1. que la fase móvil
2. crear las soluciones de componentes
Los tres componentes que deben hacerse son cafeína (0,8 mg/mL), benzoato de potasio (1,4 mg/mL) y aspartamo (éster metílico de L-aspartil-L-fenilalanina) (6,0 mg/mL). Estas concentraciones, una vez diluidas de la misma manera, ponen los estándares en los niveles encontrados en las muestras de soda.
3. para las soluciones estándar 7
Los tres componentes todos tienen diferentes coeficientes de distribución, que afecta a cómo cada uno interactúa con los dos de las fases. Cuanto mayor sea el coeficiente de distribución, cuanto más tiempo que pasa el componente en la fase estacionaria, dando por resultado la retención más veces para alcanzar el detector.
4. comprobación de la configuración inicial del sistema HPLC
5. manualmente inyectar la muestra y recolección de datos

Figura 1. El cromatograma de los 3 componentes. De izquierda a derecha, son cafeína, aspartamo y benzoato.
6. las muestras de refrescos de dieta
Coke Zero, Diet Coke y Pepsi de dieta son las "incógnitas". Se han quedado de envases abiertos durante la noche para deshacerse de la carbonatación, como burbujas no son buenas para el sistema HPLC. Esto suficientemente se deshace de los gases en las muestras.
7. cálculos

Figura 2. Un ejemplo básico de una curva pico alto y ancho, que se multiplicará (altura del pico veces ancho de altura ½).
Fuente: Dr. Pablo Bower - Universidad de Purdue
Cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) es un importante método analítico utilizado para sepa…
1. que la fase móvil
2. crear las soluciones de componentes
Los tres componentes que deben hacerse son cafeína (0,8 mg/mL), benzoato de potasio (1,4 mg/mL) y aspartamo (éster metílico de L-aspartil-L-fenilalanina) (6,0 mg/mL). Estas concentraciones, una vez diluidas de la misma manera, ponen los estándares en los niveles encontrados en las muestras de soda.
3. para las soluciones estándar 7
Los tres componentes todos tienen diferentes coeficientes de distribución, que afecta a cómo cada uno interactúa con los dos de las fases. Cuanto mayor sea el coeficiente de distribución, cuanto más tiempo que pasa el componente en la fase estacionaria, dando por resultado la retención más veces para alcanzar el detector.
4. comprobación de la configuración inicial del sistema HPLC
5. manualmente inyectar la muestra y recolección de datos

Figura 1. El cromatograma de los 3 componentes. De izquierda a derecha, son cafeína, aspartamo y benzoato.
6. las muestras de refrescos de dieta
Coke Zero, Diet Coke y Pepsi de dieta son las "incógnitas". Se han quedado de envases abiertos durante la noche para deshacerse de la carbonatación, como burbujas no son buenas para el sistema HPLC. Esto suficientemente se deshace de los gases en las muestras.
7. cálculos

Figura 2. Un ejemplo básico de una curva pico alto y ancho, que se multiplicará (altura del pico veces ancho de altura ½).
La cromatografía líquida de alta resolución, o HPLC, es una técnica muy versátil que separa los componentes de una mezcla líquida en función de sus diferentes interacciones con una fase estacionaria.
La HPLC es una adaptación de la cromatografía en columna. En la cromatografía en columna, una columna está llena de perlas a microescala llamada fase estacionaria. Las cuentas de fase estacionaria están funcionalizadas con grupos químicos que inducen una interacción entre la cuenta y los componentes de una mezcla ubicada en la fase líquida o móvil. A medida que la mezcla fluye a través de la columna, los componentes interactúan con la fase estacionaria de manera diferente.
En HPLC, la cromatografía en columna se realiza a un caudal más alto y, por lo tanto, a una presión más alta que la cromatografía en columna clásica. Esto permite el uso de cordones de fase estacionaria más pequeños con una mayor relación superficie-volumen, lo que aumenta en gran medida la interacción de la fase estacionaria y los componentes en la fase móvil.
Este video presentará los conceptos básicos del funcionamiento de la HPLC al demostrar la separación de los componentes de varios refrescos dietéticos.
