उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (HPLC) और अति उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (HPLC और UHPLC) प्रणालियों की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया एक क्रांतिकारी नया इनलाइन स्टैटिक मिक्सर विकसित किया गया है। दो या दो से अधिक गतिशील चरणों का खराब मिश्रण उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात का कारण बन सकता है, जिससे संवेदनशीलता कम हो जाती है। न्यूनतम आंतरिक आयतन और भौतिक आयामों वाले स्टैटिक मिक्सर के साथ दो या दो से अधिक तरल पदार्थों का समरूप स्टैटिक मिश्रण एक आदर्श स्टैटिक मिक्सर का उच्चतम मानक है। नया स्टैटिक मिक्सर नई 3D प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके एक अद्वितीय 3D संरचना बनाकर इसे प्राप्त करता है, जो मिश्रण के प्रति इकाई आंतरिक आयतन में आधार साइन तरंग में उच्चतम प्रतिशत कमी के साथ बेहतर हाइड्रोडायनामिक स्टैटिक मिश्रण प्रदान करता है। एक पारंपरिक मिक्सर के आंतरिक आयतन के 1/3 का उपयोग करने से मूल साइन तरंग 98% तक कम हो जाती है। मिक्सर में परस्पर जुड़े 3D प्रवाह चैनल होते हैं जिनके अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और पथ की लंबाई भिन्न-भिन्न होती है क्योंकि तरल पदार्थ जटिल 3D ज्यामितियों से गुजरता है। कई घुमावदार प्रवाह मार्गों के साथ मिश्रण, स्थानीय अशांति और भंवरों के संयोजन से सूक्ष्म, मध्य और वृहद स्तरों पर मिश्रण होता है। इस अद्वितीय मिक्सर को कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स (CFD) सिमुलेशन का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है। प्रस्तुत परीक्षण डेटा दर्शाता है कि न्यूनतम आंतरिक आयतन के साथ उत्कृष्ट मिश्रण प्राप्त किया जाता है।
30 वर्षों से अधिक समय से, तरल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग फार्मास्यूटिकल्स, कीटनाशक, पर्यावरण संरक्षण, फोरेंसिक और रासायनिक विश्लेषण सहित कई उद्योगों में किया जाता रहा है। किसी भी उद्योग में तकनीकी विकास के लिए पार्ट्स प्रति मिलियन या उससे कम तक सटीक माप की क्षमता अत्यंत महत्वपूर्ण है। खराब मिश्रण दक्षता के कारण सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात कम हो जाता है, जो क्रोमैटोग्राफी समुदाय के लिए पहचान सीमा और संवेदनशीलता के संदर्भ में एक समस्या है। दो एचपीएलसी विलायकों को मिलाते समय, कभी-कभी बाहरी साधनों द्वारा मिश्रण को जबरदस्ती करना आवश्यक हो जाता है ताकि दोनों विलायकों को समरूप बनाया जा सके क्योंकि कुछ विलायक अच्छी तरह से नहीं मिलते हैं। यदि विलायक पूरी तरह से मिश्रित नहीं होते हैं, तो एचपीएलसी क्रोमैटोग्राम का क्षरण हो सकता है, जो अत्यधिक बेसलाइन शोर और/या खराब पीक आकार के रूप में प्रकट होता है। खराब मिश्रण के साथ, बेसलाइन शोर समय के साथ डिटेक्टर सिग्नल की साइन तरंग (बढ़ती और घटती) के रूप में दिखाई देगा। साथ ही, खराब मिश्रण से पीक चौड़ी और असममित हो सकती हैं, जिससे विश्लेषणात्मक प्रदर्शन, पीक आकार और पीक रिज़ॉल्यूशन कम हो जाता