Una vez que amplíe su proceso más allá de las columnas preempaquetadas semipreparadas o preparativas, necesitará empaquetar nuestro gel de sílice a granel en una columna de compresión axial dinámica (DAC). A continuación, le 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).
Calcular el gel de sílice necesario y el volumen requerido
El primer paso consiste en determinar la cantidad de gel de sílice y de disolvente de suspensión necesaria para empaquetar su columna. Para ello, utilice estos sencillos cálculos:
- Empiece con las dimensiones de su columna vacía y de su lecho de relleno objetivo:
A mm D.I. x C mm L (diámetro interior x longitud total de la columna vacía)
A mm D.I. x B mm L (diámetro interior x longitud del lecho objetivo) - Determinar la capacidad total de la columna para los purines, 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) - Calcular la masa de fase estacionaria necesaria:
Cantidad de sílice (gramo) = 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 el lodo, así como la cantidad de sílice necesaria para conseguir la longitud de lecho deseada, ya puede preparar el lodo.
Preparación del lodo
Pesar la cantidad adecuada de gel de sílice en gramos, tal como se ha calculado anteriormente. Aunque debe preparar al menos una lechada del 50% en peso, recomendamos encarecidamente una lechada más fina para obtener los mejores resultados de empaquetado: 3 partes de disolvente para 1 parte de gel de sílice.
A modo de ejemplo, para la 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 suspensión 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, inferior a 5 litros, la lechada puede prepararse en un vaso de precipitados o en una garrafa. 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 DE 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 transportarse fácilmente 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 una zona bien ventilada, idealmente bajo una campana extractora. Esto ayuda a capturar el polvo de sílice seco suspendido en el aire y a expulsar los vapores del disolvente. Siga siempre las directrices de seguridad establecidas en la política de seguridad de su empresa.
Los volúmenes más pequeños pueden mezclarse fácilmente a mano con una paleta pequeña. Manipule la sílice con cuidado. Incluso las partículas mecánicamente robustas como DAISOGEL pueden agrietarse si se presionan con demasiada fuerza. Evite utilizar espátulas metálicas con bordes afilados o palas metálicas. Son adecuados los agitadores o palas de plástico. Asegúrese de obtener una suspensión homogénea mezclando bien el gel de sílice y el disolvente de la suspensión.
Cuando se empaquetan columnas DAC más grandes, de 30 cm de diámetro interior y superiores, se necesita un volumen de purín mayor. Necesitará un recipiente más grande para preparar la pasta. Siga la misma proporción 3:1 de 2 -propanol a gel de sílice. Siga las mismas precauciones de seguridad que para la preparación de lechada de menor volumen, pero también tenga en cuenta que su centro puede tener precauciones de seguridad adicionales al manipular mayores volúmenes de gel de sílice y disolvente. Consulte a su responsable de seguridad. Aunque la mezcla de grandes volúmenes se puede hacer 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 lechada que incluyen tanques y mezcladores. Le sugerimos que siga las recomendaciones del fabricante de su dispositivo de columna DAC.
Nota sobre la definición
Muchos geles de sílice con una amplia distribución granulométrica también requieren una definición en esta fase para eliminar las partículas pequeñas y finas que pueden causar un exceso de contrapresión en la columna empaquetada.
En un proceso de definición típico, se deja que el gel de sílice "se asiente" en el vaso de precipitados o tanque durante 15-30 minutos después de mezclarlo y, a continuación, se decantan los finos de la capa de disolvente turbia sobrenadante en la parte superior del recipiente. Si bien ésta 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 C8-PK Series dos veces.
Si se necesita una limpieza muy completa de la fase agotada, lo mejor es volver a mezclar el gel y agitarlo en un reactor, seguido de filtración.
Embalaje de la columna DAC
Con el purín preparado, ya está listo para empaquetar la columna. Llene la columna vacía con el purín siguiendo las instrucciones del fabricante de la columna.
Para conseguir el mejor empaquetado, 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 purín, debe comenzar el empaquetado lo antes posible para evitar la sedimentación (en uno o dos minutos).
Comprimir axialmente el lodo en un lecho compacto siguiendo las instrucciones del fabricante de la columna.
Como siempre, ¡utilice gafas de seguridad y el EPI adecuado! SP-100-10-C8-PK debe embalarse a presiones de pistón de al menos 70 bar y hasta 100 bar. Compruebe que no haya fugas durante el proceso de empaquetado y, si las hubiera, 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 muestra de prueba. Para la SP-100-10-C8-PK, se pueden utilizar compuestos de prueba como naftaleno y tolueno, ya que tienen buena absorbancia 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 del pico, que informa de la calidad de la forma del pico del compuesto de ensayo 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 la altura del pico
a = mitad izquierda de la anchura del pico al 10% de la altura del pico
La columna supera las pruebas de eficacia si el número de platos teóricos N es superior a 35.000 platos por metro y la asimetría del pico se sitúa entre 0,8 y 1,2 para el pico del compuesto de prueba.
Ejemplo de condiciones de prueba de eficacia para una columna DAC de 50 mm de diámetro interior:
- Mezcle 200 g de SP-100-10-C8-PK con 600 ml de 2-propanol, transfiera la mezcla a la columna vacía y empaquétela 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 naftaleno 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 celda de flujo UV esté lo más cerca posible de la salida de la columna con un volumen muerto minimizado.
- Tras la inyección, eluir con metanol al 60% o acetonitrilo a 50 ml/min hasta que aparezca el pico o los picos.
- Mida N yAs mediante su software de adquisición de datos o mediante la medición con lápiz y regla en la impresión del cromatograma.
Prueba de eficacia en 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 desee almacenar la sílice. Si desea almacenar la sílice desempaquetada en seco, el procedimiento recomendado es lavar la columna empaquetada 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 del dispositivo de columna DAC.
Para almacenar el gel de sílice seco, puede evaporar el disolvente del gel de sílice sin envasar extendiendo uniformemente la torta húmeda sobre una placa ancha a unos 70°C, si es posible bajo una campana de flujo laminar. Almacene el gel de sílice seco en un lugar con poca humedad en frascos tapados a temperatura ambiente.
Si desea almacenar la sílice desempaquetada húmeda, el procedimiento recomendado es enjuagar la columna empaquetada con al menos 4 CV del disolvente de lechada (2-propanol). Una vez más, siga las instrucciones de desembalaje del fabricante del dispositivo de columna DAC. Almacene la sílice húmeda sin empaquetar en el disolvente de lechada (2-propanol) en un recipiente cerrado a temperatura ambiente.
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