Hay dos tipos de HPLC que se utilizan en el laboratorio: analítico y preparativo. En la HPLC analítica, el instrumento se utiliza para identificar componentes de un pequeño volumen, y la muestra analizada se descarta como residuo. En la HPLC preparativa, el instrumento se utiliza para purificar una mezcla y se recoge una cantidad deseada de cada componente en fracciones.
La instrumentación de HPLC consta de una serie de componentes simples. En primer lugar, la fase móvil, mantenida en depósitos de disolvente, es bombeada a través del sistema por una o más bombas a un caudal constante. El inyector de muestras inyecta la muestra en la corriente de fase móvil. La muestra, diluida por la fase móvil, se entrega a la columna de HPLC, donde se separan los componentes de la muestra. A continuación, el detector analiza los componentes y los guarda en fracciones para su uso posterior o los transfiere a una botella de residuos.
La columna de HPLC es el componente clave del sistema. Está compuesto por un cilindro de metal o plástico, empaquetado con perlas a microescala de fase estacionaria o resina de cromatografía. La mezcla de muestra fluye a través del lecho de partículas empaquetadas a un caudal constante y cada componente interactúa con la fase estacionaria a medida que fluye.
Los compuestos interactúan con la fase estacionaria de manera diferente y, por lo tanto, viajan a lo largo de la columna hasta el detector a una velocidad diferente. El tiempo necesario para que un componente salga de la columna, o eluya, se denomina tiempo de retención. El resultado es un gráfico de tiempo de retención frente a intensidad, o un cromatograma. El tiempo de retención se utiliza para identificar el componente. El tamaño del pico, específicamente el área debajo del pico, se utiliza para cuantificar la cantidad del compuesto en la solución inicial.
La elección de la fase estacionaria depende de las propiedades de los componentes de la mezcla de muestra. La fase estacionaria más utilizada son las perlas de sílice, ya que son un material inerte no polar que forma perlas a microescala y alcanza una densidad de empaquetamiento suficiente. El tipo más común de HPLC es la cromatografía de fase reversa, que utiliza una fase estacionaria hidrofóbica, generalmente perlas de sílice con cadenas C18 unidas a la superficie de las perlas. Los componentes se eluyen en orden decreciente de polaridad.
La fase móvil utilizada en la cromatografía de fase reversa suele ser una mezcla de agua y un disolvente orgánico, como el acetonitrilo. Dependiendo de la muestra, la fase móvil puede permanecer en una proporción constante de agua y disolvente orgánico, lo que se conoce como modo isocrático. Sin embargo, esto puede dar lugar a picos amplios, en el caso de un alto contenido de agua, o picos superpuestos, en el caso de un alto contenido orgánico.
La relación de fase móvil también se puede cambiar linealmente o por pasos durante la separación, para crear un gradiente de fase móvil. Una elución en gradiente puede evitar el ensanchamiento de los picos de los componentes menos polares, mejorando así la separación y acortando el tiempo de elución.
Ahora que se han esbozado los conceptos básicos de la HPLC, se demostrará la técnica de HPLC en el laboratorio. En este experimento, se utilizará HPLC para separar y cuantificar tres componentes comunes de los refrescos dietéticos.
En primer lugar, para preparar la fase móvil, añadir 400 mL de acetonitrilo a 1,5 L de agua desionizada purificada. A continuación, añada con cuidado 2,4 ml de ácido acético glacial. Diluir la solución hasta un volumen total de 2 L. La solución resultante debe tener un pH entre 2,8 y 3,2.
Ajuste el pH a 4,2 añadiendo un 40% de NaOH, gota a gota, a la solución de agitación, con el uso de un medidor de pH calibrado.
Filtre la fase móvil a través de un filtro de membrana de 0,47 μm al vacío para desgasificar la solución y eliminar los sólidos que podrían obstruir la columna. Es importante desgasificar la solución, ya que las burbujas pueden causar vacíos en la fase estacionaria o llegar a la celda del detector y causar inestabilidad en las mediciones.