है। उद्योग जगत ने यह स्वीकार किया है कि इन-लाइन और टी स्टैटिक मिक्सर इन सीमाओं को बेहतर बनाने और उपयोगकर्ताओं को कम संवेदनशीलता प्राप्त करने में सक्षम बनाने का एक साधन हैं। आदर्श स्टैटिक मिक्सर उच्च मिश्रण दक्षता, कम डेड वॉल्यूम और कम दबाव ड्रॉप के लाभों को न्यूनतम वॉल्यूम और अधिकतम सिस्टम थ्रूपुट के साथ जोड़ता है। इसके अलावा, जैसे-जैसे विश्लेषण अधिक जटिल होता जाता है, विश्लेषकों को नियमित रूप से अधिक ध्रुवीय और मुश्किल से घुलने वाले विलायकों का उपयोग करना पड़ता है। इसका अर्थ है कि भविष्य के परीक्षणों के लिए बेहतर मिश्रण अनिवार्य है, जिससे बेहतर मिक्सर डिज़ाइन और प्रदर्शन की आवश्यकता और भी बढ़ जाती है।
मॉट ने हाल ही में पेटेंटेड परफेक्टपीक™ इनलाइन स्टैटिक मिक्सर की एक नई रेंज विकसित की है, जो तीन आंतरिक आयतन (30 µl, 60 µl और 90 µl) में उपलब्ध है। ये आकार अधिकांश HPLC परीक्षणों के लिए आवश्यक आयतन और मिश्रण विशेषताओं की पूरी श्रृंखला को कवर करते हैं, जहाँ बेहतर मिश्रण और कम फैलाव की आवश्यकता होती है। तीनों मॉडल 0.5″ व्यास के हैं और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन में उद्योग-अग्रणी प्रदर्शन प्रदान करते हैं। ये 316L स्टेनलेस स्टील से बने हैं, जिन्हें निष्क्रियता के लिए पैसिवेट किया गया है, लेकिन टाइटेनियम और अन्य संक्षारण प्रतिरोधी और रासायनिक रूप से निष्क्रिय धातु मिश्र धातु भी उपलब्ध हैं। इन मिक्सर का अधिकतम परिचालन दबाव 20,000 psi तक है। चित्र 1a में 60 µl मॉट स्टैटिक मिक्सर का एक चित्र है, जिसे इस प्रकार के मानक मिक्सर की तुलना में कम आंतरिक आयतन का उपयोग करते हुए अधिकतम मिश्रण दक्षता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह नया स्टैटिक मिक्सर डिज़ाइन नई एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक का उपयोग करके एक अद्वितीय 3D संरचना बनाता है, जो क्रोमैटोग्राफी उद्योग में वर्तमान में उपयोग होने वाले किसी भी मिक्सर की तुलना में स्टैटिक मिक्सिंग प्राप्त करने के लिए कम आंतरिक प्रवाह का उपयोग करता है। ऐसे मिक्सर में परस्पर जुड़े हुए त्रि-आयामी प्रवाह चैनल होते हैं, जिनके अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और पथ की लंबाई भिन्न-भिन्न होती है, क्योंकि तरल पदार्थ अंदर जटिल ज्यामितीय अवरोधों को पार करता है। चित्र 1b में नए मिक्सर का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाया गया है, जिसमें इनलेट और आउटलेट के लिए उद्योग मानक 10-32 थ्रेडेड HPLC कम्प्रेशन फिटिंग का उपयोग किया गया है, और पेटेंट किए गए आंतरिक मिक्सर पोर्ट की नीली छायांकित सीमाएँ हैं। आंतरिक प्रवाह पथों के भिन्न-भिन्न अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और आंतरिक प्रवाह आयतन के भीतर प्रवाह दिशा में परिवर्तन अशांत और लैमिनर प्रवाह के क्षेत्र बनाते हैं, जिससे सूक्ष्म, मध्य और वृहद स्तर पर मिश्रण होता है। इस अद्वितीय मिक्सर के डिज़ाइन में प्रवाह पैटर्न का विश्लेषण करने और इन-हाउस विश्लेषणात्मक परीक्षण और ग्राहक क्षेत्र मूल्यांकन के लिए प्रोटोटाइप बनाने से पहले डिज़ाइन को परिष्कृत करने के लिए कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स (CFD) सिमुलेशन का उपयोग किया गया था। