয়তনের মিক্সার (যেগুলোকে মিক্সার A1, A2 এবং A3 হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে) এবং কোম্পানি B-এর তিনটি ভিন্ন অভ্যন্তরীণ আয়তনের মিক্সার (যেগুলোকে মিক্সার B1, B2 এবং B3 হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে)। কোম্পানি C শুধুমাত্র একটি আকারের মূল্যায়ন করেছে।
সারণী ২. স্ট্যাটিক মিক্সারের নাড়ানোর বৈশিষ্ট্য এবং অভ্যন্তরীণ আয়তন স্ট্যাটিক মিক্সার কেস ১ সাইনুসয়েডাল রিকভারি: অ্যাসিটোনাইট্রাইল পরীক্ষা (দক্ষতা) কেস ২ সাইনুসয়েডাল রিকভারি: মিথানল-পানি পরীক্ষা (দক্ষতা) অভ্যন্তরীণ আয়তন (µl) মিক্সার নেই – - ০ মট ৩০ ৬৫% ৬৭.২% ৩০ মট ৬০ ৯২.২% ৯১.৩% ৬০ মট ৯০ ৯৮.১% ৯৭.৫% ৯০ মিক্সার এ১ ৬৬.৪% ৭৩.৭% ৫০ মিক্সার এ২ ৮৯.৮% ৯১.৬% ১৫০ মিক্সার এ৩ ৯২.২% ৯৪.৫% ২৫০ মিক্সার বি১ ৪৪.৮% ৪৫.৭% ৩৫ মিক্সার বি২ ৮৪.৫% ৯৬.২% ৩৭০ মিক্সার সি ৯৭.২% ৯৭.৪% ২৫০
চিত্র ৮ এবং সারণি ২-এর ফলাফল বিশ্লেষণ করে দেখা যায় যে, ৩০ µl মট স্ট্যাটিক মিক্সারের মিশ্রণ দক্ষতা A1 মিক্সারের (অর্থাৎ ৫০ µl) সমান, তবে ৩০ µl মট মিক্সারের অভ্যন্তরীণ আয়তন ৩০% কম। ৬০ µl মট মিক্সারকে ১৫০ µl অভ্যন্তরীণ আয়তনের A2 মিক্সারের সাথে তুলনা করলে, মিশ্রণ দক্ষতায় ৮৯% এর বিপরীতে ৯২% এর সামান্য উন্নতি দেখা যায়, কিন্তু আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, এই উচ্চতর স্তরের মিশ্রণ A2 মিক্সারের আয়তনের ১/৩ অংশেই অর্জিত হয়েছে। ৯০ µl মট মিক্সারের কার্যকারিতা ২৫০ µl অভ্যন্তরীণ আয়তনের A3 মিক্সারের মতোই ছিল। অভ্যন্তরীণ আয়তন ৩ গুণ কমানোর ফলে মিশ্রণ দক্ষতায় ৯৮% এবং ৯২% উন্নতিও পরিলক্ষিত হয়েছে। মিক্সার B এবং C-এর ক্ষেত্রেও একই রকম ফলাফল ও তুলনা পাওয়া গেছে। ফলস্বরূপ, মট পারফেক্টপিক™ (Mott PerfectPeak™) স্ট্যাটিক মিক্সারের নতুন সিরিজটি তুলনামূলক প্রতিযোগী মিক্সারগুলোর চেয়ে বেশি মিশ্রণ দক্ষতা প্রদান করে, কিন্তু কম অভ্যন্তরীণ আয়তনের কারণে এটি উন্নততর ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ, উন্নততর সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত, উন্নততর অ্যানালাইট সংবেদনশীলতা, পিকের আকৃতি এবং পিক রেজোলিউশন প্রদান করে। কেস ১ এবং কেস ২ উভয় গবেষণাতেই মিশ্রণ দক্ষতার ক্ষেত্রে একই রকম প্রবণতা পরিলক্ষিত হয়েছে। কেস ২-এর জন্য, ৬০ মিলি মট মিক্সার, একটি তুলনামূলক মিক্সার A1 (অভ্যন্তরীণ আয়তন ৫০ µl) এবং একটি তুলনামূলক মিক্সার B1 (অভ্যন্তরীণ আয়তন ৩৫ µl)-এর মিশ্রণ দক্ষতা তুলনা করার জন্য মিথানল এবং অ্যাসিটোনকে নির্দেশক হিসেবে ব্যবহার করে পরীক্ষা চালানো হয়েছিল। মিক্সার ইনস্টল করা ছাড়া এর কার্যকারিতা দুর্বল ছিল, কিন্তু এটি বেসলাইন বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। ৬০ মিলি মট মিক্সারটি পরীক্ষামূলক গ্রুপে সেরা মিক্সার হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে, যা মিশ্রণ দক্ষতায় ৯০% বৃদ্ধি এনেছে। একটি তুলনামূলক মিক্সার A1-এর মিশ্রণ দক্ষতায় ৭৫% উন্নতি দেখা গেছে এবং এর পরে একটি তুলনামূলক মিক্সার B1-এ ৪৫% উন্নতি পরিলক্ষিত হয়েছে। কেস ১-এর সাইন কার্ভ পরীক্ষার মতোই একই শর্তে, শুধুমাত্র প্রবাহের হার পরিবর্তন করে, একাধিক মিক্সারের উপর প্রবাহের হারের সাথে একটি মৌলিক সাইন ওয়েভ হ্রাস পরীক্ষা চালানো হয়েছিল। প্রাপ্ত তথ্য থেকে দেখা যায় যে, ০.