Pokud při práci s vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií (HPLC) ve výzkumu a průmyslu používáte tradiční částicové separační kolony, musíte používat vysoké tlaky až 1 400 barů. Takto vysoké tlaky však nejsou nutné při použití speciálních kolon Chromolith^® z portfolia Supelco^®, které jsou vyrobeny z jednoho souvislého kusu a umožňují vysokoúrovňovou a rychlou separační účinnost při relativně nízkém zpětném tlaku kolon. Vyrábějí se výhradně v německém Darmstadtu

Ať už se jedná o zbytky insekticidů v medu, umělá barviva v pomerančové šťávě nebo čistotu léčiv, chromatografické separační metody jsou nepostradatelné v mnoha oblastech výzkumu a průmyslu. Nejčastěji používanou analytickou metodou se stala vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC).

Čím je HPLC tak výjimečná? Extrémně jemné částice v separačním materiálu zajišťují vysokou separační účinnost. Čím jemnější je separační materiál – známý jako stacionární fáze –, tím lepší je separační účinnost. A právě v tom spočívá problém, protože jemnější materiál zároveň znamená menší mezery mezi částicemi. Tím se zvyšuje tlak vytvářený v „mobilní fázi“ pro separaci analyzovaných látek.

„Při rychlé vysokoúčinné separaci s velmi malými částicemi se snadno dosáhne tlaku 300 barů nebo více,“ vysvětluje Petra Lewitsová, produktová manažerka odpovědná za tuto část portfolia Supelco^® v divizi Life Science společnosti Merck. „Je možné dosáhnout tlaku dokonce až 1 400 barů. V určitém okamžiku však narazíte na omezení, protože tento nepřetržitý, velmi vysoký tlak zatěžuje celý systém. Kolony s malými částicemi se tak poměrně rychle ucpou. To má významný negativní vliv na životnost kolon a náklady na analýzu,“ říká Lewitsová.

Existuje však řešení, které umožňuje toto omezení překonat. Místo kolon se stále jemnějšími a jemnějšími stacionárními fázemi lze použít monolit, separační kolonu, která je vyrobena z jednoho souvislého kusu. Když byly v 90. letech minulého století uvedeny na trh první modely, byla separační účinnost stále příliš nízká. To se změnilo, jakmile se japonskému výzkumníkovi Kazukimu Nakanišimu podařilo vyrobit monolit ze silikagelu. Chemické znalosti však k uvedení výrobku na trh nestačily. Potřeboval podporu průmyslového odvětví. O této situaci se dozvěděla Karin Cabrerová, která v té době pracovala na nových chromatografických materiálech v oddělení výzkumu a vývoje ve společnosti Merck. Cabrerová, která má doktorát z chemie, rozpoznala velký potenciál produktu a spojila se s kolegy z Kjótské univerzity.

Chemie stojící za vznikem křemičitých gelů nebyla velkým tajemstvím. Jsou to však požadavky na výrobu separační kolony z jednoho souvislého kusu, co tento proces odlišuje od konvenčního. Monolity se formují ve speciálně připravených gelovacích trubicích, které pak vytvářejí požadovaný válcový tvar. Pro každou velikost kolony HPLC se používá jiná gelovací trubice.
Velikost makropórů se určuje pomocí polyetylenoxidu. Na povrchu silikagelu se pak vytvoří mezopóry, které jsou přibližně stokrát menší. Ty se pak používají k oddělení směsi látek. 

Nejprve však bylo třeba překonat zásadní problém. Aby mohly být monolity použity v HPLC, musí být dostatečně stabilní za přítomnosti tlaku i rozpouštědel. Společnost Merck vyvinula speciální proces, při kterém byly monolity potaženy vysokoúčinnými plasty. Benjamin Peters, nástupce Karin Cabrerové, vysvětluje: „Povlakování je nejnáročnějším krokem a je základem výroby sloupců Chromolith^®. Žádnému z našich konkurentů se doposud nepodařilo pokrýt silikagelové monolity srovnatelným povlakem.“ I po dvaceti letech je tak tento speciální proces jedinečný pro portfolio analytických výrobků Supelco^®.