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पारंपरिक मशीनिंग (मिलिंग मशीन, लेथ आदि) की आवश्यकता के बिना, सीएडी ड्राइंग से सीधे 3डी ज्यामितीय घटकों को प्रिंट किया जाता है। ये नए स्टैटिक मिक्सर इसी प्रक्रिया का उपयोग करके निर्मित किए जाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिसमें मिक्सर बॉडी को सीएडी ड्राइंग से बनाया जाता है और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग करके परत दर परत पुर्जों का निर्माण (प्रिंटिंग) किया जाता है। इसमें, लगभग 20 माइक्रोन मोटी धातु पाउडर की एक परत जमा की जाती है, और एक कंप्यूटर-नियंत्रित लेजर चुनिंदा रूप से पाउडर को पिघलाकर ठोस रूप में परिवर्तित करता है। इस परत के ऊपर एक और परत लगाई जाती है और लेजर सिंटरिंग की जाती है। इस प्रक्रिया को तब तक दोहराया जाता है जब तक कि पुर्जा पूरी तरह से तैयार न हो जाए। फिर पाउडर को गैर-लेजर-बंधित पुर्जे से हटा दिया जाता है, जिससे मूल सीएडी ड्राइंग से मेल खाने वाला 3डी प्रिंटेड पुर्जा प्राप्त होता है। अंतिम उत्पाद कुछ हद तक माइक्रोफ्लुइडिक प्रक्रिया के समान है, मुख्य अंतर यह है कि माइक्रोफ्लुइडिक घटक आमतौर पर द्वि-आयामी (सपाट) होते हैं, जबकि एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग करके, त्रि-आयामी ज्यामिति में जटिल प्रवाह पैटर्न बनाए जा सकते हैं। ये नल फिलहाल 316L स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम से बने 3D प्रिंटेड पार्ट्स के रूप में उपलब्ध हैं। इस विधि से पुर्जे बनाने के लिए अधिकांश धातु मिश्रधातुओं, पॉलिमर और कुछ सिरेमिक का उपयोग किया जा सकता है और भविष्य के डिज़ाइनों/उत्पादों में इन पर विचार किया जाएगा।
चावल। 1. 90 μl मॉट स्टैटिक मिक्सर की तस्वीर (a) और आरेख (b) जिसमें मिक्सर द्रव प्रवाह पथ का अनुप्रस्थ काट नीले रंग में छायांकित दिखाया गया है।
डिजाइन चरण के दौरान स्टैटिक मिक्सर के प्रदर्शन के लिए कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनामिक्स (CFD) सिमुलेशन चलाकर कुशल डिजाइन विकसित करने में सहायता प्राप्त करें और समय लेने वाले और महंगे ट्रायल-एंड-एरर प्रयोगों को कम करें। COMSOL Multiphysics सॉफ्टवेयर पैकेज का उपयोग करके स्टैटिक मिक्सर और मानक पाइपिंग (बिना मिक्सर वाला सिमुलेशन) का CFD सिमुलेशन किया गया। पार्ट के भीतर द्रव वेग और दबाव को समझने के लिए दबाव-चालित लैमिनर द्रव यांत्रिकी का उपयोग करके मॉडलिंग की गई। यह द्रव गतिकी, मोबाइल फेज यौगिकों के रासायनिक परिवहन के साथ मिलकर, दो अलग-अलग सांद्रित तरल पदार्थों के मिश्रण को समझने में मदद करती है। तुलनीय समाधानों की खोज करते समय गणना में आसानी के लिए, मॉडल का अध्ययन 10 सेकंड के बराबर समय के फलन के रूप में किया गया। पॉइंट प्रोब प्रोजेक्शन टूल का उपयोग करके समय-सहसंबंधित अध्ययन में सैद्धांतिक डेटा प्राप्त किया गया, जहां