Prepare soluciones de tres componentes de cafeína, benzoato y aspartamo, que son tres componentes típicos de los refrescos dietéticos. Estas soluciones de componentes se utilizan para preparar las soluciones estándar que se utilizarán para determinar las incógnitas. Prepare 500 ml de las soluciones de cafeína y benzoato.
Prepare 100 mL de la solución componente de aspartamo. Guarde la solución en el refrigerador cuando no esté en uso para evitar la descomposición.
A continuación, prepare 7 soluciones estándar, cada una con diferentes concentraciones de cafeína, benzoato y aspartamo. Pipetear la cantidad adecuada de cada componente en un matraz aforado y diluir hasta la marca de 50 ml con fase móvil.
Cada una de las 3 primeras soluciones contiene un componente, para permitir la identificación de picos. Las otras 4 soluciones contienen un rango de concentraciones de los 3 componentes, con el fin de correlacionar la altura del pico con la concentración.
Vierta cada solución estándar en un vial etiquetado en un estante de muestras. Guarde el estante de muestras con las muestras y las soluciones restantes en el refrigerador.
En primer lugar, configure la fase móvil y los contenedores de residuos. Asegúrese de que las líneas de residuos se introduzcan en un contenedor de residuos y no se reciclen de nuevo en la fase móvil. Asegúrese de que la línea de fase móvil de entrada se alimente al contenedor de fase móvil.
Verifique que el caudal de la fase móvil esté ajustado a 0,5 mL/min. Este caudal permitirá que todos los componentes eluyan en 5 minutos, pero es lo suficientemente lento como para garantizar la resolución de picos individuales.
A continuación, verifique las presiones mínima y máxima en el sistema de suministro de solvente. Estos ajustes apagan la bomba en caso de fuga u obstrucción, respectivamente.
Presione "cero" en el panel frontal de los detectores para establecer el espacio en blanco. Enjuague un 100-? L jeringa con agua desionizada, luego con varios volúmenes de 1 de los 7 estándares de trabajo. A continuación, llene la jeringa con esa solución. Comience con las 3 muestras de un solo componente para identificar el pico de cada componente.
A continuación, inyecte manualmente la solución, colocando el mango del inyector en la posición de carga. Inyecte lentamente el 100 ? L de solución a través del puerto del tabique.
Verifique que el programa de recopilación de datos esté configurado para recopilar datos durante 300 s, lo que permite tiempo suficiente para que los 3 picos eluyan a través del detector. Cuando esté listo para comenzar el ensayo, gire el mango del inyector a la posición de inyección, para inyectar la muestra en la fase móvil. Inmediatamente, haga clic en "Iniciar prueba" en el programa de recopilación de datos. Cuando se complete el escaneo, repita el proceso para cada una de las 7 soluciones estándar. Para cada uno de los 3 primeros estándares, solo aparece uno de los 3 picos. Anote la ubicación del pico, que se utiliza para identificar el componente.
Selecciona 3 muestras de refrescos dietéticos y déjalos reposar en recipientes abiertos durante la noche para eliminar la carbonatación.
Después de la desgasificación durante la noche, extraiga aproximadamente 3 ml de cada refresco dietético en una jeringa de plástico. A continuación, coloque una punta de filtro en la jeringa y empuje la soda a través del filtro hacia un frasco de vidrio, para eliminar las partículas sólidas.
Diluir 2 mL de cada muestra con 2 mL de la fase móvil para disminuir la concentración de soda a la mitad.
Sorteo 100 ? L de una de las muestras de refresco en una jeringa e inyectarla en el circuito de muestra. Ejecute la prueba con parámetros idénticos a los de las soluciones estándar. Repita para cada muestra de refresco.
En primer lugar, correlacione las áreas pico de las muestras estándar con las concentraciones conocidas. Para ello, determine las áreas de pico en los cromatógrafos para cada muestra estándar utilizando el método triangular. Calcule las horas de altura máxima con la anchura a la mitad de la altura y utilice este valor como el área máxima.
Usando el área de pico y las concentraciones conocidas, cree una curva de calibración para cada componente y determine el ajuste de mínimos cuadrados para cada curva de calibración.