২৫ থেকে ১ মিলি/মিনিট প্রবাহের হারের পরিসরে, তিনটি মিক্সার ভলিউমের ক্ষেত্রেই সাইন ওয়েভের প্রাথমিক হ্রাস তুলনামূলকভাবে স্থির ছিল। দুটি ছোট ভলিউমের মিক্সারের ক্ষেত্রে, প্রবাহের হার কমার সাথে সাথে সাইনুসয়েডাল সংকোচনে সামান্য বৃদ্ধি দেখা যায়, যা প্রত্যাশিত। এর কারণ হলো মিক্সারের মধ্যে দ্রাবকের অবস্থানকাল বৃদ্ধি পায়, যা বর্ধিত ডিফিউশন মিক্সিং-এর সুযোগ করে দেয়। প্রবাহ আরও কমলে সাইন ওয়েভের হ্রাস বাড়বে বলে আশা করা যায়। তবে, সর্বোচ্চ সাইন ওয়েভ বেস অ্যাটেন্যুয়েশনযুক্ত বৃহত্তম মিক্সার ভলিউমের ক্ষেত্রে, সাইন ওয়েভ বেস অ্যাটেন্যুয়েশন কার্যত অপরিবর্তিত ছিল (পরীক্ষামূলক অনিশ্চয়তার পরিসরের মধ্যে), যার মান ৯৫% থেকে ৯৮% পর্যন্ত ছিল। ১০. প্রথম ক্ষেত্রে প্রবাহ হারের সাপেক্ষে একটি সাইন তরঙ্গের মৌলিক ক্ষয়। পরীক্ষাটি পরিবর্তনশীল প্রবাহ হার সহ সাইন পরীক্ষার অনুরূপ পরিস্থিতিতে পরিচালিত হয়েছিল, যেখানে অ্যাসিটোনাইট্রাইল এবং জলের ৮০/২০ মিশ্রণের ৮০% এবং ২০ mM অ্যামোনিয়াম অ্যাসিটেটের ২০% ইনজেক্ট করা হয়েছিল।
পেটেন্টকৃত PerfectPeakTM ইনলাইন স্ট্যাটিক মিক্সারের নতুন উন্নত পরিসরটি ৩০ µl, ৬০ µl এবং ৯০ µl—এই তিনটি অভ্যন্তরীণ আয়তনে পাওয়া যায়। এটি বেশিরভাগ HPLC বিশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় আয়তন এবং মিশ্রণ কর্মক্ষমতার পরিসরকে পূরণ করে, যেখানে উন্নত মিশ্রণ এবং নিম্ন ডিসপারশন ফ্লোর প্রয়োজন হয়। এই নতুন স্ট্যাটিক মিক্সারটি নতুন ৩ডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি অনন্য ৩ডি কাঠামো তৈরি করে এই লক্ষ্য অর্জন করে। এই কাঠামো উন্নত হাইড্রোডাইনামিক স্ট্যাটিক মিশ্রণ প্রদান করে এবং অভ্যন্তরীণ মিশ্রণের প্রতি একক আয়তনে বেস নয়েজ সর্বোচ্চ শতাংশে হ্রাস করে। একটি প্রচলিত মিক্সারের অভ্যন্তরীণ আয়তনের ১/৩ অংশ ব্যবহার করে বেস নয়েজ ৯৮% পর্যন্ত কমানো যায়। এই ধরনের মিক্সারগুলো পরস্পর সংযুক্ত ত্রিমাত্রিক প্রবাহ চ্যানেল দ্বারা গঠিত, যেগুলোর প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল এবং পথের দৈর্ঘ্য ভিন্ন ভিন্ন হয়, কারণ তরলটি এর ভেতরে জটিল জ্যামিতিক প্রতিবন্ধকতা অতিক্রম করে। স্ট্যাটিক মিক্সারের এই নতুন পরিবারটি প্রতিযোগিতামূলক মিক্সারগুলোর তুলনায় উন্নত কর্মক্ষমতা প্রদান করে, কিন্তু এর অভ্যন্তরীণ আয়তন কম। এর ফলে উন্নত সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত এবং নিম্ন কোয়ান্টিটেশন সীমা পাওয়া যায়, পাশাপাশি উচ্চতর সংবেদনশীলতার জন্য উন্নত পিক শেপ, দক্ষতা এবং রেজোলিউশনও পাওয়া যায়।
এই সংখ্যায় ক্রোমাটোগ্রাফি – পরিবেশবান্ধব আরপি-এইচপিএলসি – বিশ্লেষণ ও বিশুদ্ধকরণে অ্যাসিটোনাইট্রিলের পরিবর্তে আইসোপ্রোপানল ব্যবহারে কোর-শেল ক্রোমাটোগ্রাফির প্রয়োগ – নতুন গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফ…
বিজনেস সেন্টার ইন্টারন্যাশনাল ল্যাবমেট লিমিটেড ওক কোর্ট স্যান্ডরিজ পার্ক, পোর্টার্স উড সেন্ট অ্যালবান্স হার্টফোর্ডশায়ার AL3 6PH যুক্তরাজ্য