डेटा संग्रह के लिए निकास के मध्य में एक बिंदु चुना गया था। CFD मॉडल और प्रायोगिक परीक्षणों में आनुपातिक सैंपलिंग वाल्व और पंपिंग सिस्टम के माध्यम से दो अलग-अलग सॉल्वैंट्स का उपयोग किया गया, जिसके परिणामस्वरूप सैंपलिंग लाइन में प्रत्येक सॉल्वेंट के लिए एक प्रतिस्थापन प्लग लगाया गया। फिर इन सॉल्वैंट्स को एक स्टैटिक मिक्सर में मिलाया गया। चित्र 2 और 3 क्रमशः एक मानक पाइप (बिना मिक्सर के) और एक मॉट स्टैटिक मिक्सर के माध्यम से प्रवाह सिमुलेशन दर्शाते हैं। यह सिमुलेशन 5 सेमी लंबी और 0.25 मिमी आंतरिक व्यास वाली एक सीधी ट्यूब पर चलाया गया था ताकि स्टैटिक मिक्सर की अनुपस्थिति में ट्यूब में पानी और शुद्ध एसीटोनिट्राइल के वैकल्पिक प्रवाह की अवधारणा को प्रदर्शित किया जा सके, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। सिमुलेशन में ट्यूब और मिक्सर के सटीक आयामों और 0.3 मिली/मिनट की प्रवाह दर का उपयोग किया गया था।
चावल। 2. 0.25 मिमी के आंतरिक व्यास वाली 5 सेमी ट्यूब में सीएफडी प्रवाह का अनुकरण, जो एचपीएलसी ट्यूब में होने वाली प्रक्रिया को दर्शाता है, यानी मिक्सर की अनुपस्थिति में। गहरा लाल रंग जल के द्रव्यमान अंश को दर्शाता है। नीला रंग जल की अनुपस्थिति, यानी शुद्ध एसीटोनिट्राइल को दर्शाता है। दो अलग-अलग तरल पदार्थों के वैकल्पिक प्लग के बीच विसरण क्षेत्र देखे जा सकते हैं।
चावल। 3. 30 मिलीलीटर आयतन वाला एक स्थिर मिक्सर, COMSOL CFD सॉफ्टवेयर पैकेज में मॉडल किया गया है। चित्र में मिक्सर में पानी के द्रव्यमान अंश को दर्शाया गया है। शुद्ध पानी को लाल रंग में और शुद्ध एसीटोनिट्राइल को नीले रंग में दिखाया गया है। सिमुलेटेड पानी के द्रव्यमान अंश में परिवर्तन को दो तरल पदार्थों के मिश्रण के रंग में परिवर्तन द्वारा दर्शाया गया है।
चित्र 4 में मिश्रण दक्षता और मिश्रण आयतन के बीच सहसंबंध मॉडल का सत्यापन अध्ययन दर्शाया गया है। मिश्रण आयतन बढ़ने पर मिश्रण दक्षता भी बढ़ती है। लेखकों के ज्ञान के अनुसार, मिक्सर के अंदर कार्य करने वाले अन्य जटिल भौतिक बलों को इस सीएफडी मॉडल में शामिल नहीं किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रायोगिक परीक्षणों में उच्च मिश्रण दक्षता प्राप्त होती है। प्रायोगिक मिश्रण दक्षता को आधार साइनसोइड में प्रतिशत कमी के रूप में मापा गया था। इसके अतिरिक्त, बढ़े हुए बैक प्रेशर से आमतौर पर उच्च मिश्रण स्तर प्राप्त होते हैं, जिन्हें सिमुलेशन में ध्यान में नहीं रखा गया है।
विभिन्न स्टैटिक मिक्सरों के सापेक्ष प्रदर्शन की तुलना करने के लिए, कच्चे साइन तरंगों को मापने हेतु निम्नलिखित HPLC स्थितियों और परीक्षण सेटअप का उपयोग किया गया। चित्र 5 में एक विशिष्ट HPLC/UHPLC प्रणाली का लेआउट दर्शाया गया है। स्टैटिक मिक्सर का परीक्षण पंप के ठीक बाद और इंजेक्टर तथा पृथक्करण स्तंभ से पहले मिक्सर को रखकर किया गया। अधिकांश पृष्ठभूमि साइनसोइडल मापन स्टैटिक मिक्सर और UV डिटेक्टर के बीच इंजेक्टर और केशिका स्तंभ को बाईपास करके किए जाते हैं। सिग्नल-टू-शोर अनुपात का मूल्यांकन और/या शिखर आकृति का विश्लेषण करते समय, प्रणाली विन्यास चित्र 5 में दर्शाया गया है।