Calcule la concentración de cada componente en las gaseosas dietéticas de las áreas pico. Recuerde que todas las gaseosas se diluyeron en un factor de 2 antes de inyectarlas en la HPLC. Con base en estos resultados, calcule los mg de cada componente en una lata de refresco de 12 onzas.
Como era de esperar, las 3 gaseosas analizadas contenían aproximadamente la misma cantidad del benzoato conservante. Sin embargo, los productos de Coca-Cola contenían más cafeína. Los valores calculados para todos los componentes se correlacionaron bien con los valores informados por los fabricantes.
La HPLC es un instrumento muy versátil que se utiliza en una amplia gama de análisis.
La HPLC se utiliza a menudo para purificar moléculas peptídicas. En este ejemplo, se prepararon complejos de péptidos transmembrana y luego se estabilizaron mediante reticulación oxidativa de las proteínas con enlaces disulfuro.
A continuación, las proteínas se disolvieron en ácido fórmico y se purificaron mediante HPLC de fase reversa. A continuación, la muestra se eluyó utilizando un gradiente lineal de dos disolventes y la pureza se confirmó con espectrometría de masas.
La HPLC también se puede utilizar para identificar compuestos orgánicos sintetizados en el laboratorio. En el experimento de Miller-Urey se estudió la síntesis abiótica de compuestos orgánicos en la tierra primigenia. Los gases primordiales, como el metano y el amoníaco, se introdujeron en un matraz que contenía agua, simulando los primeros océanos. Luego se aplicó una descarga eléctrica, imitando los rayos en la tierra primordial.
A continuación, el agua se analizó mediante HPLC junto con espectrometría de masas y se comparó con los estándares de aminoácidos conocidos. En este experimento se sintetizaron e identificaron 23 aminoácidos.
Acabas de ver la introducción de JoVE a la HPLC. Ahora debe comprender los conceptos básicos de la ejecución del instrumento y el análisis de los datos resultantes.
¡Gracias por mirar!
Q1: How does HPLC separate components in a liquid mixture?
HPLC separates components based on their different interactions with a stationary phase. A liquid mobile phase is pumped through a column packed with small beads of stationary phase. Components interact differently with these beads and travel through the column at different rates, causing separation. The time each component takes to exit the column, called retention time, identifies the component.
Q2: What is the difference between analytical and preparative HPLC?
Analytical HPLC identifies components in a small sample volume, which is then discarded as waste. Preparative HPLC purifies a mixture and collects a desired amount of each component in fractions for later use. Both use the same separation principle but differ in their purpose and sample handling after analysis.
Q3: Why is degassing the mobile phase important in HPLC?
Degassing removes dissolved gases from the mobile phase before it enters the column. Bubbles in the mobile phase can create voids in the stationary phase or travel to the detector cell, causing measurement instability. Filtering the mobile phase through a membrane filter under vacuum effectively removes gases and solid particulates that could clog the column.
Q4: What does the chromatogram tell you about separated components?
A chromatogram plots retention time versus signal intensity. The retention time identifies each component, while the peak area quantifies the amount of compound in the original solution. By correlating peak areas to known concentrations using calibration curves principles and applications, you can determine unknown sample concentrations.
Q5: What is reversed-phase chromatography and when is it used?
Reversed-phase chromatography uses a hydrophobic stationary phase, typically silica beads with C18 chains bonded to the surface, paired with a polar mobile phase of water and organic solvent like acetonitrile. Components elute in order of decreasing polarity. This is the most common HPLC mode and works well for water-soluble samples.
Q6: How does gradient elution improve HPLC separation?
Gradient elution changes the mobile phase ratio linearly or stepwise during separation, increasing the organic solvent concentration over time. This prevents peak broadening of less polar components that occurs with constant isocratic conditions, thereby improving separation quality and shortening elution time for complex mixtures.
Q7: Why are smaller stationary phase beads used in HPLC compared to column chromatography?
HPLC operates at higher flow rates and pressures than classical column chromatography, enabling the use of smaller stationary phase beads. These micro-scale beads have a greater surface area to volume ratio, which greatly increases interaction between the stationary phase and sample components, improving separation efficiency and resolution.
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