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HPLC-TippDer HPLC-Tipp

Wie aussagekräftig ist die Angabe „X% C“ bei einer RP-Phase? von Dr. Stavros Kromidas, Saarbrücken Der Fall
Man findet bei den Angaben zu den physikalisch-chemischen Eigenschaften von RP-stationären Phasen in Datenblättern von Herstellern u.a. gelegentlich auch die Angabe „% C“. Man geht nun davon aus, dass je höher diese Zahl ist (also der Kohlenstoffgehalt der stationären Phase), um so stärker die Belegung und damit auch der hydrophobe Charakter der entsprechenden Phase ist. Stimmt das?

Die Lösung
Nicht unbedingt! Man muss auch die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Kieselgels in Betracht ziehen – hier zunächst einmal konkret dessen Packungsdichte, s. dazu Tabelle 1, in der zwei stationäre Phasen von Waters verglichen werden. Bondapak hat zwar mit 9,80 % C einen stärkeren prozentualen Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu Nova-Pak (7,30 % C), die Packungsdichte ist jedoch mit 0,40 g/ml vs. 0,80 g/ml nur halb so groß. Es ist ein „weiches“ Material im Vergleich zum „harten“ Nova-Pak. Die Konsequenz lautet: Die in einer Säule gepackten Menge an Nova-Pak ist doppelt so hoch wie im Falle von Bondapak (1,44 g vs. 0,72 g). Das bedeutet, wir haben pro cm3 Säule mehr Kohlenstoff oder hier absolut gesehen 0,11 g vs. 0,07 g. Aus eben dargelegtem Grund eignet sich für Vergleichszwecke eher die Belegungsdichte oder Belegungsgrad (µmol/m2). Bei Bondapak beträgt sie 1,42 µmol/m2, bei Nova-Pak 2,80 µmol/m2.

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Neben der Packungsdichte, stellt die spezifische Oberfläche (m2/g) einen weiteren wichtigen Aspekt dar. Angenommen, zwei stationäre Phasen haben den gleichen Wert „% C“. Wenn nun das eine Material eine große spezifische Oberfläche aufweist, verteilen sich die funktionellen Gruppen auf einer größeren Oberfläche und dementsprechend gering ist dessen Belegungsdichte und somit auch sein hydrophober Charakter.

Man kann vereinfacht wie folgt festhalten:

  • Je höher die Belegungsdichte, um so hydrophober die stationäre Phase, um so höher die Retention, um so geringer die Silanolgruppenaktivität
  • Im Falle von gleichem % C bei zwei stationären Phasen gilt: Je höher die Packungsdichte, um so mehr „Kohlenstoff“ befindet sich in der Säule, um so hydrophober ist sie. Je größer die spezifische Oberfläche andererseits, um so geringer die Belegung, um so weniger hydrophob ist die Säule.

Das Fazit
Für einen Vergleich von stationären Phasen bzgl. ihres chromatographischen Charakters müssen sowohl die Belegung (Dichte an funktionellen Gruppen an der Oberfläche, wiedergegeben in % C) als auch die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Kieselgels (hier: spezifische Oberfläche und Packungsdichte) zusammen betrachtet werden.
© by Stavros Kromidas

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