चित्र 4. विभिन्न स्थिर मिक्सरों के लिए मिश्रण दक्षता और मिश्रण आयतन का आरेख। सैद्धांतिक अशुद्धता प्रयोगात्मक अशुद्धता आंकड़ों के समान प्रवृत्ति दर्शाती है, जो सीएफडी सिमुलेशन की वैधता की पुष्टि करती है।
इस परीक्षण के लिए प्रयुक्त एचपीएलसी प्रणाली एक एजिलेंट 1100 सीरीज एचपीएलसी थी जिसमें यूवी डिटेक्टर लगा था और इसे केमस्टेशन सॉफ्टवेयर चलाने वाले पीसी द्वारा नियंत्रित किया जाता था। तालिका 1 दो केस स्टडी में बुनियादी साइनसोइड्स की निगरानी करके मिक्सर दक्षता मापने के लिए विशिष्ट ट्यूनिंग स्थितियों को दर्शाती है। प्रायोगिक परीक्षण दो अलग-अलग विलायकों पर किए गए। केस 1 में मिश्रित दो विलायक विलायक ए (डीआयनीकृत जल में 20 mM अमोनियम एसीटेट) और विलायक बी (80% एसीटोनिट्राइल (ACN)/20% डीआयनीकृत जल) थे। केस 2 में, विलायक ए डीआयनीकृत जल में 0.05% एसीटोन (लेबल) का घोल था। विलायक बी 80/20% मेथनॉल और जल का मिश्रण है। केस 1 में, पंप को 0.25 मिली/मिनट से 1.0 मिली/मिनट की प्रवाह दर पर सेट किया गया था, और केस 2 में, पंप को 1 मिली/मिनट की स्थिर प्रवाह दर पर सेट किया गया था। दोनों ही मामलों में, विलायक A और B के मिश्रण का अनुपात 20% A/80% B था। पहले मामले में डिटेक्टर को 220 nm पर सेट किया गया था, और दूसरे मामले में एसीटोन के अधिकतम अवशोषण को 265 nm की तरंगदैर्ध्य पर सेट किया गया था।
तालिका 1. केस 1 और 2 के लिए HPLC विन्यास केस 1 केस 2 पंप गति 0.25 मिली/मिनट से 1.0 मिली/मिनट 1.0 मिली/मिनट विलायक A 20 mM अमोनियम एसीटेट विआयनीकृत जल में 0.05% एसीटोन विआयनीकृत जल में विलायक B 80% एसीटोनाइट्राइल (ACN) / 20% विआयनीकृत जल 80% मेथनॉल / 20% विआयनीकृत जल विलायक अनुपात 20% A / 80% B 20% A / 80% B डिटेक्टर 220 nm 265 nm
चावल। 6. सिग्नल के बेसलाइन ड्रिफ्ट घटकों को हटाने के लिए लो-पास फ़िल्टर लगाने से पहले और बाद में मापी गई मिश्रित साइन तरंगों के प्लॉट।
चित्र 6, केस 1 में मिश्रित बेसलाइन शोर का एक विशिष्ट उदाहरण है, जिसे बेसलाइन ड्रिफ्ट पर आरोपित एक दोहराए जाने वाले साइनसोइडल पैटर्न के रूप में दर्शाया गया है। बेसलाइन ड्रिफ्ट पृष्ठभूमि सिग्नल में धीमी वृद्धि या कमी है। यदि सिस्टम को पर्याप्त समय तक स्थिर होने नहीं दिया जाता है, तो यह आमतौर पर कम हो जाता है, लेकिन सिस्टम के पूरी तरह से स्थिर होने पर भी अनियमित रूप से ड्रिफ्ट होता रहता है। जब सिस्टम तीव्र ग्रेडिएंट या उच्च बैक प्रेशर की स्थितियों में काम कर रहा होता है, तो यह बेसलाइन ड्रिफ्ट बढ़ने लगता है। जब यह बेसलाइन ड्रिफ्ट मौजूद होता है, तो एक नमूने से दूसरे नमूने के परिणामों की तुलना करना मुश्किल हो सकता है, जिसे कच्चे डेटा पर लो-पास फ़िल्टर लगाकर दूर किया जा सकता है, जिससे इन निम्न-आवृत्ति भिन्नताओं को फ़िल्टर किया जा सके और इस प्रकार एक सपाट बेसलाइन वाला दोलन प्लॉट प्राप्त हो सके। चित्र 6 में लो-पास फ़िल्टर लगाने के बाद मिक्सर के बेसलाइन शोर का प्लॉट भी दिखाया गया है।
