Una vez que amplíe su proceso más allá de las columnas preempaquetadas semipreparadas o preparadas, necesitará empaquetar nuestro gel de sílice a granel en una columna de compresión axial dinámica (DAC). A continuación, ofrecemos un procedimiento para empaquetar, probar y desempaquetar uno de nuestros geles de sílice más destacados: la serie C8-PK con un tamaño de partícula de 10 µm (nombre del producto SP-100-10-C8-PK).
Calcule el gel de sílice necesario y el volumen requerido
El primer paso es determinar la cantidad de gel de sílice y de disolvente de lodos necesaria para empaquetar su columna. Puede hacerlo mediante estos sencillos cálculos:
- Comience con las dimensiones de su columna vacía y su lecho empacado objetivo:
A mm I.D. x C mm L (diámetro interior x longitud total de la columna vacía)
A mm I.D. x B mm L (diámetro interior x longitud del lecho objetivo) - Determine la capacidad total de la columna para el lodo, así como el volumen objetivo del lecho empacado:
Capacidad total de la columna (ml) =(A/2)2 x π x(C/1000)
Capacidad de la columna empacada (ml) =(A/2)2 x π x(B/1000) - Calcule la masa de fase estacionaria necesaria:
Cantidad de sílice (gramos) = capacidad de la columna empaquetada (ml) x densidad de sílice (g/ml)
La densidad de SP-100-10-C8-PK es de 0,58 g/ml.
Para conocer las densidades de empaquetamiento de otras fases DAISOGEL, consulte aquí.
Conociendo la capacidad total de la columna para los lodos, así como la cantidad de sílice necesaria para conseguir la longitud de lecho deseada, ya puede preparar los lodos.
Preparación de los lodos
Pesar la cantidad adecuada de gel de sílice en gramos, tal y como se ha calculado anteriormente. Aunque debería preparar al menos una lechada del 50% en peso, recomendamos encarecidamente una lechada más fina para obtener los mejores resultados de envasado: 3 partes de disolvente para una parte de gel de sílice.
A modo de ejemplo, para el SP-100-10-C8-PK, recomendamos 600 ml de 2-propanol y 200 g de gel de sílice C8-PK a granel para un lecho de 50 mm de diámetro interior x 200 mm de longitud. Sin embargo, debe asegurarse de que el volumen total de la lechada no supere la capacidad total de la columna calculada anteriormente. De lo contrario, es posible que tenga que ajustar la proporción 3:1 a la baja para asegurarse de que no llena en exceso la columna vacía con lechada.
Para preparaciones de lechada de menor volumen, de menos de 5 litros, la lechada puede prepararse en un vaso de precipitados o en una cuba. Tome siempre precauciones al manipular gel de sílice seco y disolventes orgánicos. El EPP recomendado incluye una máscara respiratoria adecuada, gafas de seguridad y guantes.
1 PARTE
GEL DE SÍLICE
3 PARTES DE
DISOLVENTE DE LODOS
MEZCLAR BIEN LA SOLUCIÓN
El gel de sílice es un polvo fino que fluye libremente y puede ser fácilmente transportado por el aire. Se considera cancerígeno, por lo que debe manipularse con cuidado. Evite el contacto con la piel y los ojos, y no lo inhale.
Prepare la pasta en un área bien ventilada, idealmente bajo una campana de humos. Esto ayuda a capturar cualquier polvo de sílice seco en el aire y a extraer los vapores del disolvente. Siga siempre las directrices de seguridad establecidas por la política de seguridad de su empresa.
Los volúmenes más pequeños pueden mezclarse fácilmente a mano con una pequeña paleta. Manipule la sílice con cuidado. Incluso las partículas mecánicamente robustas como el DAISOGEL pueden agrietarse si se presionan con demasiada fuerza. Evite utilizar espátulas metálicas con bordes afilados o palas metálicas. Son apropiados los agitadores o palas de plástico. Asegure una lechada homogénea mezclando bien el gel de sílice y el disolvente de la lechada.
Cuando se empaquetan columnas DAC más grandes, de 30 cm de diámetro interior y superiores, se requiere un mayor volumen de lechada. Necesitará un recipiente más grande para preparar la lechada. Siga la misma proporción 3:1 de 2 -propanol a gel de sílice. Siga las mismas precauciones de seguridad que para la preparación de la lechada de menor volumen, pero también tenga en cuenta que su sitio puede tener precauciones de seguridad adicionales al manipular volúmenes más grandes de gel de sílice y disolvente. Consulte a su responsable de seguridad. Mientras que la mezcla de volúmenes más grandes puede hacerse manualmente con una paleta, también puede considerar mezcladores suaves accionados por aire para ayudar con grandes volúmenes de lechada. Algunos proveedores de columnas DAC también ofrecen sistemas de preparación de lodos que incluyen tanques y mezcladores. Le sugerimos que siga la recomendación del fabricante de su dispositivo de columna DAC.
Una nota sobre la definición
Muchos geles de sílice con una amplia distribución del tamaño de las partículas también requieren ser definidos en esta etapa para eliminar las partículas pequeñas y finas que pueden causar un exceso de contrapresión en la columna empaquetada.
