Fused Core / Core-Shell Partikeltechnologie in der Chromatographie

Das Besondere an der Fused Core Partikeltechnologie ist, dass das Silika basierte Packungsmaterial weder unporös noch vollporös ist. Stattdessen bestehen die Partikel aus einem festen Kern (Solid Core) und einer darüber liegenden porösen Schale (Shell), die als eigentliche Trennschicht fungiert. Dadurch werden die Diffusionswege der Analyten in der stationären Phase verkürzt, sowie das Totvolumen der gesamten Säule verringert. Dies wirkt sich positiv auf den A-, B- und C-Term der Van-Deemter-Gleichung aus, wodurch insgesamt die Bandenverbreiterung verringert wird und die möglichen Trennleistungen erhöht werden.

Mit den erhältlichen 2.7µm Core-Shell Phasen sind so Trennleistungen möglich, die im Bereich von sub-2µm Teilchen liegen, wobei der dabei auftretende Rückdruck im Bereich des vollporösen Materials gleicher Größe liegt. Diese Solid-Core Materialien sind somit gleichermaßen für HPLC und UHPLC Anlagen verwendbar. Weitere Vorteile sind eine sehr geringe Korngrößenverteilung der Packungsmaterialien, sowie hohe erreichbare Peakkapazitäten. Der Nachteil dieser Phasen liegt in der geringeren Beladbarkeit im Vergleich zu vollporösen Materialien.

Durch die schmale poröse Hülle auf dem unporösen Kern, sind die Wege, die eine Analyt innerhalb der Poren durch Diffusion zurücklegen kann, wesentlich kürzer. Dies hat einen schnelleren Massentransfer zur Folge, wodurch die Peakbreite reduziert wird. Dies wirkt sich positiv auf dem sogenannten B-Term der van-Deemter Gleichung aus, was schnellere Flussraten bei hoher Effizienz erlaubt.

Auf Grund des speziellen Produktionsprozesses bei Fused Core Partikeln, ist die Größenverteilung der Fused Core Partikel deutlich schmäler im Vergleich zu klassischen Partikeln. Diese schmälere Verteilung sorgt einerseitz für einen niedrigeren Gegendruck und andererseits für einen gleichmäßigeren Fluss der mobilen Phase um die Partikel. Dies hat wiederum zur Folge, dass der A-Term der van-Deemter Gleichung abnimmt. 

Durch die oben aufgezählte Verbesserungen des B-Terms durch einen schnelleren Massentransfers und des A-Terms durch einheitlichere Partikel, ist die Bodenhöhe für Fused Core Partikel geringer. Dies hat direkt höhere Bodenzahlen zur Folge. Da die Bodenhöhe auch mit höheren Flussraten bei Fused Core Partikeln nicht merklich zunimmt, können diese Partikel bei hohen Flussraten auch hohe Bodenzahlen vorweisen. Ein weiterer Pluspunkt für hohe Flussraten sind auch der vornerein niedrigere Gegendruck, was die Verwendung von Fused Core Partikeln mit hohen Flussraten auch auf einer konventionellen HPLC Anlage erlaubt.