CFD सिमुलेशन और प्रारंभिक प्रायोगिक परीक्षण पूरा करने के बाद, ऊपर वर्णित आंतरिक घटकों का उपयोग करके तीन अलग-अलग स्थिर मिक्सर विकसित किए गए, जिनमें तीन आंतरिक आयतन थे: 30 µl, 60 µl और 90 µl। यह रेंज कम विश्लेष्य HPLC अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक आयतन और मिश्रण प्रदर्शन की रेंज को कवर करती है, जहाँ कम आयाम वाले बेसलाइन प्राप्त करने के लिए बेहतर मिश्रण और कम फैलाव की आवश्यकता होती है। चित्र 7 में उदाहरण 1 (एसिटोनिट्राइल और अमोनियम एसीटेट ट्रेसर के रूप में) के परीक्षण प्रणाली पर प्राप्त बुनियादी साइन वेव मापन दर्शाए गए हैं, जिसमें तीन आयतन वाले स्थिर मिक्सर और बिना मिक्सर के परीक्षण शामिल हैं। चित्र 7 में दिखाए गए परिणामों के लिए प्रायोगिक परीक्षण स्थितियाँ सभी 4 परीक्षणों के दौरान तालिका 1 में उल्लिखित प्रक्रिया के अनुसार 0.5 ml/min की विलायक प्रवाह दर पर स्थिर रखी गईं। डेटासेट पर एक ऑफसेट मान लागू करें ताकि उन्हें सिग्नल ओवरलैप के बिना साथ-साथ प्रदर्शित किया जा सके। ऑफसेट मिक्सर के प्रदर्शन स्तर का आकलन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिग्नल के आयाम को प्रभावित नहीं करता है। मिक्सर के बिना औसत साइनसोइडल आयाम 0.221 mAi था, जबकि 30 µl, 60 µl और 90 µl पर स्थिर मॉट मिक्सर के आयाम क्रमशः 0.077, 0.017 और 0.004 mAi तक गिर गए।
चित्र 7. केस 1 (अमोनियम एसीटेट संकेतक के साथ एसीटोनिट्राइल) के लिए एचपीएलसी यूवी डिटेक्टर सिग्नल ऑफसेट बनाम समय, जिसमें मिक्सर के बिना विलायक मिश्रण, 30 µl, 60 µl और 90 µl मॉट मिक्सर दिखाए गए हैं, जो स्थिर मिक्सर की मात्रा बढ़ने पर बेहतर मिश्रण (कम सिग्नल आयाम) दर्शाते हैं। (वास्तविक डेटा ऑफसेट: 0.13 (बिना मिक्सर के), 0.32, 0.4, 0.45mA बेहतर प्रदर्शन के लिए)।
चित्र 8 में दर्शाए गए डेटा चित्र 7 के समान ही हैं, लेकिन इस बार इनमें 50 µl, 150 µl और 250 µl आंतरिक आयतन वाले तीन सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले HPLC स्थैतिक मिक्सरों के परिणाम शामिल हैं। चित्र 8. केस 1 (एसिटोनिट्राइल और अमोनियम एसीटेट संकेतक के रूप में) के लिए HPLC UV डिटेक्टर सिग्नल ऑफसेट बनाम समय प्लॉट, जिसमें स्थैतिक मिक्सर के बिना, मॉट स्थैतिक मिक्सरों की नई श्रृंखला और तीन पारंपरिक मिक्सरों के साथ विलायक के मिश्रण को दर्शाया गया है (बेहतर प्रदर्शन प्रभाव के लिए वास्तविक डेटा ऑफसेट क्रमशः 0.1 (मिक्सर के बिना), 0.32, 0.48, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 mA है)। आधार साइन तरंग में प्रतिशत कमी की गणना साइन तरंग के आयाम और मिक्सर के बिना आयाम के अनुपात द्वारा की जाती है। केस 1 और 2 के लिए मापे गए साइन वेव क्षीणन प्रतिशत तालिका 2 में सूचीबद्ध हैं, साथ ही एक नए स्टैटिक मिक्सर और उद्योग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सात मानक मिक्सर के आंतरिक आयतन भी दिए गए हैं। चित्र 8 और 9 में दिए गए डेटा, साथ ही तालिका 2 में प्रस्तुत गणनाएँ दर्शाती हैं कि मॉट स्टैटिक मिक्सर 98.1% तक साइन वेव क्षीणन प्रदान