केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी

केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी का तंत्र

केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी (सीईसी) एक क्रोमैटोग्राफी तकनीक है जिसमें मोबाइल चरण इलेक्ट्रोस्मोसिस द्वारा क्रोमैटोग्राफिक बेड के माध्यम से संचालित होता है। केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी दो विश्लेषणात्मक तकनीकों, उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी और केशिका वैद्युतकणसंचलन का संयोजन है। केशिका वैद्युतकणसंचलन का उद्देश्य एक केशिका ट्यूब के सिरों पर एक उच्च वोल्टेज पारित करके उनके द्रव्यमान-से-प्रभारी अनुपात के आधार पर विश्लेषणों को अलग करना है, जो विश्लेषण से भरा हुआ है। उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी स्थिर चरण (रसायन विज्ञान) से भरे एक स्तंभ के माध्यम से, उच्च दबाव में, उन्हें पास करके विश्लेषणों को अलग करती है। एनालिटिक्स और स्थिर चरण और मोबाइल चरण के बीच की बातचीत एनालिटिक्स को अलग करने की ओर ले जाती है। एचपीएलसी स्थिर चरण के साथ पैक किए गए केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी केशिकाओं में, उच्च वोल्टेज के अधीन होते हैं। विलेय और विभेदक विभाजन के इलेक्ट्रोफोरेटिक प्रवासन द्वारा पृथक्करण प्राप्त किया जाता है।

सिद्धांत

केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी (सीईसी) एचपीएलसी और सीई में प्रयुक्त सिद्धांतों को जोड़ती है। मोबाइल चरण दबाव के बजाय इलेक्ट्रोस्मोसिस (एचपीएलसी के रूप में) का उपयोग करके क्रोमैटोग्राफिक बिस्तर पर संचालित होता है। इलेक्ट्रोस्मोसिस एक झरझरा सामग्री, केशिका ट्यूब, झिल्ली या किसी अन्य द्रव नाली में एक लागू क्षमता से प्रेरित तरल की गति है। इलेक्ट्रोस्मोटिक प्रवाह एक समाधान में शुद्ध मोबाइल विद्युत आवेश पर विद्युत क्षेत्र द्वारा प्रेरित कूलम्ब बल के कारण होता है। क्षारीय स्थितियों के तहत, जुड़े हुए सिलिका के सतह सिलानोल समूह आयनित हो जाएंगे जिससे नकारात्मक रूप से आवेशित सतह बन जाएगी। इस सतह के पास सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों की एक परत होगी जो अपेक्षाकृत स्थिर होती है। आयनों की इस परत को कड़ी परत कहते हैं। दोहरी परत की मोटाई सूत्र द्वारा दी गई है:

$\delta ={\sqrt {\frac {\epsilon _{r}\epsilon _{0}RT}{2cF^{2}}}}$

जहां ई_r माध्यम की सापेक्ष पारगम्यता है, ε_o निर्वात की पारगम्यता है, R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, T परम तापमान है, c मोलर सांद्रता है, और F फैराडे स्थिरांक है

जब एक विद्युत क्षेत्र को द्रव पर लागू किया जाता है (आमतौर पर इनलेट्स और आउटलेट्स पर रखे इलेक्ट्रोड के माध्यम से), विद्युत डबल परत में शुद्ध आवेश परिणामी कूलम्ब बल द्वारा स्थानांतरित करने के लिए प्रेरित होता है। परिणामी प्रवाह को इलेक्ट्रोस्मोटिक प्रवाह कहा जाता है। सीईसी में इलेक्ट्रोलाइट के सकारात्मक आयनों को विश्लेषण के साथ जोड़ा जाता है, एक विद्युत क्षेत्र के आवेदन पर कॉलम पैकिंग के कणों की विद्युत दोहरी परत में जमा होता है, वे कैथोड की ओर बढ़ते हैं और तरल मोबाइल चरण को उनके साथ खींचते हैं।

केशिका में तरल के रैखिक वेग यू और लागू विद्युत क्षेत्र के बीच संबंध स्मोलुचोव्स्की समीकरण द्वारा दिया गया है