En un proceso típico de definición, se deja que el gel de sílice se "asiente" en el vaso de precipitados o el tanque durante 15-30 minutos después de la mezcla, y luego se decantan los finos de la capa de disolvente turbia sobrenadante en la parte superior del recipiente. Si bien esta es la mejor práctica con muchos geles de sílice -especialmente los que tienen partículas de gran tamaño o perlas irregulares-, no es necesario realizar la decantación con el envasado inicial de la serie C8-PK debido a su monodispersidad. Sin embargo, después de desempaquetar y antes de volver a empaquetar, recomendamos definir su fase gastada de la Serie C8-PK dos veces.
Si se necesita una limpieza muy profunda de la fase gastada, lo mejor es volver a mezclar el gel y agitarlo en un reactor, seguido de la filtración.
Embalaje de la columna DAC
Con la papilla preparada, ya está listo para empaquetar la columna. Llene la columna vacía con el lodo según las instrucciones del fabricante de la columna.
Para conseguir el mejor empaquetamiento, no deje que el gel de sílice se asiente en el lodo antes de transferirlo a la columna. Una vez que haya llenado la columna con el lodo, debe comenzar el empaquetamiento lo antes posible para evitar la sedimentación (en uno o dos minutos).
Comprimir axialmente el lodo en un lecho empacado según las instrucciones del fabricante de la columna.
Como siempre, utilice gafas de seguridad y el EPI adecuado. El SP-100-10-C8-PK debe empaquetarse a presiones de pistón de al menos 70 bar y hasta 100 bar. Compruebe que no hay fugas durante el proceso de empaquetado y, si las hay, consulte las instrucciones de su dispositivo de columna. Confirme que la longitud del lecho es la esperada.
Cómo confirmar la eficacia de la columna
Ahora que su columna DAC está empaquetada, debe probar su rendimiento antes de purificar su API. La eficacia de la columna se comprueba mediante una inyección de prueba de muestras. Para el SP-100-10-C8-PK, se pueden utilizar compuestos de prueba como el naftaleno y el tolueno, ya que tienen una buena absorbencia UV y también tendrán cierta retención en la columna. Normalmente se realizan dos cálculos de eficiencia.
El número de platos teóricos (N) de la columna empaquetada describe su eficacia de separación y se calcula mediante la siguiente fórmula:
N = 5,54 x (tr)2/(w½)2
N = número de platos teóricos
tr= tiempo de retención
w½ = anchura del pico a media altura
El segundo cálculo es la asimetría de los picos, que informa de la calidad de la forma de los picos del compuesto de prueba eluido; una forma de pico gaussiana es indicativa de una columna bien empaquetada. La asimetría se calcula mediante la siguiente fórmula:
As = b/a
As = asimetría del pico
b = mitad derecha de la anchura del pico al 10% de su altura
a = mitad izquierda de la anchura del pico al 10% de su altura
La columna pasa las pruebas de eficacia si el número de platos teóricos N es superior a 35.000 platos por metro y la asimetría de los picos está entre 0,8 y 1,2 para el pico del compuesto de prueba.
Ejemplo de condiciones de prueba de eficiencia para una columna DAC de 50 mm de diámetro interior:
- Se mezclan 200 g de SP-100-10-C8-PK con 600 ml de 2-propanol, se transfiere la mezcla a la columna vacía y se envasa a 100 bares. Esto dará lugar a una altura de lecho de aproximadamente 20 cm.
- Equilibrar la columna con metanol o acetonitrilo al 60% a 50 ml/min durante 4 a 5 volúmenes de columna.
- Prepare una muestra de inyección de prueba de 250 μl en metanol al 70%. Recomendamos naftalina a 1,8 mg/ml o tolueno a 10 μl/ml.
- Asegúrese de que la inyección se realiza lo más cerca posible de la cabeza de la columna, minimizando el volumen muerto. Asegúrese también de que la célula de flujo UV esté lo más cerca posible de la salida de la columna con un volumen muerto mínimo.
- Después de la inyección, eluir con metanol o acetonitrilo al 60% a 50 ml/min hasta que aparezcan los picos.
- Mida N yAs a través de su software de adquisición de datos o mediante la medición con lápiz y regla en la impresión del cromatograma.
Prueba de eficacia de la columna con una mezcla de compuestos de prueba
Desembalaje de la columna DAC y almacenamiento del gel de sílice
Las condiciones de desembalaje dependen de cómo se quiera almacenar la sílice. Si desea almacenar la sílice sin envasar en seco, el procedimiento recomendado es lavar la columna envasada con al menos 4 CV de un disolvente altamente volátil (MeOH o ACN) después de que la sílice se haya lavado adecuadamente con agua (si es necesario eliminar la sal). Siga las instrucciones de desembalaje del fabricante de la columna DAC.
Para el almacenamiento de la sílice seca, puede evaporar el disolvente del gel de sílice sin envasar extendiendo uniformemente la torta húmeda en una placa amplia en condiciones de 70°C aproximadamente, si es posible bajo campana de flujo laminar. Almacene el gel de sílice seco en un lugar de baja humedad en frascos cubiertos a temperatura ambiente.
Si desea almacenar la sílice desempaquetada en húmedo, el procedimiento recomendado es lavar la columna empaquetada con al menos 4 CV del disolvente de la lechada (2-propanol). De nuevo, siga las instrucciones de desembalaje del fabricante de la columna DAC. Almacene la sílice húmeda sin envasar en el disolvente de lechada (2-propanol) en un recipiente cerrado a temperatura ambiente.
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