कर सकता है, जो इन परीक्षण स्थितियों के तहत एक पारंपरिक HPLC मिक्सर के प्रदर्शन से कहीं अधिक है। चित्र 9. केस 2 (मेथनॉल और एसीटोन ट्रेसर के रूप में) के लिए HPLC UV डिटेक्टर सिग्नल ऑफसेट बनाम समय प्लॉट, जिसमें कोई स्टैटिक मिक्सर नहीं (संयुक्त), मॉट स्टैटिक मिक्सर की एक नई श्रृंखला और दो पारंपरिक मिक्सर दिखाए गए हैं (वास्तविक डेटा ऑफसेट 0, 11 (बिना मिक्सर के), 0.22, 0.3, 0.35 mA हैं, बेहतर प्रदर्शन के लिए)। उद्योग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सात मिक्सर का भी मूल्यांकन किया गया। इनमें कंपनी A (जिसे मिक्सर A1, A2 और A3 नाम दिया गया है) और कंपनी B (जिसे मिक्सर B1, B2 और B3 नाम दिया गया है) के तीन अलग-अलग आंतरिक क्षमता वाले मिक्सर शामिल हैं। कंपनी C का केवल एक ही आकार उपलब्ध है।
तालिका 2. स्थिर मिक्सर की सरगर्मी विशेषताएँ और आंतरिक आयतन स्थिर मिक्सर केस 1 साइनसोइडल रिकवरी: एसीटोनिट्राइल परीक्षण (दक्षता) केस 2 साइनसोइडल रिकवरी: मेथनॉल जल परीक्षण (दक्षता) आंतरिक आयतन (µl) कोई मिक्सर नहीं – - 0 मॉट 30 65% 67.2% 30 मॉट 60 92.2% 91.3% 60 मॉट 90 98.1% 97.5% 90 मिक्सर A1 66.4% 73.7% 50 मिक्सर A2 89.8% 91.6% 150 मिक्सर A3 92.2% 94.5% 250 मिक्सर B1 44.8% 45.7% 9 35 मिक्सर B2 845.% 96.2% 370 मिक्सर C 97.2% 97.4% 250
चित्र 8 और तालिका 2 में दिए गए परिणामों के विश्लेषण से पता चलता है कि 30 µl मॉट स्टैटिक मिक्सर की मिश्रण क्षमता A1 मिक्सर (यानी 50 µl) के समान है, हालांकि, 30 µl मॉट का आंतरिक आयतन 30% कम है। 60 µl मॉट मिक्सर की तुलना 150 µl आंतरिक आयतन वाले A2 मिक्सर से करने पर, मिश्रण क्षमता में मामूली सुधार देखा गया (92% बनाम 89%), लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह उच्च स्तर का मिश्रण A2 के समान आयतन के 1/3 पर प्राप्त किया गया। 90 µl मॉट मिक्सर का प्रदर्शन 250 µl आंतरिक आयतन वाले A3 मिक्सर के समान ही रहा। आंतरिक आयतन में 3 गुना कमी के साथ मिश्रण क्षमता में 98% और 92% का सुधार भी देखा गया। मिक्सर B और C के लिए समान परिणाम और तुलनाएँ प्राप्त हुईं। परिणामस्वरूप, Mott PerfectPeakTM स्टैटिक मिक्सर की नई श्रृंखला, प्रतिस्पर्धी मिक्सरों की तुलना में कम आंतरिक आयतन के साथ उच्च मिश्रण दक्षता प्रदान करती है, जिससे बेहतर पृष्ठभूमि शोर, बेहतर सिग्नल-टू-शोर अनुपात, बेहतर संवेदनशीलता, पीक आकार और पीक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त होता है। केस 1 और केस 2 दोनों अध्ययनों में मिश्रण दक्षता में समान रुझान देखे गए। केस 2 के लिए, 60 मिलीलीटर Mott मिक्सर, एक तुलनीय मिक्सर A1 (आंतरिक आयतन 50 µl) और एक तुलनीय मिक्सर B1 (आंतरिक आयतन 35 µl) की मिश्रण दक्षता की तुलना करने के लिए (मेथनॉल और एसीटोन को संकेतक के रूप में उपयोग करके) परीक्षण किए गए। मिक्सर स्थापित किए बिना प्रदर्शन खराब था, लेकिन इसका उपयोग आधारभूत विश्लेषण के लिए किया गया। 