$u=\epsilon _{r}\epsilon _{0}\zeta E\eta$ जहां ζ स्टर्न परत (जेटा क्षमता) के आरपार क्षमता है, E विद्युत क्षेत्र की ताकत है, और η विलायक की चिपचिपाहट है।

सीईसी में घटकों का पृथक्करण स्थिर चरण और विलेय के अंतर इलेक्ट्रोफोरेटिक माइग्रेशन के बीच बातचीत पर आधारित है।

इंस्ट्रुमेंटेशन

एक केशिका इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफ के घटक एक नमूना शीशी, स्रोत और गंतव्य शीशी, एक पैक केशिका, इलेक्ट्रोड, एक उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति, एक डिटेक्टर और एक डेटा आउटपुट और हैंडलिंग डिवाइस हैं। स्रोत शीशी, गंतव्य शीशी और केशिका एक जलीय बफर समाधान जैसे इलेक्ट्रोलाइट से भरे हुए हैं। केशिका स्थिर चरण से भरी हुई है। नमूना पेश करने के लिए, केशिका इनलेट को एक शीशी में रखा जाता है जिसमें नमूना होता है और फिर स्रोत शीशी में वापस आ जाता है (नमूना केशिका क्रिया, दबाव या साइफ़ोनिंग के माध्यम से केशिका में पेश किया जाता है)। एनालिटिक्स का प्रवास तब एक विद्युत क्षेत्र द्वारा शुरू किया जाता है जिसे स्रोत और गंतव्य शीशियों के बीच लागू किया जाता है और उच्च वोल्टेज बिजली आपूर्ति द्वारा इलेक्ट्रोड को आपूर्ति की जाती है। एनालिटिक्स अलग हो जाते हैं क्योंकि वे अपनी इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता के कारण माइग्रेट करते हैं, और केशिका के आउटलेट अंत के पास पाए जाते हैं। डिटेक्टर का आउटपुट डेटा आउटपुट और हैंडलिंग डिवाइस जैसे करनेवाला या कंप्यूटर को भेजा जाता है। डेटा को तब एक इलेक्ट्रोफेरोग्राम के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, जो समय के कार्य के रूप में डिटेक्टर प्रतिक्रिया की रिपोर्ट करता है। इलेक्ट्रोफेरोग्राम में अलग-अलग रासायनिक यौगिक अलग-अलग माइग्रेशन समय के साथ चोटियों के रूप में दिखाई देते हैं।

लाभ

कॉलम में मोबाइल चरण को पेश करने के लिए दबाव के उपयोग से बचने से कई महत्वपूर्ण लाभ मिलते हैं। सबसे पहले, एक स्तंभ में दबाव संचालित प्रवाह दर सीधे कण व्यास के वर्ग पर निर्भर करती है और विपरीत रूप से स्तंभ की लंबाई पर निर्भर करती है। यह स्तंभ की लंबाई और कण के आकार को प्रतिबंधित करता है, कण का आकार शायद ही कभी 3 माइक्रोमीटर से कम होता है और स्तंभ की लंबाई 25 सेमी तक सीमित होती है। विद्युत चालित प्रवाह दर स्तंभ की लंबाई और आकार से स्वतंत्र है। कॉलम में मोबाइल चरण को पारित करने के लिए इलेक्ट्रोस्मोसिस का उपयोग करने का दूसरा लाभ ईओएफ का प्लग-जैसा प्रवाह वेग प्रोफ़ाइल है, जो कॉलम दक्षता में वृद्धि करते हुए कॉलम में विलेय फैलाव को कम करता है।

यह भी देखें

• क्रोमैटोग्राफी
• वैद्युतकणसंचलन
• उच्च उत्पादन द्रव्य वर्णलेखन
• केशिका वैद्युतकणसंचलन
• इलेक्ट्रोक्रोमैटोग्राफी

अग्रिम पठन

• Smith, N. "Capillary ElectroChromatography" Available at:https://www.beckmancoulter.com/wsrportal/bibliography?docname=AP8508ACECPrimer.pdf
• Bartle, K. D. Capillary ElectroChromatography Published by The Royal Society of Chemistry, Cambridge. ISBN 0-85404-530-9