60 मिलीलीटर Mott मिक्सर परीक्षण समूह में सर्वश्रेष्ठ मिक्सर साबित हुआ, जिससे मिश्रण दक्षता में 90% की वृद्धि हुई। एक तुलनीय मिक्सर A1 में मिश्रण दक्षता में 75% का सुधार देखा गया, जबकि एक तुलनीय मिक्सर B1 में 45% का सुधार हुआ। केस 1 में साइन कर्व परीक्षण के समान परिस्थितियों में, केवल प्रवाह दर में परिवर्तन करते हुए, मिक्सरों की एक श्रृंखला पर प्रवाह दर के साथ एक बुनियादी साइन वेव कमी परीक्षण किया गया। आंकड़ों से पता चला कि 0.25 से 1 मिली/मिनट की प्रवाह दर सीमा में, तीनों मिक्सर आयतनों के लिए साइन वेव में प्रारंभिक कमी अपेक्षाकृत स्थिर रही। दो छोटे आयतन वाले मिक्सरों के लिए, प्रवाह दर घटने पर साइनसोइडल संकुचन में थोड़ी वृद्धि देखी गई, जो मिक्सर में विलायक के निवास समय में वृद्धि के कारण अपेक्षित है, जिससे विसरण मिश्रण में वृद्धि होती है। प्रवाह और घटने पर साइन वेव का घटाव बढ़ने की उम्मीद है। हालांकि, उच्चतम साइन वेव आधार क्षीणन वाले सबसे बड़े मिक्सर आयतन के लिए, साइन वेव आधार क्षीणन लगभग अपरिवर्तित रहा (प्रायोगिक अनिश्चितता की सीमा के भीतर), जिसका मान 95% से 98% तक था। 10. केस 1 में प्रवाह दर के मुकाबले साइन तरंग का मूल क्षीणन। यह परीक्षण परिवर्तनीय प्रवाह दर के साथ साइन परीक्षण के समान परिस्थितियों में किया गया था, जिसमें एसीटोनिट्राइल और पानी के 80/20 मिश्रण का 80% और 20 mM अमोनियम एसीटेट का 20% इंजेक्ट किया गया था।
पेटेंट प्राप्त PerfectPeak™ इनलाइन स्टैटिक मिक्सर की नई विकसित श्रृंखला तीन आंतरिक आयतनों (30 µl, 60 µl और 90 µl) के साथ उपलब्ध है। यह श्रृंखला अधिकांश HPLC विश्लेषणों के लिए आवश्यक आयतन और मिश्रण प्रदर्शन की सीमा को पूरा करती है, जिनमें बेहतर मिश्रण और कम फैलाव स्तर की आवश्यकता होती है। यह नया स्टैटिक मिक्सर नई 3D प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके एक अद्वितीय 3D संरचना बनाता है, जो आंतरिक मिश्रण की प्रति इकाई आयतन में आधार शोर में उच्चतम प्रतिशत कमी के साथ बेहतर हाइड्रोडायनामिक स्टैटिक मिश्रण प्रदान करता है। एक पारंपरिक मिक्सर के आंतरिक आयतन के 1/3 भाग का उपयोग करने से आधार शोर 98% तक कम हो जाता है। ऐसे मिक्सर परस्पर जुड़े त्रि-आयामी प्रवाह चैनलों से बने होते हैं, जिनके अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और पथ की लंबाई भिन्न-भिन्न होती है, क्योंकि तरल पदार्थ अंदर जटिल ज्यामितीय अवरोधों को पार करता है। स्टैटिक मिक्सर की यह नई श्रृंखला प्रतिस्पर्धी मिक्सरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन प्रदान करती है, लेकिन कम आंतरिक आयतन के साथ, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर सिग्नल-टू-शोर अनुपात और कम मात्रा निर्धारण सीमाएँ प्राप्त होती हैं, साथ ही उच्च संवेदनशीलता के लिए बेहतर पीक आकार, दक्षता और रिज़ॉल्यूशन भी प्राप्त होता है।
इस अंक में क्रोमैटोग्राफी – पर्यावरण अनुकूल आरपी-एचपीएलसी – विश्लेषण और शुद्धिकरण में एसीटोनिट्राइल को आइसोप्रोपेनॉल से बदलने के लिए कोर-शेल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग – नए गैस क्रोमैटोग्राफ…
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